Biofouling verwijst naar de biologische vervuiling van oppervlakken in waterzuiveringsinstallaties, vooral op membranen, leidingen, warmtewisselaars en andere onderdelen die in contact komen met water. Het wordt veroorzaakt door de groei en ophoping van micro-organismen zoals bacteriën, algen, schimmels en andere biofilms, die zich ophopen op oppervlakken en een slijmlaag (biofilm) vormen. Dit proces kan de efficiëntie van waterbehandelingssystemen aanzienlijk aantasten, de bedrijfs- en onderhoudskosten verhogen en de levensduur van membranen en andere systeemcomponenten verkorten.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Biofouling komt vaak voor in membraanfiltratiesystemenkoelwatercircuits en andere watervoerende systemen, omdat de micro-organismen door het water worden getransporteerd en oppervlakken kunnen koloniseren die tijdens het gebruik van voedingsstoffen worden voorzien. Biofouling is vooral problematisch in membraansystemen zoals omgekeerde osmose (RO) of nanofiltratie, omdat het de poriën van de membranen blokkeert en de stroomsnelheid en filterefficiëntie drastisch vermindert. In koelcircuits en warmtewisselaars leidt biofouling tot een vermindering van de warmteoverdrachtprestaties en kan het het risico op corrosie verhogen.+
Afbeelding: ALMA BHU BiosS-Treat omgekeerd osmose systeem voor het terugwinnen van proceswater uit afvalwater
Oorzaken en mechanismen van biofouling
Biofouling begint meestal met de kolonisatie van micro-organismen op oppervlakken die in contact komen met water. Binnen korte tijd vormen deze micro-organismen een biofilm, die dichter wordt naarmate bacteriën zich vermenigvuldigen en organische stoffen en sedimenten zich ophopen. Typische mechanismen die leiden tot biofouling zijn
Adsorptie van organische stoffen: Organische verbindingen opgelost in water vormen een ideale voedingsbodem voor micro-organismen. Deze stoffen hechten zich aan oppervlakken waar ze de groei van biofilms bevorderen.
Bacteriële proliferatie: Bacteriën beginnen zich te vermenigvuldigen op het oppervlak en vormen een dichte, slijmerige laag die de waterdoorstroming belemmert en de werking van het membraan vermindert.
Biofilmvorming: Na verloop van tijd wordt de biofilm dikker en dichter, waardoor de doorlaatbaarheid van de membranen verder afneemt en de werkdruk in membraansystemen toeneemt.
Afzetting en sedimentvorming: Naast de microbiologische component kunnen sediment en deeltjes zich ook ophopen in de biofilm, wat het probleem nog verergert.
Effecten van biofouling
Verminderde doorstroomsnelheid: In membraansystemen leidt biofouling tot verstopping van de membraanporiën, waardoor het permeaatdebiet (het doorgefilterde water) vermindert en de efficiëntie van het systeem afneemt.
Verhoogde werkdruk: Omdat biofouling de doorlaatbaarheid van de membranen vermindert, moet de werkdruk verhoogd worden om de gewenste hoeveelheid water te verpompen. Dit leidt tot een hoger energieverbruik en een snellere slijtage van de membranen.
Corrosie en afzettingen: In koelcircuits kan de organische afzetting veroorzaakt door biofouling leiden tot corrosie onder de biofilm, omdat bepaalde gebieden niet langer gelijkmatig van koelvloeistof worden voorzien.
Hogere onderhoudskosten: Om biofouling te bestrijden zijn frequente reinigingscycli en het gebruik van chemicaliën nodig. Dit verhoogt de onderhouds- en bedrijfskosten en leidt tot stilstand van het systeem.
Foto: Biofouling op een warmteoverdrachtsoppervlak
Preventie en bestrijding van biofouling
Het bestrijden van biofouling vereist een combinatie van preventieve maatregelen en chemische reinigingsprocessen die speciaal zijn afgestemd op de betreffende installatie en het waterbehandelingssysteem. ALMAWATECH biedt een assortiment producten voor de preventie en bestrijding van biofouling onder de merknaam ALMA AQUA:
1. ALMA AQUA membraanreiniger en antiscalants voor membraansystemen
ALMA AQUA membraanproducten (membraanreinigers en antiscalants) zijn speciaal ontwikkelde chemicaliën voor het reinigen van membraansystemen en het voorkomen van afzettingen en biofouling. Antiscalants voorkomen de vorming van kalkaanslag en organische sedimenten, terwijl de membraanreinigers biofilms en organische vervuiling effectief uit het systeem verwijderen.
Antiscalants: Deze stoffen voorkomen de vorming van kalkaanslag op de membraanoppervlakken, die vaak de basis vormt voor biofouling. Het gebruik van antiscalants onderdrukt de vorming van een biofilm, omdat de hechting van organische en anorganische stoffen wordt bemoeilijkt.
Membraanreinigers: Deze reinigers verwijderen effectief biofilms, organische stoffen en andere onzuiverheden van de membranen. Regelmatige reinigingsprocessen helpen om de prestaties van de membranen op peil te houden en de werkdruk laag te houden.
2. ALMA AQUA koelwater bio-inhibitoren en biociden
In koelwatercircuits is de beheersing van biofouling even belangrijk om de warmteoverdracht op peil te houden en corrosie te voorkomen. ALMA AQUA koelwater bio-inhibitoren en biociden zijn zeer effectieve chemicaliën die speciaal zijn ontwikkeld om biofouling te voorkomen.
Bioinhibitoren: Deze producten voorkomen de groei van micro-organismen door biofilmgroei te remmen. Het gebruik van biofilters vermindert de opbouw van biofouling, waardoor de efficiëntie van de koelsystemen toeneemt.
Biociden: Biociden doden bestaande micro-organismen en voorkomen dat ze zich vermenigvuldigen. In combinatie met corrosieremmers, hardheidsstabilisatoren en dispergeermiddelen helpen biociden om de chemische stabiliteit van het koelwater te garanderen en biofouling effectief onder controle te houden.
Foto: ALMA AQUA membraan en ALMA AQUA koelwater bedrijfsvloeistof
Biofiltratiesystemen voor de reductie van biofouling
ALMAWATECH biedt met de ALMA BHU BAF en de ALMA BioFil Compact twee gespecialiseerde biofiltratieoplossingen die niet alleen worden gebruikt voor biologische afvalwater- en proceswaterbehandeling, maar ook effectief bijdragen aan de vermindering van biofouling in downstream membraansystemen. De ALMA BHU BAFontworpen voor waterstromen tot 1.000 m³/u, en de ALMA BioFil Compactvoor kleinere afvalwaterstromen tot 100 m³/u, maken gebruik van speciaal geprepareerde filtermedia die een hoog niveau van biologische activiteit bevorderen.
De gerichte afbraak van organische residu's en voedingsstoffen, die doorgaans de groei van biofilms bevorderen, vermindert de organische belasting van het water vóór de membraanfiltratie aanzienlijk. Dit minimaliseert het risico op biofouling en verlengt de levensduur van de membranen, waardoor ook de bedrijfskosten en reinigingsinspanning afnemen. Dankzij de efficiënte nitrificatie en denitrificatie dragen deze systemen ook bij aan de verwijdering van stikstofverbindingen, wat ook de groei van biofilms in de membraansystemen remt.
Voordelen van ALMA AQUA producten en biofiltratieoplossingen
Effectieve preventie van biofouling: Door het gebruik van biofilters en biociden of biofiltratiesystemen wordt de groei van micro-organismen onderdrukt voordat zich een biofilm kan vormen. In het bijzonder biofiltratie vermindert organische residuen en voedingsstoffen die biofouling in de hand werken, wat de werkingsefficiëntie van de systemen aanzienlijk verhoogt.
Geoptimaliseerde systeemprestaties: Regelmatige reiniging met ALMA AQUA membraanreinigers en gericht gebruik van biofiltratie (bijv. met ALMA BHU BAF of ALMA BioFil Compact) zorgt ervoor dat de membranen in omgekeerde osmose- en nanofiltratiesystemen vrij blijven van verstoppingen, het debiet stabiel blijft en de levensduur van de membranen wordt verlengd.
Conclusie
Biofouling is een veelvoorkomend probleem in membraansystemenkoelwatercircuits en andere watervoerende systemen, wat kan leiden tot prestatieverlies, hogere bedrijfskosten en corrosieproblemen. Door gebruik te maken van de ALMA AQUA membraanreinigers, bio-inhibitoren en biociden en een biofiltratiesysteem (zoals ALMA BHU BAF of ALMA BioFil Compact) biedt ALMAWATECH een totaaloplossing voor de preventie en bestrijding van biofouling.
Deze producten en systemen helpen de systeemprestaties te optimaliseren, de bedrijfskosten te verlagen en de levensduur van de systeemcomponenten te verlengen, terwijl het onderhoud tot een minimum wordt beperkt. De combinatie van chemische oplossingen en biologische voorbehandeling biedt een effectieve strategie om biofouling duurzaam onder controle te houden en de efficiëntie van moderne waterbehandelings- en afvalwatersystemen te maximaliseren.
