Mechanische slibindikking met een zeefband-indikker

Transcriptie

1 Mechansche slbndkkng met een zeefbandndkker 1 Inledng Vanwege overbelastng en verscherpte effluentesen wordt n Nederland momenteel een groot aantal roolwaterzuverngsnrchtngen (rw/'s) utgebred Tenende bestaande en neuwe procesonderdelen n de slbljn zo goed mogeljk te benutten, respecteveljk zo klen mogeljk te kunnen dmensoneren, s het vaak wenseljk slbstromen vergaand n te dkken In dergeljke stuates bljkt de omschakelng van gravtate naar mechansche slbndkkng vaak een Samenvattng p de rwz's Beverwjk en Wervershoof s gedurende een perode van dre weken ervarng opgedaan met een zeefbandndkker (Bellmer Turbodran) voor de mechansche ndkkng van enkele veel voorkomende slbsoorten eze wjze van ndkkng s technsch haalbaar gebleken en bedt een alternatef voor conventonele gravtatendkkng Het resultaat s afhankeljk van procesparameters van de machne, het al dan net toepassen van bandspoelwater en fltraatrecrculate en de egenschappen van het n te dkken slb Het nstalleren van Zenonapparatuur ter regulerng van de vlokhulpmddeldoserng dent bj wsselende slbconcentrates te worden overwogen, tenende een optmaal en stabel resultaat te verkrjgen IR H F VN ER REST HV Raadgevend Ingeneursbureau BV IR H RZKM HV Raadgevend Ingeneursbureau BV procestechnologsch en fnanceel aantrekkeljke mogeljkhed te zjn In Nederland zjn op dt moment verschllende mechansche slbndkkngssystemen voorhanden p de rwz's Beverwjk en Wervershoof s van 21 jun tot en met jul 1 een onderzoek utgevoerd naar de mogeljkheden van de BellmerTurbodran, een zeefbandndkker t onderzoek s utgevoerd n samenwerkng tussen Lous Reyners BV, fh 1 Prncpeschets Turbodran bandspoelwater recrculate IR IJ I VN E VNERVRT Hoogheemraadschap van de l'twaterende Sluzen n Kennemerland en Westfresland ING HJ EELING Lous Reyners BV lled Collods Nederland BV, Reym Charters, het Hoogheemraadschap van de Utwaterende Sluzen n Kennemerland en Westfresland en l IV Raadgevend Ingeneursbureau BV In dt artkel wordt ngegaan op de ervarngen de tjdens dt onderzoek met de Turbodran zjn opgedaan Na enge achtergrondnformate zal worden ngegaan op de opzet en de resultaten van het onderzoek ntraat h 2 e Turbodran In afb 1s een prncpeschets van de Turbodran weergegeven In de slbtoevoerledng wordt va een njecterng het vlokhulpmddel (polyelectrolet) aan het slb gedoseerd Het slb en het vlokhulpmddel worden vervolgens n een 'turbulente menger' ntensef met elkaar n contact gebracht Na een zekere reactetjd komt het mengsel op de (endloze) zeefband van de Turbodran an weerszjden van de band zjn nstelbare geledeschotten aangebracht om te voorkomen dat het gecondtoneerde slb van de band stroomt Het vrjkomende water ut het skb (fkraat) loopt onder nvloed van de zwaartekracht door de zeefband en wordt n een bak opgevangen e ontwaterng wordt bevorderd door zogenaamde 'schkanen' (ze foto) de het n te dkken slb mengen en keren oor de bewegng van de band wordt het slb naar het ende van de machne getransporteerd, waar een drempel s gestueerd Her hoopt het slb zch op en komt n een roterende bewegng Er vndt een drukopbouw plaats en er treden afschufkrachten op, waardoor er extra water aan het slb wordt onttrokken Het ngedkte slb dat over de dempel stort, wordt opgevangen n een trechter en van herut verder getransporteerd e snelhed van de zeefband kan worden ngesteld van crca 5 tot 5 m/h en beïnvloedt de verbljftjd van het slb op de zeefband en de addtonele ndkkng bj de drempel e zeefband wordt gerengd door fkraat of extern water (drnkwater, bronwater of effluent) va sproenozzles onder hoge druk op de band te sputen Het centreren van de zeefband wordt geregeld met behulp van een automatsch werkende hydraulsche regelng e drogestofconcentrate van het n te dkken slb kan sterk varëren m op deze varates adequaat te kunnen

2 H 2 (23) 1, nr 1 37 reageren kan de Turbodran van zogenaamde 'Zenon'apparatuur worden voorzen Hermee wordt de vlokhulpmddeldoserng geregeld op bass van een vergeljkng tussen de rheologsche egenschappen van het gecondtoneerde en het netgecondtoneerde slb 3 pzet en utvoerng van het onderzoek Tjdens het onderzoek s gebruk gemaakt van een mobele nstallate met een Turbodran van het type BBE1 e effecteve bandbreedte van deze machne s 15 mm p de zeefband van de Turbodran zjn op regelmatge afstand van elkaar n 5 rjen of 5 schkanen geplaatst Het spoelwaterdebet bedraagt m 3 /h e elektrsche aanslutwaarde van de nstallate, nclusef slbpompen en vlokhulpmddelaanmaak en doseernrchtng bedraagt crca 21 kw Het onderzoek s utgevoerd met de volgende slbsoorten: Rwm Beverwjk laaghelast actefslbsysteem me voorbeznkng en slbgstng secundar spuslb gravtar ngedkt secundar spuslb utgegst (prmar plus secundar! slb gravtar ngedkt utgegst (prmar plus secundar) slb Rwz Wervershooj zeer laagbelast actefslbsysteem met smultaan aërobe slbstablsate spuslb ('oxydaleslootslb') gravtar ngedkt spuslb (ngedkt 'oxydateslootslb'j Voor alle slbsoorten s voorafgaande aan het onderzoek op laboratorumschaal het optmale vlokhulpmddel geselecteerd Het proefprogramma was zo opgezet, dat voor elke slbsoort bj verschllende te» < hydraulsche belastngen relates konden worden vastgesteld tussen het drogestofgehalte van het ngedkte slb en het specfeke vlokhulpmddelverbruk In afb 2 s een dergeljke relate weergegeven e n dt artkel weergegeven relates zjn alle verkregen door ut te gaan van een mnmum vlokhulpmddeldoserng en deze doserng langzaam op te voeren va een 'optmum' naar een maxmum (ze afb 2) t houdt n dat telkenmale s gestart met enge vorm van bandversmerng (vergeljk werkng zeefbandpers), waardoor de resultaten bj hogere doserngen engszns zjn beïnvloed erhalve mogen de weergegeven resultaten worden beschouwd als mnmaal haalbaar Tjdens het onderzoek zjn tevens het effect van de (partële) recrculate van bandspoelwater en fltraat, en de verlengng van de contacttjd tussen het slb en het vlokhulpmddel bestudeerd Tenslotte zjn duurproeven utgevoerd met het secundare spuslb van de rwz Beverwjk Bj deze duurproeven s gebruk gemaakt van de hervoor genoemde Zenonapparatuur nderzoeksresultaten 1 lgemeen Voor de beoordelng van de werkng van de Turbodran zjn dre parameters van belang, te weten het drogestofgehalte van het ngedkte slb, het drogestofafschedngsrendement en het specfeke vlokhulpmddelverbruk Met betrekkng tot de toegepaste vlokhulpmddelen dent te worden opgemerkt dat bj de nterpretate van de afbeeldngen rekenng moet worden gehouden met het fet dat het toegepaste vlokhulpmddel Zetag 7FS slechts 5 acteve polymeerbestanddelen bezt Gezen het grote aantal onderzoeksgegevens s voor de besprekng van de onderzoeksresultaten gekozen voor een grafsche weergave 2 (Gravtar ngedkt) secundar spuslb Tjdens het onderzoek s zowel het secundare als het gravtar ngedkte spuslb van de rwz Beverwjk verwerkt at dt slb met de conventonele gravtatendkkng net eenvoudg kan worden ngedkt, bljkt ut de weergegeven onderzoeksgegevens n tabel I TBEL 1 lgemene gegevens secundar spuslb Secundar spuslb: rogestofconcentrate Slbvolumendex (verdund) (loerest Gravtar ngedkt secundar rogestolconcentrate Eenhed ml/g spuslb:,2, , 1, ft 2 Relate tussen drogestofgehalte van het ngedkte slb en specfek vlokhulpmddelverbruk fb 3 rogestofgehalte versus vlokhulpmddeldoserng secundar spuslb MINIMLE SERNG : PTIMLE CSER G r» nelu,et f ba ndspo< water ec reu at e l z r C L J, " o : MXIÏV'M_E SE^NG 25 m3/h PE SERING [g/kg ds] :FEKE VLKHULPMIELSERING (g/kg ds

3 : 3 Secundar spuslb: nder verschllende procesomstandgheden zjn de mogeljkheden van de Turbodran met het secundare spuslb onderzocht In eerste nstante s het effect van bandspoelwaterrecrculaüe bestudeerd (ze afb 1) Ut een groot aantal proeven s gebleken dat bandspoelwaterrecrculatc een aantal belangrjke voordelen heeft, nameljk een hoger drogestofgehalte van het ngedkte slb en een hoger drogestofafschedngsrendement bj een geljkbljvende vlokhulpmddeldoserng en slbdoorzet In tweede nstante s de nvloed onderzocht van een langere contacttjd tussen slb en vlokhulpmddel e resultaten bljken door deze maatregel echter net te verbeteren Wel bljkt er enge verbeterng te constateren nden naast bandspoelwaterrecrculate ook partële fhraatrecrculate wordt toegepast fb uurproefl In afb 3 zjn de onderzoeksresultaten grafsch weergegeven Ut afb 3 bljkt dat bj een vlokhulpmddelverbruk van crca g/kg ds, drogestofgehalten tot à haalbaar zjn Het drogestofafschedngsrendement vareert, afhankeljk van de vlokhulpmddeldoserng van rum tot pvallend s het fet dat bnnen de marges van het onderzoek, het resultaat mn of meer onafhankeljk s van de slbdoorzet Zelfs bj een (net weergegeven) slbdoorzet van 7 mvh (rum 3 kg ds/h) bljft het resultaat nagenoeg geljk aan het resultaat bj 2 mvh (crca kg ds/h) TBEL II Procesparameters en reaultatc duurproefl en II In afb en 5s het verloop van twee duurproeven weergegeven Tjdens bede duurproeven s een doorzet van 15, mvh ngesteld Bj een hogere doorzet kon als gevolg van het trllngsnveau van de mobele opstellng de Zenonapparatuur net goed functoneren Ut de eerder behaalde onderzoeksresultaten s echter gebleken dat bnnen rume grenzen de slbdoorzet geen sgnfcante nvloed heeft op het resultaat In tabel IIzjn de ngestelde procesparameters en de bjbehorende resultaten vermeld aarbj s de nloopperode buten beschouwng gelaten Eenhed uurproef I uurproef II Slbdoorzet sbelastng Bandsnelhed Vlokhulpmddeldoserng sgehalte ngedkt slb safschedngsrendemenl fb 5 uurproef II mvh kg/h m/h g/kg ds 15, 1, 11,,1,5 15, 3, 7, 7,3 3, 7 / Î H 5 5 V " r" : 3 : K! ) I v / ~ N = 3 ' ' / ^ _ / f /^ / ' JU ^ / h/jv TIJSUUR [K nclusef bandspoelwaterrecrculate TIJSUUR [h] INCSIEF BNSPCELWTERPEClRCULTIE

4 H 2 (23) 1, nr 1 31 < z Ll CC LT CQ 2 ' L + _ «1 p ESE^ 'G g/xg gs] E I7 2,3 3 1, 253 3, < Z ü CC CL LÙ c " 2 l G + o ' mcluse f bandscoelwaterrecrulate 2 PE SERING [g/kg ds],2 m3/h + 27,1 m3/h, m3/h /S rogestofgehalte versus vlokhulpmddeldoserng gravtar ngedkt secundar spuslb fb 7 rogestofgehalte versus utgegst slb vlokhulpmddeldoserng uurproef I: Voor de eerste duurproef s utgegaan van een rume vlokhulpmddeldoserng Ut afb bljkt dat na crca 1 uur de Zenonapparatuur deze doserng stablseert nder de weergegeven procescondtes worden een drogestofgehalte en drogestol'afschedngsrendement berekt, de overeenkomen met de verwachtng op bass van de eerder behaalde onderzoeksresultaten (ze afb 3) uurproef II: Voor de tweede duurproef s utgegaan van een krappe vlokhulpmddeldoserng e nstellng s echter na uur gewjzgd, omdat de zeefband regelmatg versmeerde Ut afb 5 bljkt dat 1 à 2 uur na deze wjzgng de Zenonapparatuur de doserng stablseert e dalng van het drogestofafschedngsrendement aan het ende van de duurproef dent net verkeerd te worden geïnterpreteerd eze dalng komt volledg voor rekenng van de dalende spuslbconcentrate e fltraatkwaltct bljft nameljk met een drogestofconcentrate van,3 tot,5 g/l op eenzelfde nveau e resultaten van duurproef II komen ook overeen met de eerder behaalde onderzoeksresultaten (ze afb 3) Gravtar ngedkt secundar spuslb: In afb zjn de resultaten weergegeven van de ndkkng van gravtar ngedkt secundar spuslb Ut afb kan worden afgelezen dat recrculate van bandspoelwater n dt geval geen posteve nvloed heeft op het ndkkngsresultaat Voor een geljk enddrogestofgehalte dent crca 1 tot 2 g/kg ds vlokhulpmddel extra te worden gedoseerd aarentegen neemt het drogestofafschedngsrendement toe van crca tot rum Ut aft bljkt verder dat drogestofgehalten tot à haalbaar zjn Hervoor s een vlokhulpmddeldoserng nodg van crca à g/kg ds ok her s het opvallend dat het resultaat slechts margnaal afhankeljk s van de slbdoorzet Bj de weergegeven hydraulsche doorzet vareert de drogestofbelastng van 25 tot kg ds/h 3 (Gravtar ngedkt) utgegst slb Tjdens het onderzoek s zowel het utgegste als het gravtar ngedkte utgegste slb van de rwz Beverwjk met de Turbodran verwerkt e onderzoeksgegevens zjn weergegeven n tabel III e resultaten met utgegst slb van de rwz Beverwjk zjn weergegeven n afb 7 e resultaten met gravtar ngedkt utgegst slb komen hermee verregaand overeen, zodat herop net verder wordt ngegaan Bj een slbdoorzet van 1 tot mvh (31 kg ds/h) kan een drogestofgehalte van à worden berekt e daarvoor benodgde hoeveelhed vlokhulpmddel (P 75 «actef) s 2 tot 3 g/kg ds Het drogestofafschedngsrendement lgt rumschoots boven ok bj de ndkkng van utgegst TBEL III lgemene gegevens utgegst slb Utgegst slb: rogestofconcentrate Gloerest Gravtar ngedkt utgegst rogestofconcentrate slb: E enhed 2,13, 3 3 3,5, TBEL IV lgemene gegevens oxydateslootslb Spuslb: rogestofconcentrate Slbvolumendex (verdund) Gloerest Gravtar ngedkt spuslb: rogestofconcentrate Eenhed ml/g slb valt op dat het resultaat net afhankeljk s van de slbdoorzet,37, ,1 3, (Gravtar ngedkt) oxydateslootslb Tjdens het onderzoek s zowel het spuslb alsook het gravtar ngedkte spuslb van de rwz Wervershoof ngedkt Enge onderzoeksgegevens zjn weergegeven n tabel IV xydateslootslb: Bj de ndkkng van het spuslb van de rwz Wervershoof s op bass van de posteve resultaten op de rwz Beverwjk utgegaan van bandspoelwaterrecrculate aarnaast s getracht verder nzcht te krjgen n het effect van fltraatrecrculate e toegepaste recrculateverhoudng s ngesteld op, (dat wl zeggen van de hydraulsche doorzet) In aft zjn de resultaten van deze expermenten grafsch weergegeven Ut deze aft bljkt dat er een dudeljk effect optreedt Voor eenzelfde drogestofgehalte bljkt bj toepassng van fltraatrecrculate aanzenljk mnder vlokhulpmddel (crca 2 g/kg ds) benodgd Het maxmale drogestofgehalte lgt tussen en Hervoor s het vlokhulpmddelverbruk crca g/kg ds Het drogestofafschedngsrendement

5 32, k! * d* * U : ' T T»T» c n u B T G Cl re ~s e f bandsb'water' SCrCulat e re s ef panospöèwaterregrculat PE SERING [g/kg ds] 25 m3/h 25 ^3 17 m3^ 1,7 m3/h PE SERING [g/kg ds 1 1 / S rogestofgehalte oxydateslootslb erss vhkhulpmddeloserng / rogestofgehalte versus vlokhulpmddeldoserng gravtar ngedkt spuslb vareert, afhankeljk van de vlokhulpmddeldoserng van crca tot, Een verhogng van de doorzet van 2 tot 2 mvh (25 kg ds/h) heeft geen nvloed op het endresultaat Hen hogere hydraulsche doorzet s net onderzocht, vanwege technsche beperkngen (capactet fltraatrecrculatepomp) Gravtar ngedkt oxydateslootslb: In afb zjn de resultaten weergegeven van de ndkkng van gravtar ngedkt spuslb Ut deze afb bljkt een opvallend verschl tussen de stuate met en zonder fltraatrecrculate (recrculateverhoudng van,) Het maxmale drogestofgehalte bljkt n bede stuates echter rumschoots te lggen onder de tot bj de ndkkng van spuslb Voor eenzelfde enddrogestofgehalte s ook meer vlokhulpmddel benodgd 5 Evaluate en samenvattng p de rwz's Beverwjk en Wervershoof zjn van 21 jun tot en met jul 1 de mogeljkheden onderzocht om de Turbodran (Bellmer type BBE1) toe te passen voor slbndkkng Tjdens het onderzoek s gebleken dat deze mechansche vorm van ndkkng voor verschllende slbsoorten technsch haalbaar s e technologsche resultaten met de Turbodran zjn afhankeljk van de standaard procesparameters (bandsnelhed en vlokhulpmddelverbruk) en het wel of net toepassen van bandspoelwateren fltraatrecrculate e slbdoorzet s flexbel en heeft bnnen rume grenzen geen sgnfcante nvloed op de ndkkngsresultaten Bandspoelwaterrecrculate verhoogt n alle gevallen het drogestofafschedngsrendement e nvloed op de relate vlokhulpmddelverbruk en enddrogestofgehalte s echter net eendudg gebleken Fltraatrecrculate kan leden tot een vermnderng van het vlokhulpmddelverbruk Tjdens het onderzoek s proefondervndeljk gebleken dat n het fkraat nog een hoeveelhed werkzaam vlokhulpmddel aanwezg s, dat bj recrculate alsnog kan worden gebrukt e optmale fltraatrecrculateverhoudng dent bj elk slb nader te worden onderzocht In tabel V zjn de onderzoeksresultraten kort samengevat Het energeverbruk van de Turbodran komt overeen met de hervoor genoemde elektrsche aanslutwaarde en lgt, afhankeljk van de hydraulsche doorzet op,3 tot, kwh/m 5 aangevoerd slb Ut het verloop van de duurproeven s gebleken dat de toepassng van Zenonapparatuur ter sturng van de vlokhulpmddeldoserng ledt tot een stabel procesverloop Bj de ndkkng van spuslb, waarbj de concentrates n de tjd aanzenljk kunnen varëren s dergeljke apparatuur noodzakeljk voor een automatsche, contnue bedrjfsvoerng TBEL V Samenvattng onderzoeksgegevens Secundar spuslb Ingedkr sec spuslb Utgegst slb Ingedkt utgegst slb 'xydatesloot'slb Ingedkt 'oxydatesloot'slb I, II en III» ze aft 2 * 5actef sconc I II [] 7 7 III 7 I 5 s rendement II [] III PE doserng I II III Ig /kg ds] * * 5 15' *