Optimale beluchting voor nauwkeurige regulatie en minimaal energieverbruik

De organische verbindingen die tijdens de biologische behandeling worden verwijderd, bevatten aanzienlijke hoeveelheden chemische energie die kunnen worden gebruikt voor het optimaliseren van de behandelingsprocessen. En met de huidige kennis en technologie, kunnen eigenlijk energie neutrale - of zelfs energie producerende bedrijven gerealiseerd worden.

Beluchting is een belangrijk onderdeel van afvalwaterzuivering en het is het meest energieverslindende proces in de zuiveringsinstallatie. Het optimaliseren van dit proces is daarom een belangrijke stap op weg naar een energie producerende bedrijven.

Wat is beluchting?

Beluchting is het proces waarbij lucht wordt toegevoegd aan een vloeistof of een substantie. Water beluchting betekent dus zuurstof toevoegen aan water of de zuurstofverzadiging verhogen, en er zijn een aantal verschillende manieren om dit te doen.

De meest toegepaste methoden voor water beluchting zijn waterval en luchtdiffusie methoden. Watervallen beluchten het water met behulp van sproeikoppen om het contact te vergroten en daarmee het vermogen om de zuurstof te absorberen te verbeteren. Luchtdiffusie beluchters daarentegen pompen lucht in het water. Dit creëert kleine luchtbellen die door het water reizen en op deze manier vergroot het wateroppervlak dat wordt blootgesteld aan de lucht [1].

Biologische afbraak

Het verwijderingsproces van verontreinigingen zoals fosfor, stikstof en organische verbindingen in waterzuiveringsinstallaties omvat meestal de stappen van mechanische, biologische en chemische behandeling.

De meeste biologische afvalwaterzuiveringssystemen omvatten beluchting als onderdeel van het proces. De biologische behandeling maakt gebruik van in de natuur voorkomende micro-organismen om verontreinigingen in het afvalwater af te breken, en door lucht aan het water toe te voegen, wordt zuurstof verschaft voor aërobe biologische afbraak van organische materialen. De biologische afbraak zal een uiterst langzaam proces zijn in het geval het zuurstofniveau niet voldoende is. Aan de andere kant kan een teveel aan zuurstof leiden tot N2O-emissie - een gas dat veel sterker en meer schadelijk is voor het milieu dan CO2. Daarom is een nauwkeurige regulatie van de beluchting erg belangrijk [2].

Verwijdering van anorganische verbindingen

Daarnaast wordt beluchting bij afvalwaterbehandeling gebruikt om het niveau van kooldioxide, ammoniak en waterstofsulfide te verlagen en om bijvoorbeeld ijzer en mangaan door oxidatie te verwijderen. Hoewel zwavelverbindingen niet noodzakelijk schadelijk zijn, kan de zeer slechte geur en smaak er toe leiden om deze verbindingen uit het water te halen. Verzadiging van het water met stikstof en zuurstof benaderen het evenwicht met de omringende atmosfeer en verwijdert bijna volledig CO2, waterstofsulfide en ammoniak. Als alternatief voor chloor als chemisch desinfectiemiddel, kan beluchting kleinere hoeveelheden zwavelverbindingen efficiënt verwijderen, en zowel ijzer als waterstofsulfide kunnen effectief worden geoxideerd om ferro ijzer te veranderen in ferri ijzer en om waterstofsulfide te reduceren tot atomaire zwavel. Deze verbindingen kunnen vervolgens fysiek uit het water worden gefilterd [1].

Nauwkeurige regelgeving is belangrijk

Beluchting is de meest energieverslindende activiteit op een afvalwaterzuiveringsinstallatie en dit proces telt doorgaans tot 50% van het totale stroomverbruik in de installatie [3].

Vanwege het hoge energieverbruik wordt beluchting beschouwd als een van de meest kritische stappen van afvalwaterbehandeling en heeft een goed ontworpen beluchtingssysteem direct invloed op zowel de effectiviteit als de economie. Het regelen van het beluchtingsproces vermindert niet alleen de energie die wordt gebruikt voor de afvalwaterbehandeling, het kan ook de uitstoot van CO2 verminderen. Zoals reeds vermeld, kunnen de energiebesparende acties echter leiden tot N2O-emissie als het proces niet correct wordt geregeld. Daarom is een precieze regelgeving belangrijk - niet alleen voor de economie, maar ook voor het milieu.