Een roerwerk is een mechanisch apparaat dat wordt gebruikt om vloeistoffen, suspensies of emulsies te mengen in verschillende industriële toepassingen. In de water- en afvalwatertechnologie zijn roerwerken een onmisbaar onderdeel van veel processen, vooral bij het neerslaan en uitvlokken van vervuilende stoffen in CP-installaties, in neutralisatie-installaties en in biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties voor het homogeniseren van biomassa en voedingsstoffen. Ze worden gebruikt om homogene omstandigheden in de reactor te creëren, chemische reacties te bevorderen en processtabiliteit te garanderen.
Inhoudsopgave
Basisprincipes en functie van een roerwerk
Een roerwerk bestaat meestal uit de volgende onderdelen:
- Roermotor: drijft het roerwerk aan, meestal via een directe of indirecte koppeling.
- As: Brengt de roterende beweging over van de motor naar het roerwerk.
- Roerder (propeller, schijven of armatuur): Het deel dat in direct contact staat met het medium en het mengen genereert.
- Lagers en afdichtingen: Zorgen voor de stabiliteit van de as en voorkomen het ontsnappen van vloeistoffen.
Functioneel principe
Het roerwerk roteert met een bepaalde snelheid in het medium. De opgewekte beweging transporteert:
- Homogenisatie: Uniforme verdeling van vaste stoffen, gassen of chemicaliën in het medium.
- Warmte-uitwisseling: Verbetering van temperatuurnivellering in thermisch geregelde processen.
- Afzettingen vermijden: Zorg ervoor dat de deeltjes in suspensie blijven en niet neerslaan.
De efficiëntie van een roerwerk hangt af van de roersnelheid, de vorm en grootte van het roerelement en de fysische eigenschappen van het medium (bijv. viscositeit, dichtheid).
Toepassingen van roerwerken in water- en afvalwatertechnologie
1. neerslag en vlokvorming in CP-installaties
Roerwerken worden gebruikt in precipitatie- en flocculatie-installaties om:
- gelijkmatige verdeling van neerslag (bijv. ijzer- of aluminiumzouten).
- Bevorderen de vorming van vlokken die verwijderd kunnen worden door daaropvolgende bezinking of flotatie.
- Pas de schuifkrachten aan om de vlokvorming te optimaliseren en te voorkomen dat vlokken uiteenvallen.
2. neutralisatiesystemen
Bij het neutraliseren van zuur of alkalisch afvalwater zorgt het roerwerk voor een snelle en homogene menging van neutralisatiemiddelen (bijv. zwavelzuur, natronloog) en het afvalwater om een uniforme pH-waarde te bereiken.
Foto: Onze batchreactoren met roerwerken (groen) geïnstalleerd op het tankdak (proces: CP-systeem ALMA CHEM MCW)
3. biologische afvalwaterbehandeling
In biologische reactoren zoals actief-slibtanks of anaerobe vergisters transporteren roerwerken water:
- De gelijkmatige verdeling van voedingsstoffen, micro-organismen en zuurstof.
- Een stabiele temperatuur in de reactor handhaven.
- Vermijden van sedimentatie of de vorming van dode zones die de efficiëntie van het biologische proces kunnen schaden.
4. chemische reactoren en doseersystemen
In chemische reactoren worden roerwerken gebruikt om reactanten (bv. antiscalants, precipitanten) effectief te mengen en chemische reacties te versnellen. In doseertanks zorgen roerwerken ervoor dat chemicaliën in een uniforme concentratie beschikbaar zijn.
5. slibbehandeling
Roerwerken worden gebruikt bij slibontwatering en -behandeling (bijv. bij vergisting) om de vaste deeltjes in suspensie te houden en de reactie-efficiëntie te maximaliseren.
Afbeelding: Dompelroerwerk voor het homogeniseren van de biomassa en voedingsstoffen en het optimaliseren van de stroming en beluchting (proces: ALMA BHU BIO)
Soorten roerwerken
De keuze van een geschikt roerwerk hangt af van de vereisten van het proces, de viscositeit van het medium en de tankgeometrie. De meest voorkomende types zijn
1. propeller roerwerk
- Toepassing: Voor vloeistoffen met een lage viscositeit, zoals water of afvalwater.
- Voordelen: Hoge verwerkingscapaciteit, laag energieverbruik.
- Typische toepassing: Neerslag- en flocculatiereactoren, actief-slibtanks.
2. ankerroerwerk
- Toepassing: Voor zeer viskeuze media en vloeistoffen met neiging tot afzetting.
- Voordelen: Effectieve wandveger, voorkomt afzettingen.
- Typische toepassing: Chemische reactoren met hoge vaste stofconcentratie.
3. schijfroerder (Rushton-turbine)
- Toepassing: Voor gas-vloeistofsystemen of reacties met hoge energievereisten.
- Voordelen: Effectief mengen van gassen in vloeistoffen.
- Typische toepassing: Biologische reactoren, gaswassing.
4. schoepenrad
- Toepassing: Voor vloeistoffen met een gemiddelde tot hoge viscositeit.
- Voordelen: Zacht mengen, geschikt voor gevoelige media.
- Typische toepassing: Slibvereffeningstank.
Technische aspecten en dimensionering
De selectie en dimensionering van een roerwerk is een complex proces gebaseerd op verschillende parameters:
1. roersnelheid
De snelheid van het roerwerk moet zo worden gekozen dat de gewenste mengkwaliteit wordt bereikt zonder het medium te veel te belasten (bijv. beschadiging van vlokken of micro-organismen).
2. roeren
Het vermogen van het roerwerk hangt af van de tankafmetingen, de viscositeit van het medium en de geometrie van het roerwerk. Een typische waarde ligt tussen 1-10 W/m³.
3. containergeometrie
- Cilindrische containers: Ideaal voor verticale roerwerken.
- Rechthoekige tanks: Vereisen vaak meerdere roerwerken of speciale stroomonderbrekers.
- Stroomonderbrekers: voorkomen dat het medium gaat roteren en verbeteren de efficiëntie van het mengen.
4. materialen
De materiaalkeuze voor roerwerken hangt af van de chemische agressiviteit van het medium. Vaak gebruikte materialen zijn
- Roestvrij staal (bijv. 316L): bestand tegen vele zuren en logen.
- Kunststoffen (bijv. PVDF, PTFE): Voor sterk corrosieve media.
- Rubbercoatings: Bescherming tegen abrasieve slijtage.
Automatisering en besturing van roerwerken
Moderne roerwerken worden vaak geïntegreerd in automatiserings- en besturingssystemen om het energieverbruik te optimaliseren en de procesbesturing te verbeteren:
- Snelheidsregeling: Met frequentieregelaars kan de snelheid van het roerwerk worden aangepast aan de eisen van het proces.
- Integratie van sensoren: roerwerken kunnen worden gekoppeld aan pH-, redox- of troebelheidssensoren om de efficiëntie van het mengen in realtime te controleren.
- Energieoptimalisatie: Belastingafhankelijke regelingen minimaliseren het energieverbruik, vooral in processen met veranderende vereisten.
Voordelen van een efficiënt roerwerk
- Homogene omstandigheden: Optimalisatie van reactie- en behandelingsprocessen door een uniforme verdeling van chemicaliën en deeltjes.
- Verbeterde procesbesturing: Nauwkeurige besturing van chemische en biologische processen.
- Voorkomt afzettingen: Voorkomt de vorming van dode zones en bezinksel in de tank.
- Energie-efficiëntie: Moderne roerwerkontwerpen minimaliseren het energieverbruik.
Conclusie
Roerwerken zijn essentiële onderdelen in industriële water- en afvalwatertechnologie. Ze zorgen voor het mengen van media, de stabiliteit van processen en een verhoging van de reactie-efficiëntie. Een zorgvuldige dimensionering en selectie van het juiste type roerwerk, aangepast aan de specifieke procesvereisten, is cruciaal voor een efficiënte en economische werking. In combinatie met moderne automatiserings- en regelsystemen zorgen roerwerken voor een optimale procesbeheersing en leveren ze een belangrijke bijdrage aan de verbetering van waterzuivering en afvalwaterbehandeling.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
