Flocculatie is een belangrijk proces in water- en afvalwaterbehandeling waarbij fijne, colloïdale deeltjes in het water worden samengebracht tot grotere aggregaten, zogenaamde vlokken. Deze vlokken zijn gemakkelijker te scheiden en kunnen worden afgescheiden door bezinking in CP-systemen, filtratie of flotatie worden verwijderd. Flocculatie bouwt voort op het vorige coagulatieproces, waarbij de ladingen van de gesuspendeerde deeltjes worden geneutraliseerd zodat de deeltjes beginnen samen te vlokken.
Vlokvorming speelt een belangrijke rol bij de behandeling van industrieel afvalwater en in de gemeentelijke afvalwatersector, vooral in industrieën zoals de papierindustrie, textielverwerking, de voedingsindustrie en metaalverwerking. Het gebruik van vlokmiddelen zorgt voor een betere klaring van afvalwater en helpt om te voldoen aan grenswaarden.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond van flocken
Flocculatie is een fysisch-chemisch proces waarbij vlokmiddelen aan het water worden toegevoegd. Vlokmiddelen (meestal polymeren) om de deeltjes in het water samen te voegen tot vlokken. De vlokmiddelen binden zich aan de deeltjes en de mechanische beweging zorgt ervoor dat de deeltjes samenklonteren en grotere vlokken vormen die gemakkelijk kunnen bezinken of gescheiden worden.
Mechanismen van uitvlokking
Diffusieve uitvlokking:
- De beweging van kleine deeltjes in water wordt beïnvloed door Brownse beweging, waardoor deeltjes op een willekeurige manier tegen elkaar botsen. Dit effect is vooral uitgesproken bij kleine deeltjes en colloïden en ondersteunt de vorming van primaire vlokken.
Mechanische flocculatie:
- Langzaam roeren of mengen bevordert een gelijkmatige verdeling van de vlokmiddelen en een grotere kans op botsing tussen de deeltjes. Dit leidt tot een gecontroleerde vorming van grotere vlokken.
- De roersnelheid is cruciaal, omdat een te hoge roersnelheid de reeds gevormde vlokken kan vernietigen, terwijl een te lage snelheid de vlokvorming niet voldoende bevordert.
Chemische flocculatie:
- Chemische vlokmiddelen, zoals polymeren en polyacrylamiden, hebben een grote moleculaire omvang en kunnen zich om de deeltjes wikkelen zodat ze de individuele deeltjes samenbinden. Deze zogenaamde overbruggingsmiddelen versterken de binding tussen de vlokken en creëren stabiele structuren.
Foto: CP-installatie (neerslag- en flocculatie-installatie) ALMA Chem MCW voor coagulatie en verwijdering van verontreinigende stoffen
Vlokmiddelen: soorten en hoe ze werken
Voor vlokvorming zijn specifieke chemicaliën nodig die de deeltjes binden en vlokvorming bevorderen. Deze vlokmiddelen kunnen worden onderverdeeld in verschillende types, afhankelijk van hun lading en chemische structuur:
- Deze vlokmiddelen hebben een negatieve lading en zijn bijzonder geschikt voor afvalwater met positief geladen deeltjes, zoals vaak het geval is bij metaalverwerking. Anionische polymeren worden ook gebruikt in de papier- en pulpindustrie om de afscheiding van vaste deeltjes te bevorderen.
- Deze flocculanten zijn positief geladen en worden gebruikt in afvalwater met overwegend negatief geladen deeltjes. Ze zijn bijzonder geschikt voor slibbehandeling en ontwatering omdat ze een sterke binding vormen met organische stoffen. Kationische vlokmiddelen worden vaak gebruikt in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en bij de behandeling van gemeentelijk afvalwater.
- Deze polymeren hebben geen elektrische lading en kunnen in een breed pH-bereik worden gebruikt. Ze worden vaak gebruikt als aanvulling op ionische flocculanten en zijn geschikt voor afvalwater waarin de lading van de deeltjes varieert.
- Deze vlokmiddelen zijn moleculen met lange ketens die een hoog bindend vermogen hebben. Ze werken door brugvorming tussen de deeltjes en produceren stabiele, grote vlokken die gemakkelijk te scheiden zijn. Polymere flocculanten, zoals polyacrylamiden, zijn bijzonder effectief bij het conditioneren en ontwateren van slib.
Foto: ALMA NeoDAF flotatiesysteem voor coagulatie en verwijdering van vervuilende stoffen
Toepassingen van flocculatie in de praktijk
Flocculatie is een universele stap in water- en afvalwaterbehandeling en kan worden gebruikt in bijna alle industrieën waar zwevende deeltjes en colloïdale onzuiverheden moeten worden verwijderd.
Behandeling van drinkwater:
- Bij de behandeling van drinkwater wordt flocculatie gebruikt om troebelheid, organische stoffen en zware metalen te verwijderen. Na coagulatie en flocculatie kunnen de vlokken worden verwijderd door bezinking in CP-systemen, flotatie of filtratie, wat de helderheid en kwaliteit van het drinkwater verbetert.
Behandeling van industrieel afvalwater:
- In de metaalverwerkende en galvanische industrie wordt flocculatie gebruikt om zware metalen en kleurstoffen te verwijderen. De toevoeging van kationische en anionische vlokmiddelenzorgt voor een efficiënte scheiding en naleving van milieunormen.
- Flocculatie wordt gebruikt in de pulp- en papierindustrie om organische stoffen en vezels te scheiden en de kwaliteit van het afvalwater te verbeteren. Flocculatie vermindert de COD-belasting (chemisch zuurstofverbruik) en draagt bij aan de naleving van afvalwaterlimieten.
Voedingsmiddelen- en drankenindustrie:
- In de voedingsindustrie, vooral bij de verwerking van zuivelproducten en dranken, wordt afvalwater geproduceerd met een hoge organische belasting. Kationische flocculanten worden hier gebruikt om vetten, oliën en organische verbindingen af te scheiden.
Slibbehandeling en -ontwatering:
- In rioolwaterzuiveringsinstallaties en bij de behandeling van industrieel slib verbetert flocculatie de ontwateringseigenschappen van het slib. De toevoeging van vlokmiddelen vermindert de waterretentie van het slib, wat resulteert in een compactere en gemakkelijker te ontwateren massa. Dit vergemakkelijkt de verwerking en verlaagt de afvoerkosten.
Voordelen en uitdagingen van flocking
Voordelen:
- Effectieve afscheiding van vaste deeltjes: Flocculatie zorgt voor een betrouwbare verwijdering van fijne deeltjes die anders in suspensie zouden blijven.
- Breed scala aan toepassingen: Flocculanten kunnen worden aangepast aan een breed scala van afvalwaters en vaste stoffen, waardoor het proces zeer flexibel is.
- Lagere bedrijfskosten: Effectieve flocculatie leidt tot snellere en efficiëntere afscheiding van vaste stoffen en vermindert de noodzaak voor nabehandelingsprocessen.
Uitdagingen:
- De dosering optimaliseren: De optimale dosering van vlokmiddelen is cruciaal om een maximaal rendement te bereiken. Overdosering kan leiden tot overstabilisatie, terwijl onderdosering de vlokvorming onvolledig maakt.
- Gevoeligheid voor pH-waarde en temperatuur: flocculatie is gevoelig voor schommelingen in de pH-waarde en temperatuur, wat een nauwkeurige procesbewaking vereist.
- Slibvorming: Flocculatie genereert een aanzienlijke hoeveelheid slib dat moet worden ontwaterd en afgevoerd in kamerfilterpersen, wat kan leiden tot extra afvoerkosten.
Vlokmiddelen van ALMAWATECH: ALMA AQUA Afvalwater
ALMAWATECH biedt een breed assortiment vlokmiddelen onder de merknaam ALMA AQUA Afvalwater merk, waaronder kationische, anionische en niet-ionische polymeren die speciaal zijn geoptimaliseerd voor de vereisten van water- en afvalwaterbehandeling. Onze flocculanten worden aangepast aan de specifieke vereisten van uw afvalwater en bieden een efficiënte oplossing voor het afscheiden van deeltjes en vaste stoffen. Daarnaast bieden we laboratoriumanalyses om de optimale samenstelling en dosering van vlokmiddelen te bepalen en u oplossingen op maat te bieden voor uw afvalwaterbehandelingsprocessen.
Foto: Toepassingsspecifieke bedrijfsmiddelen ALMA AQUA afvalwater: neerslagmiddelen, vlokmiddelen, neutralisatiemiddelen en andere producten
Conclusie
Flocculatie is een fundamenteel proces in water- en afvalwaterzuivering en zorgt voor een efficiënte verwijdering van troebelheid, organische onzuiverheden en zware metalen. De juiste selectie en dosering van vlokmiddelen kan de kwaliteit van het afvalwater aanzienlijk verbeteren en de bedrijfskosten verlagen. ALMAWATECH ondersteunt u met een breed assortiment producten en toepassingsspecifiek advies om uw flocculatieprocessen te optimaliseren en de hoogste normen voor waterkwaliteit te bereiken.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
