Nederlands

INVENT, met zijn sterke wortels in vloeistofmechanica aan de Universiteit van Erlangen-Neurenberg, heeft sinds zijn oprichting een leidende rol gespeeld in CFD-simulaties voor toepassingen in water- en afvalwaterbeheer. Vanuit hun visie op innovatie werd THINK Fluid Dynamix^® opgericht, een gespecialiseerde business unit die geavanceerde CFD-gebaseerde technische oplossingen biedt voor de water-, afvalwater- en chemische industrie.

De uitdaging van afvalwatermodellering

Het modelleren van hydraulische processen in de afvalwaterzuivering vereist een multidisciplinair team met uitgebreide praktijkervaring. Effectieve oplossingen omvatten niet alleen het simuleren van de vloeistofdynamica, maar ook het begrijpen van het complexe samenspel van chemie, biologie, civiele techniek en meer.

THINK Fluid Dynamix^® blinkt hierin uit door het combineren van geavanceerde numerieke modellering, een multidisciplinair team en meer dan 25 jaar ervaring in de sector om betrouwbare en effectieve oplossingen te bieden.

CFD-simulaties bieden talloze voordelen voor de afvalwaterzuivering, zoals verbeterde procesefficiëntie, kostenbesparingen en een hogere ecologische duurzaamheid. Deze simulaties worden praktisch toegepast in verschillende processen, waaronder de analyse van stroomverdeling, de optimalisatie van meng- en beluchtingstanks, en vele andere delen van een waterzuivering.

De water- en afvalwaterindustrie staat echter voor unieke uitdagingen, zoals het simuleren van roterende machines, het beheren van meerfasestromen (waarbij vloeistoffen, vaste stoffen en gassen betrokken zijn) en het modelleren van complexe materialen zoals actief slib met niet-Newtoniaans gedrag. Gezien de complexiteit van deze systemen, vooral bij organische verbindingen, is het vaak noodzakelijk om numerieke modellen experimenteel te kalibreren om een nauwkeurige brug te slaan tussen theorie en praktijk.

CFD in productontwikkeling

CFD-modellering speelt ook een cruciale rol in de R&D-inspanningen van INVENT. Innovatieve producten zoals de CYBERFLOW^®-Accelerator en de nieuwste versie van de HYPERCLASSIC^®-Mixer zijn in hun beginfase volledig ontwikkeld door middel van CFD-simulaties en AI-gestuurde vormoptimalisatie. Met behulp van de meest geavanceerde CFD-technologie en krachtige computerclusters kunnen honderden ontwerpvarianten en scenario’s snel worden geanalyseerd, wat resulteert in geoptimaliseerde productontwerpen van hoge kwaliteit.

Conclusie

Dankzij de integratie van geavanceerde CFD-simulaties, procestechniek, experimenteel onderzoek en een multidisciplinair team met meer dan 25 jaar ervaring, heeft INVENT een platform gecreëerd dat een brug slaat tussen theorie en praktijk en de meest geavanceerde CFD-diensten biedt voor de water- en afvalwaterindustrie.

Dit noemen wij: THINK Fluid Dynamix^®

De ontwikkeling van duurzame waterbehandeling is een belangrijke uitdaging voor de groeiende stad Lafayette, Colorado, gelegen aan de rand van de Rocky Mountains.

Sinds 2022 bouwt de stad een nieuwe, krachtige installatie om de watervoorziening van de regio te verbeteren met behulp van geavanceerde technologieën voor afvalwaterbehandeling. Een centraal kenmerk van deze installatie is de installatie van 13 uiterst efficiënte HYPERCLASSIC^®-mengen beluchtingssystemen van INVENT, speciaal ontworpen voor uitdagende omstandigheden voor afvalwaterbehandeling.

Van 19 tot 21 maart staat INVENT weer op de Aqua Nederland vakbeurs in Gorinchem. Op onze stand met nummer J138 begroeten wij jullie graag met de HYPERCLASSIC^®-Menger op ware grootte.

Wij zien uw bezoek tegemoet!

Aqua Nederland is dé vakbeurs van Nederland op het gebied van afvalwater, drinkwater, proceswater en stedelijk water & rioolbeheer. Tijdens Aqua Nederland wordt vraag en aanbod van watertechnologie, waterbeheerdiensten en kennisproducten samengebracht.

Ongeveer 50 bedrijven hebben zich gevestigd in het Weinheim Industrial Park bij Mannheim, Duitsland, op een oppervlakte van ruim 800.000 m². Dagelijks gaan bijna 6.500 medewerkers in en uit. Uiteraard wordt er ook afvalwater op overeenkomstige schaal geproduceerd, dat biologisch wordt gezuiverd in het meng- en egalisatiebassin bij het park. Voor de behandeling is het noodzakelijk om het slib nabij de bodem van het bassin op te wervelen en in een stroom te brengen.

Om dit te verwezenlijken werd gekozen voor de HYPERDIVE^®-Mixers van INVENT. Dit zijn dompelmotoraangedreven mengsystemen die zeer eenvoudig in reeds gevulde systemen kunnen worden geïntegreerd en geen brugconstructie vereisen.

Membraanbeluchting systemen zijn overal aanwezig in moderne waterzuiveringsinstallaties. Essentieel voor deze beluchtingssystemen is een toevoer van gecomprimeerde lucht om zuurstof voor de biologie in het afvalwater te introduceren. Daarom heeft INVENT haar portfolio uitgebreid met de zeer efficiënte iTURBO^®-Blower om een efficiënte manier te beluchten.

Aangedreven door een hoge toeren PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) met een efficiëntie van maximaal 98 procent en wrijvingsloze high-performance luchtlagers, werkt de iTURBO^®-Blower met een geïntegreerde frequentie omvormer (VFD). Deze drijft niet alleen de motor aan, maar bewaakt ook het koppel, vermogen en de snelheid van de motor. Dit tezamen zorgt voor een betrouwbare en onderhoudsarme werking. Het compacte en lichtgewicht ontwerp van de iTURBO^®-Blower maakt ook een eenvoudige installatie mogelijk en heeft een geïntegreerd, geluidsarm ontwerp met motor, turbowaaier, VFD en besturingssysteem in één compacte eenheid. De blower heeft geen olie en vereist alleen regelmatige vervanging van luchtfilters als onderhoudswerk. De samenwerking van deze functies kan leiden tot een verlaging van de bedrijfskosten tot wel 30% in vergelijking met conventionele blowers. Bovendien beschikt het over een gebruiksvriendelijk HD touchscreen HMI.

 State-of-the-Art Productietechnologie

Voor de productie van de iTURBO^®-blower heeft INVENT moderne productietechnieken geïmplementeerd waarmee de blower op maat kan worden gemaakt voor de specifieke eisen van een waterzuiveringsinstallatie. Deze technologie optimaliseert het energieverbruik en past het bedrijfsbereik perfect aan op de respectievelijke toepassing.

HYPERCLASSIC^®-Mixing and Aeration System

De iTURBO^®-Blower en het in België veelgebruikte HYPERCLASSIC^®-Meng en beluchtings systeem vormen een waar droomteam. De twee machines vullen elkaar perfect aan, resulterend in een verlaging van de energiekosten en maximalisering van het systeemrendement. Dankzij het brede bedrijfsbereik kan deze combinatie een verscheidenheid aan bedrijfspunten met hoge efficiëntie bestrijken. INVENT kan zo het complete pakket aanbieden en beide producten perfect coördineren om de algehele prestaties voor elke beluchtingstaak te optimaliseren.

Met de innovatieve iTURBO^®-Blower en het bewezen HYPERCLASSIC^®-Meng en Beluchtings systeem biedt INVENT een eersteklas oplossing voor maximale prestaties in water- en afvalwaterzuivering.

Over INVENT Umwelt- und Verfahrenstechnik

AG INVENT is een pionier op het gebied van milieutechnologische oplossingen. Met het hoofdkantoor in Erlangen, Duitsland en verdere wereldwijde locaties ontwikkelen, produceren en distribueren ze innovatieve componenten en systemen voor energiezuinige water- en afvalwaterzuivering. Het assortiment producten, waaronder mixers, beluchtingssystemen, filters en simulaties, bedient zowel gemeenten als industrieën. Complete oplossingen, inclusief ontwerp, engineering, levering, installatie en training, maken het portfolio compleet.

Schoon water is een schaars goed, vooral in droge en hete klimaatzones. Getroffen landen die grenzen aan oceanen hebben een uitweg uit het tekort: ontzilting van zeewater. Wereldwijd voorzien meer dan 20.000 zeewaterontziltingsinstallaties miljoenen mensen, plus dieren, planten en de aangrenzende economie van drinkwater. Een van de grootste ontziltingsinstallaties voor zeewater die gebruikmaken van Invent-technologie, bevindt zich in het Sultanaat van Oman. Deze zeewaterontziltingsinstallatie staat in het noorden van de olie- en gasrijke staat, in Al-Ghubra, een buitenwijk van de hoofdstad Muscat. De installatie draait sinds 2016 en maakt de winning van 191.000 kubieke meter drinkwater per dag mogelijk. De mixers zijn geïntegreerd in het flocculatieproces, dat dient om de fijnste vaste deeltjes te scheiden.

Neem voor meer informatie contact op met ons INVENT-kantoor in de Verenigde Arabische Emiraten:

INVENT Middle East (FZE)
SAIF Office Z3-06
P.O. Box 121720 Sharjah
UAE

Aan de hand van een grote producent van papier- en kartonproducten voor de verpakkingsindustrie laten we zien waarom INVENT de ideale oplossing biedt voor de afvalwaterzuivering in deze sector.

Sommige industrietakken kenmerken zich door een bijzonder hoog energie- en waterverbruik en hebben de ambitie om beide op duurzame wijze te verminderen. Een van die industrietakken is de pulp- en papierindustrie. De waterzuivering speelt daarbij een belangrijke rol en INVENT Umwelt- und Verfahrenstechnik AG levert producten die daarvoor optimaal geschikt zijn.

Een goed praktijkvoorbeeld voor de INVENT-techniek in de afvalwaterreiniging van de papierindustrie treffen we aan in Varel, Noord-Duitsland. Aan de rand van deze stad bevindt zich de papier- en kartonfabriek Varel. Met ruim 600 medewerkers en een capaciteit van ongeveer 925.000 ton is de fabriek een van de grootste productielocaties in de Duitse papierindustrie.

De fabriek bestaat ondertussen al 84 jaar. Varel produceert vooral klassieke grondstoffen voor de verpakkingsindustrie en is in de afgelopen decennia geleidelijk aan gemoderniseerd en uitgebreid. Al in 1976 liet de onderneming als een van de eerste papierfabrieken in Duitsland een biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie installeren. Naarmate het bedrijf verder groeide, werd deze installatie in 1994 uitgebreid tot een tweetraps zuiveringsinstallatie.

De daaropvolgende uitbreidingen – het moment waarop de techniek van INVENT in beeld komt – vinden plaats van 2012 tot 2014. Tijdens deze uitbreidingen werden in de bassins van Varel voor de aerobe afvalwaterbehandeling HYPERCLASSIC^® Menger- en Beluchtingssystemen in een roestvrijstalen kooi geïnstalleerd. De kooi biedt onder meer het voordeel dat er onderhoud bij een gevuld bassin kan plaatsvinden. mengers zowel voor de installatie als ook voor het onderhoud bij een gevuld bassin erin en eruit kan worden gehesen.

Het HYPERCLASSIC^® Menger- en Beluchtingssysteem combineert op een unieke wijze de eigenschappen van een menger met die van een beluchter en biedt daardoor zeer flexibele gebruiks- en toepassingsmogelijkheden. Enerzijds zorgt het tijdens het aerobe proces voor voldoende zuurstof in het actieve slib om de organische inhoud af te breken. Anderzijds wordt het beluchtingsbassin homogeen doorgeroerd en blijven zowel het zware, actieve slib alsook de kleine deeltjes in zwevende toestand.

Door het energiezuinige bedrijf, de hoge kwaliteit en de lange levensduur van de componenten heeft het HYPERCLASSIC^®Menger- en beluchtingssysteem zich de afgelopen decennia ontwikkeld als industriestandaard op het gebied van aerobe behandeling van papierafvalwater.

Toen de papier- en kartonfabriek Varel in 2019 280 miljoen euro investeerde in de productievestiging, omvatte dit ook een aanzienlijke uitbreiding van de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Er kwamen reeds 13 beproefde HYPERCLASSIC^® Menger- en Beluchtingssystemen met kooi van INVENT.

In Poperinge bouwt Aviko een gloednieuwe fabriek voor de productie van aardappelvlokken en diepvriesfrieten. Eens op volle toeren zal er dagelijks 175.000 ton aardappelen verwerkt worden, goed voor een afvalwaterstroom van ruim 2.500 m3/dag. Veolia Water Technologies werd aangesteld om de waterzuivering te bouwen, opdat het zwaar beladen water – de COD-belasting loopt op tot 26 ton per dag – geloosd en hergebruikt kan worden.

Het afvalwater van de aardappelverwerkende industrie is traditioneel een uitdagende stroom. Een hoog zetmeelgehalte, een zeker aandeel vethoudend water afkomstig van de frituurinstallatie en doorgaans hoge concentraties stikstof en fosfor maken de afvalwaterzuivering een complexe aangelegenheid. In Poperinge deden de strenge lokale lozingsnormen, met een maximum van onder andere 1 mg totaal fosfor, daar echter nog een schepje bovenop, net als de vraag van Aviko om de installatie zo compact mogelijk te houden. “De ambities voor het project lagen erg hoog”, beaamt Veolia sales manager Michel Danau. “Het is dankzij onze gecombineerde expertise dat we ze zullen halen.”

Compact, doch performant

Een oppervlakte van 55 x 60 m. Dat kreeg Veolia om het afvalwater te zuiveren. Al wordt de eerste belangrijke stap volgens Veolia project manager Sam Varga al eerder genomen. “Zetmeelhoudend en vethoudend water worden doorheen de productie apart gehouden. Het zetmeelhoudend water, de grootste stroom, gaat meteen naar de waterzuivering, waar we het zetmeel in een lamellenseparator laten bezinken en water, slib en biogas middels een UASB verder gescheiden worden. Pas dan wordt de veel kleinere stroom vethoudend water, die in de productie al een vetbehandeling op basis van flotatie kreeg, aan de stroom toegevoegd. Op die manier vermijden we dat vetten het anaëroob proces verstoren.” De behandeling van de samengevoegde stroom gebeurt biologisch, op basis van een nitrificatie-denitrificatieproces, gevolgd door ultrafiltratie. Uniek is echter dat het in beide gevallen om een dubbel proces gaat. “Niet alleen maken we gebruik van een pre- en een post-nitrificatie/denitrificatie, maar we voorzien ook twee in serie geschakelde MBR’s. Enkel op die manier is het mogelijk om aan dergelijke hoge debieten de strenge stikstof- en fosforeisen te realiseren.”

Focus op valorisatie

De verregaande zuivering en fosforverwijdering openen tegelijk de deur naar waterhergebruik in het productieproces. Daarvoor wordt na de MBR’s nog een RO-unit geschakeld. “In eerste instantie zullen we maar een beperkt deel van het afvalwater kunnen recirculeren; in de toekomst hopen we dit fors op te voeren”, aldus Cor Koole, projectverantwoordelijke bij Aviko. “Nu botsen we met het concentraat van de RO helaas nog tegen de lozingsnormen aan.” Aviko en Veolia voorzien evenwel nog andere mogelijkheden om de verschillende stromen te valoriseren. “In samenspraak met de stad Poperinge hebben we een bufferbekken aangelegd waarin zowel hemelwater als ons effluent verzameld wordt. Dat kan door lokale sportverenigingen en bepaalde landbouwers gebruikt worden om velden te sproeien. En natuurlijk produceren we in de waterzuiveringsinstallatie ook biogas, waarmee onze boilers gevoed worden.”

Voor mens en omgeving

Teneinde de ergonomie van de operatoren en het comfort van de omgeving te vrijwaren, werd verder sterk geïnvesteerd in ventilatie en isolatie. “Alle slibcontainers worden binnen opgesteld en in alle lokalen is er actieve ventilatie, afzuiging en luchtbehandeling voorzien”, aldus Danau. “Ruimtes waar meer geurhinder verwacht wordt, zijn met behulp van sassen extra afgesloten en bij de pomplokalen werd er bijvoorbeeld veel aandacht besteed aan geluidsisolatie. Dergelijke zaken worden vaak over het hoofd gezien, maar het mooie aan een nieuwe installatie is dat je het meteen in het concept kan meenemen.”

Tekst geschreven door: Veolia Water Technologies Belgium

In de RWZI Staufener Bucht in Duitsland werden de 15 HYPERCLASSIC^®-mengers van INVENT vervangen door een nieuwere versie. Daardoor kon men een kleine 54% besparen op het elektriciteitsverbruik. Het vermogen werd gehalveerd van 1,5 kW tot 0,75 kW en het toerental kon gereduceerd worden van 20,8 tpm tot 15,8 tpm. De nieuwe installatie is nu zo’n drie jaar in werking. De nieuwe mengers hebben zich duidelijk in de praktijk bewezen. INVENT blijft constant zijn hyperboloïde mengers verbeteren, met behulp van computersimulatie en artificiële intelligentie. Door kleine wijzigingen aan te brengen aan de behuizing, de verbinding met de aandrijfas en aan de aandrijving zelf, kon de fabrikant het rendement duidelijk verbeteren.