Nederlands

Van 21 tot 23 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.

Indien u een toegangsbewijs nodig heeft sturen wij u die graag toe, neem daarvoor contact met ons op. 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.

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.

Het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem – gemaakt voor de zwaarste toepassingen

Bij water- en afvalwaterzuivering worden doorgaans meerdere processtappen toegepast. Het biologische stadium vertegenwoordigt het hart van de plant. Hier worden koolstof- en stikstofverbindingen biologisch afgebroken. De basis voor dit proces is het effectief mengen en het efficiënt transporteren van zuurstof, zodat de biologisch actieve bacteriën effectief kunnen werken.

De taak

De taak van het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssystemen voor de biologische afvalwaterzuivering is om efficiënt een grote hoeveelheden zuurstof aan het afvalwater toe te voegen. Tegelijkertijd dient het afvalwater intensief gemengd te worden zodat de zuurstofconcentratie en de actief-slibvlokken altijd gelijkmatig over de gehele reactor verdeeld worden en sedimentatie met zekerheid wordt vermeden.

Voor een efficiënte zuurstoftoevoer moeten lucht- of gasbellen van optimale grootte worden gegenereerd. Alleen op deze manier kunnen de ingebrachte zuurstofhoeveelheden optimaal worden benut. Deze optimale belgrootte is afhankelijk van de diepte van de luchtinvoer. Om lange verblijftijden van de luchtbellen in de tank te bereiken, moet de diepte van de luchtinvoer zo groot mogelijk zijn. Het genereren van bellen dient daarom dichtbij de tankbodem plaats te vinden in plaats van aan het wateroppervlak.

Een intensieve menging is van groot belang voor de optimale en veilige werking van een actiefslibinstallatie. De invloed van mengen op het zuiveringsvermogen van een plant wordt nogal eens onderschat. Het is echter gemakkelijk te begrijpen dat b.v. sedimentatie op de bodem van de tank vermindert niet alleen het beschikbare reactorvolume, maar vertegenwoordigt ook zuurstofdepressie en een bron van gifstoffen als gevolg van de meestal anaërobe processen. Naast een verminderde prestatie leidt dit tot slechte sedimentatie-eigenschappen van de slibvlokken in de secundaire bezinktank.

Slechte menging leidt echter ook tot zuurstofgradiënten in de actiefslibtank. Aan de andere kant vermindert dit de prestaties van de zuurstoftoevoer, aangezien de drijvende concentratiegradiënt afneemt. Bovendien vormen dergelijke inhomogene gebeurtenissen een probleem voor de gebruikelijke enkelpunts-zuurstofmetingen die gewoonlijk in het bovenste deel van het bassin worden geplaatst, waar de zuurstofconcentratie doorgaans hoger is dan in de rest van het bassin. In totaal wordt het beschikbare bassinvolume niet maximaal benut.

De oplossing

Al met al wenst men een systeem dat voldoet aan de bovenstaande eisen met betrekking tot optimale bellenafmetingen en homogene menging en bovendien flexibel toepasbaar is, stevig van constructie en slijtvast is.

Het INVENT HYPERCLASSIC^®-Mixing and Aeration System is speciaal ontwikkeld en geoptimaliseerd voor de zware toepassing in industriële afvalwaterzuiveringsinstallaties en zorgt voor een efficiënte zuurstofoverdracht en de optimale menging tijdens de biologische fase. In vergelijking met conventionele systemen heeft het de volgende voordelen:

Naast de taak van het inbrengen van zuurstof wordt ook de belangrijke functie van mengen en voorkomen van sedimentatie vervuld.
Dankzij de mechanische beluchtingsmethode is de zuurstofoverdracht in afvalwater bijna net zo hoog als in zuiver water.

Het ontwerpen en ontwerpen van een optimaal meng- en / of beluchtingssysteem is een zeer complexe taak. Het vereist een grote hoeveelheid competentie, know-how en ervaring. Bovenal is het belangrijk om het hele systeem te beschouwen en naast de standaard parameters ook het complete proces te begrijpen, deze informatie op te nemen en het meng- en beluchtingssysteem optimaal in het complete proces te integreren. In het geval van industriële installaties, b.v. in de pulp & papier, de petrochemische of de chemische industrie is het belangrijk om het productieproces te begrijpen, aangezien dit de samenstelling van het afvalwater aanzienlijk beïnvloedt.

Meer dan 25 jaar geleden hebben wij met de ontwikkeling van de hyperboloïde mengers een belangrijke bijdrage geleverd aan het energie-efficiënter maken van water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties. Sindsdien hebben wij onze hyperboloïde mengers continu verder ontwikkeld. Ook de bekende INVENT menger beluchter het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem is over de jaren doorontwikkeld.

Als voorbeeld heeft DUVEL Bier in Puurs, België, onze HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssystemen. Na de eerste installatie van drie machines in 2004, heeft de bierbrouwerij in de loop der jaren steeds weer voor meng- en beluchtingssystemen van INVENT gekozen en bij de recente uitbreiding eveneens voor INVENT gekozen. Gelukkig is dit in Nederland en België geen uitzondering: Een groot aantal industriële klanten, welke INVENT hebben toegepast, volgen het voorbeeld van DUVEL Bier en blijft bij de modernisering van hun installaties vertrouwen op het echte HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem.

Sinds 2018 wordt een kwart van het afvalwater van het Brussels Hoofdstedelijk gewest gezuiverd worden door middel van een excellent systeem. Het waterverbruik van 360.000 inwoners zal gefilterd worden van bacteriologische afvalstoffen en microplastics. Het gezuiverde afvalwater kan effectief hergebruikt worden voor besproeiing of irrigatie.
INVENT Umwelt und Verfahrenstechnik AG leverde voor het waterzuiveringsstation veertien mengers voor de coagulatie en flocculatie, vier mengers voor de Denitrificatie en veertien Menger/Beluchters voor de nitrificatie.

Exceptioneel zuiversysteem

Door de beperkte ruimte voor de waterzuivering is er gekozen voor de bouw van een compacte zuivering met toepassing van een membraan bioreactor (MBR) systeem. De zuivering begint met een coagulatie en flocculatie stap om bij hoge debieten een voldoende voorreiniging te garanderen. Vervolgens wordt het afvalwater naar een denitrificatiebekken, een nitrificatiebekken en membraanbekken geleid. Via deze bijkomende stappen wordt de opgeloste vervuiling, in het bijzonder stikstof en fosfor, behandeld met behulp van specifieke bacteriën die zich voeden met deze opgeloste deeltjes. Deze nieuwe inrichting is bijzonder omdat het zuivere water en de bacteriën (het zogenaamde ‘zuiveringsslib’) van elkaar gescheiden worden via zuivering door membranen. De geïnstalleerde membraanoppervlakte maakt van Step Sud de op één na grootste eenheid van dit type in Europa.

Zeer diepe tanks

De bassins zijn uitzonderlijk diep gemaakt om voldoende volume te creëren. Door de 15 meter diepe denitrificatie en nitrificatie bassins kan de biologische behandeling plaatvinden. Het mengen en beluchten van het slib in deze bassins vormt dan ook een zeer bijzondere uitdaging. INVENT heeft daarom een gedompelde Hyperboloïde Menger en een gedompelde Hyperboloïde menger/beluchter geïnstalleerd.
Om de werking van de menger te voorspellen en het succes van deze installatie te garanderen; werd er een simulatie gemaakt. Door middel van een geavanceerd CFD-model werd de optimale menging in een asymmetrisch bassin gesimuleerd. INVENT heeft met haar eigen interne CFD-computer een bijzonder gedetailleerde berekening gemaakt waarbij 4 mengers voor het denitrificatie bassin werden bepaald.

Hyperboloïde mengers

INVENT Umwelt und Verfahrenstechnik AG heeft stromingsleer gecombineerd met moderne materialen door de ontwikkeling van een unieke Hyperboloïde menger. Dit levert een zeer efficiënte en betrouwbare menger, die zelfs in zeer diepe bassins bijzonder efficiënt is.
“In feite is de Hyperboloïde menger een grote pompwaaier zonder pomphuis.” zegt Marcel Huijboom, director sales van INVENT. “Daar er geen pomphuis is, wordt de pompwerking omgezet in een menging van het bassin. Door de efficiënte pompwerking en een pompwaaier van 2,5 diameter ontstaat een enorm pompvolume.”
Voor de nitrificatie is er een menger/beluchter toegepast. Zo wordt er naast mengen eveneens lucht verdeeld in het bassin om de bacteriën van zuurstof te voorzien. De veertien menger/beluchters zijn verdeeld over twee bassins en verdelen samen zo’n 35.000 M3/h lucht van een compressor. De luchthoeveelheid kan variëren om de bacteriën op ieder moment van de juiste hoeveelheid lucht te voorzien.

INVENT leverde voor het project in Brussel-Zuid drie onderdelen, namelijk flocculatie mengers, denitrificatie mengers en menger/beluchters voor de nitrificatie. In de komende jaren zal INVENT assisteren met het onderhoud van deze machines eerst voor Vinci en later voor het Brussels gewest.

Afvalwater van brouwerijen is biologisch en chemisch sterk belast. De belangrijkste parameters zijn daarbij de biochemische zuurstofbehoefte en sulfiden, die bij onvoldoende beluchting stankproblemen (zwavelwaterstof) kunnen veroorzaken. Het effluent van brouwerijen is gebonden aan strenge eisen, het juist en efficiënt zuiveren van afvalwater is derhalve in deze branche van groot belang.

Bij de reiniging van brouwerijafvalwater moeten er veel restricties in acht worden genomen. Het heeft een hoge concentratie gemakkelijk afbreekbare organische verbindingen (BSB₅), desinfectiemiddelen worden toegepast, de pH-waarde varieert sterk omdat er zure en basische reinigingsmiddelen worden ingezet bij de CIP-processen (Cleaning In Place). Vaak wordt in meng- en normalisatiebekkens het influent met wisselende belasting en kwantiteit gehomogeniseerd. Het waterniveau in de normalisatiebekkens varieert sterk en het brouwerijafvalwater heeft op grond van de hoge temperatuur (> 35 °C) en de gemakkelijk af te breken inhoudsstoffen de neiging om te gaan stinken. Daarom worden deze normalisatiebekkens vaak belucht.

De verdere reiniging van brouwerijafvalwater wordt verzorgd door een combinatie van een anaerobe zuivering met een aerobe nazuivering. Voor die aerobe nazuivering speelt de beluchting een belangrijke rol. Vooral het type beluchting is belangrijk met name omdat reinigingsmiddelen (tensieden) uit de CIP-processen de zuurstofinbreng sterk verminderen. De oorzaak daarvan zijn de zeer lage zuurstofoverbrengingsfactoren (alfa-waarden). Die alfa-waarden zijn sterk afhankelijk van de keuze van het toegepaste beluchtingssysteem. Het effect van de alfa-waarden wordt gereduceerd door het toepassen van mechanische beluchtingssystemen. Bovendien bevat brouwerijafvalwater vaak kieselguhr en glasdeeltjes, beide zijn zeer abrasief . Het veroorzaakt een hoge slijtage aan de gebruikelijke beluchtingssystemen voor beluchtingstanks.

De INVENT HYPERCLASSIC^® hyperboloïde menger en beluchter is door zijn meng- en beluchtingseigenschappen zeer geschikt voor de toepassing in de waterzuivering van brouwerijen. Door de plaatsing van de menger-beluchter dicht bij de bodem van het bassin kan de machine werken bij wisselende waterniveaus. Afzettingen op de bodem van bijvoorbeeld kieselguhr, zand of glasdeeltjes worden in de meng- en normalisatiebekkens op een veilige wijze vermeden, zodat er geen stank ontstaat. De HYPERCLASSIC^®-menger en -beluchter onderscheidt zich door energiezuinig te functioneren bij een gelijktijdig hoge bedrijfsveiligheid. Door de robuuste constructie is het onderhoud gering en zijn de bedrijfskosten laag.

Al vele jaren heeft INVENT de HYPERCLASSIC^® hyperboloïdemenger en -beluchter ingezet voor brouwerijen in Europa, waarvan vele in België. Grote brouwerijen in Leuven, Puurs, Jupille en Kaulille gebruiken de Invent-machines met veel succes in hun waterzuivering en ook in hun normalisatiebekkens.

Ondergedompelde beluchtingssystemen zijn alomtegenwoordig in moderne afvalwaterzuiveringsinstallaties en een luchttoevoerbron onder druk is een integraal onderdeel van deze systemen. De nieuwe INVENT iTURBO^®-Blower is speciaal voor deze toepassing ontworpen. Met oog op een zo laag mogelijk energieverbruik en een optimaal werkbereik kan de geavanceerde high speed turbo blower bovendien volledig op de specifieke noden van de afvalwaterbehandelingsinstallatie in kwestie aangepast kan worden.

Op deze manier neemt INVENT afstand van de productie van standaardmachines en -dimensionering, waarbij het ‘one-size-fits-all’-principe vaak tot ondermaatse of onbetrouwbare prestaties leidt. In de plaats leveren de iTURBO^®-High Speed Blowers, beschikbaar in vermogens van 22 kW tot 200 kW en met een drukafvoercapaciteit tot 150 kPA, topprestaties op maat van elke toepassing.

Het komt aan op de juiste menging. Veel productieprocessen vereisen dat vaste en vloeibare materialen optimaal worden vermengd. Hoe kan men echter garanderen dat er zich geen afzettingen vastzetten op de randen en bodem van het bekken? Marcus Höfken, algmeen directeur van INVENT Umwelt- und Verfahrenstechnik AG heeft antwoorden op dergelijke vragen. Sinds 1989 ontwikkelt het mengers voor de meest verschillende toepassingen. In die tijd was het een echte niche, zegt hij, omdat niemand echt wist wat er in de tank gebeurde bij het mengen. Onderzoek was aan de orde van de dag, want: “Wij wilden de mengtechniek revolutioneren”, aldus Höfken. Er volgden veel experimenten en onderzoek, totdat het volledig nieuwe concept van de hyperboloïde menger was uitgevonden. Met dit unieke product werd INVENT uiteindelijk opgericht.

Het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem

Sindsdien zijn de HYPERCLASSIC^®-mengers  en de HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssystemen voortdurend verder ontwikkeld tot complete oplossingen voor industriële en publieke afvalwaterzuivering. De eigenschappen van een menger en die van een beluchter worden door het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem op een unieke wijze gecombineerd. Het systeem garandeert een beluchting met fijne luchtbellen en tegelijkertijd een homogene en afzettingsvrije vermenging. Het kan echter ook probleemloos mengen zonder te beluchten. Het HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssysteem wordt altijd aan de omstandigheden aangepast – voor de montage op een brug/reservoirafdekking, modulair uitneembaar, ondergedompeld of drijvend.

Gebruik bij Ajinomoto Omnichem

Een actueel voorbeeld uit de farmaceutische industrie is de firma Ajinomoto Omnichem in België, toonaangevend op het gebied van actieve farmaceutische bestanddelen en tussenproducten. De samenwerking tussen Ajinomoto Omnichem en INVENT begon in het jaar 1998. Aanvankelijk werden er twee HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssystemen op de plant in Balen en tien in Wetteren geïnstalleerd. Nadat deze optimaal functioneerden, werd de installatie in Balen met nog eens vijf toestellen van INVENT uitgebreid. In het jaar 2020 werden de oudste 2 beluchtingssystemen, na 20 jaar betrouwbare dienst, door twee exemplaren van de nieuwste generatie vervangen. De meng- en beluchtingssystemen zorgen daar voor het mengen en beluchten voor CZV-afbraak en voor nitrificatie. Ook bij een gering zuurstofverbruik is een afzettingsvrije werking gegarandeerd. Het zuurstofgehalte is door de opgewekte stroming in het gehele bekken homogeen.

Het doel van onderhoudsarm, maar ook energie-efficiënt mengen en beluchten, werd bereikt door HYPERCLASSIC^®-meng- en beluchtingssystemen in de beide installaties van Ajinomoto Omnichem.

Ajinomoto Omnichem: „Dit type beluchting is een uitstekende techniek voor Ajinomoto Omnichem, gezien de variabiliteit van het proces als gevolg van batchchemie en verschillende proceswijzigingen, en zowel wat betreft de tijd als de soorten te verwerken stromen.“