Biologische processen voor de afbraak van COD, ammonium en stikstof
Een biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie laten ontwerpen
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling
Wat is aërobe biologische afvalwaterzuivering?
Bij de aërobe biologische afvalwaterzuivering gebruiken micro-organismen zuurstof om biologisch afbreekbare organische stoffen uit industrieel afvalwater af te breken. Afhankelijk van de procesvoering kunnen naast COD en BOD ook ammonium en stikstof biologisch worden afgebroken.
Onder aërobe omstandigheden breken micro-organismen biologisch beschikbare organische koolstofverbindingen af. Bij een juiste procesvoering wordt bovendien ammonium door nitrificatie eerst geoxideerd tot nitriet en vervolgens tot nitraat.
Voor een verdere stikstofverwijdering kunnen aërobe procesfasen worden gecombineerd met anoxische fasen of reactorzones. Onder anoxische omstandigheden wordt eerder gevormd nitraat door middel van denitrificatie gereduceerd tot elementaire stikstof.
Bij aërobe biologische afvalwaterzuivering worden micro-organismen en zuurstof gebruikt om biologisch afbreekbare organische stoffen uit het afvalwater te verwijderen. Door nitrificatie en aanvullende anoxische denitrificatie kunnen bovendien ammonium en stikstof worden afgebroken.
Welke stoffen kunnen biologisch uit industrieel afvalwater worden verwijderd?
Welke stoffen biologisch kunnen worden afgebroken, hangt af van hun biologische afbreekbaarheid, de samenstelling van het afvalwater en de gekozen procesvoering. De belangrijkste taken van aërobe biologische installaties zijn de afbraak van koolstof en de stikstofbehandeling.
CSB en BSB
Biologisch beschikbare organische koolstofverbindingen worden door heterotrofe micro-organismen afgebroken. Hierdoor kunnen de COD- en BOD-belastingen van het afvalwater worden verminderd.
Ammonium
Nitrificerende micro-organismen oxideren ammonium onder aërobe omstandigheden eerst tot nitriet en vervolgens tot nitraat.
Stikstof totaal
In anoxische procesfasen of reactorzones kan nitraat door denitrificatie worden omgezet in elementaire stikstof en zo uit het afvalwater worden verwijderd.
Biologisch afbreekbare sporenstoffen
Afhankelijk van de samenstelling van het afvalwater kunnen biologische systemen ook andere biologisch afbreekbare organische verbindingen afbreken. De daadwerkelijke afbreekbaarheid wordt per project beoordeeld.
Technische vergelijking van aërobe biologische processen
SBR, MBBR, MBR, actief slib en biofiltratie verschillen vooral wat betreft biomassaretentie, bedrijfsvoering, afscheiding van vaste stoffen en reactorconcept. Uit de technische vergelijking blijken de fundamentele verschillen tussen de processen, ongeacht de latere projectspecifieke keuze.
| Procedure | Het biomassaprincipe | Werkingsmodus | Scheiding van vaste stoffen | Technisch kenmerk |
|---|---|---|---|---|
| SBR | Suspendeerd actief slib | Discontinu / cyclisch | Sedimentatie direct in de SBR-reactor | De biologische reactie en de sedimentatie vinden plaats achtereenvolgens in dezelfde reactor |
| MBBR | Biofilm op vrij bewegende dragers | Continu | Afzonderlijke afvoer van afgevoerde biomassa | Hoge actieve biomassadichtheid door biofilm op beweegbare dragers |
| MBR | Hangende biomassa | Meestal continu | Membraanfiltratie / externe UF | Biologische behandeling en externe ultrafiltratie worden gecombineerd |
| actief slib | Suspendeerd actief slib | Continu | Nabehandeling met terugvoer van biomassa | Ruimtelijke scheiding van de biologische reactie en slibafscheiding |
| BAF / Biofiltratie | Biofilm op vast filter- of dragermateriaal | Continu | Filtratie binnen of over het filterbed | Het biologische biofilmproces en filtratie worden in één processtap gecombineerd |
De aërobe processen verschillen vooral in de manier waarop de biomassa in het systeem wordt vastgehouden en het gezuiverde water van vaste stoffen wordt gescheiden. De uiteindelijke keuze voor een proces hangt bovendien af van de CSB-/BSB-belasting, de stikstofbelasting, de temperatuur, het belastingprofiel, de benodigde ruimte en de vereiste afvoerkwaliteit.
Onze aërobe biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties
ALMAWATECH biedt verschillende biologische zuiveringsprocessen voor industrieel afvalwater. De keuze en het ontwerp gebeuren per project op basis van een afvalwateranalyse, het verontreinigingsprofiel en de vereiste kwaliteit van het gezuiverde water.
ALMA BIO SBR
De ALMA BIO SBR is een cyclisch werkende biologische reactor voor industriële afvalwaterstromen met wisselende belasting en een discontinue afvalwatertoevoer. Het vullen, de biologische reactie, de sedimentatie en de afvoer van helder water vinden achtereenvolgens plaats in dezelfde reactor.
- Schommelende hoeveelheden productieafvalwater
- Afvalwaterproductie per batch
- Afbraak van CSB en BSB
- Nitrificatie en denitrificatie
- Compacte biologische installaties
ALMA BIO MBBR
Bij het ALMA BIO MBBR-systeem groeit de actieve biomassa op vrij beweegbare kunststofdragers. Het grote biologisch actieve oppervlak maakt een compacte biofilmtechnologie mogelijk voor de afbraak van organische stoffen, nitrificatie en stikstofverwijdering.
- Hoge of schommelende CSB-ladingen
- Ammoniumafbraak
- Stikstofverwijdering
- Uitbreiding van bestaande biologische installaties
- Compacte biofilmtrappen
ALMA BIO MBR
De ALMA BIO MBR combineert biologische afvalwaterzuivering met externe ultrafiltratie. De biomassa blijft in de biologische fase, terwijl de externe UF zorgt voor de afscheiding van vaste stoffen en zo een zeer lage concentratie aan vaste stoffen in het effluent mogelijk maakt.
- Hoge eisen aan de kwaliteit van de processen
- Toepassingen voor waterhergebruik
- Externe UF voor het vasthouden van biomassa
- Biologie en membraanfiltratie gecombineerd
- Hergebruik van industrieel proceswater
ALMA BHU BIO
De ALMA BHU BIO is een op maat ontworpen biologische actiefslibinstallatie voor grote industriële afvalstromen. Afhankelijk van de beoogde zuiveringsgraad worden aërobe en anoxische procesfasen gecombineerd met sedimentatie en biomassaterugvoer.
- Grote industriële afvalwaterstromen
- Continu productieproces
- Afbraak van CSB en BSB
- Nitrificatie en denitrificatie
- Op maat ontworpen grootschalige installaties
ALMA BIO BBI
De ALMA BIO BBI is een compacte biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie op basis van het actiefslibproces. De biologische reactie en de afscheiding van vaste stoffen worden gecombineerd in een compact installatieconcept voor kleine en middelgrote hoeveelheden industrieel afvalwater.
- Compacte biologische zuivering
- Afbraak van CSB en BSB
- Geïntegreerde sedimentatie
- Kleine en middelgrote afvalwaterstromen
- Industrieel afvalwater met biologisch afbreekbare stoffen
ALMA BHU DEA
De ALMA BHU DEA is ontworpen voor de biologische stikstofverwijdering uit ammoniumrijk afvalwater . Het deammonificatieproces combineert gedeeltelijke nitritatie met op anammox gebaseerde stikstofomzetting.
- Industrieel afvalwater met een hoog ammoniumgehalte
- Verdere stikstofverwijdering
- Gedeeltelijke nitritatie
- Anammox-proces
- Projectspecifieke biologische ontwerpberekening
Andere aërobe biofilmprocessen
Naast SBR-, MBBR-, MBR- en actiefslibinstallaties biedt ALMAWATECH biofiltratiesystemen voor verschillende hydraulische capaciteiten, biologische nabehandeling en waterhergebruikstoepassingen.
ALMA BHU BAF
Biologisch geactiveerde filtratie voor grote waterstroomhoeveelhedenDe ALMA BHU BAF combineert biofilmprocessen met filtratie en is geschikt voor de biologische afbraak van organische stoffen en voor nitrificatie- en denitrificatietoepassingen.
ALMA BioFil Compact
Compacte biofiltratie voor industriële waterkringlopenDe ALMA BioFil Compact is geschikt voor compacte biologische toepassingen en voor de behandeling van waterkringlopen of permeaat, en kan worden gebruikt als voorbehandeling voor verdere membraanprocessen.
Een aërobe afvalwaterzuiveringsinstallatie laten ontwerpen:
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling
SBR, MBBR, MBR of biofiltratie – welk proces is het meest geschikt?
De keuze van het geschikte biologische proces hangt af van de samenstelling van het afvalwater, het verontreinigingsprofiel, de hydraulische randvoorwaarden en de vereiste effluentwaarden. Afhankelijk van de toepassing kunnen verschillende biologische technologieën technisch en economisch gezien zinvol zijn.
| Initiële situatie | Vaak geschikte technologie |
|---|---|
| Sterk schommelende of in batches binnenkomende aanvoer | SBR |
| Hoge procesbestendigheid in combinatie met een compact ontwerp | MBBR |
| Zeer hoge afvoerkwaliteit of hergebruik van water | MBR |
| Continu grote hoeveelheden industrieel afvalwater | Actiefslibproces |
| Biologische nabehandeling of polijsten | BAF / Biofiltratie |
| De bestaande biologische installatie moet efficiënter worden | Vaak MBBR of een extra biofilmfase |
| Ammonium moet op betrouwbare wijze worden nitrificatie | SBR, MBBR, BAF of actief slib – projectspecifieke keuze |
Er bestaat geen biologisch proces dat voor elk industrieel afvalwater even geschikt is. ALMAWATECH selecteert de geschikte technologie op basis van de daadwerkelijke afvalwateranalyse, de hydraulische en organische belastingprofielen en de vereiste lozingswaarden.
Aërobe of anaërobe afvalwaterzuivering – wat is het verschil?
Zowel aërobe als anaërobe processen maken gebruik van micro-organismen voor de biologische afvalwaterzuivering, maar verschillen fundamenteel wat betreft zuurstofbehoefte, procesvoering en toepassingsgebied.
Aërobe afvalwaterzuivering
Aërobe micro-organismen hebben zuurstof nodig voor de biologische afbraak van organische verbindingen. Aërobe systemen zijn met name geschikt voor de verdergaande afvalwaterzuivering, de afbraak van CSB en BSB, de nitrificatie van ammonium en – in combinatie met anoxische procesfasen – de stikstofverwijdering.
Anaerobe behandeling van afvalwater
Anaërobe micro-organismen werken zonder zuurstoftoevoer. Industrieel afvalwater met een hoog gehalte aan organische stoffen kan hiermee biologisch voorgezuiverd worden. Daarbij wordt een deel van de organische lading biologisch omgezet in energierijk biogas.
Aërobe en anaërobe processen combineren
Bij sterk verontreinigd industrieel afvalwater kan een anaërobe voorbehandeling worden gecombineerd met een aërobe nabehandeling. De anaërobe fase vermindert in eerste instantie een aanzienlijk deel van de organische belasting. De daaropvolgende aërobe biologische behandeling zorgt vervolgens voor de verdere COD-zuivering en – afhankelijk van het installatieconcept – voor nitrificatie en stikstofverwijdering.
Over anaërobe afvalwaterzuiveringReferenties voor aërobe biologische afvalwaterzuivering
Suikerindustrie, Pemuco, Chili
Nitrificatie en denitrificatie met geïntegreerde ontgassing en sedimentatie voor een afvalwaterdebiet van 120 m³/u.
Abraham Benelux S.A., België
Compacte biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie in containeruitvoering voor 35 m³/d.
Papierfabriek, Zuid-Duitsland
Verwijdering van biologisch moeilijk afbreekbaar BZV door middel van biofiltratie bij een debiet van 700 m³/u.
Suikerindustrie, Duitsland
Anaërobe behandeling en aërobe nabehandeling voor 220 m³/u afkomstig uit de suikerindustrie.
Zuivelfabriek, proceswater, Duitsland
Biofiltratie voor verdere verwijdering van chemisch zuurstofverbruik (CZV) in het waterhergebruikproces, ontworpen voor 600 m³/d.
Top Harvest Yanchang Coal, China
Biologische afvalwaterzuivering voor 1.500 m³/u met een voorafgeschakelde DAF-fase voor de voorbehandeling van raffinaderijafvalwater.
Automatisering van biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties
De biologische zuiveringsprestatie hangt in belangrijke mate af van de zuurstoftoevoer, de hydraulische belasting, de temperatuur en de organische belasting. ALMAWATECH combineert daarom aërobe biologische processen met projectspecifieke meet- en automatiseringstechniek.
Typische meetgrootheden in biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties
Typische industriële toepassingen van biologische afvalwaterzuivering
Aërobe biologische afvalwaterzuivering wordt in talrijke industrietakken toegepast wanneer organische verontreinigingen, ammonium of stikstof biologisch moeten worden afgebroken.
Voedselindustrie
Biologische behandeling van productieafvalwater met hoge en vaak schommelende gehaltes aan organische CSB- en BSB-stoffen.
Drankenindustrie & brouwerijen
Afbraak van biologisch goed beschikbare organische verontreinigingen en nitrificatie en verdere stikstofverwijdering.
Zuivelfabrieken
Behandeling van organisch sterk verontreinigd afvalwater met hoge CSB-/BSB-belasting en aanzienlijke schommelingen in de productie.
Papier- en verpakkingsindustrie
Biologische hoofd- of nabehandeling van organisch verontreinigd procesafvalwater afkomstig van industriële productieprocessen.
Chemische industrie
Behandeling van geschikte biologisch afbreekbare deelstroomfracties na een voorbehandeling die is afgestemd op de samenstelling van het afvalwater en mogelijke remmende stoffen.
Farmaceutische en cosmetische industrie
Biologische behandeling van met organische stoffen verontreinigd productie- en reinigingsafvalwater na controle van de biologische afbreekbaarheid.
Welke gegevens hebben we nodig voor het ontwerp van een biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie?
Voor de keuze van de geschikte methode en een betrouwbare dimensionering hebben we gegevens nodig over de hydraulische belasting, de biologisch afbreekbare lading, de stikstofbelasting en de gewenste afvoerwaarden.
Belangrijke gegevens voor de eerste selectie van de procedure
- Gemiddelde en maximale volumestroom
- Dag- en weekprofielen
- COD
- BSB
- Opgeloste en totale CSB
- Ammoniumstikstof
- Stikstof totaal
- Fosfor
- pH-waarde
- Afvalwatertemperatuur
- Vastestofgehalte
- Geleidbaarheid
- Piekbelastingen
- Productietijden
- Bestaande voorbehandeling
- Gewenste uitgangswaarden
- Bekende remmende stoffen of schadelijke stoffen
- Bestaande badkuipen en beschikbare opstellocatie
Welke biologische afvalwaterzuivering is geschikt voor uw afvalwater?
Stuur ons uw afvalwateranalyse, debietgegevens en de gewenste afvoerwaarden. Onze procestechnici gaan na, of SBR, MBBR, MBR, actief slib, biofiltratie of een combinatie van meerdere processen de technisch en economisch geschikte oplossing vormt.
Ontwerp en bouw van een aërobe afvalwaterzuiveringsinstallatie
Technische documentatie en gegevensbladen voor aërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties
Foto's van aërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties
Veelgestelde vragen over aërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties
Wat is een aërobe biologische afvalwaterzuivering?
Bij een aërobe biologische afvalwaterzuivering gebruiken micro-organismen zuurstof om biologisch afbreekbare organische stoffen uit het afvalwater af te breken. Afhankelijk van de procesvoering kan bovendien ammonium worden genitrificeerd en kan stikstof via anoxische denitrificatie worden verwijderd.
Welke biologische afvalwaterzuivering is het meest geschikt voor industrieel afvalwater?
Dat hangt af van de samenstelling van het afvalwater, de verontreiniging, het debiet en de lozingsvereisten. SBR is bijvoorbeeld zeer geschikt voor fluctuerende of discontinue afvalwaterstromen, terwijl MBBR een compacte biofilmtechnologie is en MBR met name interessant is bij hoge lozingsvereisten.
Wat is het verschil tussen SBR, MBBR en MBR?
Bij het SBR-proces vinden de biologische zuivering en de sedimentatie achtereenvolgens plaats in één reactor. Bij het MBBR-proces groeit de biomassa op beweegbare dragers. Een MBR combineert biologische behandeling met membraanfiltratie voor het afscheiden van vaste stoffen.
Kan een biologische installatie ook worden ingezet bij sterk wisselende afvalwaterbelastingen?
Ja. Processen zoals SBR of MBBR kunnen specifiek worden ontworpen voor schommelende hydraulische en organische belastingen. Doorslaggevend zijn echter de daadwerkelijke belastingsprofielen en mogelijke productiepieken.
Wanneer is een voorbehandeling vóór de biologische fase nodig?
Een voorbehandeling kan nodig zijn als het afvalwater grote hoeveelheden vaste stoffen, vet, zware metalen of andere biologisch remmende stoffen bevat. Afhankelijk van de toepassing kunnen zeven, flotatie, neutralisatie of chemisch-fysische behandeling als voorbehandeling worden toegepast.
Kan een bestaande biologische zuiveringsinstallatie worden uitgebreid?
Ja. Bestaande biologische installaties kunnen, afhankelijk van de geometrie van het bassin en het beoogde zuiveringsdoel, bijvoorbeeld worden uitgebreid met extra biofilmtrappen, MBBR-dragers, biofiltratie of extra reactoren.
Hoe belangrijk is de temperatuur van het afvalwater voor de biologische zuivering?
De temperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de activiteit en de groeisnelheid van micro-organismen. Met name de nitrificatie is gevoelig voor lage temperaturen, waardoor bij de dimensionering rekening moet worden gehouden met de temperatuur.
Kan aërobe biologische afvalwaterzuivering worden toegepast voor hergebruik van water?
Ja. Aërobe biologische zuivering kan een centraal onderdeel vormen van concepten voor waterhergebruik. Met name MBR- en biofiltratiesystemen kunnen worden ingezet als biologische voorbehandeling voorafgaand aan verdere membraanprocessen zoals ultrafiltratie of omgekeerde osmose.
Onze anaërobe afvalwaterzuiveringsinstallaties
ALMA BHU BIO
Het ALMA BHU BIO-systeem combineert nitrificatie, denitrificatie en sedimentatie met biomassa-terugvoer om de omzettingssnelheden te verhogen.
ALMA BIO BBI
Het ALMA BIO BBI-systeem wordt gekenmerkt door zijn geïntegreerde sedimenter, waardoor het extreem ruimtebesparend is vergeleken met vergelijkbare systemen.
ALMA BAF
Bij biologisch geactiveerde filtratie (BAF) worden sessiele micro-organismen gebruikt om organische verbindingen (BZV, CZV) en stikstof uit afvalwater te verwijderen.
ALMA BIO MBBR
Biologische afvalwaterzuivering met vrij bewegende biofilmdragers voor een efficiënte afbraak van koolstof- en stikstofverbindingen.
ALMA BIO SBR
Een sequentieel werkende bioreactor met in de tijd gescheiden fasen voor biologische zuivering, bezinking en afvoer van helder water.
ALMA BHU BIO DEA
Biologisch deammonificatieproces voor energiezuinige stikstofverwijdering uit afvalwater met een hoog ammoniumgehalte, waarbij weinig zuurstof nodig is.
ALMA BIO Compact MBBR
MBBR-installatie in containeruitvoering voor de biologische afvalwaterzuivering, met een hoge capaciteit per oppervlakte-eenheid en snelle integratie in het bedrijfsproces.
ALMA BioFil Compact
Onze compacte biologisch geactiveerde filtratie in tankontwerp, uitgerust met speciale groeilichamen voor effectieve biomassagroei.
ALMA BIO MBR
Membraanbioreactor met ondergedompelde plaatmodules of een extern geplaatste ultrafiltratie-eenheid in een robuuste buismoduleconstructie.
Afvalwatergegevens laten controleren
Maksim Neubauer
Hoofd Internationale Projectontwikkeling