Verbetering van het beheer van een MBBR-systeem en vermindering van het energieverbruik met ROBOX-schroef

Biofilmtechnologie

De opdracht was om in te grijpen in een bestaand systeem dat niet langer voldeed aan de ontwikkelingsbehoeften van de papierfabriek. De oplossing werd ontwikkeld door Italprogetti (www. italprogetti. it), dat besloot om een type technologie te gebruiken dat het tot nu toe alleen had toegepast op het gebied van de behandeling van stedelijk afvalwater, door het in dit geval aan te passen aan de specifieke kenmerken van de fabriek. We hebben het over een MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). "Bij dit type biologische behandeling," legt Daniele Bacchi uit, hoofd van de sector afvalwaterbehandeling bij Italprogetti, "kunnen bacteriekolonies - die het water kunnen reinigen door het organische materiaal erin af te breken - zich niet vrij in het water bewegen; ze blijven vastzitten op speciale plastic dragers die 'dragers' worden genoemd. Deze worden op hun beurt in beweging gehouden in de reactor dankzij de roerende werking van het beluchtingsproces dat als taak heeft het systeem te voorzien van de zuurstof die nodig is voor de behandeling, door perslucht te injecteren. Speciale roosters in de biologische reactor voorkomen dat de dragers samen met het behandelde water naar buiten komen. Hierdoor wordt elk risico op verlies van biomassa vermeden, behalve het overschot dat spontaan loskomt van de dragers en vervolgens door het biologische systeem wordt meegenomen.

MBR-technologie voor afvalwaterzuiveringsinstallaties

Voor weefselfabrieken daarentegen zorgen het type en de hoeveelheid water en de zoutconcentratie voor andere problemen dan bij de productie van golfkarton. In dit geval gebruikt Italprogetti de MBR-technologie (Membrane Bio Reactor). "We testen deze methode bij belangrijke bedrijven in het veld en behalen goede resultaten", zegt Daniele Bacchi.

"Bij deze technologie wordt de biomassa gesuspendeerd met behulp van een traditionele biologische reactor, maar in plaats van de uiteindelijke sedimentator zijn er semi-permeabele ultrafiltratiemembranen die het behandelde water en het actieve slib scheiden". Dit betekent niet alleen een bijna verdrievoudiging van de concentratie actief slib, maar ook lagere volumes en ultragefilterd eindwater. "In de praktijk is de MBR-technologie zowel een biologisch als een tertiair systeem, omdat het biologische behandeling garandeert in combinatie met een zeer efficiënte eindfiltering die zelfs directe recycling van het water mogelijk maakt.Dit systeem is ideaal, zelfs in het geval van een grotere cyclusafsluiting; de COD-parameters en het zoutgehalte worden namelijk op de juiste manier behandeld en verlaagd - "het eerste wordt beheerd door het water te recyclen zonder het COD-niveau in de productiecyclus te verhogen, terwijl het doel om de afsluiting verder te verhogen zonder het zoutgehalte aan te tasten (dat over het algemeen toeneemt tijdens de machinecyclus, waardoor de cyclus wordt afgesloten) wordt bereikt door een MBR-systeem toe te passen, gevolgd door omgekeerde osmose, waardoor het water kan worden gerecycled, zelfs wanneer de twee parameters zeer lage waarden hebben".

"We hebben een bestaand watervoorbehandelingsproces vernieuwd met een biologische oplossing die voldoet aan de behoeften van de papierfabriek en zo een efficiënt nieuw systeem gecreëerd", zegt Daniele Bacchi, hoofd van de sector afvalwaterbehandeling van Italprogetti.

"Dit is beslist een belangrijk aspect, vooral in de papierindustrie waar de traditionele processen met actief slib met een bezinker slibvlokken produceren die bijzonder licht zijn en dus niet goed bezinken. Het risico om de biomassa mee te slepen met het behandelde water is aanzienlijk. "In deze omstandigheden zorgt het gebruik van de MBR-technologie (zelfs in geval van problemen met de werking, doseerfouten, enz.) voor de persistentie van de bacteriën in de tank en dus voor het herstel van het systeem, waarbij de optimale omstandigheden in korte tijd worden hersteld en de volumes in kwestie 2 tot 3 keer kleiner zijn dan bij traditionele technologie".

En dat is nog niet alles. Het type effluent vertoonde ook enkele onderscheidende aspecten: een hoog inlaat-CZV, een hoge fractie organische stoffen met een slechte biologische afbreekbaarheid en een hoge concentratie calcium. "Deze behoeften vroegen niet alleen om een MBBR-systeem, maar ook om de toepassing van andere technologische oplossingen om te voorkomen dat de aanzienlijke laag biologisch afbreekbare fractie het COD-resultaat van de uitlaat zou ontkrachten en om te voorkomen dat de kalk op de dragers zou vallen, wat hun effectiviteit zou beperken". Om het probleem op te lossen, werd de laatste van de drie in serie geïnstalleerde MBBR-reactoren gebruikt voor het recyclen van het actieve slib. "Dit betekende dat de laag biologisch afbreekbare fractie van COD onder controle kon worden gehouden, terwijl het calciumniveau werd beheerd door de pH in de reactoren zorgvuldig te bewaken en een product te doseren dat voorkomt dat deze daalt".

Het resultaat is een systeem met een capaciteit van 1.000 mᶟ per dag, met een CZV van ongeveer 4.500mg/l aan de inlaat en 80-100mg/l aan de uitlaat - ver onder de grenswaarde voor de toelating van lozing in oppervlaktewater (160mg/l).

De keuze van de schroefcompressor

De oplossing van Italprogetti voldoet ook aan een andere specifieke behoefte van Toscopaper. Naast de noodzaak om een technologie te kiezen die de volumes in het algemeen vermindert, was een van de bijzondere kenmerken van deze interventie de zeer beperkte beschikbare ruimte. Bacchi legt uit: "Daarom hadden we een oplossing nodig met zeer hoge reactoren - meer dan 8 meter - waarvoor een traditionele technologie zoals de lobbenblower extreem energieverspillend zou zijn geweest. Uiteindelijk kozen we voor twee WS 85/3P-compressoreenheden van de Robuschi ROBOX SCREW lagedrukserie, die ons dankzij hun verhoogde efficiëntie in staat stelden om het vermogen te verlagen en zo grote voordelen te behalen met betrekking tot de bedrijfskosten van het systeem. De twee compressoreenheden werken elk met een druk van 880 mbar, met een capaciteit van 1.994 Nm3/u op het maximale werkpunt". De Robuschi-compressoren zijn olievrij, wat een nog milieuvriendelijkere werking garandeert (certificeringsklasse 0, volgens ISO 8573-1); hun minimale geluidsemissies zorgen voor een stille werking dankzij de hoogrendement interne compressie, geluiddempers en de nieuwste geluiddempende behuizingen die door hun eenvoudige, stevige vorm gemakkelijk te onderhouden zijn.

Een van de redenen waarom deze keuze voor installatietechniek ideaal is om een bestaand systeem up-to-date te brengen, is de mogelijkheid om het systeembeheer te verbeteren en te vereenvoudigen en het energieverbruik te verlagen - een doel dat Bacchi zelf benadrukt. "Hiervoor hebben we met Robuschi samengewerkt om een bewaking van de compressoren te implementeren. Het bedrijf was in staat om hun oorspronkelijke opstelling aan te passen, door in te grijpen op de compressorpoelies en -riemen om hun levensduur, onderhoud en vooral energieverbruik te optimaliseren". De Robuschi-compressor, legt de ingenieur uit, is een schroefcompressor in plaats van de traditionele lobbenblower, "waardoor een continue luchtstroom wordt gegarandeerd. Daarnaast is er een inverter die de snelheid van de blower moduleert op basis van de concentratie opgeloste zuurstof in de tank, waardoor precies de hoeveelheid lucht wordt toegevoerd die strikt noodzakelijk is en de opgeloste zuurstof op een optimaal niveau wordt gehouden, terwijl tegelijkertijd het energieverbruik wordt verlaagd. De schroefcompressor maakt ook hogere drukwaarden mogelijk dan de lobbenoplossingen; het is daarom de beste keuze voor verticaal ontwikkelde systemen en kan gemakkelijk worden gemoduleerd om capaciteitspieken op te vangen. Maar het meest interessante aspect is dat, vooral bij grote hoogtes, de energieverspilling ongeveer 15-20% lager is dan bij traditionele oplossingen, afhankelijk van de werkomstandigheden". Een opmerkelijk voordeel dat bijdraagt aan een snel economisch rendement op de investering in het systeem.

Kansen in de papiersector

Het innovatieve afvalwaterbehandelingssysteem van Toscopaper werkt sinds 2013 met succes en de samenwerking met de leveranciers wordt voortgezet via een constante assistentiedienst. Elke 15 dagen wordt er een systeemcontrole uitgevoerd om de vitale functies te meten; de operators gaan rechtstreeks naar de fabriek om persoonlijk te controleren of aan alle parameters wordt voldaan. Er is echter ook een bewakingssysteem op afstand.