Een fermentor is een technisch systeem voor het uitvoeren van biologische processen waarbij micro-organismen, enzymen of cellen stoffen afbreken, omzetten of synthetiseren. In industriële water- en afvalwaterbehandeling worden fermentoren voornamelijk gebruikt voor de anaerobe behandeling van organisch verontreinigd afvalwater. Ze worden gebruikt om slib te stabiliseren of om biogas te produceren uit organische substraten.

Technische achtergrond

De fermentor creëert optimale omstandigheden voor de micro-organismen die de biologische afbraak uitvoeren. Deze omstandigheden omvatten

  • Temperatuurregeling: Mesofiele (30-40 °C) of thermofiele (50-60 °C) fermentatie.
  • pH-regeling: Meestal neutraal (6,5-7,5) om de activiteit van micro-organismen te maximaliseren.
  • Mengsystemen: Om de substraten gelijkmatig te verdelen en contact met de micro-organismen te garanderen.
  • Gasbeheer: winning en opslag van biogas (methaan en kooldioxide).

Structuur en onderdelen

Een typische fermentor bestaat uit de volgende hoofdonderdelen:

  • Reactievaten: Gemaakt van staal of beton, vaak thermisch geïsoleerd.
  • Roerwerken of begassingssystemen: Om het substraat te mengen en afzettingen te voorkomen.
  • Verwarmingssystemen: Voor temperatuurregeling.
  • Meet- en regeltechnologie: Voor pH, temperatuur, redoxpotentiaal en gasopbrengst.
  • Gasbehandeling: Voor ontzwaveling en droging van het geproduceerde biogas.

Toepassing in afvalwaterbehandeling

Fermentoren worden in verschillende industriële sectoren gebruikt:

  1. Anaerobe behandeling van afvalwaterOrganische stoffen worden in afwezigheid van zuurstof omgezet in biogas. Voorbeelden:

    • Voedingsindustrie: Afbraak van organische residuen van zuivelfabrieken of brouwerijen.
    • Chemische industrie: behandeling van sterk vervuild afvalwater met een chemisch zuurstofverbruik (CZV) van 10.000 mg/l en meer.

  2. Slibstabilisatie: Voor het verminderen van het volume en het ontgassen van zuiveringsslib in rioolwaterzuiveringsinstallaties.

  3. Biogasinstallaties: Gebruik van landbouwsubstraten (vloeibare mest, plantenresten) en organisch afval om energie op te wekken.

Soorten fermentoren

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
ALMA BIO UASB voor de productie van biogas uit biologisch afbreekbaar afvalwater

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.
ALMA BHU BIO EGSB voor de anaerobe vergisting van afvalwater met hoge organische belasting

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.
Biogasproductie bij groenteverwerking met de ALMA BHU GMR

Afbeelding: Foto's van onze anaerobe gasmengreactor ALMA BHU GMR

Voordelen van het gebruik van fermentoren

  • Hoge afbraakcapaciteit: vergisters kunnen tot 80-90% van de organische belasting afbreken.
  • Energie opwekken: Het geproduceerde biogas kan worden gebruikt om in je eigen energiebehoefte te voorzien of om aan het gasnet te leveren.
  • Vermindering van slibvolume: Bespaart kosten in slibverwerking en -afvoer.

De uitdagingen

  • Complexe regeling: Procesregeling vereist een nauwkeurige regeling van parameters zoals temperatuur, pH-waarde en substraattoevoer.
  • Gevoeligheid van micro-organismen: Verstoringen in het substraat of de omgevingsparameters kunnen leiden tot instabiliteit van het proces.
  • Corrosie: De agressieve aard van biogas vereist het gebruik van corrosiebestendige materialen.

Conclusie

Fermentoren zijn essentiële componenten voor duurzame afvalwaterbehandeling en energieopwekking. Met innovatieve oplossingen zoals de ALMA BHU GMR, ALMA BHU EGSB en ALMA BIO UASB ondersteunt ALMAWATECH industrieën bij het behalen van hun milieudoelstellingen en het tegelijkertijd economisch werken.

Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!

info@almawatech.com

06073 687470