Verbetering van het beheer van een MBBR-systeem en reductie van het energieverbruik met een ROBOX schroefcompressor

Oplossing op maat

Bij afvalwaterzuivering moet elke oplossing voor elke individuele papierfabriek op maat worden gemaakt. Als de ruimte beperkt is en het gezuiverde water veilig in het oppervlaktewater geloosd moet worden, is het antwoord een combinatie van innovatieve biologische technologie en een schroefcompressor.

Afvalwaterzuivering in een papierfabriek kan op verschillende manieren worden geoptimaliseerd, maar de aanpassing van een bestaande zuiveringsinstallatie met configuratiebeperkingen is ongetwijfeld een stuk moeilijker. Optimalisatie is echter altijd mogelijk. Het geheim is het vinden van een technologische oplossing die het beste aansluit bij de specifieke vereisten ter plaatse. Dat gebeurde in Lucca, in de fabriek van een van de grootste producenten van golfkarton in deze tak van industrie: Toscopaper. Robuschi werkte samen met Italprogetti (die de technische werkzaamheden uitvoerde) en leverde de beste afvalwaterzuiveringstechnologieën voor de systeembehoeften qua efficiëntie, betrouwbaarheid en eenvoudig onderhoud.

Robox Blowers aan het werk in de fabriek

Biofilm-technologie

De opdracht was om het bestaande systeem te moderniseren dat niet langer aan de ontwikkelingsbehoeften van de papierfabriek voldeed. De oplossing werd ontwikkeld door Italprogetti (www.italprogetti.it). Er werd besloten om een technologie te gebruiken die tot die tijd alleen voor gemeentelijke afvalwaterzuivering werd gebruikt, waarbij de apparatuur aan de specifieke kenmerken van deze installatie werd aangepast. We hebben het over een MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). "Met dit soort biologische zuivering," zegt Daniele Bacchi, hoofd van de afdeling afvalwaterzuivering van Italprogetti, “kunnen bacteriekoloniën het water reinigen door de organische materie af te breken. Ze kunnen zich niet vrij in het water bewegen en ze blijven vastzitten aan speciale kunststofsteunen die ‘dragers’ worden genoemd. Deze dragers worden in de reactor in beweging gehouden door de roeractie van het beluchtingsproces. Hierdoor wordt het systeem belucht met de benodigde zuurstof voor de zuivering, door het injecteren van perslucht. Speciale roosters die in de biologische reactor zijn geïnstalleerd, voorkomen dat de dragers samen met het gezuiverde water wegstromen. Dit voorkomt dat de biomassa verloren gaat, behalve als er teveel van is, waardoor deze extra massa spontaan loslaat en door het biologische systeem wordt afgevoerd.

MBR-technologie voor afvalwaterzuiveringsinstallaties voor tissues

Het soort en de hoeveelheid water en het zoutgehalte creëren in tissuefabrieken andere problemen dan de problemen die zich bij de productie van golfkarton voordoen. In deze fabrieken gebruikt Italprogetti MBR (Membrane Bio Reactor)-technologie. "We testen deze methode in de praktijk bij belangrijke bedrijven en verkrijgen goede resultaten", zegt Daniele Bacchi.

"Met deze technologie kan de biomassa met behulp van een traditionele biologische reactor zweven. In plaats van de laatste sedimenteerder worden semipermeabele ultrafilterende membranen gebruikt die het gezuiverde water en het geactiveerde slib scheiden.” Dit betekent niet alleen een bijna driemaal sterkere concentratie van het geactiveerde slib, maar ook minder volume en ultragefilterd eindwater. "In de praktijk is MBR-technologie zowel een biologisch als een tertiair systeem, omdat een biologische zuivering wordt gegarandeerd en een zeer efficiënte eindfiltering, die zelfs de directe recyclage van het water mogelijk maakt.” Dit systeem is zelfs ideaal voor een grotere cyclussluiting; feit is dat de CZV-parameters en het zoutgehalte op geschikte wijze gezuiverd en gereduceerd worden. “De CZV-parameters worden aangestuurd door het water te recyclen zonder het CZV-niveau in de productiecyclus te verhogen, terwijl de sluiting verder wordt vergroot zonder gevolgen voor het zoutgehalte (dat gewoonlijk stijgt tijdens de machinecyclus, waardoor de cyclus sluit) door een MBR-systeem toe te passen, gevolgd door omgekeerde osmose, waardoor de recyclage van het water mogelijk is, zelfs wanneer de twee parameters zeer lage waarden hebben.”

“We hebben een bestaand watervoorbehandelingsproces hernieuwd met een biologische oplossing die aan de behoeften van de papierfabriek voldoet, waardoor een efficiënt, nieuw systeem werd ontwikkeld,” zegt Daniele Bacchi, Head Wastewater Tratment Sector van Italprogetti.


Robox-schroefcompressoren op het werk

“Dit is heel erg belangrijk, vooral in de papierindustrie waarin de traditionele processen, met geactiveerd slib en een waterafscheider, slibvlokken produceren die zeer licht van gewicht zijn en niet goed bezinken. Hier bestaat dus een groot risico dat de biomassa samen met het gezuiverde water wordt afgevoerd. “In deze omstandigheden garandeert het gebruik van MBR-technologie (zelfs bij downtime, doseerfouten, enz.) dat er bacteriën in de tank aanwezig blijven, zodat het systeem snel weer gebruikt kan worden. Daarbij worden de optimale omstandigheden binnen korte tijd hersteld en worden de relevante volumes 2 of 3 maal gereduceerd vergeleken met traditionele technologieën.”

Maar dat is niet alles. Het soort effluent was ook heel specifiek: een hoog inlaat-CZV, een hoge fractie organische stoffen met een slechte afbreekbaarheid en een hoge calciumconcentratie. “Deze behoeften vroegen niet alleen om een MBBR-systeem, maar ook om toepassing van andere technologische oplossingen om te voorkomen dat de grote fractie slecht-afbreekbaar materiaal het uitlaat-CZV resultaat onbruikbaar zou maken en het calcium in de dragers terecht zou komen, zodat ze minder effectief werden.” Dit probleem werd opgelost door de laatste van de drie serieel geïnstalleerde MBBR-reactors het geactiveerde slib te laten recyclen. “Hierdoor kon de slecht afbreekbare CZV-fractie onder controle gehouden worden, terwijl het calciumniveau werd aangestuurd door een zorgvuldige controle van de pH in de reactoren, en de dosering van een product dat een daling van de pH voorkomt.”

Het resultaat is een systeem met een capaciteit van 1000 m3 per dag, een CZV van ca. 4.500 mg/l bij de inlaat en 80-100 mg/l bij de uitlaat. Dit is veel minder dan de limietwaarde van de vergunning voor lozing in oppervlaktewater (160 mg/l).

De selectie van de schroefcompressor

De oplossing van Italprogetti voldoet ook aan een andere specifieke behoefte van Toscopaper. Behalve het feit dat de technologie de algemene volumes moest reduceren, was een van de speciale vereisten voor deze oplossing de zeer beperkte beschikbare ruimte. Bacchi legt uit: "Dat is de reden waarom we een oplossing zochten met zeer hoge reactoren (van meer dan 8 meter). Een traditionele technologie, zoals een lobbenblower, zou veel energie hebben verspild. Uiteindelijk hebben we gekozen voor twee WS 85/3P compressoren uit het ROBOX lagedruk-schroefcompressor assortiment van Robuschi. Dankzij de uitstekende efficiëntie verbruiken wij minder energie en profiteren we van aanzienlijke kostenbesparingen. De twee compressoren functioneren elk op een drukniveau van 880 mbar, met een capaciteit van 1.994 Nm3/uur op het maximale drukpunt.” De compressoren van Robuschi zijn olievrij, wat garandeert dat de werking nog milieuvriendelijker is (certificatieklasse 0, conform ISO 8573-1); de minimale geluidsemissies garanderen een stille werking dankzij de interne compressie met hoge opbrengst, de geluiddempers en de nieuwste geluidkasten, die vanwege hun eenvoudige en robuuste vormgeving eenvoudig kunnen worden onderhouden.

Een van de redenen waarom de keuze van deze installatie ideaal is om een bestaand systeem te moderniseren, is het vermogen om het systeembeheer te verbeteren en te vereenvoudigen en het energieverbruik te reduceren. En dit was precies waar Bacchi zelf naar op zoek was. “Daarom hebben we met Robuschi samengewerkt aan de bewaking van de compressoren. Het bedrijf was in staat om de oorspronkelijke set-up te veranderen, zodat de levensduur, het onderhoud en vooral het energieverbruik van de poelies en riemen van de compressor werden geoptimaliseerd.” Deze ingenieur legt uit dat de oplossing van Robuschi een schroefcompressor was in plaats van een traditionele lobbenblower, waardoor een continue luchtstroom werd gegarandeerd. Bovendien is er een frequentieregelaar geïnstalleerd die de snelheid van de blower regelt op basis van de concentratie opgeloste zuurstof in de tank, waardoor precies de juiste hoeveelheid benodigde lucht wordt gedoseerd om de opgeloste zuurstof op een optimaal niveau te handhaven, terwijl gelijktijdig het energieverbruik wordt gereduceerd. De schroefcompressor maakt ook hogere leveringsdrukwaarden mogelijk dan de oplossingen met lobben. Daarom is dit de beste keuze voor verticaal ontwikkelde systemen. Het systeem wordt eenvoudig gemoduleerd om aan de capaciteitspieken te voldoen. Het meest interessante aspect is echter dat vooral bij een aanzienlijke hoogte de energieverspilling met ca. 15-20% wordt gereduceerd, vergeleken met traditionele oplossingen, afhankelijk van de bedrijfsvoorwaarden.” Dit is een duidelijk voordeel waardoor het systeem een snel investeringsrendement heeft.

Kansen in de papiersector

 

Het innovatieve afvalwaterzuiveringssysteem van Toscopaper heeft sinds 2013 met succes gefunctioneerd en de samenwerking met de leveranciers wordt in stand gehouden via een constante hulpdienst. Om de 15 dagen worden de belangrijke functies van het systeem gecontroleerd. De technici gaan naar de installatie om persoonlijk te verifiëren dat aan alle parameters wordt voldaan. Er is ook een extern controlesysteem.