Tweetraps biogasreactor met granulaatbedtechnologie voor organisch sterk verontreinigd afvalwater

De ALMA BHU EGSB-reactor (Expanded Granular Sludge Bed) is een anaërobe bioreactor met hoge prestaties voor de behandeling van industrieel afvalwater met een hoge organische belasting, met name hoge COD-concentraties. Het is een doorontwikkeling van klassieke UASB-reactoren en is speciaal ontworpen voor een compacte constructie, hoge ruimtelijke belastingen en stabiele langetermijnprocessen.

Basisprincipe van de ALMA BHU EGSB

In de ALMA BHU EGSB wordt het afvalwater van onder naar boven door een bed van gegranuleerd anaeroob slib (pellets) geleid. Deze slibgranulaten hebben een zeer hoge biologische activiteit en maken een snelle en efficiënte afbraak van organische stoffen onder biogasvorming mogelijk.

In tegenstelling tot conventionele UASB-reactoren wordt in de EGSB-reactor een aanzienlijk hogere opwaartse stromingssnelheid gegenereerd. Dit gebeurt door een gerichte externe recirculatie, die het slibgranulaat in een geëxpandeerde, gefluïdiseerde toestand brengt. Hierdoor wordt:

• het contactoppervlak tussen afvalwater en biomassa maximaliseert

• de stofoverdracht verbeterd

• de biologische afbraakcapaciteit aanzienlijk verhoogd

Belangrijke constructieve kenmerken van de ALMA BHU EGSB

• Volumetrisch en hydraulisch geoptimaliseerde reactor geometrie voor een gelijkmatige doorstroming

• Twee scheidingsinrichtingen die een laminaire stroming garanderen en biomassaverliezen minimaliseren

• Externe recirculatie met tangentiële integratie in het bodemdistributiesysteem

• Drukloze reactorkop met efficiënte 3-fasenscheider voor het scheiden van biogas, water en biomassa

Door deze combinatie wordt een zeer stabiel anaeroob proces bereikt – zelfs bij sterk fluctuerende toevoer.

Typische taken van de ALMA BHU EGSB

• Anaërobe afbraak van sterk vervuild industrieel afvalwater

• Aanzienlijke vermindering van het COD-gehalte

• Productie van biogas voor energetisch gebruik

• Ontlasting van downstream aerobe fasen

Samenvatting
De ALMA BHU EGSB is een anaërobe hoogwaardige reactor met geëxpandeerd granulaatslib, externe recirculatie en hoge opwaartse stromingssnelheid voor een efficiënte behandeling van sterk vervuild industrieel afvalwater.

De ALMA BHU EGSB-reactor is speciaal ontworpen voor afvalwater met een hoge tot zeer hoge organische belasting en is met name geschikt voor toepassingen waarbij klassieke biologische systemen of grootschalige reactoren economisch of technisch hun grenzen bereiken.

Geschikte CSB-concentraties

Het gebruik van een ALMA BHU EGSB is vooral zinvol bij:

• CSB-concentraties hoger dan 1.000 mg/l

• vaak ook aanzienlijk hogere COD-gehaltes in de industriële sector

• goed biologisch afbreekbare organische ingrediënten

Door de hoge biomassaconcentratie in het granulaatslib kunnen ook hoge toevoerhoeveelheden stabiel worden verwerkt.

Zeer hoge ruimtebelasting mogelijk

Een belangrijk kenmerk van de ALMA BHU EGSB is het vermogen om zeer hoge ruimtelijke belastingen aan te kunnen:

• tot 30 kg CSB/m³·d, afhankelijk van de samenstelling van het afvalwater en de bedrijfsomstandigheden

Dit maakt het volgende mogelijk:

• compacte reactorvolumes

• minder ruimte nodig

• lagere investeringskosten in vergelijking met grootschalige anaërobe of aërobe systemen

Waarom de EGSB geschikt is voor afvalwater met hoge belasting

De geschiktheid voor hoge belastingen vloeit voort uit:

• de hoge concentratie aan actieve biomassa in het granulaat

• de intensieve doorstroming door externe recirculatie

• de stabiele laminaire hydraulica

• de efficiënte scheiding van gas, water en slib in de reactorkop

Hierdoor blijft het proces ook bij hoge belastingen:

• stabiel

• goed regelbaar

• langdurig bedrijfszeker

Typische toepassingsgebieden voor de ALMA BHU EGSB

• Voedingsmiddelen- en drankenindustrie

• Suiker-, zetmeel- en fermentatieprocessen

• Zuivelfabrieken en procesafvalwater

• Chemische en biochemische industrie

• Afvalwater met een hoog energiepotentieel (biogaswinning)

Samenvatting
De ALMA BHU EGSB-reactor is ontworpen voor COD-concentraties van meer dan 1.000 mg/l en maakt een ruimtebelasting tot 30 kg COD/m³·d mogelijk, met een compact ontwerp en een hoge processtabiliteit.

De ALMA BHU EGSB-reactor onderscheidt zich door een reeks doelgericht ontwikkelde procestechnische en constructieve bijzonderheden, die een stabiele anaërobe werking bij hoge belasting, een gelijkmatige hydraulica en een langdurige procesveiligheid garanderen.

Twee scheidingsinrichtingen voor gedefinieerde, laminaire stromingsverhoudingen

Een centraal kenmerk van de ALMA BHU EGSB zijn twee geïntegreerde scheidingsinrichtingen, die in de reactor voor een gelijkmatige, laminaire opwaartse stroming zorgen. Deze stromingsgeleiding is cruciaal om:

• Kortsluitstromen vermijden

• het slibgranulaat gelijkmatig in de reactor te verdelen

• Biomassaverliezen minimaliseren

• een stabiele expansie van het granulaatslib te garanderen

Door de laminaire hydraulica wordt de contacttijd tussen afvalwater en biomassa geoptimaliseerd, wat direct leidt tot een hogere afbraakcapaciteit.

Externe recirculatie met tangentiële integratie in het bodemdistributiesysteem

De vereiste hoge opwaartse stromingssnelheid in de EGSB wordt gegenereerd door een externe recirculatie. Bij de ALMA BHU EGSB vindt deze recirculatie plaats via een externe leiding met tangentiële toevoer naar het verdeelsysteem in het bodemgebied.

Deze integratie biedt verschillende voordelen:

• Gelijkmatige doorstroming van de gehele reactordoorsnede

• stabiele expansie van het granulaatslib zonder lokale overstromingen

• Vermindering van dode zones in de reactor

• gelijkmatige belasting van de biomassa

De tangentiële toevoer ondersteunt bovendien de gewenste laminaire stroming en voorkomt hydraulische instabiliteit.

Drukloze reactorkop met geïntegreerde 3-fasenafscheider

De ALMA BHU EGSB heeft een drukloze reactorkop met geïntegreerde 3-fasenscheider, die zorgt voor een veilige scheiding van:

• Biogas

• behandeld afvalwater

• biomassa

gegarandeerd.

De drukloze werking vermindert de mechanische belasting op de constructie en verhoogt de bedrijfszekerheid. De 3-fasenafscheider zorgt ervoor dat:

• Biogas wordt efficiënt opgevangen en afgevoerd

• Biomassa blijft betrouwbaar in de reactor achter

• het behandelde afvalwater helder en slibarm wordt afgevoerd

Samenvatting
De ALMA BHU EGSB combineert laminaire stroming, externe tangentiële recirculatie en een drukloze reactorkop met 3-fasenscheider voor maximale processtabiliteit bij hoge CSB-belastingen.

De langdurige stabiele werking van een EGSB-reactor hangt in belangrijke mate af van de kwaliteit en activiteit van het gegranuleerde slib. De ALMA BHU EGSB is daarom uitgerust met een speciaal ontworpen pelletbeheersysteem.

Het belang van stabiel granulaatslib

Gegranuleerd anaeroob slib wordt gekenmerkt door:

• hoge sedimentatiesnelheid

• hoge biologische activiteit

• goede hydraulische stabiliteit

uit. Tijdens het gebruik kunnen echter:

• inactieve pellets

• verkalkte slibkorrels

• verouderde biomassa

ontstaan, die het vermogen van de reactor negatief beïnvloeden als ze niet gericht worden verwijderd.

Afnamesysteem in de bodem van de reactor voor het onderhoud van de pellets

De ALMA BHU EGSB beschikt over een geïntegreerd afvoersysteem in de bodem van de reactor, waardoor zware of verkalkte pellets gericht kunnen worden afgevoerd.

Functies en voordelen:

• gerichte verwijdering van inactieve granulaat

• Verkrijging van een zeer actieve biomassa in de reactor

• Voorkomen van hydraulische storingen

• langdurige garantie van de afbraakcapaciteit

Door deze gecontroleerde pelletverzorging wordt voorkomen dat inactieve slibfracties zich in de reactor ophopen en het effectieve reactorvolume verminderen.

Bijdrage aan de langetermijnstabiliteit van het proces

Het afnamesysteem maakt het volgende mogelijk:

• een continue kwaliteitscontrole van het granulaatslib

• stabiele procesomstandigheden gedurende lange bedrijfsperiodes

• constant hoge CSB-afbraakgraad

Vooral bij industrieel afvalwater met een hoog kalk- of mineraalgehalte is deze functie een belangrijk voordeel ten opzichte van eenvoudigere EGSB- of UASB-uitvoeringen.

Samenvatting
Een geïntegreerd afvoersysteem in de bodem van de ALMA BHU EGSB maakt het mogelijk om verkalkte of inactieve pellets gericht af te voeren en zo de prestaties van de reactor op lange termijn te waarborgen.

De ALMA BHU EGSB-reactor combineert een zeer hoge biologische vermogensdichtheid met een doordacht hydraulisch en constructief ontwerp, waardoor hij zich duidelijk onderscheidt van klassieke UASB-reactoren, volledig gemengde anaërobe systemen of eenvoudige reactoren voor hoge belastingen.

Zeer hoge ruimtebelasting bij compacte constructie

Een belangrijk voordeel van de ALMA BHU EGSB is de mogelijkheid om zeer hoge organische ruimtelasten te verwerken:

• tot 30 kg CSB/m³·d

Hierdoor kan:

• Reactorvolumes aanzienlijk kleiner worden ontworpen

• Ruimtebeslag en investeringskosten worden verminderd

• bestaande installaties efficiënt worden aangepast of uitgebreid

In vergelijking met volledig gemengde anaërobe reactoren zijn EGSB-systemen bij gelijke ladingen aanzienlijk compacter.

Hoge processtabiliteit door gedefinieerde hydraulica

Door:

• de laminaire stroming

• de externe recirculatie met tangentiële integratie

• de stabiele expansie van het granulaatslib

blijft het proces ook bij:

• piekbelastingen

• schommelende toevoerconcentraties

• variërende volumestromen

Zeer stabiel. Dit onderscheidt de ALMA BHU EGSB duidelijk van minder gecontroleerde systemen voor hoge belastingen.

Laag energieverbruik en onderhoudskosten

In vergelijking met mechanisch geroerde anaërobe reactoren:

• er zijn geen roerwerken in de reactor nodig

• lagere onderhouds- en reparatiekosten

• is het energieverbruik voor het mengen verminderd

De benodigde doorstroming wordt voornamelijk gerealiseerd door middel van recirculatie, die specifiek is afgestemd op het proces.

Effectief biomassabeheer

Het geïntegreerde pelletafvoersysteem zorgt ervoor dat:

• inactieve of verkalkte granulaat wordt verwijderd

• de kwaliteit van de biomassa op lange termijn behouden blijft

• de afbraakcapaciteit jarenlang constant hoog blijft

Dit is een belangrijk voordeel ten opzichte van systemen zonder gerichte pelletonderhoud.

Industrieel geschikte constructie en vele referenties

De ALMA BHU EGSB is:

• uitvoerbaar als geschroefde of gelaste reactoruitvoering

• ontworpen voor continu industrieel gebruik

• veelvuldig getest en bewezen door talrijke referenties

Samenvatting
De ALMA BHU EGSB biedt een maximale ruimtebelasting, een compact ontwerp, een stabiel hydraulisch systeem, weinig onderhoud en langdurige processtabiliteit door actief pelletbeheer.

Het gebruik van een ALMA BHU EGSB-reactor is vooral zinvol wanneer sterk vervuild, goed biologisch afbreekbaar industrieel afvalwater op een economische en ruimtebesparende manier moet worden behandeld.

Technische toepassingscriteria

Een EGSB-reactor is de juiste keuze wanneer:

• CSB-concentraties van meer dan 1.000 mg/l aanwezig zijn

• hoge organische ladingen op een kleine ruimte moeten worden afgebroken

• een stabiele anaërobe behandeling bij hoge belastingen vereist is

• Biogas moet worden gebruikt als energiebron

• de downstream aerobe fasen aanzienlijk moeten worden ontlast

Met name bij afvalwater uit:

• Voedingsmiddelen- en drankenindustrie

• Suiker-, zetmeel- en fermentatie-industrie

• chemische en biochemische industrie

speelt ALMA BHU EGSB zijn troeven uit.

Economische voordelen bij de exploitatie van installaties

De hoge afbraakcapaciteit levert duidelijke economische voordelen op:

• Vermindering van het COD-gehalte vóór aërobe behandeling

• Aanzienlijke besparing op ventilatie-energie in downstream-fasen

• Biogasproductie voor eigen energievoorziening

• minder ruimte nodig in vergelijking met grootschalige systemen

Juist bij stijgende energieprijzen is de combinatie van CSB-afbraak en energieopwekking een belangrijke economische factor.

Integratie in bestaande installatieconcepten

De ALMA BHU EGSB kan worden:

• integreren als voorstap vóór aërobe behandelingsfasen

• in bestaande afvalwaterzuiveringsinstallaties achteraf inbouwen

• combineren met andere ALMA-systemen (bijv. flotatie, CP, neutralisatie)

Dit resulteert in een modulair, schaalbaar totaalconcept voor industriële afvalwaterbehandeling.

Conclusie van de beslissing

De ALMA BHU EGSB is de optimale oplossing wanneer:

• hoge CSB-ladingen economisch moeten worden verminderd

• Plaats beperkt

• Processtabiliteit en langdurig gebruik zijn cruciaal

• Energie moet worden gewonnen uit afvalwater

Samenvatting
De ALMA BHU EGSB is technisch en economisch zinvol bij sterk vervuild industrieel afvalwater, wanneer een compacte constructie, hoge COD-eliminatie en biogasproductie vereist zijn.