COD is een technische parameter die gebruikt wordt bij de behandeling van industrieel afvalwater, vooral bij biologische processen. Het beschrijft de hoeveelheid organische verbindingen, gemeten als COD (chemisch zuurstofverbruik), die kan worden afgebroken per volume-eenheid van een biologische reactor in een bepaalde tijdsperiode. De COD-belasting wordt meestal uitgedrukt in kg COD/m³-d (kilogram COD per kubieke meter reactorvolume en dag).
Deze parameter is vooral belangrijk voor het ontwerp en de dimensionering van biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties, omdat het de organische belasting van een systeem in verhouding tot het volume beschrijft. Een zorgvuldige controle van de COD-volumebelasting is cruciaal om een optimale biologische afvalwaterbehandeling te garanderen, omdat het een significante invloed heeft op de afbraak van organische stoffen door micro-organismen.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
In biologische afvalwaterbehandelingsprocessen, zoals het actief slibproces of anaerobe processen voor biogasproductieworden organische stoffen in afvalwater afgebroken door micro-organismen. Deze micro-organismen hebben zuurstof nodig om de organische verbindingen te oxideren en om te zetten in biomassa, kooldioxide en water. De snelheid van dit proces is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de hoeveelheid organische stoffen (CZV), de concentratie micro-organismen (slibconcentratie) en het beschikbare reactorvolume.
De COD-belasting geeft aan hoeveel organisch materiaal er per kubieke meter reactorvolume per dag kan worden afgebroken. Het is daarom een maat voor de intensiteit van het biologische afbraakproces. Een goed ontworpen biologisch systeem bereikt een evenwicht tussen de toegevoerde organische belasting en de capaciteit van het systeem om deze belasting af te breken.
Betekenis van de COD-kamerbelasting in de praktijk
De COD-ruimtebelasting is een kritieke ontwerpparameter bij het ontwerp van biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties, omdat deze rechtstreeks van invloed is op de efficiëntie en de dimensionering van de installatie:
Optimale biologische activiteit:
- Een te hoge COD-belasting kan leiden tot een overbelasting van het biologische systeem, omdat de micro-organismen niet in staat zijn om de organische stoffen volledig af te breken. Dit leidt tot een verhoogd CZV in het effluent en inefficiënte afvalwaterbehandeling.
- Een te lage COD-ruimtebelasting leidt daarentegen tot onderbezetting van de installatie, wat de bedrijfskosten onnodig verhoogt en leidt tot inefficiënt gebruik van biologische capaciteiten.
Slibproductie:
- De CZV-ruimtebelasting beïnvloedt ook de hoeveelheid geproduceerd overtollig slib. Bij een hogere ruimtebelasting wordt er meer biomassa (slib) gevormd, waardoor de vereisten voor slibbehandeling toenemen.
Zuurstofbehoefte:
- Aangezien de micro-organismen zuurstof nodig hebben om de organische stoffen te oxideren, beïnvloedt de COD-ruimtebelasting ook de zuurstofbehoefte van het systeem. Een hogere belasting vereist een intensievere beluchting om het biologische proces in stand te houden.
Toepassing van de COD-ruimtebelasting
De berekening van de COD-ruimtebelasting wordt gebruikt om het tankvolume van een reactor, de slibretour, de beluchtingssystemen en andere kritieke componenten in biologische afvalwaterbehandeling te dimensioneren. Typische toepassingsgebieden zijn
1. actief slibproces:
Hier wordt de COD-ruimtebelasting gebruikt om de beluchtingstanks te dimensioneren en de optimale slibconcentratie te bepalen.
Foto: Klassieke beluchtingstank van onze ALMA BHU Bio
2. anaerobe behandeling van afvalwater
Anaerobe reactoren worden vaak gebruikt in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, zuivelfabrieken, papierfabrieken en biogasinstallaties om organische stoffen in afvalwater af te breken en tegelijkertijd energie op te wekken in de vorm van biogas. Typische reactoren voor anaerobe processen zijn
UASB-reactoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):
De UASB-reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) is een anaerobe reactortechnologie die wordt gekenmerkt door efficiënte afvalwaterbehandeling en biogasproductie. Het afvalwater stroomt in tegenstroom van de bodem naar de bovenkant van de reactor, waar het in contact komt met een sliblaag bestaande uit gegranuleerde anaerobe micro-organismen. Deze micro-organismen breken de organische stoffen in het afvalwater af onder anaerobe omstandigheden en produceren biogas, dat voornamelijk bestaat uit methaan en kooldioxide.
Technische specificaties:
- Stromingsrichting: van onder naar boven (upflow)
- Hydraulische verblijftijd: meestal tussen 6 en 12 uur
- Organische belastingsgraad: tot 10 kg COD/m³-d
- Temperatuurbereik: Kan worden gebruikt in zowel mesofiele (30-40°C) als thermofiele (50-60°C) gebieden
- Gasproductie: 0,25 tot 0,35 m³ biogas per kg afgebroken CZV
Afbeelding: Schematische voorstelling van onze ALMA BIO UASB-reactor
EGSB-reactoren (Expanded Granular Sludge Bed):
De EGSB-reactor (Expanded Granular Sludge Bed) is een verdere ontwikkeling van de UASB-reactor en wordt gekenmerkt door een hoger debiet en een betere menging. In de EGSB-reactor wordt het afvalwater met een hogere snelheid door de gegranuleerde sliblaag geleid, waardoor de hydraulische retentietijd afneemt en de organische belasting toeneemt. Deze verbeterde vloeistofcirculatie en expansie van het slibbed maakt de reactor efficiënter, vooral voor afvalwater met een zeer hoge organische belasting.
Technische specificaties:
- Stromingsrichting: Van onder naar boven, vergelijkbaar met de UASB-reactor, maar met een hogere stromingssnelheid.
- Hydraulische retentietijd: meestal tussen 1 en 6 uur, afhankelijk van de samenstelling van het afvalwater.
- Organische belastingsgraad: tot 30 kg COD/m³-d
- Reactorhoogte: EGSB-reactoren zijn doorgaans hoger dan UASB-reactoren, wat leidt tot een betere scheiding van slib en afvalwater.
- Gasproductie: Vergelijkbaar met de UASB-reactor, met een gasproductie van ongeveer 0,3 tot 0,35 m³ biogas per kg afgebroken CZV.
Afbeelding: Schematische voorstelling van onze ALMA BHU BIO EGSB-reactor
Gasmengreactoren:
- In onze ALMA BHU GMR (gasmengreactor) wordt het afvalwater efficiënt behandeld onder anaerobe omstandigheden, waarbij de reactor speciaal is ontwikkeld voor afvalwater met hoge calciumconcentraties. De geavanceerde gasmengtechnologie van de ALMA BHU GMR zorgt voor een optimale menging van de reactiegassen in het afvalwater, wat de biologische afbraak en neerslag van calcium sterk verbetert.De reactor biedt een bijzonder efficiënte oplossing voor afvalwater dat moeilijk te behandelen is vanwege het hoge calciumgehalte. De reactor vermindert niet alleen de organische belasting van het afvalwater, maar maakt ook gerichte calciumneerslag mogelijk, waardoor afzetting in nageschakelde systemen wordt voorkomen. Dit zorgt voor een stabiele werking en vermindert de onderhoudskosten aanzienlijk. De ALMA BHU GMR is daarom ideaal voor industriële toepassingen waar hoge calciumconcentraties in afvalwater een belangrijke uitdaging vormen.
Afbeelding: Foto's van onze anaerobe gasmengreactor ALMA BHU GMR
Conclusie
COD is een beslissende parameter in biologische afvalwaterzuivering die de hoeveelheid organische verbindingen beschrijft die per volume-eenheid van een reactor kunnen worden afgebroken. Het heeft een aanzienlijke invloed op de efficiëntie, de dimensionering en de bedrijfskosten van een afvalwaterzuiveringsinstallatie. Met op maat gemaakte oplossingen van ALMAWATECH kunnen bedrijven hun afvalwater efficiënt behandelen en de COD-belasting optimaal beheersen om te voldoen aan wettelijke eisen en operationele doelstellingen.
