Biologisch geactiveerde filtratie (BAF) is een water- en afvalwaterbehandelingsproces dat biologische en fysische processen combineert om organische stoffen, voedingsstoffen (zoals stikstof en fosfor) en andere verontreinigende stoffen uit water te verwijderen. In tegenstelling tot conventionele filtratiesystemen, die puur fysisch werken, maakt biologisch geactiveerde filtratie gebruik van het vermogen van micro-organismen om verontreinigende stoffen in het water af te breken. Deze micro-organismen worden gekoloniseerd op een speciaal filtermedium en vormen een biofilm die de onzuiverheden in het water efficiënt afbreekt.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
In een biologisch geactiveerde filtratie stroomt het water door een filtermedium dat bestaat uit een poreus materiaal waarop micro-organismen groeien en zich vermenigvuldigen. Deze micro-organismen metaboliseren de organische stoffen en voedingsstoffen in het water en zetten ze om in onschadelijke eindproducten zoals koolstofdioxide (CO₂), stikstofgas (N₂) en water. Het filter fungeert niet alleen als een fysieke barrière, maar biedt ook een ideaal oppervlak voor micro-organismen om te koloniseren.
Biologisch geactiveerde filtratie wordt vaak gebruikt in combinatie met andere processen, zoals omgekeerde osmose of membraanfiltratie, om de restbelasting vóór de fijne filtratie te minimaliseren en het risico op biofouling te verminderen.
Afbeelding: ALMA BHU BiosS-Treat omgekeerd osmose systeem voor het terugwinnen van proceswater uit afvalwater
Functioneel principe
De kern van een biologisch geactiveerd filtratiesysteem is het filtermedium, dat bestaat uit synthetische materialen, zand, diatomeeënaarde of geprepareerde kleikorrels. Het filtermedium dient als groeimedium voor micro-organismen, die het oppervlak koloniseren in een biofilm. Het te behandelen water wordt door het filter geleid en de micro-organismen breken de organische verbindingen en voedingsstoffen in het water af.
De centrale biologische processen omvatten
Koolstofafbraak: Organische stoffen die in het water zijn opgelost, worden door de micro-organismen gemetaboliseerd en omgezet in koolstofdioxide en water.
Nitrificatie en denitrificatie: In twee opeenvolgende biologische processen wordt ammonium (NH₄⁺) eerst omgezet in nitraat (NO₃-) (nitrificatie) en vervolgens gereduceerd tot stikstofgas (N₂) onder anoxische omstandigheden (denitrificatie). Dit draagt bij aan de efficiënte verwijdering van stikstofverbindingen uit het water.
Toepassing van biologisch geactiveerde filtratie
Biologisch geactiveerde filtratie wordt gebruikt in verschillende industriële gebieden en toepassingen, vooral in afvalwaterbehandeling en proceswaterbehandeling. Het wordt over het algemeen gebruikt als voorbehandeling voor andere technologieën zoals omgekeerde osmose systemenom de restbelasting te verminderen en het risico op membraanverstopping en biofouling te minimaliseren.
Toepassingsvoorbeelden:
Waterrecycling en hergebruik van water: Bij industriële waterbehandeling wordt biologisch geactiveerde filtratie vaak gebruikt om proceswater te maken van afvalwater. De gerichte afbraak van organische residuen verbetert de waterkwaliteit aanzienlijk voordat het water wordt teruggevoerd naar de productiecyclus voor hergebruik of wordt gebruikt als voorbehandeling voor membraanfiltratiesystemen.
Voedings- en drankenindustrie: Typisch afvalwater, zoals dampcondensaten van voedselverwerking, bevat achterblijvende organische verontreinigingen die efficiënt verwijderd kunnen worden door biologisch geactiveerde filtratie. Dit is vooral relevant voor de economische werking van omgekeerde osmose systemen in de behandeling van proceswater.
Behandeling van koelwater: Biologisch geactiveerde filtratie kan ook worden gebruikt in koelwatercircuits om organische en anorganische verbindingen te verwijderen die het risico op biofouling of corrosie verhogen.
ALMAWATECH oplossingen: ALMA BHU BAF en ALMA BioFil Compact
ALMAWATECH biedt twee gespecialiseerde biofiltratieoplossingen die worden gebruikt voor biologisch geactiveerde filtratie:
1. ALMA BHU BAF
De ALMA BHU BAF (Biologisch Geactiveerde Filtratie) is een grootschalige oplossing voor waterstromen tot 1.000 m³/u. Dit systeem is bijzonder geschikt voor industriële toepassingen met hoge eisen op het gebied van waterbehandeling en wordt gerealiseerd in betonconstructies. Het biedt een efficiënte biologische voorbehandeling, die het risico op biofouling vermindert en de levensduur van de membranen in nageschakelde membraanprocessen verlengt.
Afbeelding: Biofiltratie ALMA BHU BAF, procesdiagram
2 ALMA BioFil Compact
De ALMA BioFil Compact is een compacte biofiltratieoplossing voor afvalwaterstromen tot 100 m³/u. Het is ideaal voor kleinere systemen en specifieke toepassingen waarbij organische resten en stikstofverbindingen moeten worden verwijderd. Dit systeem wordt vaak gebruikt als voorbehandeling voor omgekeerde osmose systemen en helpt om membraanvervuiling te voorkomen en de efficiëntie van het waterrecyclageproces te verhogen.
Foto: ALMA BioFil Compact biofiltratiesysteem, 3D ontwerp
Voordelen van biologisch geactiveerde filtratie
Efficiënte verwijdering van organische en anorganische stoffen: Door de combinatie van biologische afbraak en filtratie kunnen organische residuen en stikstofverbindingen effectief uit het water worden verwijderd. Dit leidt tot een betere waterkwaliteit en maakt de economische werking mogelijk van nageschakelde systemen zoals omgekeerde osmose of nanofiltratie.
Preventie van biofouling: Door specifiek organische stoffen af te breken vóór membraanfiltratie, vermindert biologisch geactiveerde filtratie het risico op biofouling. Dit verlengt de levensduur van de membranen en verlaagt de reinigingskosten.
Lagere bedrijfskosten: Aangezien de biologisch geactiveerde filtratie grotendeels gebaseerd is op natuurlijke biologische processen, is het gebruik van chemicaliën aanzienlijk lager dan bij zuiver chemische behandelingsprocessen. Dit verlaagt de bedrijfskosten en minimaliseert de impact op het milieu.
Combineerbaarheid met andere technologieën: De biologisch geactiveerde filtratie kan naadloos worden geïntegreerd in bestaande waterbehandelingsprocessen en kan worden gebruikt als voorbehandeling voor membraanprocessen of als zelfstandige zuiveringsstap.
Conclusie
De biologisch geactiveerde filtratie is een bewezen en duurzame methode voor de behandeling van afvalwater en de behandeling van proceswater. Door het gerichte gebruik van micro-organismen om organische stoffen en voedingsstoffen te elimineren, helpt deze technologie de waterkwaliteit te verbeteren en stroomafwaartse systemen zoals omgekeerde osmose en nanofiltratie te beschermen tegen biofouling.
Met producten zoals de ALMA BHU BAF en de ALMA BioFil Compact biedt ALMAWATECH oplossingen op maat voor verschillende toepassingen en waterstromen. Biologisch geactiveerde filtratie maakt kostenefficiënte en milieuvriendelijke waterbehandeling mogelijk die voldoet aan de toenemende eisen voor waterrecycling en proceswaterbehandeling.
