In het kader van zijn masterscriptie over milieubescherming aan de Hogeschool Esslingen werkte David Bandlow bij ALMAWATECH aan een actueel en praktisch onderwerp op het gebied van industriële afvalwaterbehandeling:
"Optimalisatie van het genereren van fijne luchtbellen in opgeloste luchtflotatie".
Inhoudsopgave
Achtergrond en doelstellingen
Flotatie met opgeloste lucht is een gevestigd proces voor de scheiding van vaste stoffen, CZV, stikstof, koolwaterstoffen en emulsies in industriële afvalwaterstromen. Het zuiveringsproces is gebaseerd op de gerichte introductie van fijn verdeelde luchtbellen, die worden gegenereerd door drukgeïnduceerde verzadiging en daaropvolgende expansie in het medium. Het doel van dit werk was om de invloed van verschillende ontwerpen van de expansiecomponenten op de kwaliteit van de luchtbelgeneratie te onderzoeken en conclusies af te leiden voor een procesgeoptimaliseerd systeemontwerp.
Methodologie
Voor de tests werd de expansiesectie van een grootschalige flotatie-installatie nagemaakt op laboratoriumschaal. Om de bellenverdeling te analyseren werd een optische meetkamer gebouwd met behulp van 3D-printing en uitgerust met een laserdiffractieanalysator. Daarnaast werden beeldvormende methoden gebruikt om het bellenpatroon visueel te analyseren.
Verschillende commercieel verkrijgbare varianten van expansieventielen werden vergeleken met betrekking tot hun geschiktheid voor het genereren van een homogeen bellenpatroon.
Belangrijkste bevindingen van het onderzoek
De resultaten tonen aan dat het ontwerp van het expansieventiel een significante invloed heeft op de vorming en verdeling van de luchtbellen. Onder bepaalde omstandigheden hebben sommige ventieltypen de neiging om een bredere verdeling van de luchtbellengrootte te hebben, wat de consistentie van het flotatieproces kan beïnvloeden. Andere types produceren een gelijkmatigere verdeling, maar met verschillende energie-efficiëntie en onderhoudsvereisten. De beoordeling van de optimale klep hangt daarom sterk af van de respectieve operationele doelstelling.
Foto: Ons ALMA NeoDAF flotatiesysteem met buisflocculator en het gepatenteerde ALMA Bubble Booster luchtverzadigingssysteem
Onze technologie: ALMA NeoDAF - energiezuinige, ultramoderne flotatie
De bevindingen uit de masterscriptie worden direct toegepast in de verdere ontwikkeling van onze ALMA NeoDAF - een flotatiesysteem op basis van drukverlaging dat speciaal is ontwikkeld voor industriële eisen. Het ALMA NeoDAF flotatiesysteem wordt gekenmerkt door een bijzonder efficiënte toevoer van bellen, een compact ontwerp en lage bedrijfskosten. Dankzij de doelgerichte combinatie van precipitatie, flocculatie en microbel-flotatie bereikt het een hoge scheidingsefficiëntie met een grote verscheidenheid aan afvalwaters.
Een centraal onderdeel van de ALMA NeoDAF is de ALMA Bubble Booster - ons gepatenteerde luchtverzadigingssysteem. Omgevingslucht wordt aangezogen via een motief mondstuk dat gebruik maakt van het Venturi-effect - zonder energie-intensieve persluchtproductie. Het resultaat: een efficiënte en grondstofbesparende werking in combinatie met een hoge kwaliteit van de microbelletjes.
Om ervoor te zorgen dat alleen fijne bellen de flotatiecel binnenkomen, is de ALMA NeoDAF uitgerust met een tweetraps luchtbellenscheider. Deze verwijdert op betrouwbare wijze grotere luchtbellen die niet volledig konden worden losgemaakt. Dit voorkomt turbulentie, die het flotaatslibtapijt zou destabiliseren, en het opnieuw oplossen van reeds afgescheiden verontreinigende stoffen. De combinatie van fijn gedispergeerde microbellen en een glad oppervlaktepatroon leidt tot uitzonderlijk stabiele scheidingsprestaties.
Een ander voordeel van het systeem is de tegen de stroom in geleide slib- en sedimentafvoer, die een gelijkmatige lading langs de flotatiecel mogelijk maakt en heroplossende effecten minimaliseert. Bovendien vertrouwt ALMAWATECH op geautomatiseerde, onderhoudsarme membraanafsluiters voor luchtdosering en intelligente integratie van de luchtbellen in de vlokstructuur ("aerofiele vlokvorming") - voor een stabiele en langdurige werking.
De ALMA NeoDAF wordt gebruikt in de voedingsmiddelen- en zuivelindustrie, de chemische industrie, door afvalverwerkingsbedrijven en bij oppervlaktebehandeling - overal waar afvalwater dat vervuild is met olie, vaste stoffen of emulsies efficiënt en ruimtebesparend moet worden voorbehandeld.
Afbeelding: De flotatiecel van onze ALMA NeoDAF flotatie-installatie
Praktische relevantie en erkenning
De bevindingen van het werk leveren belangrijke informatie op voor de verdere ontwikkeling van het ontwerp en de procesengineering van onze flotatiesystemen - vooral met betrekking tot energie-efficiëntie, operationele stabiliteit en onderhoudsgemak. In de toekomst zullen ze worden meegenomen in het ontwerp en de evaluatie van onze ALMA NeoDAF systemen.
We willen David Bandlow bedanken voor de uitstekende samenwerking en zijn wetenschappelijk verantwoorde benadering van een technisch onderwerp met een grote praktische relevantie. Het werk is een succesvol voorbeeld van kennisoverdracht tussen de academische wereld en de industrie.
