Filterbare stoffen zijn vaste deeltjes en zwevende deeltjes die zich in water of afvalwater bevinden en die door mechanische filtratieprocessen kunnen worden tegengehouden. Deze stoffen omvatten een breed scala aan deeltjes zoals zand, slib, organische stoffen, vetten, oliën en anorganische vaste stoffen. De parameter voor filtreerbare vaste stoffen is een belangrijke indicator voor de fysieke vervuiling van water en afvalwater en wordt vaak gebruikt bij afvalwaterbehandeling en waterzuivering om de effectiviteit van filtratie- en zuiveringsprocessen te evalueren.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
De bepaling van filtreerbare stoffen wordt meestal uitgevoerd door gravimetrie. Een watermonster wordt door een gestandaardiseerd filter met een poriegrootte van 0,45 µm geleid. De gefilterde stoffen blijven achter op het filter, dat vervolgens wordt gedroogd en gewogen om de hoeveelheid vaste stoffen te bepalen. Deze hoeveelheid wordt uitgedrukt in mg/L en is een belangrijke parameter voor het karakteriseren van de verontreiniging van een watersysteem.
Filterbare stoffen kunnen worden onderverdeeld in de volgende categorieën:
- Grove vaste stoffen: Grovere vaste stoffen, zoals zand of grind, die relatief snel bezinken en verwijderd kunnen worden door eenvoudig zeven of bezinken.
- Gesuspendeerde vaste stoffen: fijnere deeltjes die in suspensie blijven in de vloeistof en verwijderd moeten worden door filtratie of flotatie.
- Organische en anorganische stoffen: filtreerbare stoffen kunnen zowel van organische oorsprong zijn (bv. biomassa, vetten) als van anorganische (bv. minerale vaste stoffen).
Betekenis van de parameter voor het ontwerp van afvalwaterzuiveringsinstallaties
De hoeveelheid en het type filtreerbare stoffen in afvalwater heeft een grote invloed op het ontwerp van afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het bepaalt in grote mate welke filtratiemethoden en mechanische scheidingsprocessen in de installatie moeten worden gebruikt om een effectieve zuivering te garanderen.
1. mechanische voorreiniging:
Filterbare stoffen worden meestal verwijderd in de eerste fase van de afvalwaterbehandeling - de mechanische voorbehandeling. In deze fase worden zeven, zeven en gritkamers gebruikt. Een hoog gehalte aan filtreerbare stoffen vereist een robuust ontwerp van deze mechanische behandelingsfasen om de daaropvolgende biologische en chemische processen te ontlasten. Installaties die ontworpen zijn voor grote hoeveelheden filtreerbare stoffen moeten voldoende gedimensioneerde bezinktanks of trommelzeven hebben om de vaste stoffen efficiënt te scheiden.
Foto: Voorbeeld van een beluchte gritkamer die bezinkende grove vaste stoffen verwijdert, evenals drijvende en vettige stoffen. Het systeem maakt deel uit van de voorbehandeling van ons ALMA BHU BIO systeem.
2. filtratietechnologieën:
Afhankelijk van de hoeveelheid filtreerbare stoffen in het afvalwater worden verschillende filtratietechnologieën gebruikt:
Meerlaags filter:
Grove filtreerbare stoffen worden vaak verwijderd door meerlaagse filters, grindfilters of zandfilters (bijvoorbeeld onze ALMA Fil). Deze filters hebben een hoge retentiecapaciteit voor zwevende deeltjes en worden vaak gebruikt in de tertiaire behandelingsfase.
Microfiltratie en ultrafiltratie:
Fijne deeltjes die niet volledig verwijderd kunnen worden door conventionele filtratie worden behandeld met membraanprocessen. Microfiltratie en ultrafiltratie kunnen deeltjes tot in het micrometer- en nanometergebied uit het water verwijderen. Deze processen zijn vooral belangrijk als het afvalwater behandeld moet worden voor hergebruik of geloosd moet worden in kwetsbare waterlichamen.
Afbeelding: Meerlaags filter in GVK tanks. De GVK tanks kunnen worden gevuld met verschillende filtermaterialen zoals grind, actieve kool of bewerkt glas(ALMA Fil)
3. flotatie:
Bij flotatie , ook bekend als opgeloste luchtflotatie, worden fijn gedispergeerde luchtbellen in het afvalwater gebracht, die zich hechten aan de gesuspendeerde vaste stoffen en deze naar de oppervlakte drijven, waar ze worden afgeschuimd. Dit proces is bijzonder geschikt voor het verwijderen van vettige of olieachtige organische deeltjes die in het afvalwater drijven en moeilijk bezinken.
Foto: Opgeloste luchtflotatie met buisflocculator voor precipitatie, neutralisatie en uitvlokking van afvalwaterbestanddelen(ALMA NeoDAF)
4. invloed op slibbehandeling:
Filterbare stoffen dragen bij tot de slibproductie, aangezien de afgescheiden vaste stoffen meestal verder worden verwerkt tot slib. Een hoog gehalte aan filtreerbare stoffen verhoogt de hoeveelheid primair slib dat behandeld moet worden in volgende processtappen, zoals slibontwatering en slibstabilisatie. Nauwkeurige kennis van het gehalte aan filtreerbare stoffen is daarom essentieel voor de juiste dimensionering van de slibbehandelingsapparatuur in een afvalwaterzuiveringsinstallatie.
Afbeelding: Slibontwatering met een kamerfilterpers(ALMA CFP)
5. tertiaire en quartaire fase - verwijdering van microverontreinigingen
In de tertiaire en quartaire fase wordt het afvalwater verder gezuiverd om microverontreinigingen zoals farmaceutische residuen, pesticiden en hormoonverbindingen te verwijderen. Hier worden actieve koolfiltratie, ozonisatie of UV-behandeling gebruikt. Deze processen zijn gericht op het afbreken van de kleinste spoorstoffen die zelfs na biologische en chemische zuivering in het water achterblijven.
Afbeelding: Actief koolstoffilter geïnstalleerd in GVK tanks(ALMA Fil AK)
5. bedrijfskosten en energie-efficiëntie:
Hoe hoger het gehalte aan filtreerbare stoffen, hoe meer energie en onderhoud er nodig is om de filtratie- en scheidingsprocessen te laten werken. Regelmatige terugspoel- en reinigingscycli van de filters zijn nodig om de efficiëntie van het systeem te behouden. Daarom moet bij de economische evaluatie van het ontwerp en de werking van het systeem ook rekening worden gehouden met de parameter van filtreerbare stoffen.
Praktische voorbeelden
Voedingsindustrie: Zuivelverwerking produceert grote hoeveelheden filtreerbare organische stoffen zoals vetten en eiwitten. Deze moeten vóór de biologische afvalwaterbehandeling worden verwijderd in speciale vetafscheiders en flotatie-installaties. flotatie-installaties om de efficiëntie van de volgende zuiveringsstappen te garanderen.
Papierindustrie: Papierproductie produceert grote hoeveelheden filtreerbaar materiaal dat vezels bevat. Deze vezels moeten gefilterd worden door trommelzeven en zandfilters om verstopping van de systemen te voorkomen en de kwaliteit van het afvalwater te garanderen voordat het in waterlichamen wordt geloosd.
Galvanische industrie: De oppervlaktebehandeling van metalen produceert anorganische vaste stoffen die kunnen worden verwijderd door bezinking of microfiltratie uit het afvalwater. Een hoog aandeel filtreerbare stoffen kan ook leiden tot het vermijden van verontreiniging met zware metalen als deze gebonden zijn aan de gesuspendeerde vaste stoffen.
Conclusie
Filterbare stoffen spelen een centrale rol in het ontwerp en de werking van afvalwaterzuiveringsinstallaties. De hoeveelheid van deze vaste stoffen bepaalt in grote mate welke mechanische en fysische scheidingsprocessen moeten worden gebruikt en beïnvloedt de capaciteit van filtratiesystemen, slibbehandelingsinstallaties en de algehele efficiëntie van de installatie. Een zorgvuldige analyse van de filtreerbare stoffen is essentieel om de optimale filtratiemethoden en bedrijfsomstandigheden te bepalen, zodat aan de wettelijke voorschriften wordt voldaan en de installatie efficiënt werkt.
