De inlaatconcentratie is de hoeveelheid opgeloste, gesuspendeerde of colloïdale stoffen in een bepaald volume water of afvalwater in de inlaat van een systeem. Het is een centrale parameter in industriële water- en afvalwatertechnologieomdat hij in grote mate bepalend is voor de dimensionering, werking en efficiëntie van zuiveringsinstallaties. Nauwkeurige kennis van de voedingsconcentratie is essentieel om de juiste processtappen en chemische doseringen te bepalen en een constant hoge kwaliteit van afvalwaterbehandeling te garanderen.

Technische definitie en meting

De inlaatconcentratie wordt gemeten voor verschillende stoffen of parameters, afhankelijk van het type afvalwater dat behandeld moet worden. Typische parameters en eenheden zijn

  1. Organische belasting:

    • Chemisch zuurstofverbruik (COD) in mg/L.
    • Biochemisch zuurstofverbruik (BZV₅) in mg/L.
    • Totaal Organisch Koolstof (TOC) in mg/L.

  2. Anorganische stoffen:

    • Zware metalen zoals nikkel, zink of koper in mg/L.
    • Nutriënten zoals ammonium (NH₄⁺), nitraat (NO₃-) en fosfaat (PO₄³-) in mg/L.

  3. Vaste en zwevende deeltjes:

    • Totaal vaste stoffen (TS, Total Solids) in mg/L.
    • Verwerkbare stoffen in mL/L.

  4. Zoutgehalte en ionen:

    • Elektrische geleidbaarheid in µS/cm.
    • Chloriden, sulfaten en andere zouten in mg/L.

De voedingsconcentratie wordt meestal gemeten met behulp van online analysetechnologie of door handmatige bemonstering en laboratoriumanalyse. Continue monitoring is vooral voordelig in processen met fluctuerende voederomstandigheden.

Het belang van inlaatconcentratie in industriële water- en afvalwatertechnologie

Dimensionering en ontwerp van systemen

De inlaatconcentratie vormt de basis voor de dimensionering en het technisch ontwerp van water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het bepaalt:

Operationele optimalisatie en procesbeheersing

Een stabiele voedingsconcentratie is cruciaal om procesfluctuaties te minimaliseren. Fluctuaties in de voedingsconcentratie kunnen leiden tot:

  • overbelasting van biologische reactoren, waardoor verontreinigende stoffen minder efficiënt worden verwijderd.
  • Onvoldoende dosering van chemicaliën in chemisch-fysische processen, waardoor de wettelijke lozingslimieten niet kunnen worden nageleefd.
Naleving van wettelijke grenzen

De inlaatconcentratie heeft een directe invloed op de naleving van de wettelijke lozingslimieten voor gezuiverd afvalwater. De installatie moet er bijvoorbeeld voor zorgen dat de afvalwaterkwaliteit in de afvoer voldoet aan de grenswaarden, zelfs bij hoge inlaatconcentraties.

Energie- en hulpbronnenefficiëntie

Installaties met sterk fluctuerende voedingsconcentraties vereisen een verhoogde energietoevoer (bijv. voor beluchting in biologische stadia) en een verhoogd chemicaliënverbruik, waardoor de bedrijfskosten toenemen. Nauwkeurige kennis van de voedingsconcentratie maakt een geoptimaliseerde bedrijfsvoering mogelijk.

Biogasinstallatie voor de productie van biogas uit afvalwater van een suikerfabriek.

Foto: Onze anaerobe biogasreactor ALMA BHU GMR: De dimensionering en het ontwerp van de reactor zijn gebaseerd op de voedingsconcentratie om een optimale biogasproductie en processtabiliteit te garanderen.

Schommelingen in de voedingsconcentratie

Industrieel afvalwater vertoont vaak sterke fluctuaties in de influentconcentratie. Deze kunnen worden veroorzaakt door de volgende factoren:

  1. Productieprocessen:

    • Veranderingen in de productiecyclus leiden tot variërende stofconcentraties, bijvoorbeeld door reiniging, spoelprocessen of batchgebruik.

  2. Gecombineerde riolering:

    • Afvalwater van verschillende processen wordt samengebracht in één opvangsysteem, wat leidt tot zeer verschillende samenstellingen.

  3. Weersinvloeden:

    • Verdunningseffecten kunnen optreden tijdens regenval, terwijl geconcentreerd afvalwater overheerst tijdens droog weer.

Strategieën voor homogenisering

Buffertanks of egalisatietanks worden gebruikt om deze schommelingen te compenseren. Deze maken het mogelijk:

  • Hydraulische buffering: Vermijden van piekbelastingen.
  • Homogenisatie: Compensatie van concentratieverschillen om een constante voederkwaliteit te garanderen.

Voorbeelden van toepassingen

1. chemisch-fysische behandeling

In chemisch-fysische installaties (CP-installaties) wordt de voedingsconcentratie gebruikt om de dosering van het neerslag- en vlokmiddel te berekenen. Voorbeeld:

  • Hoge concentraties zware metalen (bijv. Ni²⁺, Cr³⁺) vereisen grotere hoeveelheden neerslagmiddelen zoals ijzer(III)chloride of aluminiumsulfaat.
2. biologische afvalwaterbehandeling

In biologische zuiveringsstappen zoals het actiefslibproces is de influentconcentratie van COD of BOD₅ bepalend voor

  • De beluchtingssnelheid: Een hoge COD-waarde vereist een intensievere zuurstoftoevoer.
  • Slibleeftijdregeling: Aanpassing van de slibleeftijd en biomassaconcentratie aan de belasting.
3. membraanproces

In het geval van omgekeerde osmose of ultrafiltratie beïnvloedt de voedingsconcentratie de waterkwaliteit:

  • Membraanbelasting: Hoge concentraties vaste stoffen kunnen vervuiling veroorzaken.
  • Chemische voorbehandeling: Verwijdering van hardheidsvormers (Ca²⁺, Mg²⁺) of organische stoffen om aanslag en vervuiling te voorkomen.
  • Berekening van het vereiste membraanoppervlak en drukleidingen
Omgekeerde osmose met biologische voorbehandeling

Afbeelding: Ons ALMA OSMO omgekeerde osmose systeem: De precieze berekening van het benodigde membraanoppervlak is grotendeels gebaseerd op de voedingsconcentraties om optimale prestaties en efficiëntie te garanderen.

Praktische uitdagingen

  1. Meetonzekerheden:

    • Continue online metingen kunnen onnauwkeurig worden door interferentie of vervuiling van de sensoren. Regelmatige kalibratie van de sensoren is noodzakelijk.

  2. Extreme waarden in de instroom:

    • Plotselinge piekbelastingen (bijvoorbeeld tijdens productieonderbrekingen) kunnen reactoren of chemische processen overbelasten.

  3. Hoge variabiliteit met gemengd afvalwater:

    • Afvalwater van verschillende processen vereist flexibele systeemconcepten die kunnen reageren op veranderende voedingsconcentraties.

Conclusie

De inlaatconcentratie is een belangrijke parameter in de industriële water- en afvalwatertechnologie. Het heeft een aanzienlijke invloed op het ontwerp, de werking en de efficiëntie van zuiveringsinstallaties. Nauwkeurige kennis en controle van de toevoerconcentratie maakt het mogelijk om schommelingen te compenseren, chemicaliën efficiënt te gebruiken en de naleving van wettelijke limieten te garanderen.

Door gebruik te maken van moderne technologieën, zoals online sensoren, buffersystemen en adaptieve regelconcepten, kan de afvalwaterbehandeling worden aangepast aan de uitdagingen van variabele voedingsconcentraties, waardoor stabiele en hulpbronefficiënte prestaties van de installatie worden gegarandeerd.

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

info@almawatech.com

06073 687470