/torn postbus 80200, 2508 GE den haag < * 070-3512710 stichting toegepast onderzoek reiniging afvalwater

Slibindikking

I. Literatuuronderzoek

Inhoud

Ten geleide V - VI

1 SAMENVATTING, CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 1 - 9

Inhoud

- Ill -

3

2 GRAVITATIE - INDIKKING 11 - 51

Inhoud 13 - 14

3 MECHANISCHE INDIKKING 53 - 86

Inhoud 55 - 55

4 FLOTATIE - INDIKKING 8 7 - 1 2 8

Inhoud 89 - 90

5 LITERATUUR 129-139

6 VERKLARING VAN BEGRIPPEN 141 - 142

Ten geleide

Slibindikking is het verhogen van het drogestofgehalte van zuiver-ingsslib door afscheiding van vrij water. In tegenstelling tot slibontwatering, waarbij een hogere graad van ontwatering wordt bereikt, blijft het slib na indikking vloeibaar.

De capaciteit van slibgistingstanks, ontwateringsapparatuur en pas-teurisatie-installaties - waarin het slib na indikking verder wordt verwerkt - wordt voor een belangrijk deel bepaald door de mate waarin het slib kan worden ingedikt.

Indikking tot een drogestofgehalte van vijf procent vermindert het volume van het ingedikte slib met twintig procent ten opzichte van indikking tot vier procent. Optimalisering van de slibindikking kan dan ook leiden tot kosten-besparing op slibverwerking en slibtransport.

Op voorstel van haar onderzoekadviescommissie, besloot het algemeen bestuur van de STORA tot onderzoek naar de factoren die bij de ver-schillende slibindikkingsmethoden een rol spelen.

De uitvoering van het onderzoek werd opgedragen aan het ingenieurs-bureau Dwars, Heederik & Verhey b.v., namens de STORA begeleid door H. Geurkink, ing., ir. E.L.C. Koster, ir. 0. Kvasnicka en drs. J.F. Noorthoom van der Kruijff. Na afsluiting van de literatuurstudie werd deze begeleidingscommissie uitgebreid met ir. T. Meijer.

In dit rapport, het eerste resultaat van het project, is de litera-tuur over de verschillende indikmethoden door het bureau Dwars, Heederik & Verhey bijeengebracht. De resultaten zijn in drie afzon-derlijke delen (gravitatie-indikking, mechanische indikking en flo-tatie-indikking) beschreven; de eindredactie werd verzorgd door het STORA-secretariaat.

Theoretische beschouwingen over de verschillende indikprocessen zijn in deze inventarisatie niet uitvoerig opgenomen, De betekenis van dergelijke literatuur voor de praktijk is vaak beperkt; dikwijls wordt uitgegaan van de veronderstelling dat zuiveringsslib een ide-aal mengsel is- In de praktijk is het tegendeel de regel.

Verder werd de inventarisatie beperkt tot het indikken van ongecon-ditioneerde slibsoorten; literatuur over de toepassing van chemica-li'en is alleen beschouwd voor de gevallen dat de chemicalien uitslui-tend ten doel hadden de indikking te verbeteren. Chemische en thermische conditionering ten behoeve van de slibontwa­tering hebben dikwijls een gunstige invloed op het indikproces; zij worden echter in ander kader ( STORA-project "Slibontwatering tot meer dan 40% droge stof) behandeld.

In de inventarisatie is veel aandacht besteed aan de kosten van de verschillende indiksystemen. Volstaan is echter met het aangeven van richtlijnen voor het opstellen van kostenberekeningen, omdat absolute

V -

kostengegevens door valutaverschillen en verschillen in tijdstip van publicatie onderling niet vergelijkbaar zijn.

De onderzoekadviescommissie die tot dit onderzoek adviseerde, bestond uit : prof.ir. A.C.J. Koot (voorzitter), drs. J.F. Noorthoorn van der Kruijff (secretaris) en dr.ir. H.J. Eggink, ir. R. Karper, ir. C.H. Kuggeleijn, ir. M. van der Lugt, ir. Th.G. Martijn, ir, H.A. Meijer, jhr.dr. J.J. Quarles van Ufford, ir. H.M.J. Scheltinga, dr.ir. D.W. Scholte Ubing, ir. J. van Selm, ir. F.B. Veldkamp en ir. A.P. Vernim-men, M.Sc. (leden).

Rijswijk, 1 augustus 1977 de directeur van de STORA

drs. J.F. Noorthoorn van der Kruijff

- VI -

I.Samenvatting

conclusies en aanbevelingen

Inhoud

1.1 SAMENVATTING EN CONCLUSIES 5 - 9

1.1.1 Algemeen 5

1.1.2 Gravitatie-indikking 5 - 6

1.1.3 Mechanische-indikking 6 - 7 decanteereentrifuges 6 schotelaentrifuges 1 basketcentrifuges 1

1.1.A Flotatie-indikking 8 - 9 dissolved air flotation 8 biologische flotatie 8 elektrolytisehe flotatie 8 - 9

1.2 AANBEVELINGEN 9

1.2.1 Gravitatie-indikking 9

1.2.2 Flotatie-indikking 9

1.2.3 Bepaling slibeigenschappen 9

- 3 -

1.1 SAMENVATTING EN CONCLUSIES

1.1.1 Algemeen

Slibindikking is bet concentreren van de droge stof in de slibmassa door verwijdering van vrij water; het slib blijft na indikking vloei-baar.

Slibontwatering leidt tot een verdergaande afscheiding van water en levert een relatief droge slibmassa (koek).

In het kader van dit 1iteratuuronderzoek is de informatie over de verschillende indikmethoden - gravitatie-indikking, mechanische indik­king en flotatie-indikking - bijeengebracht.

Deze inventarisatie werd sterk op de praktijk gericht; fundamentele theorieen achter de diverse indikmethoden worden daarom niet uitvoerig behandeld. Het onderzoek is beperkt tot het indikken van niet-gecon-ditioneerd slib; de invloed van chemicalien op het indikproces is al-leen in beschouwing genomen als zij worden gebruikt om het indikken te verbeteren.

Uiteraard is aandacht besteed aan de kosten van de verschillende in-diksystemen. Daarbij is volstaan met het vermelden van richtlijnen en het beschrijven van de manier waarop de kostenberekeningen worden uit-gevoerd. Absolute gegevens werden niet opgenonen; dit vanwege valuta-verschillen, verschillen in kostprijsberekeningsgrondslagen of verou-dering.

Met betrekking tot de onderzochte literatuur moet helaas worden ge-constateerd dat veel publicaties over slibindikking onbruikbaar zijn door het ontbreken van voldoende gegevens over de samenstelling, de eigenschappen en het type van het onderzochte slib. Daarnaast wordt de bruikbaarheid van sonmige onderzoekingen ernstig beperkt doordat de experimenten in (te) kleine modelindikkers werden uitgevoerd.

1.1.2 Gravitatie-indikking

Bij gravitatie-indikking wordt slib ingedikt onder invloed van de zwaartekracht: hierbij wordt een deel van het vrije water uit het slib afgescheiden. Gravitatie-indikking vindt in het algemeen plaats in ronde tanks met een kantdiepte van 2 tot 4 meter en een hellende bodem. De indikkers zijn dikwijls voorzien van een roerwerk en/of een slib-ruimer.

De theorieen die zijn ontwikkeld on het indikproces kwantitatief te beschrijven en de modellen voor het dimensioneren van gravitatie-indikkers die daarop zijn gebaseerd, leiden tot onbevredigende resul-taten bij toepassing in de praktijk. Een belangrijke oorzaak hiervan is dat deze theorieen veelal uitgaan van de veronderstelling dat zuiveringsslib een ideaal mengsel is. In werkelijkheid is het tegendeel veeleer het geval, terwijl de ver­schillende slibsoorten bovendien sterk in eigenschappen verschillen. Deze eigenschappen (zoals gloeirest, deeltjesgrootte, alkaliteit, viscositeit, samendrukbaarheid en slibindex) bepalen het verloop van het indikproces.

- 5 -

Omdat de eigenschappen van het in te dikken slib niet eenvoudig te beinvloeden zijn en bij dezelfde slibtypen sterk kunnen verschillen, moeten algemene dimensioneringsgrondslagen voor het ontwerpen van indikkers met de nodige reserve worden gehanteerd. Voor de meeste slibsoorten zijn dergelijke grondslagen ontvikkeld, deels langs theoretische weg, deels via de praktijk.

Bij gravitatie-indikking spelen vele procesvariabelen een rol; hun invloed op het indikresultaat staat niet altijd duidelijk vast. Veel onderzoekers concluderen dat de drogestof-oppervlaktebelasting en de drogestof-verblijftijd de belangrijkste parameters zijn.

Naast de procesvariabelen kunnen de constructie van de indikker en de wijze van bedrijfsvoering het indikresultaat beinvloeden. Hier-over is echter nog weinig bekend.

De jaarlijkse kosten van gravitatie-indikkers bestaan uit vaste las-ten (rente en afschrijving) en variabele kosten (energie, onderhoud en bediening). Bij kostenvergelijkingen t us sen gravitatie-indikkers en andere in-diksystemen (zoals mechanische of flotatie-indikking) noeten bespa-ringen op gistingsruimte, ontwateringsapparatuur en slibtransport in de berekeningen worden betrokken.

1.1.3 Hechanische-indikking

Bij mechanische indikking van slib wordt de bezinksnelheid van de slibdeeltjes vergroot door gebruik te maken van de grote centrifuga-le kracht die in centrifuges kan worden opgewekt (1000 - 6000 g).

Voor het indikken van slib langs mechanische weg worden meestal de-canteercentrifuges, schotelcentrifuges of basket-centrifuges gebruikt.

decanteercentrifuges

De decanteercentrifuge is een continu werkende machine, gekenmerkt door een inwendige transportschroef waarmee het ingedikte slib con­tinu uit de centrifuge wordt verwijderd.

Door de grote in- en uitlaatopeningen van de centrifuge kan de decan­teercentrifuge slib verwerken dat veel grof materiaal bevat, zoals primair slib.

Bij slibsoorten die bestaan uit lichte vlokken (zoals actief-slib) heeft de beweging van de transportschroef een ongunstige invloed op het drogestofrendement; door de turbulentie in de centrifuge worden slibdeeltjes met het afgescheiden water uitgeworpen. Veelal worden daarom polymeren aan het slib toegevoegd om de werking van de centri­fuge te verbeteren.

De decanteercentrifuge is zeer geschikt voor het verwerken van grote hoeyeelheden droge stof, maar heeft een beperkte hydraulische cfpaci-

TetllultiT.Ur,1?^- ° " r h " i n d i k k e" ™ •"* « decanted-centrifuges ziJn d a n ook zeer weinig gegevens uit de praktijk gevonden.

- 6 -

schoteIcentrifuaes

Een schotelcentrifuge bestaat uit een huis waarin een groot aantal schotels zijn opgesteld; deze vornen op compacte wijze een groot se~ dimentatie-oppervlak. Hierdoor combineert de schotelcentrif uge een hoge hydraulische capaciteit (tot 140 m-Vh) met een hoog scheidend vermogen.

Omdat bet ingedikte slib door nozzles (diameter = 1,78 - 2,06 mm) de centrifuge moet verlaten blijft bet toelaatbare drogestofgehalte in bet ingedikte slib beperkt.

Om verstopping van de centrifuge te voorkomen moet bet in te dikken slib eerst worden voorbewerkt met een cycloon, zeef of strainer.

De schotelcentrifuge is dan ook niet geschikt voor bet indikken van slibsoorten met veel grof materiaal, zoals primair slib, maar bij uitstek bruikbaar voor vlokkige slibsoorten, zoals actief-slib of aeroob gestabiliseerd slib.

De resultaten die bereikt kunnen worden met actief-slib hangen -onder meer - sterk af van de eigenschappen van dit slib. Als raaat hiervoor wordt de slibindex gebruikt. Afhankelijk van de slibindex en bet rendement van de centrifuge wordt actief-slib ingedikt tot een drogestofconcentratie van 3 a 7 %.

basketcentrifuges

De basketcentrifuge bestaat uit een roterende trommel waarin bet slib discontinu wordt ingedikt. In de trommel van de basketcentrifuge be-vinden zicb geen bewegende delen, zodat de sedimentatie van lichte slibdeeltjes niet wordt verstoord. Hierdoor is de centrifuge zeer ge­schikt voor bet indikken van slib dat bestaat uit lichte vlokken zo­als actief-slib of aeroob gestabiliseerd slib, zonder gebruik van polymeren.

Door de relatief lage centrifugale kracht (vergeleken met de decan-teer- en schotelcentrifuge) heeft de basketcentrifuge slechts een be-perkte hydraulische capaciteit.

De resultaten die met een basketcentrifuge kunnen worden bereikt han­gen af van de slibsoort die wordt ingedikt, de kwaliteit van bet slib, de belasting van de centrifuge en het al of niet toevoegen van poly­meren. Met deze centrifuge is oxydatieslootslib ingedikt (zonder poly­meren) van 5 tot 12% droge stof.

De jaarlijkse kosten van mechanische indikkers zijn samengesteld uit vaste kosten (kapitaalslasten) en variabele kosten (energie, chemica-lien, onderhoud en bediening). Voor de drie verschillende typen cen­trifuges wordt aangegeven op welke wijze in de literatuur de jaarlijkse kosten worden berekend. Bij vergelijking van mechanische indkking met andere indiksystemen, zo­als gravitatie of flotatie-indikking, moeten ook bier de besparingen op gistingsruitnte, ontwateringsapparatuur en slibtransport in beschou-wing worden genomen.

- 7

.1.4 Flotatie-indikking

Bij flotatie-indikking worden gasbelletjes in contact gebracht met het in te dikken slib. De gasbelletjes hechten zich aan de slibdeel-tjes, waardoor deze deeltjes lichter worden dan water en gaan drijven.

De drijflaag (slibdeken) wordt als ingedikt slib uit de flotatie-in-dikker vervijderd.

Van de verschi llende f lotatiemethoden die geschikt zijn voor het in-dikken van slib (dissolved air flotation, biologische flotatie en elektrolytische flotatie), zijn tot nu toe de meeste ervaringen opge-daan met het dissolved air flotation (DAF) proces.

dissolved air flotation Bij het DAF-proces wordt een hoeveelheid verdunningswater (effluent van de zuiveringsinrichting of van de flotatie-indikker) onder hoge druk (4,5-6 ato) verzadigd met lucht. Door dit verdunningswater via een reduceerklep plotseling te laten expanderen, wordt dit water oververzadigd met lucht. Deze lucht ontwijkt als zeer kleine bellen die zich aan het in te dikken slib hechten.

Van het DAF-proces is aangegeven welke procesvariabelen een rol spe-len en welke ontwerpgrondslagen worden toegepast.

Het DAF-proces is zeer geschikt voor het indikken van actief-slib en aeroob gemineraliseerd slib en wordt in de Verenigde Staten vooral voor deze slibsoorten toegepast.

Het indikresultaat hangt - onder meer - af van de kwaliteit van het slib en het wel of niet gebruiken van flocculanten. Veelal wordt ac­tief-slib zonder polymeren ingedikt tot 3 a 6% droge stof en net polymeren tot 4 a 8%.

Over het algemeen geldt, dat de investeringskosten van een DAF-indikker lager zijn dan die van een gravitatie-indikker, maar dat de jaarlijkse kosten hoger uitvallen. Het toepassen van DAF-indikkers wordt daarom meestal beperkt tot actief-slib en inoeilijk indikbare industriele slib­soorten.

biologische flotatie

Bij biologische flotatie wordt gebruik gemaakt van het gas, dat slib onder anaerobe omstandigheden produceert, om het slib te laten opdrii-ven. Dit proces^is tot nu toe op beperkte schaal alleen met succes

vrrkregen.°P ^ ^ ^ ^ " " 3 C t i e f~ s l i b » i * 8*« goede resultaten

elektrolytische flotatie

>pdrij

Met betrekking tot de i^rliiw. i

- 8 -

trent bij deze systemen reeds werd opgemerkt.

Voor het dissolved air flotation proces is aangegeven op welke wijze in de literatuur de jaarlijkse kosten worden berekend.

1.2 AANBEVELINGEK

Op grond van dit literatuuronderzoek wordt het volgende aanbevolen:

1.2.1 Gravitatie-indikking

In Nederland komen naast traditionele gravitatie-indikkers ook andere uitvoeringsvormen van gravitatie-indikkers voor, zoals lagunes en indikbakken.

Op grond van (nog niet gepubliceerde) goede bedrijfsresultaten en lage investeringskosten verdienen deze vormen verdere aandacht.

De invloed van procesvariabelen, wijze van bedrijfsvoering en uit­voeringsvormen van de indikkers op de indikresultaten moeten nader worden onderzocht; misschien leidt dit tot een verbetering van het indikproces. Aan de mogelijkheden tot automatisering van het indikproces moet daar-bij aandacht worden besteed.

1.2.2 Flotatie-indikking

In Nederland wordt slib hoofdzakelijk door gravitatie ingedikt. Buiten Nederland, met name in de Verenigde Staten, worden actief-slib en aeroob gemineraliseerd slib ook door middel van flotatie ingedikt.

In flotatie-indikkers worden over het algemeen hogere drogestofgehal-ten van het ingedikte slib bereikt dan met gravitatie-indikkers.

Het lijkt daarom zinvol in Nederland met een flotatie-indikker op semi-technische schaal proeven te doen op een aantal zuiveringsinrich-tingen.

In eerste instantie zou voor een aantal situaties een kostenvergelij-king kunnen worden opgesteld tussen gravitatie en flotatie-indikking, waarbij uitgegaan wordt van de ontwerpgrondslagen in de literatuur.

'•2*3 Bepaling slibeigenschappen

Nagegaan zou moeten worden of snelle en betrouwbare bepalingen, zoals de CST (capillary suction time)-test en de specifieke filterweerstand, voor een betere karakterisering van de eigenschappen van ongecondi-tioneerd slib kunnen worden gebruikt. In dit verband zou bij publicaties over slibverwerking meer aandacht moeten worden besteed aan het nauwkeurig omschrijven van de omstandig-heden waaronder proeven worden uitgevoerd (zoals het zuiveringssysteem, de slibbelasting en de samenstelling van het afvalwater) en de slib-karakteristieken (type slib, gloeirest, deeItjesgrootte, alkaliteit, slibindex). Met betrekking tot de karakterisering van zuiveringsslib lijkt ook aandacht gewenst voor parameters die tot dusver zelden worden vermeld (zoals viscositeit en compressibiliteit).

- 9 -

2. Gravitatie - indikking

Inhoud 13 - 14

2.1 INLEIDING 15

2.2 THEORIE 15-19

2.2.1 Discontinu indikken

2.2.2 Continu indikken

2.3 CONSTRUCTIE EN DIMENSIONERINGS-GRONDSLAGEN

2.3.1 Constructie algemeen slibaanvoer en invoeroonstructie roeruerk met aandrijving drijflaagafvoer slibwaterafvoer bodemhelling kantdiepte

2.3.2 Dimensioneringsgrondslagen

2.3.3 Invloed van de constructie op het indikproces alaemeen slibaanvoer en invoeroonstructie roerwerk^ slibruimers en drijflaagafvoer bodemhelling kantdiepte

2.3.4 Bijzondere uitvoeringsvormen (sliblagunes) 26

2.4 PROCESVARIABELEN 27-41

2.4.1 Algemeen 27

2.4.2 Slibsoort 27 - 28

2.4.3 Drogestof-oppervlaktebelasting 29 - 31

2.4.4 Hydraulische oppervlaktebelasting 31

2.4.5 Drogestof-ruitatebelas ting 32

2.4.6 Vloeistofverblijftijd 32

2.4.7 Temperatuur en viscositeit 32 - 33

2.4.8 Drogestofgehalte aangevoerd slib 33 - 34

2.4.9 Roeren 35

2.4.10 Kantdiepte 35 - 36

2.4.11 Diameter 36

2.4.12 Luchtdruk 36

2.4.13 Chemicalien-dosering 37

2.4.14 Slibindex 38 - 40

2.4.15 Organische stof in het slib 40 - 41

15

17

20

20

21

23

23 24

- 17

- 19

- 26

- 21 20 20 21 21 21 21 21

- 22

- 25 23

- 24 - 25 25 25

- 13 -

2.5 BEDRIJFSVOERING 4 2 ~ 4 7

2. 9

2.

9

9

2.

9 t- •

2,

5.1

.5.2

,5.3

.5.4

.5.5

.5.6

.5.7

.5.8

Algemeen

SI ibaanvoer

Slibafvoer

Roeren

Overloopwater

Spoelen

Koelen

Bemonstering

2.6 KOSTEN

2.6.1 Algemeen

2.6.2 Vaste kosten

2.6.3 Variabele kosten onderhoud bediening en toezioht energie chemicalien

2.7 CONCLUSIES

2.7 .1 Dimensionering van gravi ta t ie - ind ikkers

2 .7 .2 Invloed van de construct ie op het indikproces

2.7.3 Procesvariabelen

2.7.4 Bedrijfsvoering

2 .7 .5 Kosten

42

43

44

45

46

48

48

42

- 43

- 44

44

- 45

- 46

46

- 47

- 49

48

48

- 49 48 49 49 49

50 - 51

50

50

50

51

51

- 14 -

2. 1 INLEIDING

2.2

Bij gravitatie- of statische indikking wordt het drogestofgehalte van slib verhoogd door afscheiding van vrij water onder invloed van de zwaartekracht.

In volgorde van toenemende bindingskracht kan het water in de slibmas-sa worden onderscheiden in vrij, colloidaal, capillair en cellulair gebonden water.

Gravitatie-indikking kan op vrijwel alle slibsoorten worden toegepast, zoals primair, secundair, huinusslib en uitgegist slib,

Dit deel geeft een overzicht van de belangrijkste literatuur over gra­vitatie-indikking: achtereenvolgens wordt ingegaan op de theorie, de constructie en dimensioneringsgrondslagen van de indikker, alsmede op de invloed van procesvariabelen en de procesvoering op het indikproces

THEORIE

2,2.1 Discontinu indikken

Bij discontinu-indikking kan de aanvoer van in te dikken slib zowel continu als discontinu zijn; de afvoer is echter altijd discontinu. Discontinu-indikken wordt vooral toegepast bij het indikken van uitge gist slib.

Het verloop van dit proces kan kwalitatief worden beschreven aan de hand van een proef in een bezinkglas (zie figuur 1).

waterzone

o>

gehinderde bezinkmg

proefindikker t0 I, t2 t 3

bezinkcurve

overgangszone

kompressiczqne

bezinklijd-*-TSoTS,TS2T33 TS4

drogestof gehalte - »

dtoge stof profit!

Fig. 1. Discontinu indikken*^

Bij discontinu indikken wordt het in te dikken slib net een bepaald drogestofgehalte (TSC) in de proefindikker (bezinkglas) gebracht. Na het vullen (t = t0) van het bezinkglas vormt zich een grensvlak tussen slib en het bovenstaande water. Dit grensvlak wordt de slibspiegel genoemd; deze daalt aanvankelijk met constante snelheid (tQ -> t-2^'

15 "

Na enige tijd neemt het aantal slibdeeltjes op de bodem van de indik­ker snel toe. Er vormt zich duidelijk een sliblaag op de bodem met een

toenemend drogestofgehalte. De daling van de slibspiegel vordt duidelijk vertraagd als de groeien-de sliblaag op de bodem van het bezinkglas en de slibspiegel elkaar min of meer bereiken (t = t£). De vertraagde daling van de slibspiegel speelt zich af in de overgangs-zone (ty -*" t-).

Als de daling van de slibspiegel vrijwel ten einde i s , begint de com-pressiezone (compressiepunt K; t = t^). Het bezinken van de slibmassa in de compressiezone wordt behalve door hydraulische weerstanden ook gehinderd door de verdichting van de s l ib­massa (vormverandering slibdeeltjes). De verdichting van de slibmassa komt tot stand door de overdracht van de (mechanische) druk van de bovenliggende op de onderliggende s l ib la-gen (compressie). Als het vrije water niet snel genoeg "ontwijkt" komt het onder druk te staan en wordt tussen de slibdeeltjes door naar bo-ven geperst.

De hoeveelheid water, die uit de compressiezone kan ontwijken wordt voornamelijk bepaald door de capillaire druk en stromingsweerstand (doorlaatbaarheid) van de bovenliggende sliblagen. Na het bereiken van een evenwicht tussen de compressie, de capillaire druk en de stromings­weerstand neemt de drogestofconcentratie van het slib niet meer toe.

In figuur 1 zijn de bezinkcurven afgebeeld van twee verschillende s l ib -soorten. Lijn "a" is de bezinkcurve van samendrukhaar slib (afvalwaterslib) net een duidelijke overgangs- en compressiezone. De overgang tussen beide zone's wordt het compressiepunt K genoemd. Op dit punt heeft de bezinkcurve zijn sterkste kromming. Lijn "b" is de bezinkcurve van weinig samendrukbaar s l ib . De sl ibspie­gel bereikt het compressiepunt met een vrijwel lineaire snelheid. Na dit punt daalt de slibspiegel vrijwel niet meer.

In figuur 1 is ook het verloop weergegeven van het drogestof gehalte in de indikker tijdens de verschillende fasen van het indikproces. Over dit verloop kan het volgende worden opgemerkt:

- Opt = t0 is het drogestofgehalte van de slibmassa gelijk over de voile diepte van de indikker (TS } wa * - * *_ • / J * . r a e

op de bodL van de indikker (il0°l'is")' ' ^ ^ ^ d e s l i b a f z e " i n S

- Op t =

aan de bodem (TS0 -> TSj).

ling van het drogestofgehalre IZ V \ Z e e n . 6 e ^ J ^ a t i g e verde-het geheel geen sprake leer ^ W s a i n d e i n d i k k e r i s i n

- 16 -

Aan het einde van de coropressiefase vindt geen verdere daling van de slibspiegel meer plaats; het drogestofgehalte van het slib neemt niet meer toe. Het discontinue indikproces is ten einde.

Ten behoeve van het dimensioneren van (discontinue) indikkers is door diverse onderzoekers (Dick, Eckenfelder, Stalmann en Vesilind) ge-tracht het verloop van het indikproces kwantitatief te beschrijven 21, 33, 94, 110.

Het onderzoek werd in het algemeen uitgevoerd op laboratoriumschaal. Hierbij werd de invloed bepaald van de belangrijkste procesvariabelen (zie 2.4) op de snelheid en het eindresultaat van het indikproces. De hieruit voortvloeiende theorieen gaan veelal uit van de eigenschap-pen van slib als "ideaal mengsel". Dit ideale mengsel wordt gekenmerkt door homogeniteit van de slibmas-sa. Deze homogeniteit heeft voornamelijk betrekking op de afmetingen, gewicht, vorm, korrelverdeling, binding en samenballing van de slib-deeltjes. Slib van afvalwaterzuiveringsinrichtingen wijkt sterk af van de veron-derstelde homogeniteit. Alle slibsoorten verschillen bovendien onder-ling sterk in de genoemde eigenschappen.

De "vertaling" van theorieen, veelal gebaseerd op laboratoriumproeven onder sterk van de werkelijkheid afwijkende orostandigheden, in ontwerp-grondslagen voor de praktijk, is daarom niet zonder gevaar ->, 38, 45^

2.2.2 Continu indikken

Bij continu indikken wordt het in te dikken slib continu toegevoerd, terwijl de slibafvoer zowel continu als discontinu kan plaatsvinden. Continu-indikken vindt vooral toepassing bij vers-slibindikkers.

slibaanvocr

overloopwater

waterzone

consolidate 2one

compressie zone

slibruimzone

afvoer ingediktslib

'5. - * » b (ideaal slib)

samendfuk

baarslib

proefindikker T S 0 T S a

drogestofgehalte

Fig. 2. Continu indikken 10

In figuur 2 is het verloop van het continu indikproces weergegeven door samendrukbaar slib (lijn a) en ideaal slib (lijn b). De in deze figuur getekende curven zijn indirect^afgeleid van de formules van Coe, Clevenger, Shannon en Torry ,2, 90

- 17 -

Samendrukbaar slib is te vergelijken met afvalwaterslib. Onder ideaal slib vordt hier verstaan:

- bezinksnelheid van de slibdeeltjes^is uitsluitend afhankelijk van de drogestofconcentratie van de slibmassa;

- in bet horizontale vlak is bet drogestofgehalte constant.

In de continu-indikker zijn waterzone, consolidatiezone (gehinderde bezinking) en compressiezone tegelijkertijd aanvezig; de overgangs-zone - kenmerkend voor bet discontinu indikproces - komt wegens het stationaire karakter van het proces niet voor. Na de consolidatie­zone volgt direct de compressiezone.

Uit figuur 2 blijkt dat het drogestofgehalte van samendrukbaar slib (lijn "a") in de consolidatiezone constant is (TS0), maar in de com­pressiezone toeneemt met de diepte.

Het onderste deel van de compressiezone wordt de slibruimzone genoemd. In deze zone vindt onder invloed van de miming en de slibafvoer nog een verdere toename van het drogestofgehalte plaats.

Uit het verloop van lijn "b" in de compressiezone blijkt het ideale slib in het geheel niet samendrukbaar; het drogestofgehalte blijft constant.

Men kan een horizontale "slibschijf" van een continu-indikker verge­lijken met een spons, die gedurende de afdaling in de indikker steeds sterker wordt samengedrukt. Het onder druk komende vrije water volgt de weg van de minste weerstand en stroomt tegen het bezinkende slib in, bijvoorbeeld langs de wand van de indikker of door kanaaltjes in het slib.

Het "sponsachtige" karakter van het slib en de hiermee samenhangende resultaten van het indikproces, hangen in sterke mate af van de per-meabiliteit en de samendrukbaarheid van de slibmassa, De permeabiliteit (doorlatendheid) is een roaat voor de snelheid waar-mee het vrije water kan ontwijken; de samendrukbaarheid voor de mate waarin de slibdeeltjes kunnen worden samengedrukt.

Volgens Dick en Kalbskopf 56 h a n g e n d e sa^ndrukbaarheid en permea­biliteit af van de structuur van de slibdeeltjes en van de drogestof-concentraties m de sliblaag. 6

t E

o

Fig. 0 : 7 3 4 ultbtonuniiaiit t%) -*.

3 ' ^ ^ ^ ^ 56

- IS -

Verschillende onderzoekers, waaronder Coe, Clevenger en Kynch, hebben theorieen ontwikkeld voor het ontwerpen van continu-indikkers ^> "'. Deze theorieen trachten het continu-indikken kwantitatief te beschrij-ven aan de hand van het gedrag van ideale mengsels.

Evenals bij discontinu indikken (zie ook 2.2,1) is de toepassing van deze theorieen voor het dimensioneren van indikkers bezwaarlijk van-wege de afwijkende chemische en fysische eigenschappen van afvalwater-slib ten opzichte van ideale mengsels en de risico's verbonden aan het :,vertalenn van proefresultaten op laboratoriumschaal naar technische schaal.

Ket is daarom gewenst onderzoek naar het dimensioneren van slibindik-kers uit te voeren onder omstandigheden die zoveel mogelijk overeen-konien met de praktijk 28, "'•

- 19 -

2.3

2.3.1

CONSTRUCTIE EN DIMENSIONERINGSGRONDSLAGEN

Constructie

TZ2u»i ko,e„ ve rsch i l le„de W n « « v i » t i . - l » d i « « « veer; Jiguur 4 i l lustreert aen vaak toegepaste cons t ruc ts .

Fie. 4. Gravitatie-indikker 18> 6 8

!. Slibaanvoer (onder of boven v loe i s to f sp iege l ) 2. Inlooptrocrael 3, Roerwerk (eventueel met ruimers en d r i j f l aagafvoer ) A. SUbafvoer 5. Slibschuivers 6. Afvoergoten

Kenmerkend voor de constructie van gravitatie-indikkers zijn voor-al: de wijze van slibaanvoer en de invoerconstructie, het roerwerk met aandrijving, de drijflaagafvoer, de slibwaterafvoer, de bodem-helling en de kantdiepte.

slibaanvoer en invoerconstructie

De aanvoer van slib (met pompen of onder vrij verval) kan op de vol-gende manieren plaatsvinden;

- vanaf de bodetn van de indikker via de middenkolom naar de inloop-trommel;

- vlak boven of onder de vloeistofspiegel naar de inlooptronmel bij de middenkolom;

- onder de vloeistofspiegel naar de inloopconstructie aan de buiten-zijde van de indikker (vooral bij kleine indikkers).

De invoerconstructie wordt dikwijls uitgevoerd zoals in figuur A is weergegeven.

De verhouding tussen de diameters van de inlooptrommel en de indikker is veelal 1 : 5.

- 20 -

roeruerk met aandrijving

Het roerverk kan worden uitgevoerd met roerstaven (rond of hoeklijnpro-fiel), eindigend:

- circa I m onder de vloeistofspiegel; - boven de vloeistofspiegel (meestal toegepast bij indikkers voor vers of ui tgegist slib).

De aandrijving van de roerwerken kan op drie manieren worden uitge­voerd * °:

- aandrijving van het roerwerk op doorgaande stalen brug (diameter van de indikker < 18m);

- aandrijving van het roerwerk op middenkolom (diameter van de indikker 18 - 25 m);

- aandrijving op middenkolom of randaandrijving (diameter van de indik­ker > 25 m).

drijflaagafvoer

Het afvoeren van de drijflaag op het vloeistofoppervlak wordt in het algemeen alleen toegepast bij indikkers voor uitgegist slib; de indik­ker wordt daartoe voorzien van een duikschot v66r de overstortrand.

Het drijflaagafvoermechanisme is verbonden aan het roerwerk en schuift de gevormde drijflaag van het vloeistofoppervlak in de drijflaagafvoer-put.

8libwaterafvoer

Het afgescheiden vrije water (overloopwater) uit het slib stort over via een overstortrand langs de gehele omtrek van de indikker (behalve bij kleine indikkers) en verzamelt zich in een buitenliggende goot.

Indikkers voor uitgegist slib zijn dikwijls ook voorzien van een teles-coopaflaat voor het verwijderen van de laag afgescheiden water beneden de overstortrand bij discontinue bedrijfsvoering.

bodemhelling

De bodemhelling van de indikker varieert in het algemeen van 1 : 5 tot 1 : 8. De helling dient ter bevordering van het slibtransport naar de slib-zak of goot in het midden van de indikker. De slibzak is veelal voorzien van schuivers voor het slibtransport naar de slibaflaatleiding (figuur A).

kantdievte *.

De kantdiepte van de indikker (afstand tussen bovenkant van de indikker en hoogste punt van de bodem) bedraagt in het algemeen 2 a 3 m. Grote-re kantdiepten worden incidenteel toegepast.

2.3-2 Dimensioneringsgrondslagen

In tabel I zijn voor Nederland gebruikelijke dimensioneringsgrond­slagen van gravitatie-indikkers gegeven (biz. 22). Daarbij is de slibverwerking tijdens het weekeinde en het drogestofren-dement van de mechanische slibontwatering buiten beschouwing gelaten. Bij de dimensionering van de indikker moet hiermee rekening worden ge-houden door vermenigvuldiging van de betreffende grondslagen met 7/5

- 21 -

(voor de verwerking van s l i b u i t het weekeinde t i j dens de werkx^eek) en incalculeren van de hoeveelheid s l i b die met het f i l t r a a t van de me-chanische ontwatering naar de indikker wordt teruggevoerd.

ind ikker voor

primair s i i b

- vera

- uitgetfitt

a c t i e f * H b (vera)

humusi l ib fvera)

• c t i e f • p r i a » i r • l i b

- v*ra - uitgegiat

- oaroob gestcbiliaetrd (oxydatistloot)

humus • p r i s u i r t l i b

- vera

* yitgcgitt

• H b p r o -d u C t t P

< g / i . t . d )

to 3*

31

oppervlaVta-beJast irig

(kg d . a . / n . d )

too - ISO

v e r -b l i j f -t i j d

(d)

20 - 30

k»nt-d i e p -

<»)

3

3

3

- viudt n>uvel i jka en ige Coepaia in . -

87

56

40

74

46

20 - 40

-

30

3 0 - 5 0

-

-

4

-

—

4

3

3

3

3

3

inhoud

U / i . « . )

1 .1 -1 .7

3

3 . 3 - 5

6 . 5 - 1 3

8

3

4 . 4 - 7 . 4

ft, 4

toevorr

( l / i . « . . h )

0 , 2 5 *

0 . 1 5 "

M*

t f v o e r ingcd ikt • l i b U / i . e . h )

0 , 1 5

0 , ) 5

0 . 1 5

i.s* 0 . 1 5 * *

0 . 6 '

1 . 0 *

. , -

0 , 2 5

O.I5

0 . 1 5

0 . 2

0 , 2

i n g t -d i k t toe (S • ! • • . )

7 - 8

toe 10

3

5

5

4

5

I

I t o

*

*

*

•

•

•

*

* 1

d o a e -r i o t

•

*

•

•

•

•

•

*

8 T a b e l K Gebruikelijke grondslagen Rravi ta t ie - ind ikkprs in Nederland

« eftpacittit inclucief tpoclwattr.

c*pitit»it e*eluiief • po«N»ter.

(v.thouoU. . l ibv««r/ .pce lw«„ i» v.,1.1 . : . , i U i n . p , . l m u ^ d x . U U j k L ) .

nee * facultetief

De in tabel 1 onderstreepte geta l len benaderen de praktijk het meest.

- 22 -

3-^ Invloed van de constructie op het indikproces

aIgemeen

Van sommige onderdelen van gravitatie-indikkers wordt verondersteld dat de wijze van uitvoering het verloop van het indikproces kan be-invloeden.

Dergelijke onderdelen zijn de invoerconstructie voor de slibtoevoer, de roerwerkconstruetie (inclusief slibruimers en drijflaagafvoer), de bodemhelling van de indikker en de kantdiepte. De uitvoering van de overige delen van de indikker zal in het alge-meen worden bepaald door bouwkundige of mechanische overwegingen; de-ze onderdelen zullen hier niet worden besproken.

slibaanvoer en invoerconstructie

De slibaanvoerleiding en de invoerconstructie van de indikker kan op meerdere manieren worden uitgevoerd:

- aanvoerleiding boven de vloeistofspiegel. In het algemeen dient vorstbescherming te worden aangebracht.

- aanvoerleiding onder de vloeistofspiegel.

De roerwerkconstructie dient hierop te worden aangepast.

- aanvoerleiding via de bodem van de indikker naar de middenkolom;

- aanvoerleiding uitmondend in de buitenuand van de tank. In het algemeen wordt de plaats en de hoogte van de invoerconstructie zodanig gekozen dat het slib centraal in de indikker wordt ingevoerd ter hoogte van de consolidatiezone.

Het is niet uitgesloten dat slibaanvoer in de compressiezone betere resultaten oplevert (zie paragraaf 2.5.5, biz, 44). Onderzoek op se-mi-technische schaal 94, 105 wijst uit dat zonder roerwerk en bij slibaanvoer in de compressiezone de slibdeeltjes in de slibzone minder worden gestoord dan bij slibaanvoer boven in de tank (in de consolida­tiezone) met een roerwerk, terwijl het eindresultaat beter was.

Voordeel van slibaanvoer in de compressiezone is dat de consolidatie­zone achterwege blijft en de fijne slibdeeltjes in de indikker achter-blijven door de filterwerking van de compressiezone. Over deze manier van slibaanvoer ontbreken echter bruikbare gegevens op praktijkschaal.

De vorm van de invoerconstructie dient zodanig te zijn dat de intree-snelheid van de slibaanvoer zoveel mogelijk wordt gesmoord en de aan-voer gelijkmatig over de tank wordt verdeeld zonder dat kortsluitin-gen optreden.

Een in Nederland dikwijls toegepaste invoerconstructie is weergegeven in figuur 4 (biz. 20); een voornamelijk buiten Nederland toegepaste constructie is de "fitch feedwell", een patent van Dorr-Oliver (zie figuur 5, biz. 24)-

Bruikbare gegevens over de invloed van de vorm van de invoerconstruc­tie op het verloop van het indikproces ontbreken.

- 23 *

Fig, 5, Invoerconstructie "Fitch Feedwell t? 31

roeritzvk, slibruirr.evs en drijflaagafvoer

In tabel 2 is een overzicht gegeven van de toepassing en u i t v o e r i n g s vortn van bet roerwerk bi j verschillende s l ibsoor ten (z ie ook: p a r a -graaf 2 . 3 . 1 , biz.2.1).

slibsoort

primair slib

uitgegist slib

actief slib

roerwerk

staven boven vloeistof-oppervlak

staven boven vloeistof-oppervlak

staven onder vloeistof-oppervlak

drijflaagafvoer

zonder

met

zonder

Tabel 2, Roerverkconstructie ^

Sn Tilt1'" bil " i t ^ i s t s l i b ^ toerstaven boven water u i t de l a -Z afvoe™.°* g e V O m d e d r i j £ l a a s t e b « t a » ee-voudiger te kun-

" i U a l n de conSidat" "' " " """^ U < " " d e ' ° « " a v e n te l a t e , ein-

25); de2e ^tste t ^ r i n l ^ * ^ "U "»"» '« "'" Het roerwerk kan aan de o n d e r r i i ^ . • • den om het slibtransport naar W - i i" V 0 0 r z i e n v a " s l ibschu iverb la -

P naar het midden van de tank te bevorderen.

- 24 -

slib

ruimte voor ont van gas en water

draairichting roerslaven

Fig. 6. Vormgeving van roerstaven 92

De onderlinge afstand van de roerstaven op het roerwerk bedraagt doorgaans ongeveer 30 cm; een te geringe afstand tussen de staven bevordert "brugvorming11 (draden, algen etc.) waardoor de slibzone kan worden verstoord '8.

Om het aantal roerstaven effectief te gebruiken verdient het volgens Kemper ->8 aanbeveling de staven op het roerwerk ter weerszijden van de middenkolom ten opzichte van elkaar te laten verspringen.

De vorming van een drijflaag is bij geen enkele slibsoort uitgeslo-ten. Als de drijflaag niet kan worden afgevoerd wordt de slibwaterafvoer belemmerd, terwijl tevens een hoge plaatselijke messbelasting kan optreden.

Het drijflaagafvoermechanisme is vrijwel altijd direct gekoppeld aan het roerwerk.

bodemhelling

De bodem van gravitatie-indikkers wordt veelal geconstrueerd met een helling van I : 4 tot 1 : 8. De helling dient ervoor om het slibtransport naar het aftappunt te bevorderen. Of dit transport bij een vlakke bodem niet optimaal is, is niet be-kend. Informatie over de noodzaak om andere bodemhellingen toe te passen ontbreekt.

kantdiepte

In Nederland wordt in het algemeen een kantdiepte toegepast van 2 a 3 m. In Duitsland en Amerika worden grotere kantdiepten toegepast. Bruikbare resultaten over de relatie tussen de kantdiepte en het drogestofgehalte van het ingedikte slib ontbreken nog 18> " .

- 25 -

3. L Bi jzondere ui tvoeringsvorrnen (sliblagunes)

Een bijzondere vorm van indikken is de verwerking van slib in lagunes.

Sliblagunes zijn in het algemeen opgebouwd uit omdijkte stukken land (dijkhoogte 1,30 - 1,50 m) en de bodem is veelal voorzien van een drainage-systeem. Voor de verwijdering van het afgescheiden vrije wa­ter is de lagune op diverse plaatsen voorzien van decanteer-aflaten.

De slibaanvoer is in de praktijk zowel continu als discontinu. De slibafvoer (ruimng/afgraving) vindt plaats 3 tot 5 jaar na vulling.

In Nederland worden sliblagunes wegens ruimtegebrek weinig toegepast en, wegens de kans op stankoverlast, voor de verwerking van uitgegist slib. In het buitenland worden sliblagunes vooral toegepast in Amerika, Duitsland en Engeland.

Bruikbare gegevens over dimensionering, bedrijfsresultaten en toepas-sing voor verschillende slibsoorten zijn niet voorhanden. Voor een juiste beoordeling van sliblagunes moeten deze gegevens wor­den verzameld. Aandacht voor deze gegevens is zinvol, omdat met deze vorra van indik­ken goede resultaten worden behaald, terwijl de kosten laag lijken te zijn.

- 26 -

2.k PROCESVARIABELEN

2.A.1 Algeneen

Bij gravitatie-indikking kan een groot aantal variabelen van invloed zijn op het indikproces (tabel 3).

procesvariabele

slibsoort drogestof-oppervlaktebelasting hydraulische oppervlaktebelasting drogestof-ruimtebelasting vloeistofverblijftijd temperatuur viscositeit drogestofgehalte aangevoerd slib roeren kantdiepte diameter luchtdruk chemicaliendosering slibindex organische stof

eenheid

—

kg d.s./m^.d. m-Vm^.h kg d.s. /rn .d. d

°C/°F cS gew. % omw./min. m m mm kwikdruk _

ml/g gew. %

Tabel 3. Procesvariabelen bij gravitatie-indikking 18

In de volgende paragrafen zal, aan de hand van literatuurgegevens, worden ingegaan op de mogelijke invloed van diverse procesvariabelen op het indikken. Hierbij zal worden gelet op het drogestofgehalte van het ingedikte slib, de snelheid en het rendement van het proces.

2.A.2 Slibsoort

Uit tabel I (biz.22) blijkt een nauwe relatie tussen de slibsoort en het maximaal haalbare drogestofgehalte.

De slibsoort neemt een bijzondere plaats in tussen de overige proces­variabelen, omdat zij niet naar believen kan worden beinvloed. De slibeigenschappen worden - direct of indirect - imraers vooral be-paald door:

- de samenstelling van het afvalwater (aangerot, industrieel afvalwa-ter, toestand riolering, gewoonten van de bevolking, controle op de lozingen etc.) en

- het toegepaste zuiveringsproces (mechanische of biologische zui-vering, oxydatiebedden, actiefslib, beluchtingssysteem, dosering van chemicalien, aerobe of anaerobe stabilisatie, belasting, slibleef-tijd etc.).

De eigenschappen van een bepaalde slibsoort komen vooral tot uitdruk-king in:

- 27 -

- het gehalte aan organische stoffen (gloeiverlies);

- de slibindex; H - k R e w i c h t van de slibdeeltjes en de homo-- grootte, vorm en soorteiij^ ^cwxuuu geniteit van de slibmassa;

- het bezinkings- en indikkingsgedrag in het algemeen. Het hanteren van de slibindex als maatstaf voor de fysische eigenschap-pen van slibsoorten dient met de uiterste voorzichtigheid te gebeuren

(z ie 2.A.14, b i z . 38) . Onderscheid naar dee l t j esgroo t te heeft weinxg z m ; g r o o t t e , vorm en ver del ing van de s l i bdee l t j e s in een en dezelfde slibmassa z i j n u i t e r s t

w i s s e l v a l l i g .

Bij het indikken van s l i b van r ioo lwaterzu iver ings inr ich t ingen onder-scheidt men de volgende s l ibsoor ten:

- primair s l i b (zowel vers a ls u i t g e g i s t ) ; - humusslib; - actief of secundair slib; - ,fchemisch!' slib; - "zuurstof" slib; - mengsels van primair en secundair slib; - mengsels van primair slib met humusslib; - mengsels van secundair slib met humusslib.

Bij experimenten met indikkers wordt de samenstelling van het gebruikte slib in de literatuur dikwijls onvolledig of in het geheel niet vermeld 32, 57, 58, 84^ pe bruikbaarheid van de resultaten kan hierdoor sterk verminderen.

Als aanvulling op tabel 1 is in tabel 4 de haalbare drogestofconcentra-tie bij indikking van verschillende slibsoorten gegeven 9^. De vermelde concentraties dienen als indicatie te worden beschouwd.

primair slib

- gloeivest < 35% - gloeivest > 35% - uitgegist

actief-slib

- uitgegist - thermisch geconditioneevd

actief + primair slib

- aeroob gestabiliseerd - slibindex > 100 ml/g - slibindex < 100 ml/g

haalbare drogestofconcentratie

5 - 7 % 7 - 12 % 8 - 14 %

6 - 9 % 10 - 15 %

3 - 5 % A - 6 %

10 - 30 %

T3bel ' ' 7 ^ ~ ^ ^ ^ "

- 28 -

2.4.3 Drogestof-oppervlaktebelasting

Door diverse onderzoekers zijn theorieen ontwikkeld voor het bereke-nen van de optimale drogestof-oppervlaktebelasting bij het indikken van bepaalde slibsoorten. Vrijwel al deze theorieen besterapelen deze procesvariabele tot een van de belangrijkste parameters voor het dimensioneren van gravita-t ie-indikkers.

In tabel 5 zijn de in Nederland en Amerika gebruikelijke drogestof-oppervlaktebelastingen voor het indikken van verschillende slibsoor­ten weergegeven.

slibsoort

prirnair slib primair + humusslib primair + actief-slib actief-slib (gestabiliseerd)

d.s.-oppervlaktebelasting (kg d.s./m2.d)

Nederland

125 40 40

30

USA

100 70 50

20

Tabel 5. Drogestof-oppervlaktebelasting bij verschillende slibsoor-

ten 18, 9*

Door Dust -^ is het verband tussen drogestof-oppervlaktebelasting en het drogestofgehalte van het ingedikte slib op praktijkschaal onder-zocht. Zijn resultaten (figuur 7) komen voor een deel overeen met de bevin-dingen van Dick, Keefer en Stalmann 28, 32, 57, 94^

13

12

| a*

11

•S10

T3 V

•S 9-

-5 7 6 it ) 2 0 3 0 4 0 5 0 6

i

^*****^

0 71 ) 80

d.s oppervlakte belasting UQ/nrd.l-*-

Fig. 7. Drogestof-oppervlaktebelasting en indikresul taat 32

- 29 -

r, r A. r. p n He relatie onderzocht tus-Deze auteurs hebben voor diverse slibsoo en de v a n ^ sen de drogestof-oppervlaktebelas ting, het « gedikte slib en hot drogestofrendeir.ent van

T f ,r 8 i, het verband tussen drogestof-oppervlaktebelasting. In figuur a is het ve w Jr-nc^tofrehalte van het mgedikte

k e n % r- Mr, kotrpH-inp heeft op actief-slib van het L",er "enossenschaf?, zljn genriddalde. van etnaalbemo„Sterlnge„.

kg/m^d droge slof ruimte beiasting

300 4^0 600

F i 2 - 8 • Drogestof-oppervlakrpKpl

i«)fiisr8L.!ij^ eG

a: tz:zie d ^ r t o f c o ™ i e <— 100 kg/m2.d. v a r i a t iJ Tde Z ! T P e ' k t e b e l a S t i n g Van 70 "

m de drogestof-numtebelasting (z ie 2 . 4 . 5 ,

- 30 -

biz. 32) van 85 tot 350 kg/m^.d. is Qp dit resultaat niet van invloed.

Overschrijding van een drogestof-oppervlaktebelasting van 100 kg/irr.d. leidde tot verlaging van de drogestofconcentratie (zie ook 2.4.5).

Verhoging van de drogestof-oppervlaktebelasting gaf in het algemeen ook een verlaging van het drogestofrendement " .

In figuur 9 is de relatie gegeven tussen de drogestof-oppervlaktebe­lasting, de sliblaagdikte en het drogestofgehalte van ingedikt actief-slib 55.

sJibindex 50-130ml/g ds. oppervlikte belasting x< 50kg/m2d.

• 50-100 kg /m2d

* 100-150 kg/m2d

slibspiegel hoogte (cm)-«-

Fig. 9 . Drogestof-oppervlaktebelasting, sliblaagdikte en drogestof-gehalte van ingedikt actief-slib ^

Voor het dimensioneren van discontinu-indikkers is de drogestof-opper* vlaktebelasting een moeilijk te hanteren grootheid. De verblijftijd van het slib in de indikker is daarvoor een betere grondslag.

Van vrijwel alle slibsoorten ontbreken echter voldoende praktijkgege-vens over de relatie tussen de drogestof-oppervlaktebelasting, de in-diktijd en het eindresultaat van het indikken.

2.4.4 Hydraulische oppervlaktebelasting (oppervlaktebelasting)

In de literatuur wordt in het algemeen weinig aandacht besteed aan de invloed van de oppervlaktebelasting op het indikken; veelal wordt verondersteld dat de oppervlaktebelasting alleen het drogestofrende-ment van de indikker *°» 94 bexnvloedt.

Afhankelijk van de slibsoort wordt een oppervlaktebelasting gekozen van 0,6-1,3 m3/m2.h. In de praktijk blijkt dit te resulteren in een drogestofrendement van 96 - 98 Z, hetgeen als voldoende wordt beschouwd.

Een hydraulische oppervlaktebelasting kleiner dan 0,5 m^/m^.h kan stankoverlast veroorzaken 92 #

- 31 -

2,4.5 prosestof-ruimtebelas ting (ruimtebelasting)

De drogestof-ruimtebelasTing is een maat voor de verblijftijd van de

clroge stof in de indikker.

Uitgaande van een bepaalde sliblaagdikte kan uit de drogestof-ruimte-belasting de verblijftijd van het slib in de slxblaag worden berekend; deze wordt bij constante aanvoer bepaald door de hocgte en het droge-stofgehalte in de sliblaag.

De per tijdseenheid vrijkoraende hoeveelheid vrij water is theoretisch onafhankelijk van de sliblaagdikte en dus niet van invloed op de snel-heid van het indikproces 9^.

De in de literatuur vermelde gegevens over de optimale hoogte van de sliblaag lopen aanzienlijk uiteen. Een verklaring hiervoor is wellicht dat de betreffende onderzoekers ,Jf 57 verschillende slibsoorten onderzochten.

De aanbevolen waarden voor de sliblaagdikte varieren van 0,6 - J,5 m bij een kantdiepte van 3 a 4 m "> 9 .

De relatie tussen drogestof-ruimtebelasting, drogestof-oppervlaktebe-lasting en het drogestofgehalte van het ingedikte slib werd reeds ge-deeltelijk besproken in paragraaf 2.4.3 en geillustreerd in figuur 8 (biz. 30); geconcludeerd werd, dat het drogestofgehalte van het inge­dikte slib daalt als de drogestof-oppervlaktebelasting tot meer dan 100 kg/m2.d. stijgt. Figuur 8 suggereert dat deze daling (slechts zeer ten dele) kan worden gecompenseerd door variatie van de ruimtebelasting; verlaging van deze parameter (= langere verblijftijd) wordt begrensd door de snelheid waarmee het slib tot gisting overgaat.

Over de invloed van de ruimtebelasting op het indikproces van verschil­lende slibsoorten zijn meer - en betrouwbaardere - praktijkgegevens nodie; ondanks het ontbreken hiervan wordt door veel onderzoekers 9> 13>

gesteld dat de ruimtebelasting van grote invloed kan zijn op het drogestofgehalte van het ingedikte slib,

2.4.6 Vloeistofverblijftijd

Onder de vloeistofverbliiftiid hii di'Kin^'u i vprhliifM'iH va« A* i • 1 - J sllblndlkkers kan worden verstaan de verbiijttijd van de vloeistof m de indikker pn/ftf ,•« A (zone boven de sliblaag). "dikker en/of m de waterzone In de onderzochte literatuur tm^f „„ J besteed. '"eratuur wordt aan deze variabele weinig aandacht

-•4.7 Temperatuur en viscositPit-

stof neemt toe bij verlaginTln 1 ? ?* d e e l tJ e s « een vloei-De relatie tussen 8e te^eratuur t J 1" 0 8""' <™ van Stokes), deeltjes is weergegeven JO £ \TigTur V ^ b L ^ ^ *"" k o e e l v o n n i S e

- 32 -

3.0

2.0-

t u

o CNJ I.U > "2 -C

c

c

1

1

i 1

1 1 1 t

2

s

0

1 " 1

i

X

y

s S

X

/

D 50 80 100 temperatuur °c —*•

Fig, 10. Bezinksnelheid van ideale deeltjes 10

De temperatuur in de indikker blijkt in de praktijk van invloed te zijn op de snelheid en het eindresultaat van bet indikproces* Hoev;el de informatie van diverse onderzoekers ° » 4 soms tegenstrij-dig is, blijkt de gravitatie-indikking in het algemeen bij tempera-turen tussen 10 - 20°C beter te verlopen dan bij lagere of hogere temperaturen 57, 92#

Bij actief-slib kan de temperatuur van de slibmassa gedurende de ver-blijftijd in beluchtingsruimte mogelijk ook van invloed zijn op het verloop van het indikproces - .

In sommige gevallen blijkt het drogestofgehalte van het ingedikte slib 's-zomers circa 60% lager te zijn dan !s-winters.

Op grond van de onderzochte literatuur "> 84, 92, 94 j c u n n e n n 0g geen conclusies over de invloed van de temperatuur worden getrokken; het ontbreekt vooral aan inzicht in de bedrijfsvoering van indikkers bij hoge temperaturen.

2.A.8 Drogestofgehalte aangevoerd slib

Omdat tijdens het indikproces verschillende drogestofconcentraties worden "doorlopen" ligt het niet voor de hand dat het drogestofgehalte van de aanvoer van beslissende betekenis is voor de eindconcentratie van het ingedikte slib. Dit wordt bevestigd door onderzoek van Stalmann 94

Uit dit onderzoek blijkt, dat de aanvangsconcentratie wel de bezin-kingssnelheid beinvloed (figuur 11)* naar niet of nauwelijks van in­vloed is op de eindconcentratie van het ingedikte slib (figuur 12).*

zie biz. 34.

- 33 -

140 h

Fig. 1 1. Aanvat^c^Mp_tratie_en de bezinksnelheid van s l i b

35

Fig. 12. _Aauyangscuncent.ratie en drugesiotconcentrat ie van het ingedikte s l ib 94 ~

In de consolidatiezone (gehinderde bezinking) i s de aanvangsconcen* t r a t i e wel van enig belang omdat de slibvlokken b i j g ro t e re d i c h t -heid elkaar hinderen.

- 34 -

2.4.9 Rocren

Het roerwerk in een gravitati e-indikker kan een gunstige invloed heb-ben op de vlokvorming van het slib, het ontwijken van het vrije water en het homogeniseren van de slibmassa.

Over de noodzaak on in gravitatie-indikkers een roerwerk toe te passen bestaan tegenstrijdige inzichten * > '-** ** y . Dit v;ordt vooral veroorzaakt door de verschillende omstandigheden waar-onder de onderzoekers werkten (continu of discontinu indikken, labora­tories chaal of semi-technische schaal).

Vooral bij indikkers met een kleine diameter blijkt roeren een gunstig effect te hebben op de indiksnelheid ^°* - > ' , Stalmann 94 vond geen duidelijke verschillen in het eindresultaat (figuur 13).

tiid-*-

Fig. 13. Roeren in een gravitatie-indikker en de drogestofconcentratie van ingedikt slib 91*

Afgaande op diverse onderzoekingen *> 51, 9 , y4, lUy ^ y ^ ^ <fe vol-gende conclusies worden getrokken:

- roeren bevordert de indiksnelheid, maar niet duidelijk het eindresul­taat van de indikking (figuur 13);

- roeren resulteert in een volumebesparing op de indikker; - roeren moet altijd worden toegepast bij slib dat neigt tot brugvor-ming, vooral bij indikkers op laboratorium- of semi-technische schaal;

- de omtreksnelheid van het roerwerk dient kleiner te zijn dan 0,1 m/s.

De waarde van voornoemde conclusies is echter beperkt omdat de meeste onderzoeken zijn verricht op laboratorium- of semi-technische schaal; aanvullend onderzoek op technische schaal is noodzakelijk.

2.4.10 Kantdiepte

In een gravitatie-indikker vormt zich een globale scheiding tussen slib-en waterzone; op eenzelfde diepte onder water is de druk op alle kanten van de slibdeeltjes gelijk. De hoogte van de waterzone zal de concentratie van het slib dus niet verhogen, hetgeen door onderzoek van Stalmann 9^ op laboratoriumschaal wordt bevestigd (tabel 6f biz. 36).

- 35

— • H • 1 «_

voluraereductie bij verschillende

waterzone (cm)

slibspiegelhoogte (cm) na:

- 1 uur - 2 uur - 21 uur

50

20 14,5

8,7 J

waterzones

140

20 14,0 8,7

90

20 15,5 8,9

Tabel 6. Hoogte van de waterzone en slibspiegelhoogte 94

In de praktijk wordt in gravitatie-indikkers als hoogte van de water-zone circa 0,5 - 1,5 meter aangehouden,

Volgens Darey 9A is de hoogte van de slibzone (compressie-zone) niet van invloed op de stijgsnelheid van het vrije water in de slibmassa; zij bepaalt echter wel de compressie op de onderliggende sliblagen. In de slibzone neemt het drogestofgehalte van de slibmassa toe met' de diepte, terwijl de doorlaatbaarheid sterk afneemt (zie figuur 3 biz,18). *

Bij slibzones hoger dan 1,5 - 2,0 m neemt de kans op gasvorming toe

en daardoor dekans op ongunstige beinvloeding van het indikresultaat.

in deSIndikkSr1S g 6 V ° l 8 ^ " " te ^ verblijftijd van het slib

2.A. I 1 Diameter

ll\J£i A ? f0ratorium" o f semi-technische schaal kan nadel ie bemvloed worden door de diameter van de indikker 10 nadei ig De volgende effecten treden vooral op bij indikkers Lt p„n 1i • A-meter: J i I lQ1KKers met een k l e m e d i a -

- silo-effect: bij stijgend drogestofgehalte z a i h , in het s l ib zich als het ware aan A* I & gevormde netwerk een deel van de compressiedruk van L T T d e i t l d i k k " hechten en Daardoor wordt het l i ^ r o ^ ^ V . ^ I g ^ S S ° P V a n 8 e n '

Demdruk bestaat dat deze effecten a l l . . . b e i n v ^ e d . bij proeven op Uboratoriumschaal V 94 / a n b e l a n 8 r i J k e invloed z i jn het verband tussen diameter (wand- e ! k w J f " a t i e v e gegevens over concentratie van het ingedikte sl ib "i?n H ^ " 0 ' S l i b s o ° " en eind-Luchtdruk J " n ° 8 ^ ^ v o o r h . ^ . „ .

De gemiddelde luchtdmir ;~ M _•

v a n h e t mdikproces 2 l > 9 A .

- 36 -

2.4.13 Chemicalien-dosering

Door toevoeging van chemicalien aan slib kan worden getracht de slib-eigenschappen of de omstandigheden in de indikker zodanig te beinvloe-den dat het indikken sneller verloopt en het drogestofgehalte van bet ingedikte slib stijgt.

De dosering van (bijvoorbeeld) kalk aan uitgegist slib beeindigt de activiteit van anaerobe micro-organismen waardoor de gasvorming wordt gestopt,

Alkalische of zure stoffen zullen in het algeneen de eigenschappen van no *

het slib veranderen y~: - de activiteit van de micro-organismen wordt verstoord; - voor een aantal colloidale stoffen wordt wellicht het iso-electrische punt bereikt, waardoor kleinere dee Itjes samenballen (vlokvorming).

De mogelijke invloed van de pH van actief slib op de indikeigenschappen is weergegeven in figuur 14 .

12

11 -

^ 10 «> C

« 9 o»

8 2 pK.

—

\ T

1

• - * • • • •

1 ;

T '

I

r~

i . , 1 7 8 9 10

Fig. 14. pH en drogestofgehalte van ingedikt actief slib *

Door Sparr 92 fs - 0p laboratoriumschaal - veel onderzoek verricht naar de invloed van chemicalien bij het indikken van actief slib (tabel 7).

chemicalien

natriumhypochloriet calciumhypochloriet kopersulfaat

ferrichloride ferrisulfaat aluminium as, kalk etc. polyelectrolyten

effect op het indikresultaat

geen geen alleen invloed bij dosering groter dan 100 mg/1 geen geen geen geen geen, (wel hoge drogestof-oppervlak-tebelastingen mogelijk)

Tabel 7. Chemicalien-dosering en indikresultaat 92

Over onderzoek op technische schaal is weinig bekend.

- 37 -

2 A. 14 Slibindex In KederUnd is de slibindex i„8eburgerd .1. » « voor de f,.i.O.

eigenschappen van het slib.

Bij geHjke slibindex kunnen de bezinkingseigenschappen vnn verschal

!endfslibsoorten echter sterk uiteenlopen (figuur 15).

Fig. 15. Slibindex en bezinkingseigenschappen ^

De slibindex wordt in sterke mate bepaald door de aard van het slib; omdat bij gravitatie-indikking alleen het vrije water kan worden af-gescheiden, ligt een zekere relatie voor de hand tussen de slibindex en de mate waarin actief-slib kan worden ingedikt ^5, 66# Dit verband is weergegeven in figuur 16 voor actief-slib van ver-schillende rioolwaterzuiveringsinrichtingen van het Etnscher Genossen schaft.

15"

Ifr

* 5-

1

1 0

•N! \

0 50 slihinden-.-

V V

* V *

100

act ief slib d.s.oppervlakte hoogtestib*one verschiflende r.

b«l.-50ko/mtd -150 cm

His: i

150 200 250 300 mi/fl

F l g - ' 6 - B i M n d J x J e n j I o g e s t o f g e h a l m£2_iHiedikt actief-slib 5 5

- 38 -

Figuur 17 geeft voor vier-zuiveringsinrichtingen in Amerika het ver band tussen de slibindex en het drogestofgehalte in het aangevoerde (actief)-slib.

600

500 _

400 -

+ CO

r-l

B

300

200 -

I 100 c •n • •-4 r-4 03

—

-

f

—

\ \

* X

1

!

- rvza

1

I 1 1

C

maximale s l i b i n d e x

•rwzi D

v— rwzi A

y~- r v z i B

T ^ ^ . r- rwzi E

l I \

-

-

™*

-

• ^

0 5

drogestofgehalte (g/1)

0 15

Fig- 17. Slibindex en drogestof gehalte van in te dikken actief-slib «*

Ook de wijze waarop en de temperatuur waarbij de slibindex wordt be-paald, beinvloeden deze variabele; in Europa bestaan diverse genonna-1iseerde indexbepalingen (Duitsland: verdunningsindex; Engeland: ge-roerde index; Nederland: NEN 3235.4.5).

Figuur 18 toont4^ de invloed van de diameter van het bezinkglas (bij eenzelfde standaardinhoud, 1 liter), waarin de slibindex wordt bepaald, op de uitkomst voor drie verschillende soorten actief-slib.

y.

c

c —i

> — *» c -I > C L.

»- C o, — Q.— —' >.

U

C « •-* t»

— •*

150

too

50

(

! 1 I

"rwzi C ( O ^ g / n V

1 " • T

rwzi D

rvzi A (3 R / 1 )

1 1 1 1

J l f 3 2,6 3,9 5,2

1 1 I 1 ,

6,5

6.0*

(2,3

1

7.8

g/1)

9

diameter standaardcylinder van 1 1 .

1

diameter bezinkglas (en)*

Fig, 18. Slibindex en diameter bezinkglas -3

Figuur 19 (biz. 40) illustreert 2 3 het effect van roeren op de slib­index; de "geroerde" index is lager.

- 39 -

2.4. 15

30G

250

200

150

t

5 100 e

x

c •1-4

en

50

rvz i D (niet geroerd >

rvzi D (geroerd, 1 onu./ir.in.T

rvzi E / (niet geroerd) ^

rvz i E (geroerd, 1 omv./

min.)

0 A

drogestofgebalte (g/1)

Fig . 19. Slibindex en roeren Z,J

T e n s l o t t e geeft f iguur 20 de invloed van de temperatuur op de s l i b ­index .

300

200

E 100

c

0 10 20 30 40 50

tempetatuurCC) -»•

F l 8 - 20. Slibindex en temperatuur 2 3

De in deze paragraaf besproken l i terat-nnr t-™ + J • , -, • •, s l i b index s lech ts met u i t e r s - P l t d u i ^ l i j k a a n , d a t de a l s maatstaf voor de fys "he t i T \ ° 0 r b e h o u d k a n ™rden g e h a n t e e r d

ae rysische eigenschappen van het s l i b . Vooral het vergel i jken van verschiHpnH. i-u hun s l ib index i s n ie t zonder £ \ ! ^ l l b s o o r t - op b a s i s van doordat de gebruikte s l i b s o o r t l n J ' • 8 W ° r d t n ° 8 v e r g r o o t

bepaald in de l i t e r a t u u r H , W ? W 1 J Z e W a a r o p d e s l i b i n d e x werd dikwijls m e t worden venneld.

De hoeveelheid organische stof i n s l , h , u

s t e l l m g van het afvalwater en 2 5 W ° r d t b e p a a l d d o o r d * samen-en de aard van het z u i v e r i n g s p r o c e s .

- 40 -

Deze procesvariabele kan daarom niet naar believen worden beinvloed.

De hoeveelheid organische stof bepaalt in hoofdzaak het waterbindend vermogen (gebonden water) van het slib.

In figuur 21 is het verband tussen het organische stofgehalte (als gloeirest) en de eindconcentratie van het ingedikte slib weergegeven voor verschillende slibsoorten.

80 70 gloeitest. i%)

Fifi- 21. Organische stofgehalte en slibindikking

Figuur 21 is afgeleid uit een groot aantal proeven op praktijkschaal *1°; uit deze figuur blijkt duidelijk dat, afhankelijk van de slib-soort, de beste indikresultaten werden bereikt bij een laag gehalte aan organische stof in het slib.

- 41 -

0

5. 1

* 5 °

BEDRIJFSVOERING

Algemeen

De bedrijfsvoering van gravitatie-indikkers in Nederland richt zich voornamelijk op de drogestofconcentratie van bet ingedikte slib en -in geringere mate- op hot drogestofrendement van de indikker. Slibspiegelmeting en meting van de slibconcentratie in de indikker worden nog weinig toegepast; ruime ervaring met automatische sturing van bet indikproces ontbreekt.

Gravitatie-indikkers worden 2owel discontinu als continu bedreven en beide wijzen van bedrijfsvoering overlappen elkaar voor een deel; daarnaast worden veel tussenvormen toegepast.

Slibaanvoer

De slibaanvoer naar een indikker kan continu of discontinu plaats-

vinden. Dit hangt onder andere samen met: - de groot te van de i n s t a l l a t i e (regelmatige b e l a s t i n g ) ; - de bedri j fsvoering van de sl ibgist ingstanks (continue of d i s c o n t i ­

nue voeding); - de aanwezigheid van ontwateringsapparatuur (bi jvoorbeeld: con t inu

voeden van f i l t e rpe r sen) ; - de mogelijkheid om het ingedikte s l ib continu of d i scon t inu af te

voeren; - de s l ibsoor t (stank).

In tabel 8 i s een overzicht gegeven van de in Nederland in he t a l g e -meen gevolgde bedrijfsvoering bi j bet indikken van v e r s c h i l l e n d e s l i b ' soorten lb; d e t Ussen haakjes geplaatste vi jze van procesvoer ing komt minder vaak voor. °

slibsoort

primair slib

uitgegist slib

actief slib

bedrijfsvoering

aanvoer

discontinu (continu)

discontinu (continu)

continu discontinu

afvoer

continu discontinu

discontinu

discontinu

Tabel 8. Bedrijfsvoering slibindikkers '8

selende bedrijfsresultaten b e n o d l 8 d volume van de ind ikke r en wis-

- 42 -

Weinig onderzoek is verricht naar de invloed van de bedrijfsvoering van een gravitatie-indikker (continu of discontinu) op het drogestof­gehalte van het ingedikte slib.

De resultaten van onderzoek op semi-technische schaal yq zijn weergege-ven in tabel 9; uit deze tabel blijkt, dat continu indikken een hoger drogestofgehalte van het ingedikte slib gaf dan discontinu indikken.

Ook in de praktijk bestaat de indruk 18» --» 9Z+ dat discontinu indik­ken tot wat minder goede resultaten leidt dan continu indikken. De oorzaak hiervan is wellicht dat bij discontinu indikken de ver-blijftijd van het slib (de hoogte van de slibzone) uit het oog wordt verloren. Het discontinu afvoeren van slib kan dan leiden tot het ontstaan van een "'gat1' (kortsluiting) in de sliblaag.

indikker (nummer)

bedrijfsvoering

roerwerk

verblijftijd van de aanvoer in de indikker

drogestofgehalte ingedikt slib

drogestofgehalte overloop-water

rendement

(h)

(%)

(tng/1)

(%)

1 2

discontinu

zonder

10

7,6

130

99,0

met

10

7,4

133

98,9

1 2

continu

zonder

4,7

8,4

162

98,7

met

3,9

9,5

149

98,8

2.5.3

Tabel 9. Discontinu en continu-indikken 94 (bedrijfsresultaten op setni-technische schaal)

Slibafvoer

Ook de slibafvoer kan continu of discontinu plaatsvinden; dit kan nood-zakelijk zijn uit oogpunt van bedrijfsvoering.

Er bestaat weinig inzicht in de relatie tussen continu en/of discontinu afvoeren en de drogestofconcentratie van het ingedikte slib.

Bij continue slibafvoer moet worden gelet op de drogestof-oppervlakte-belasting en de hoogte van de slibzone; beide factoren dienen constant te worden gehouden. Dit kan worden bereikt door debietneting (nagnetisch-inductief) en me­ting (radiometrisch) van het drogestofgehalte in de aanvoer naar de indikker. Het "produkt" van beide metingen stuurt vervolgens zowel de slibaanvoer als -afvoerpomp.

Bij discontinu afvoeren dient vooral te worden gelet op de hoogte van slibzone (slibverblijftijd). Deze hoogte kan constant worden gehouden

- A3 -

3.4

door de slibafvoerpomp via de slibspiegelhoogte te sturen, bijvoor-

beeld met een fotometrische schakelmg * .

Bruikbare informatie over de ervaring (vervuilinB van de meetappara-tuur betrouwbaarheid, etc.) net bet automatic nflaten van slxb

ontbreekt echter nog.

Roeren De voordelen van een roerwerk in gravitatie-indikkers zijn besproken

in paragraaf 2.A.9 (biz, 35). . Bij aanwezigheid van een roerwerk is vanatie mogelijk m de omtrek-

snelbeid van bet roerwerk en in het gebruik van het roerwerk (conti-

nu of discontinu).

De omtreksnelheid van het roerwerk blijkt in de praktijk niet boven 0,1 m/s uit te moeten gaan l8. Over de invloed van het continu of discontinu roeren op het droge-stofgehalte van het ingedikte siib zijn geen bruikbare praktijkgege-vens bekend,

2 .5 .5 Overloopwater

Het d roges tofgeha l te van het overloopwater van een i n d i k k e r ( r e n d e -ment!) hangt , behalve met de hoogte van de s l i b z o n e , t e n nauwste s a -men met de s l i b s o o r t .

Vanwege z i j n onzekere k w a l i t e i t moet overloopwater a l t i j d worden teruggevoerd naar het inf luent van de z u i v e r i n g s i n r i c h t i n g ; d i t be te-ken t , afhankel i jk van de s l i b s o o r t , een ex t ra BZV-belas t ing . Vanwege het geringe debiet van het overloopwater i s deze b e l a s t i n g ech te r doorgaans gering ten opzichte van de t o t a l e BZV-be las t ing van de z u i v e r i n g s i n r i c h t i n g .

Het i s waarsch i jn l i jk dat in het overloopwater j u i s t de l i c h t e s l i b -d e e l t j e s terechtkomen. De invloed van de l i c h t e d e e l t j e s op h e t z u i -ver ingsproces ( s l ib index! ) i s mogelijk nega t ie f 1 0 ; d i t i s e c h t e r nog n i e t door praktijkonderzoek aangetoond.

Volgens Stalmann kan zwevende stof in het over loopwater worden b e -s t reden door de sl ibaanvoer n ie t in de c o n s o l i d a t i e z o n e , maar in de compressiezone van de indikker te Ipirf^n 94. j A „ r t c ^ A a l s f i l t e r xeiaen ™, deze zone f u n g e e r t dan Dit i s volgens Stalmann vooral e f f ec t i ^ f h i ; flfl„ i j , . . vlaktPKpiA^M^iv ^ * , \ / 9 i e c t i e t b i j een h y d r a u l i s c h e o p p e r -v i a k t e b e l a s t w g to t c i rca ] m3/m2.h (z ie f iguur 22, b i z . 4 5 ) . De hoeveelheid zwevende stoffen in h*+ ~, , verminderd door het dose v n het overloopwater kan ook worden var ing h iemee ontbreekt f l o c c u l » t ; b ru ikbare p r a k t i j k e r -

- 44 -

mg/l

500 -

400 -

300 -

200 —

inn

fin ou

fin ou

t to

o D

>

- zO o «/)

c V

> 5 - l o ­

re

•

<

p"~ T_...._._ i u 1

i ! { ;

! i i

t! ... • •

>

i

.

' 6 ! o

^ s .

"

\ •

*

1 1

Parameter

hydr opp. belasting

• 0.04 + 0.7m/h

O 0.9 +8.3m/h

invoer in slibzone

f

'

I

^ ^ k 1

• > ^ • "N^

t

i

1

•

•

20 40 60 80 100

hoogte slib:one —»

150 200 250 300 350 400 cm

F iS- 22- Zwevende stof in overloopwater (invoer in compressie2one) 94

2.5.6 Spoelen

Het spoelen van slibindikkers kan op twee manieren plaatsvinden:

- spoelen met effluent wanneer geen slibaanvoer naar de indikker plaatsvindt (tot de maximale hydraulische oppervlaktebelasting);

- spoelen met effluent als permanente (hydraulische) aanvulling op de slibaanvoer.

In het algemeen wordt verondersteld dat spoelen een positief effect heeft op het indikken en de ontwaterbaarheid van het ingedikte slib. Hiervoor worden de volgende argumenten aangevoerd J5, !8;

- de lichte slibdeeltjes worden uitgespoeld; - er ontstaat minder kans op anaerobe omstandigheden (gasvorming) in de indikker;

- stikstofverbindingen worden uitgespoeld, waardoor bij ontwatering minder toes lag (FeCl<j) is vereist;

- de alkaliteit van het slib wordt verlaagd (hoger drogestofgehalte ingedikt slib);

- de flocculantbehoefte van het slib wordt verlaagd.

- 45 -

.7

2.5,8

De mate vaarin het indikken positief wordt belnvloed staat niet dui-delijk vast en overtuigende praktijkresultaten ontbreken nog.

Koelen S l i b kan worden gekoeld in een gesloten (koe l sp i r aa l in de s l i b a a n -v o e r l e i d i n g ) of in een open koelsysteem (koelwater i n j e c t e r e n in de s i i b a a n v o e r l e i d i n g ) .

M s koelmiddel kan zovel e f f luent a l s grondwater worden t o e g e p a s t ; e f f l u e n t kan in de zomer voor koeling te warm z i j n .

De gegevens van v e r s c h i l l e n d e onderzoeken z i jn d i k w i j l s s t r i j d i g °> 77, 83 . de tendens b i j veel onderzoeken i s dat b i j lage t e m p e r a t u r e n (10 - 20°C) he t indikken be te r verloopt dan b i j hogere t e m p e r a t u r e n .

Of koe l ing voor a l l e s l i b soo r t en noodzakelijk i s , s t a a t n i e t v a s t .

Bij indikken van u i t g e g i s t s l i b l i g t koelen voor de hand. Door k o e ­l i n g to t ver beneden de optimale g is t ings tempera tuur wordt de g a s p r o -d u c t i e bee ind igd . Het gas zou het indikken en de s a m e n s t e l l i n g van he t overloopwater nadel ig kunnen beinvloeden.

Bemonstering

Bemonstering en onderzoek van de deelstromen van het i n d i k p r o c e s v o r -men de b e l a n g r i j k s t e hulptniddelen b i j het beoordelen van de s n e l h e i d en het e i n d r e s u l t a a t van het indikproces.

Schommelingen van het drogestofgehalte in de aan~ en afvoer van de ind ikker worden afgevlakt b i j continue p r o p o r t i o n e d bemons te r ing van de deelstromen.

Het droges tofgeha l te dient te worden gecorr igeerd voor he t z o u t p e h a l -t e ; zonder deze co r rec t i e kunnen fouten optreden ( f iguur 2 3 ) .

2 3 10 20 30 50

ds,gehaft2 volgens gravimetrische methode 100 200

Fig . n. i f^^i!^^ W

- 46 -

Bij de bemonstering van het ingedikte slib noet rekening worden gehou-den met de verschillen in drogestofconcentratie in de slibzone; door compressie neemt in de onderste lagen van deze zone de concentratie toe 94.

Bij langdurige onttrekking van ingedikt slib aan de indikker daalt het drogestofgehalte van het ingedikte slib.

- 47 -

:.b KOSTEN

1.6.1 Algemeen i T d T L u r e van het indiksysteem spelen behalve b e t r o u v b a a r h e i d ,

s t a b U i t e i t en i n d i k r e s u l t a t e n ook de j a a r l i j k s e kos ten een g r o t e r o l

l)e j a a r l i j k s e kosten van s l ib ind ikken door g r a v i t a t i e b e s t a a n u i t

v a s t e en va r i abe l e l a s t e n .

Onder de vas t e l a s t e n worden vers taan de i n v e s t e r i n g s k o s t e n voor h e t bouwkundige en mechanische deel van de mdikke r (xndxkker , r o e r w e r k , d r i i f l a a g a f v o e r ) en de randapparatuur (pompen en l e i d m g e n voor de aan- en afvoer van s l i b , spoe lva te r , overloopwater en c h e m i c a l i e n ) .

De v a r i a b e l e kosten bebben betrekking op onderhoud (bouwkundig en mechaniscb) , bediening , energie en chemieal i 'enverbruik.

Volgens Stalmann 9 6 kunnen de t o t a l e j a a r l i j k s e kos ten aan r e n t e , af-l o s s ing en onderboud van g r a v i t a t i e - i n d i k k e r s a l s v o l g t worden v e r -deeld ( t o t a l e j a a r l i j k s e kosten = 100%);

- bouwkundig gedeelte 20% - mechaniscb gedeelte 25% - energie 5% - bediening en toezicbt 50%

Op grond van dit overzicht lijkt besparing door automatisering van bediening en toezicbt van grote invloed op de jaarlijkse kosten.

>,6.2 Vaste kosten

De literatuur bevat in het algemeen weinig uitvoerige of bruikbare informatie over de kosten van gravitatie-indikkers. De intormatie is meestalverouderd en niet bruikbaar voor vergelijking, omdat de ge-kozen uitgangspunten voor de kostenberekening (rentepercentage, ar-beidsloon, percentage droee stof in a ammo*- nM .f \ dig zijn. aanvoer en afvoer) met eendui-

USTriW^^ti^rl.T.?'.^!1"! ««* Sereke„d M t een af-roor het elek-van 15 jaar '°»

*

••6 .3 Variabele kosten

s c h n j v i n g s t e r m i j n van 30 j aa r 18, 96 o f 5 n : * 35. ™ " ~ " " t r isch/mechanisch deel wordr , p r B l A J ' V O O r h e t e l e k " 9 6 of 20 j aa r 35, 94 ° r d t S e r e k e n d met een t e r a i j n

onderhoud

De jaarlijkse onderhoudskosten van hpt hn , J-van de indikker worden in de 1 it bouwkundig en mechaniscb deel centage van de investerinRskostPn"^ T ^ 1 u i t& e d r u kt in een per gerekend net 0.5S, voor he t i l h ^ T ? " b°UwkundiS deel wordt

mechamsch deel met 2 tot 5% 35, 96.

- 48 -

bediening en toezicht

De kosten voor bediening en toezicht worden veelal niet vermeld. Stalmann "6 adviseert hiervoor gemiddeld 0,4 a 0,6 manjaar aan te houden, hetgeen nogal laag lijkt.

enevgie

De energiekosten bij gravitatie-indikking zijn samengesteld uit stroomkosten voor de aandrijving van roerverk/drijflaagafvoermecha-nisme en pompen voor aan- en afvoer van slib, spoelwater en overloop water. De energiekosten worden verder bepaald door de wijze van be-drijfsvoering (continu/discontinu).

In de literatuur worden energiehoeveelheden aangenomen die varieren van 0,4 a 0,8 kVh/ton droge stof 35> 9&.

chemicalien

Het verbruik van chemicalien (polyelektrolyten, kalk, ijzer, etc.) hangt in de praktijk sterk af van de slibsoort, de verwerkingsmetho-de en de kosten. De kosten van chemicalien zijn aan sterke variaties onderhevig.

In Nederland worden chemicalien als hulpmiddel bij gravitatie-indik-king van afvalwaterslib nog weinig toegepast.

- 49 -

CONGA'S IKS

< - i Dimensionering v a j r i _ g j r a v i i a t J £ Z ^ ^ ^ T ^ ^ r ^ T e r z n e k e r s z i jn theor ieen ontwikkeld voor be t d im e ns io -noren van , r a v i ta t i e - i n d i k k e r s ; z i j gaan d a a r b i j v o c I , l u i t van s h b

n ls ideaal mengsel. .. . . , , • , • De voornaamste bezwaren tegen deze theo r i een z i j n bet v e r s e al in e i -Pensch.ppen tussen a f v a l v a t e r s l i b en een xdeaal nungsel en ne t v e r t a -len : i van proeven op laborator iumschaal naar t ech rusche s c h a a l . Door de veelheid in soorten s l i b (pr imair s l i b , a c t i e f - s l i b , e t c . ) en raengsels daarvan, elk met bun eigen fysische e igenschappen , i s een theore t i sche benadering van de dimensionering van s l i b m d i k k e r s v o o r -alsnoc niet betrouv/baar. De dimensionering van g r a v i t a t i e - i n d i k k e r s i s daarom in hoofdzaak g e -baseerd op p r a k t i j k e r v a r i n g met indikkers op t echn i sche s c h a a l .

2.7.2 Invloed van de constructie op het indikproces

Over de invloed van de invoerconstructie, de uitvoering van het roer-werk, de bodemhelling en de kantdiepte van indikkers op de snelheid en het eindresultaat van het indikproces is te weinig bekend en bruikbare gegevens uit de praktijk ontbreken. Evenmin zijn gegevens beschikbaar over het dimensioneren en de bedrijfs-voering van lagunes voor het indikken van slib. Het verzamelen van deze gegevens is noodzakelijk, omdat met indikking in lagunes goede resulta-ten zijn behaald, terwijl de kosten laag lijken.

2.7.3 Procesvariabelen

De invloed van de belangrijkste procesvariabelen op het verloop van het indikproces (snelheid, eindresultaat) is door diverse onderzoekers be-studeerd.

De bruikbaarheid van de meeste onderzoekresultaten is betrekkelijk ge-ring: meestal ontbreken gegevens van de onderzochte slibsoort en zijn de proeven uitgevoerd op laboratorium- of seni-technische schaal.

Voor het dimensioneren van gravitatie-indikkers zijn, behalve de s l ib­soort, vooral van belang de hoeveelheid in te dikken slib de droee-stof-oppervlaktebelastinp de s l i W r M r ^ - i / ' a e . a r o 8 e .

nue ind i k ke r s) en d e ^ i e ^ f S e ^ H . ^ S ^ 3 1 ^ d l S C ° n t l "

(ruintebelasting) het meest K I ^ 5 S t l n g *" d e s l ibverbli j f t i jd Factoren, die in minder " t " he T ^ ^ i n d i k ^ u l t a a t . slib beinvloeden zijn de hvdr\ i • dl°gestof^alte van het ingedikte rendement). de vloeistofverbliifH '5* ° P p e r v l a k t e b e las t in C (droCestof-het drosestofgehalte van riP aa„

r°eren, tenperatuur (viscosi te i t ) ,

"it de te8enStri jd igG o f s ^ ^ " ^ ^ ^ C h " » i c « l i 5 n -geen eenduidiee conclusies 217** °n d e r 2 0 e k r esul tat en kunnen veelal van deze factoren. W ° r d e n Betrokken over de werkelijke invloed

- 50 -

2 . 7 . 4 B e d r i j f s v e e r i n g • » » ^ ^ ^ ^ ^ i • •' i ' •• » • • • • • • — ,• ii-

Over de invloed van de bedrij f svoering van de indikker (continu of dis-continu) op het eindresultaat van bet indikproces zijn weinig gegevens van installatics op praktijkschaal voorhanden.

Discontinu indikken lijkt in het nadeel, mede doordat deze nethode een onnauwkeurige bedrijfsvoering in de hand werkt.

Over de noodzaak on te spoelen en/of te koelen (en over de invloed van de samenstelling van het overloopwater op het zuiveringsproces) zijn vrijwel geen bruikbare gegevens beschikbaar. Bij lagere temperaturen verloopt het indikken in het algemeen beter dan bij hogere temperaturen.

2.7.5 Kosten

Over de kosten van gravitatie-indikking wordt in de literatuur weinig vermeld en voor de kostenberekening worden dikwijls verschillende uit-gangspunten gekozen.

Volgens een auteur bestaan de totale jaarlijkse kosten voor ongeveer de helft uit vaste lasten en voor de andere helft uit variabele kosten. Van de variabele kosten vormen bediening en toezicht de belangrijkste post.

Voor de berekening van de kosten geeft de literatuur in het algemeen de volgende richtlijn.

afschrijving

- bouwkundig gedeelte - mechanisch gedeelte

onderhoud

- bouukundig gedeelte - mechanisch gedeelte

30 tot 50 jaar 15 tot 20 jaar

0,5% van de investeringskosten 2 a 5% van de investeringskosten

Bij vergelijking van indiksyscemen op basis van jaarlijkse kosten dient ook de besparing op gistingsruimte, ontwateringsapparatuur etc. in be-schouwing te worden genomen.

- 51 -

3. Mechanische indikking

lnhoud

3. 1 INLEiniNG 5 7

3.2 DECAOTEERCENTRIFUGE 5 7 - 6 7

3.2. 1 Beschrijvin£ 57 - 58

3.2.2 Machinevnriabelen 58 - 61 ontuerp van de aentrifugcmantel 58 - 59 hock van net conisch gedeelte 59 toerental van de centrifuge 59 - 60 tccrentalvevschil tussen mantel en transportschroef 60 hoogte van dt overstortrand 60 aitvoeringsvorm 60-6] plaats van polymeerdosering 61

3.2.3 Procesvariabelen 61 slibdebiet 61 drogestofgehalte van het in te dikken slib 61 dosering van polymeren 61

3.2.4 Bedrij fsvoering 62 - 64 algemeen 62 resultaten 62 - 64 geIuidsaspecten 64

3.2.5 Kosten 65 - 66 algemeen 65 rente en afschrijving 65 onderhoud bouwkundig gedeelte 65 onderhoud meehanisah/electrisch gedeelte 65 bediening en toezicht 65 - 66 energie 66 chemicaliSn 66

3.2.6 Conclusies 66 - 67 vemerkingscapaci teit 66 drogestofrendement 6 7 drogestofgehalte ingedikt slib 67 kosten 67

3.3 SCHOTELCENTRIFUGE 68 - 75

3.3.1 Beschrijving 68 - 69

3.3.2 Machinevariabelen 70

3.3.3 Procesvariabelen slibdebiet slibkwaliteit drogestofgehalte van het in te dikken slib aflaat ingedikt slib

3.3.4 Bedrij fsvoering bedrijfszekerheid resultaten aeluidsaspecten

70 -

70 -

72 -

72 -

- 71 70

- 71 71 71

- 73 72

- 73 73

- 55

3.1.5 Kosten

3.4

3.4. 1

3.A.2

3.4.3

3.4.4

3.4.5

r-'-'d'i<?-"': W •""''• :,'-<:

c r:Lyi.i\:r: :-•• dec

3.3.6 Conclusies

3.4,6

BASKET-CENTRIFUGE

Beschrijving

Machinevariabelen

Procesvariabelen slibdebiet, vloeistofverblijftijd en drogestof-verblijftijd &Q<t£Sto*aekalte van het in te dikken slib ontsehuimiyic dosering van polymeren Bedrijfsvoering resultaten geluidsaspecten

Kosten alaemeen rente en afschvijving onderhoud bouwkundig gedeelte onderhoud mechaniseh/electvisch gedeelte bedieninq en toeziaht enevgie chemicalien

Conclusies verwerkingscapaciteit drogestofrendement drogestofgehalte ingedikt slib kosten

73 -

73 -

74 -

76 -

76 -

78 -

78 •

79 • 79 •

85 •

• 74 73 74 "7 /.

74 74 74

• 75 74 75 75

- 86

78

78

- 79

78 - 79 79 79

- 84 - 84 84

- 86 85 85 85 85 85 85 86

86 86 86 86 86

- 56 -

3. 1

3.2

3.2. 1

INLEIDING

Bij de mechanische indikking van slib wordt do bezinksnelheid van do slibdeeltjes vergroot door de grote middelpuntvliedende kracht (1000-6000 g) die in centrifuges kan worden opgewekt.

Onder het indikken van slib wordt hier verstaan hot verhogen van bet drogestofgehalte van het slib, zodanig dat dit nog vloeibaar blijft en nog verpompt kan worden. Dit in tegenstelling tot siibontwatering waarbij een product met een veel hoger drogestofgehalte ontstaat.

Voor het mechanisch concentreren van afvalwaterslib wordt veelal een keuze gemaakt uit drie soorten centrifuges:

- de decanteercentrifuge; - de schotelcentrifuge; - de basketcentrifuge.

In dit deel van het rapport is elk van deze centrifuges beschreven, waarbij wordt ingegaan op de parameters die een rol spelen bij het indikproces en de resultaten.

In Nederland worden centrifuges niet vaak toegepast voor het indikken van afvalwaterslib. Alleen daar worden centrifuges ingezet, waar ge-brek aan ruimte of de aard van het slib een andere indikmethode (gra-vitatie, flotatie) onbruikbaar maakt **\m

DECANTEERCENTRIFUGE

Beschrijving

Een decanteercentrifuge bestaat uit twee kenmerkende onderdelen, een roterende mantel en een roterende transportschroef (figuur 2A).

De centrifugemantel bestaat.uit een cylindrisch en een conisch gedeel-te. De mantel en de transportschroef draaien beiden in dezelfde rich-ting met een gering verschil in toerental.

=:n W V 1/ V JZ>

Fig. 24. Decanteercentrifuge (schematisch) 128

Het in te dikken slib wordt centraal (1, figuur 24) in de centrifuge gebracht, waarna het slib wordt onderworpen aan de centrifugale kracht. De slibdelen worden hierdoor tegen de centrifugemantel ge-slingerd.

Nadat de slibdelen zijn afgescheiden wordt het slib door de transport­schroef tegen de helling van het conisch gedeelte naar de uitwerpope-ning (2, figuur 24) getransporteerd.

- 57 -

In dit conisch gedeeite vindt nog een soort drainage plants - .

Hot filtraat verlaat. de centrifuge vin de instelbare overlooprand

IndicnS-wenst*kunnen chemcnlien nan bet slib worden tocgevoegd voor-dat het%lib de centrifuge ingaat. Rechtstreekse dosering in de cen­trifuge is ook mogclijk (A, figuur 24).

He decanteercentrifuge is vooral geschikt voor het behandelen van slib dat grote hueveelheden droge stof bevat. De ververkingscapaciteit van de centrifuge wordt, vooral bij slib met een laag drogestofgehnl te, beperkt door de hydraulische capaciteit (maxinaal 44 m3/h). Door de relatief grote slibinlaatpijp en slibuitwerpopeningen en de manier van slibvervijdering (met een transportschroef) is de centrifu­ge geschikt om ook vrij grof materiaal te ververken '*".

Voor een goede werking van de decanteercentrifuge is het belangrijk dat het slib goed wordt gesedimenteerd en goed uit de centrifuge kan worden verwijderd J .

Bij slibsoorten met veel fijne vlokken, zoals actief-slib en aeroob gestabiliseerd slib, veroorzaakt de beweging van de transportschroef dat slibvlokken weer de centrifuge ingaan en 20 in het filtraat te-rechtkomen.

De centrifuge is dus niet zonder meer geschikt voor alle slibsoorten, vooral niet voor slibsoorten die een zwaklce vlokstructuur bezitten * ^ 2 B

Door het toevoegen van polymeren kan de werking van de centrifuge wor­den verbeterd. Polymeren verstevigen de slibvlokken, die daardoor be-ter transporteerbaar worden ]]7. Voor een goede werking van de centri­fuge zijn voor slibsoorten met een zwakke vlokkige structuur echter betrekkelijk hoge chemicaliendoseringen nodig '3'.

De variabelen die een rol spelen bij het indikken van slib in een de­canteercentrifuge kunnen verdeeld worden in variabelen die betrekking hebben op de bouw van de machine (machinevariabelen) en procesvaria-belen. r

3-2.2 Machinevariabelen

In de literatuur worden de volgende machinevariabelen genoemd 134:

- lengte van de centrifugemantel; - diameter van de centrifugemantel-- lengte van het conische gedeelte'van de mantel-- de hoek van het conische gedeelte- ldnce^» - het toerental van de centrifuge- '

- de spoed van de transportschroef* fll^aat; - de plaatsmg van de slibinvoer *« A~ r - Plaats van de chemicali^oseri^. ^ f i l t " a t *" ^ i b k o e k >

Op deze machinevariabelen u n r ^ u-en w o r d t "leronder nader ineeeasn

ontuerp van de centrifugemantel ^ " ' ° e len8te/diaineter verhoudinR van *» toegepast varieert van 2,5 -3*5" C e n t r i f u 8 < ™ e l die veelal wordt

- 58 -

Over het algeneen geldt dat met toeneming van de lengte/dianeterver-houding de verblijftijd van do vloeistof in de centrifuge groter wordt Hot slib wordt hierdoor Linger nan de centrifugale kracht onderworpen, hot geen tof hoge re drogt-s tof rendemonten kan lei den .

Onder bet rendement van de centrifuge wordt verstaan de mate waarin de toegevoerde droge stof in de centrifuge wordt teruggehouden, in for-

niul evorm: kg d . s . in net i n g e d i k t e s l i b

k inL-K van

kg d . s . in voeding

comsek ~ej.ee I be

x 100 %.

Naarmate de boek (a) van bet conisch gedeelte kleiner wordt, neemt de kracbt af waarmee bet afgescheiden slib in de drainagezone tegen de transportschroef wordt aedrukt (fifcuur 25^.

as • ^

vloeistofnivo

F i g . 25, Invloed van de hoek a op de c e n t r i f u g a l e kracbt in de drainasezone

r 7

Deze kracht F = G sin a, waarin G = urr Hierin is: G = centrifugale versnelling (m/sec") ; u) = boeksnelheid van de centrifuge (sec"" ); r = afstand (m) van bet slibdeeltje tot de as van de centrifuge.

Naarnate F kleiner is, neemt de kans dat fijne slibdelen onder de schroef doorslippen af. Door een kleine hoek a te kiezen kunnen ook moeilijk te transporteren slibdeeltjes worden afgevangen.

toerental van de centrifuge

De grootte van de centrifugale kracht waaraan de slibdeeltjes in de centrifuge worden onderworpen is afhankelijk van bet toerental van de centrifuge, volgens G - ufix.

Naarmate G toeneemt, zal de afscheiding van de slibdelen in bet cylin-drische gedeelte van de mantel beter verlopen. Daarentegen neemt de afschuifkracht F op bet conische gedeelte toe (zie: hoek van het co­nisch gedeelte). Verhoging van G impliceert dan ook niet altijd een verbetering van het rendement van de centrifuge. Bij een hoger toerental wordt het sedimentatieproces bevorderd, maar het afscheidingsproces wordt daardoor bemoeilijkt.

- 59 -

Momenta! worden ook centrifuges ontworpen die bij kleinere centrifu­g e krachten werken (G = 500 - 800 g). Deze centrifuges hebben onder andere het voordeel dat minder geluids-binder en slijtage optreedt. Bij de kleinere G's wordt het slib bij het binnenkomen van de centri­fuge aan minder grote krachten onderworpen, yaardoor^de *vakkere sl ib-vlokken niet worden kapotgemaakt. Deze centrifuges zijn bedoeld om ^ een hoog rendement te bereiken bij een laag polymeerverbruxk. Zij zijn dus meer geschikt voor het indikken van slib toerentalverschil tussen mantel en transportschroef

Het verschil in toerental tussen de mantel en de transportschroef be-paalt, samen met de spoed van de schroef, de snelheid waannee het ge-sedimenteerde slib wordt getransporteerd.

Voor een hoog drogestofrendement en bij slib met een zwakke vlokstruc-tuur dient het toerentalverschil zo klein mogelijk te worden gekozen , 2 ^ . Door te hoge snelheden worden immers de fijne slibdelen uitgewas-sen. Wei zal het toerentalverschil voldoende groot moeten zijn om de hoeveelheid gesedimenteerd slib uit de centrifuge te transporteren '3I#

hoogte van de overstortrand

De stand van de verstelbare overstortrand bepaalt de hoogte van het vloeistofniveau in de centrifuge en daarmede ook de verblijftijd van de vloeistof in de centrifuge.

Naarmate de verblijftijd toeneemt wordt het slib langer aan de centri-fugale kracht onderworpen, hetgeen de afscheiding van slibdelen bevor-dert. Bij te hoge vloeistofniveaus zullen de slibdelen echter een lange weg moeten afleggen voordat ze uit het filtraat zijn verwijderd; daarom mag het vloeistofniveau ook niet te hoog zijn '31 #

Is de gevo

e kracht F, waarmee het water (dat uit het slib kont) wordt terug-

ToorTltZ02\ 2 u l l e Y e e l l i c h t e slibdeeltjes onder de schroef doorglippen en opmeuw in de centrifuge terecht komen 131.

?QS0ri«2°pi;a8t8a?„d.e ° V e " ? ° " " n d V i n d t d e S c h e i d i "8 vast - vloeistof (." f guu J » \ " 7 9 ) g t : teT 6 e n l 3 8 e M " r i ^ versnelling krijgt I te ontwa r e n ^ ^ l l T I ^ " 3 " d a t h e t ^ ****** *\*

op ae conus en dus natter wordt uitgeworpen 1 2 A

uttvoevtngsvorm

^oltTnTlirtT^ w°rden volgens het meestroonr of

In een meestroomcentrifuge wordt w «i -u mgedikt slib en filtraat aanT A 3 a n d e G n e z i J d e ingevoerd en stroomcentrifuge vinden slibinvoer"* ^ a f 8 e v o "d . Bij een tegen-d e 3 f V 0 e r V a n "Itraat aan d Z l r l T z l ^ - ™ . * * " k a n t " l a a t S *" Bij het meestroonnrinP,- ( " 6 f l g U U r 2 4 ' hlz' 5l)' gedikte slib nunde'r d T ^ l T Z l ^ b i n n e n k°-nde slib h e t

J h 6 t te8Gn^roomproces. Daarentegen reeds in*

gen moet in

- 60 -

een meestroomcentrifuge de droge stof over de gehele lengte van dc centrifuge worden getransporteerd ' ~* .

plaats van polymeerdosering

De plaats waar de polymeren aan net slib worden toegevoegd is belang-rijk. Dosering in de toevoerleiding voor de centrifuge heeft tot ge-volg dat het polymeer zich hecht aan alle slibdeeltjes. Dosering in de centrifuge, dus gescheiden van de slibtoevoer (zie figuur 24, biz. 57) heeft tot gevolg dat het vlokmiddel zich in de afscheidingszone van de centrifuge hecht aan de nog niet tegen de mantel afgezette slibdelen. Dit heeft enerzijds tot gevolg dan hierdoor de moeilijk tot sedimentatie te brengen delen een groter.! dosis krijgen, en ander-zijds dat de vlokvorming tot stand komt na do versnelling van het slib in de centrifuge. De voordelen van het doseren van polymeren in de centrifuge kotnen in de praktijk niet altijd naar voren; beide doseersystemen worden toege-past, afhankelijk van de eigenschappen van het slib.

3.2,3 Procesvariabelen

In de literatuur worden de volgende procesvariabelen genoemd :

- slibdebiet - vloeistofverblijftijd in de centrifuge (zie: de hoogte van de over-

stortrand, 3.2.2, biz. 60); - slibsoort; - drogestofgehalte van het in te dikken slib; - dosering van chemicalien (soort en hoeveelheid).

slibdebiet

Het slibdebiet beinvloedt zowel het rendement van de centrifuge als het drogestofgehalte in de slibkoek.

Bij een toenemend debiet neemt de verblijftijd in de centrifuge en daar mee ook het rendement af. Het drogestofgehalte in de slibkoek neemt als regel toe, door het uitwassen van fijnere slibdelen * .

drogestofgehalte van het in te dikken slib

Bij de decanteercentrifuge is de hydraulische capaciteit veelal beper-kend voor de hoeveelheid ingedikt slib die geproduceerd kan worden. Daarom is zij dan ook minder geschikt voor het indikken van slib met een laag drogestofgehalte.

dosering van polymeren

Door het gebruik van polymeren kan het drogestofrendement van de decan­teercentrifuge worden verhoogd. Omdat dan de fijnere slibdelen eveneens worden afgevangen zal het droge­stofgehalte van het ingedikte slib veelal afnemen.

De hoeveelheid polymeren die nodig is, varieert sterk. Over het alge~ meen geldt dat voor primair slib minder nodig is dan voor actief-slib.

- 61 -

3.2.4 Bedri j fsvoering

acr.criccri Is eenmaal een bepaalde centrifuge gekozen voor het behandelen van een slibstroom, dan zijn in de bedrijf ssituat ie de resultaten van de centrifuge te beinvloeden met de volgende procesvariabelen '^4, 128, 134

- het toerentaJ van de centrifuge; - het toerentalverschil tussen mantel en transportschroef; - stand van de ovcrlooprand voor het filtraat; - grootte van het slibdebiet; - gebruik van polymeren.

Deze variabelen kunnen ingesteld worden om het rendement van de cen­t r i fuge te verbeteren of het drogestofgehalte in het i nged ik te s l i b te verhogen.

Een beter rendement kan bereikt , 2^ worden door:

- een hoger toerenta l ; - een lager toerentalverschi l tussen mantel en schroef; - een hogere stand van de overstortrand; - een kleiner debiet; - het toepassen van polymeren.

Een hoger drogestofgehalte in de slibkoek vordt bevorderd 124 d o o r :

- een hoger toerenta l ;

- een lager toerentalverschil tussen mantel en schroef-- een lagere stand van de overstort- senroe t , - een kleiner debiet; ' - geen of weinig polymeren. resultaten

Omdat de decanteercentrifuee vn i van grote hoeveelheden droge stof3 ? 6 S d } l k t i s v o ° r het verwerken te dikken slib, 3.2.3, b l !?\ \ I fn ^ " V d r o d e ^ o f g e h a l t e van het in capaci te i t heeft, wordt dit tvne I n , - - " " b e P e r k t e hyd rau l i s che voor het ontwateren van afv a lwaters?Jhh1 I U 8 euV 0 0 r n a m e l i j k t oegepas t een zohoog mog e i i j k d r o g e s t S i j " V * 1 V a n °n twate ren i s waarbij het rendement van de c e n t * , „ , S l l b k ° e k t e v e r k r i j g e n gebruik van polymeren. c e n t n f u g e kan worden verhoogd door het

In verband met de beperkte h, A ,-centrifuge wordt i n J e p £ k ^ - h e c a p a c i t e i t v a n d g d e c a n t e e r _

s l i b , verkr e g e n d o o r g ravi ta t ie - 0 f f L S ^ * " V a n r e e d s " g e d i k t De meeste resultaten diP • * f l o t a t l e - i n d i k k i n g .

S i k t n r t ? f f ; V e t - ^ e - n t ? : : : , ? 6 8 ^ - - " ^ ^ b b e n dan beperkte Inf w a t e r*libben net L ! l n 8 G dik t s l i b . Over het ° n S eY ° ^ f - n d e n , ^ a ^ - e e r c e n t r i f u g e i s s l e c h t s

E t te l t 122 h l n d i k k e n v*n s l i b . ' ^ c e n t ^ f u g e ook n i e t

8 e n s t r o o m t y p e getest . C e n t r i f u S * van het meestroontype

- 62 -

In figuur 26 is de invloed van het in te dikken slibdebiet, hier uit-gedrukt in kg drogestof/h op het rendetnent van beide typen centrifuges weergegeven.

c

o

01 o •5

27 40.5 d.s.- belasting - * -

108kg/h

Fig. 26. Rendement van de decanteercentrifuge onder optinale condities'^-

Het actief-slib werd in de tegenstroomcentrifuge ingedikt tot 6,6 a 7,0% droge stof, afhankelijk van de slibindex. In de meestroomcentrifuge werd 7 a 7,5% droge stof bereikt met hetzelfde slib. Een mengsel van gelijke delen primair en actief-slib werd tot 9,8% droge stof ingedikt.

Deze drogestofgehalten werden bij hoge centrifugerendementen (90%) be­reikt. Bij lagere centrifugerendementen kunnen (doordat de fijne slibde-len worden uitgewassen) hogere drogestofgehalten worden verkregen in het ingedikte slib.

De invloed van het gebruik van polymeren op het drogestofgehalte in de slibkoek is gegeven in figuur 27 (biz. 64).

- 63 -

5 10 15 20 ?c polymeer dosering m g/kg dr0fle s to f -1

Fig- 27. D e c a n t e e r e e n t r i f n o « - i

I n d * onderzochte l ,> aspec ten . l " e r a t u u r W o r d t

l n f — - g e 8 e v e n Q V e r g e l u i d s .

- 64 -

3.2.S Kos ten

Do gegevens in de literatuur over do jaarlijkse kosten van een decan-teerccntrifuge hebben uitsluitend betrekking op bet ontwateren van si ib. Nietteroin kunnen de uitgangspunten die gehanteerd worden voor bet bere-kenen van de jaarlijkse kosten voor s 1 ibontwateren met een decanteer-centrifuge ook worden toegepast op het indikken van slib.

De tot ale jaarlijkse kosten zijn opgebouwd '"M uit de kosten van:

- rente en afschrijving; - onderhoud aan het bouwkundig gedeelte; - onderhoud aan het mechanisch en electrisch gedeelte; - bediening en toezicht; - energie; - chemicalien.

rente en afschr''.*oing

Hieronder vallen de uitgaven aan rente en afschrijvin^ op de investe-ringen in het gebouw, de centrifuge (eventueel met reserveschroef), pijpleidingen, afsluiters, pompen, polymeeraannaak- en doseerinstalla-tie.

In de literatuur wordt gerekend met een afschrijvingstermijn voor het bouwkundig gedeelte van 30 jaar '35» ^ 7 , ]38 of met een termijn van 50 jaar 1*6» *3S.

Voor het electrisch mechanisch gedeelte wordt gerekend met een termijn van 15 jaar '24, '3^> '3**» '39. Eggink 135 rekent met een afschrijvings­termijn van 10 jaar voor het geval dat centrifuges door twee ploegen worden bediend.

Vater '37 maakt onderscheid tussen een, twee en drie ploegendienst; de termijnen zijn dan respectievelijk 13, 7 en 4,7 jaar.

onderhoud kowckundig gedeelte

Door Onstwedder ' 9 wordt gerekend met onderhoudskosten van 0,5% van de investeringskosten.

onderhoud mechanisch/electrisch gedeelte

Voor het onderhoud van het mechanisch en electrisch gedeelte wordt veelal 2% van de investeringskosten gekozen '-*6B

In de regel worden de kosten voor de revisic van de transportschroef apart opgegeven. Door Schultze wordt voor deze revisie een vast bedrag van 0,8 a 1.0 Zwitserse Fr. per bedrijfsuur gerekend (Flottweg Z 3 L) en door Vater 137 een vast bedrag van 1 DM per bedrijfsuur {cax>. = 7 m3/h). Karper 1-- rekent met een revisie van de transportschroef na 8000 draaiuren.

bediening en toezicht

Voor de bediening van centrifuges inclusief klein onderhoud rekent Schultze '-*" 2 uur per dag per centrifuge. Vater '•*' maakt onderscheid tussen een, twee en drie ploegendienst.

65 -

3.3. I

SCH0TELCENTR1FUCE

Beschrijving

De s c h o t e l - of lamellencentrifuge b e s t a a t u i t cen hu i s waa r in een groot aan ta l schotels op compacte v/ijzc ecn g r o o t s e d i m e n t a t i o n s vlak vormt (figuur 28). s u p p e r -

De scho te l s staan zeer dicht b i j e lkaa r ( a f s t a n d 1,3 mm)- danrH. . ven de s l i b d e e l t j e s s lechts over een zee r k l e i n e aistZd t l l G Z T J ^

ro V c °Q° 'N TE DIKKEN SUB

FltTRAAT

y INGEDIKT SUB

Het » te d i k k e n TT^ ChUre °°rr ° l i V e r )

" t o r - a s naar 2 t W ° r d t *n de c en rHf D o °r de centr i fuga le e i d i n 8 S k a m e r - 8 e 8 e P o m Pt en loopt langs de

^ ^ 7 ^ e ^ ^ v a6

n ^ e to 8 p a e " i S n C ^ C r

2 1 e s " e ? U b d e e l t J e s v i a k l e i n e (diameter w o r dt via een D 0 J n § e d i k t e s 1 ^ wordt T ^ 2 8 ) n a a r b u i t e " geslingerd. t^ggepoBpt P ° m p W e r k ("inpeHer" d f J B

V l a ! e n M e p , a f g e l a t e n ; de rest D eze recirculatie heef ' " ^ d e s c h e i dingskamer

' !!e t s l i b wordt „o! ! ' ^ " " ^ V ° ° r d e l e n '17, 133. H " ^ . t o ^ g - a

SnSeconcentreerd V o o r . } '

" d ° 0 r de hoRerP „ h6 t in8edikte sun H e t WOrd t ^ g « l a t e n ' 8 - t e - noS s ; 0 ° g r t 0 f c - c e n t r a t i e """* d M r d o o r t 0 e J

P l n 8 v e ^le ind e n ^ e " to'&*?**t Mel? h e t i n S e d i k t e s l i b kunnen 6 e n s t^ieler p r o ^ ^ w o ^ t do kans op verstop-

S V G r l 0 ° P verkregen .

- 68 -

Met f i 1 t raat wordt nf^evoerd via do schotels of 1 ame 1. len; danrop kun-ncn de - moeilijk at" te seheiden - lichtc slibdeeltjes samenklonteren tot. groiero aggl one rat en en alsnog sedinenteren.

Hij t«.u-pas. in;', van een schotelrentrifugc meet het in te dikken slib worden voorbt* Isande Id on: verstopping van de no::zles te voorkomen. Jn figuur 2(j is een complete opstelling -> * sehematisch weergegeven.

beluchier nahe/mkiank

schotelcentrifuge

ingedikt slib

Fig. 29. Opstelling schotelcentrifuge 31

In de cycloon wordt zand, koffiedik en dergelijk grof materiaal afge-vangen. In de zeef worden haren en vezels verwijderd en in de strainer de te grote slibdelen. Meestal worden strainers met openingen van 0,82 nan gebruikt I33. Tussen elke bewerking is een pomp opgesteld.

Zelfs als bet slib goed wordt gezeefd kunnen nog verstoppingen optreden als de voedine wordt onderbroken of wanneer het slibdebiet beneden een bepaalde waarde daalt 'J .

De schotelcentrifuge is ontworpen voor het indikken van vloeistofstro-men met een laag drogestofgehalte, zoals actief-slib. Door de construe-tie is de hydraulische capaciteit groot (tot circa 140 m^/h) en het scheidend vermogen van de centrifuge hoog.

De bereikbare drogestofconcentratie kan echter niet hoog zijn, omdat het ingedikte slib door de nozzles raoet kunnen stromen 126. De centrifuge is daarom ook niet geschikt voor het indikken van slib dat veel grof materiaal bevat (zoals primair slib) maar beter geeigend voor het indikken van voorbezonken actief-slib ^ 7 .

- 69 -

3,3.2 Machinevariabelcn

Ve volgcnde madTinevar iabelen worden in de literatuur genoemd I 3 3:

- het tocrental van do centrifuge; - de afstand tussen de schotels; - het aantal schotels; - de hoek tussen schotels en <:entrifuge-as;

- de grootte van de schotels; - grootte en aantal nozzles; - de plaats en wijze waarop de voeding wordt ingebracht; - de geometrie van de indikzone,

De afstand tussen de schotels is normaal 0,6 a 1,9 mm. Een grote af­stand kan de sedimentatietijd van de slibdeeltjes verlengen; een kleine afstand levert gevaar voor verstopping op '32.

De hoek (35° a 45°) tussen de schotels en de centrifuge-as wordt zo-danig gekozen dat de sedimentatie-afstand klein wordt, maar ook zoda-nig dat de slibdeeltjes nog afglijden naar de nozzles '^.

Bij de constructie van een schotelcentrifuge worden de machinevaria-belen aangepast aan het soort slib waarvoor de centrifuge is bestemd. Is de machine eenmaal opgesteld, dan kan alleen nog de grootte van de nozzles worden veranderd *^3 B

3.3.3 Procesvariabelen

De volgende procesvariabelen worden onderscheiden 133:

- s l ibdeb ie t ; - s l i bkwa l i t e i t ; - drogestofgehalte van het in te dikken s l i b ; - de hoeveelheid ingedikt s l i b die wordt a fge la ten .

slibdebiet

Bij een groot s l ibdebiet is. de v e r b l i j f t i j d in de cen t r i fuge ko r t en daardoor ook de t i jd waarin het s l ib aan de cen t r i fuga le v e r s n e l l i n g wordt onderworpen.

ITJZT StahrieU b e d r i J f s v o e r i " 8 ^ een continue voeding met s l i b van een constante samenstelling belangrijk ' 3 3 .

slibkwaliteit

De fysische eigenschappen van act ipf-c i iv> un? i _> , • i-, u „ ten; door Vaughn '33 ^ d e ? H M ' *b b e i n v l ° e d e n de m d i k r e s u l t a -zoeken. s l ibmdex gebruikt om deze invloed t e onder

op hefr^eilVJde^ctoteW^r ^ S U b i n d e X Van a c t i e f ~ s U b

het ingedikte s l ib ge ' l lus tJeerd ^ "" * " d r ° g e s t ° f S e h a l t e v a n

Door Bradney ziin nr f s t i g van huishoudel i i fpn S l n ! e " b e s c h r e v e n met a c t i e f - s l i b , afkom-droge stof kon di t worden nged k t ^ t o t l ^ - ' 6 ^ U i t S ^ n d e van 0,8% De resul taten van deze n r n a

0 t 5% b l J e e n rendement van 97,3%. figuur 30. 6 Z e P r ° e v e n k o m e " 8oed overeen met de l i j n e n in

70 -

d.s. gehalte ingedikt slib 1%

ig. 30 . Slibindex, drogestofrendenen^^

schotelcentrifuge 133

Ook ™ t aeroob. gestabiliseerd slib - * P - » £ » » • f f ^ van ongeveer 27. droge stof werd dit slit ingedikt droge sto£ bij een rendeuent van 70 a 95/..

In de literal ,ijn S - "sultaten gevonden ™ £ . i ^ l S v „ _

andere slibsoorten dan actief-slib en aerooo b

mair en actief-slib). drooestofaehalte van het in te dikken sltb

Karate be, in te < ^ - f ^ f ^ ^ g e ^ e n t ^ d ^ H a l nane-

drogestofgehalte in het ingedikte slib te komen

afloat inaedikt slib „ '^.J door • , ^ a . p „iib kan worden gevarieerd aoor

Het drogestofgehalte m het ingedikte sU" K ^ ^ afgetapt. het instellen van de hoeveelheid ingediKt si D ^ verhoogde re-Vermindering van deze hoeveelheid afgetapt si v t fgenaite ii • _ _ , . . . . • * \ I^IAI- rot een hoger aroge:"-" &

Vermindering van deze hoeveelheid afgetapt bi v roeestofgehalte in circulatie in de centrifuge) leidt tot een *og« droges g ^ h e t i ,.. . , .. ~ L IK0,'H filtraat neemt ecntei u _ _,^„,^ rculatie in de centrifuge) lexdt tot e e ^ *Imt: e<*ter

toe en de t ingedikte slib. De hoeveelheid flltraat n . slibdeeltjes)

verblijftijd van het filtraat (met de daarin " frendement van de op de schotels neemt af. Daardoor daalt net a * ^ 73). centrifuge. Dit wordt geillustreerd in tiguur J-

- 71 -

3.3.4 Bedrijfsvoering

bedrij fszekevheid

Al bij drie a vier procent deeltjes > 0,42 mm in het in te dikken ac-tief-slib kunnen de nozzles van de schotelcentrifuge verstopt raken ]ZI; te grove deeltjes moeten daarom vooraf uit het slib worden verwijderd.

Volgcns Keith !26 wordt deze voorbehandeling echter niet altijd goed uitgevoerd. Hierdoor is het idee ontstaan, dat de schotelcentrifuge niet geschikt zou zijn voor het indikken van actief-slib.

Veel auteurs ' ' waarschuwen voor verstoppingsproblemen; volgens Vaughn ^1 kunnen deze met verbeterde zeefapparatuur (cycloon, zeef en strainer, figuur 29, biz. 69) bijna geheel worden opgelost. Dit wordt door Albertson ''? en de EPA '31 bevestigd. Bradney '19 gebruikte met succes een combinatie van zeef en strainer (openingen 0,23 mm en 0,8 mm, rexpectievelijk); de strainer moest tweemaal daags worden schoon* gemaakt. Dit kostte tien minuten per keer.

Ondanks goede zeefapparatuur kunnen toch verstoppingen optreden wanneer de slibtoevoer wordt onderbroken of wanneer het slibdebiet beneden een bepaalde waarde daalt *31%

resultaten

Vaughn J beschrijft proeven met een schotelcentrifuge (capaciteit 45 m3/h) voor het indikken van actief-slib op een zuiveringsinrichting in Pennsylvania; de invloed van de slibindex komt uit de resultaten (fi­guur 31) duidelijk naar voren.

100

90

80

70

\ 60

I 50 C

i 40

A s v i 70

• SvilOO

JP svi 150

0 i 2

d.s-gehalte ingedikt slib 9%

F i 8 ' 3 L ^^^JESSSS^I^dB^t en in 'v , srhnZT ~ - ^SHgHE-giLigdikresultaat van de i 7 p ! l Z r ~ T ~ S l lb» 2«ivermgsinrichting m Pennsylvania).

- 72 -

Op do r ion! wnt erzui vering van Oregon word uc t i «/: -s 1 i b met eon si i b i n-dex van 350 ml /;; im;ed i kt tot verse hi 1 I encie drones tof concentre ties (f i guur 3:? ) .

&

;oo

so

80

70

60

f 50

3 40

1

j

1

..

! i

• , • 1

•

i

•

(

*

:

'

1

0 1 2 3 d.s.-gehalte inqedikt slib ( % ) •

3.3.5

Fig. 32. Drogestofgehalte van ingedikt actief-slib (slibindex 350 1 33

ml/g) en rendement van de schotelcentrifuge

Uit deze figuur blijkt duidelijk het verband tussen het drogestofge­halte van het ingedikte slib en het drogestofrendenent van de centri­fuge.

ge luidsaspeeten

In de bestudeerde literatuur wordt geen informatie gegeven over ge-luidsaspeeten.

Kosten

algzmeen

De schotelcentrifuge wordt slechts op zeer beperkte schaal toegepast voor het indikken van zuiveringsslib; in de literatuur zijn daarom maar weinig gegevens over de jaarlijkse kosten te vinden.

Bradney ,y onderscheidt deze kosten in:

- rente en afschrijving; - onderhoud aan het bouwkundig gedeelte; - onderhoud aan het mechanisch en electrisch gedeelte; - bediening en toezicht; - energie.

rente en afschrijving

Hieronder vallen de kosten aan rente en afschrijving op gebouw, centri­fuge, ponpen, zeefapparatuur, afsluiters en pijpleidingen.

De kosten van het bouwkundige gedeelte kunnen in dezelfde periode wor-den afgeschreven als voor de decanteercentrifuges is vermeld (zie 3.2.5, biz. 65).

- 73 -

. "9 kiest voor de afschrijving van een schotelcentrifuge een Bradney kiest termijn van 15 jaar.

onc^vno^ ^ J *• ^ ^ 1 f p kin derclfde berekenings-

3.2.5, biz. 65).

on^hc--c mechcmisch/electrisch aedeelte

Bradney ll9 stelt de onderhoudskosten van de centrifuge op 2, van de

investeringskosten.

bedienina en toezicht Bradney " 9 rekent met een halve rcankracht voor het bedienen van twee

centrifuges.

energie Volgens Vaughn 1 3 3 kost het indikken van secundair s l i b aan energxe

1,67 $ per ton droge stof. Uitgaande van de in de USA veel gebruikte e n e r g i e p r i j s van $ 0,01 kWh betekent d i t 167 kWh/ton droge stof. ~ Volgens Townsend 132 w o r d t gewoonlijk ongeveer 1,5 kW per nr> s l i b ge~ i n s t a l l e e r d . Vaughn 1 3 3 ve rge l i jk t de kosten van twee indiksystemen met e l k a a r :

- het gemengd indikken van primair + secundair s l i b door middel van g r a v i t a t i e en ,

- het indikken van pritnair slib in een gravitatie-indikker en secundair slib in een schotelcentrifuge.

Volgens Vaughn zijn de investeringskosten van de laatste indikmetho-de bijna eenderde minder dan de investeringskosten van de eerste.

Volgens de EPA kost centrifugaal-indikken veel onderhoud en energie; het proces wordt alleen toegepast bij ruimtegebrek of indien andere in-dikmethoden niet voldoen. Bovendien wordt gesteld, dat indikking met centrifuges niet economisch is als slib zonder chemicalien kan worden ingedikt door gravitatie of flotatie.

Bij een kostenvergelijking tussen slibindikken met centrifuges en slibindikken door middel van gravitatie mogen niet alleen de indik-^ kosten met elkaar worden vergeleken; ook de besparingen op slibgisting, slibontwatering en slibtransport moeten in de berekeningen worden be-trokken.

3.3.6 Conclusies

verwerkingscapaciteit

De schotelcentrifuge cotnbineert een grote hydraulische capaciteit (tot 140 m /h) net een hoog scheidend veraogen.

l l r t T ^ T "^"S^chikt voor het verwerken van slib dat veel grof

in var::t s^rtr1* slib) maarMi uitstek 8e*igend voor het

an act ie t s l ib en aeroob ges tab i l i see rd s l i b .

£«" »^t5l"m:^;;;::[ r t e 8rrdee i t jes <zand'vezels' taaan, anders zal de centrifuge snel ve r s toppen .

- 74 -

..-"•-v>v;.\' c yeyu'w rc-it en arc ^csz,of<2<:h<:l t *.- *>VY\:7;': a lib

Het dronestofrendement van de cent rifu^e en net bereikbare drogestofge-halto van het ingedikte s]ib worden in sterke mate bepaald door de slib-index.

Bij gelijkblijvend drogestofrendement stijgt het drogestofgehalte - en bij gelijkbl ij vend drogestof gehal te stijgt het rendement - met a f name van de slibindex.

Het verband tussen deze variabelen wordt gelllustreerd door figuur 31 (biz. 72) die als indicatie kan dienen voor de resultaten die kunnen worden bereikt.

kosten ! 31

Volgens de EPA vergt slibindikking met centrifuges veel onderhoud en energie en wordt deze wijze van indikking alleen toegepast bij ruimte-gebrek of indien andere indikmethoden niet voldoen.

Voor het bepalen van de jaarlijkse kosten van de schotelcentrifuge wordt verwezen naar paragraaf 3.3.5 (biz. 73).

Bij een kostenvergelijking met indikking door middel van gravitatie moe-ten de eventuele besparingen op slibgistingsruimte, slibontwatering en slibtransport door de verdergaande indikking in de centrifuge eveneens in beschouwing worden genomen.

- 75 -

3.k BASKET-CENTRIFUGE

3.4.1 Beschrijving

De basket-centrifuge bestaat uit een roterende trommel (basket) waarin het in te dikken slib via de onderzijde door vier openingen over de centrifuge wordt verdeeld (figuur 33).

Door de centrifugale kracbt vorden de slibdeeltjes tegen de wand van de trommel geslingerd, tervijl het filtraat boven over de rand van de trommel uit de centrifuge loopt.

Omdat de basketcentrifuge geen continue slibruiming heeft (in tegenstel-ling tot een decanteercentrifuge) moet de voeding worden gestopt wanneer de basket met slib gevuld is om het ingedikte slib te verwijderen.

beveiliging inspektieluik

rotor

schokdemper

hydraulische aandrijfmotor

kijkglas ventilatie n

toerental adaptor

onbafans beveiliging

kijkglas

scharnierend inspektieluik

ontschuimer

I uithaalmechanisme

centrifugaat uitlaa*

inlaat/voeding

F i 6 - 33. ATM basket-cenrrif, • ~ ~^HB£_in_doorsnede ( u i t brochure Alfa-Laval)

~ 76 -

Het indikken van slib in een basket-centrifuge is dan ook een discern-tinu proces.

In figuur 34 is het tijdschema van een indikcyclus van de ATM basket-centrifuge geillustreerd.

r" •ft cyclustijd

| ^ voeding

r.ieuwe cydus "

• •*•- lessen

ti jd [minuten)

Fig. 34. Indikcyclus van de ATM basket-centrifuge (uit brochure Alfa-laval)

In de eerste fase wordt de centrifuge versneld tot 1400 toeren per minuut (tpm); vanaf circa 800 tpm wordt de centrifuge met slib ge-voed (tweede fase).

Op het moment dat de trommel gevuld is met slib, zullen slibdeeltjes meegenomen worden met het filtraat. De voeding wordt dan gestopt om de slibkoek te verwijderen (derde fase). Er bevinden zich dan drie lagen in de centrifuge:

- een filtraatlaag; - een laag met roatig ingedikt slib; - een laag met ingedikt slib.

De eerste twee lagen kunnen op voile snelheid van de centrifuge worden verwijderd door een ontschuimer; de afgeschuimde laag wordt terugge-voerd naar de slibvoorraadtank.

Om de hardere, ingedikte sliblaag te verwijderen is het nodig de cen­trifuge af te remmen. Deze laag wordt door een mes bij circa 75 tpm uit de trommel geschraapt. Nadat de centrifuge is geleegd kan met de volgende cyclus worden be-gonnen.

De indikcyclus kan automatisch worden gestuurd door middel van troe-belheidsmeting in het filtraat of koekdikteregistratie in de basket. Deze parameters worden dan gebruikt als signaal om de voeding te on-derbreken terwijl de basket wordt geledigd.

- 77 -

De basket-centrifuge is geschiki voor het behandelen van slibstronw met relatief lage drogestof concentrat ies. In principe kunner^allerlei soorten slib in de basket-centrifuge worden geconcentreerd - .

Ondat in de basket de sedimentatie van de slibdelen niet wordt ver-stoord door bewegende deien (zoals een transportschroef bij een de-canteercentrifupe) kan de basket-centrifuge ook r.oeilijk in te dik-ken slibsoorten, zoals actief-slib, goed indikken.

De variabelen die bij het indikken van slib in een basket-centrifuge een roi spelen kunnen ook hier worden verdeeld in variabelen die be-trekking hebben op de bouw van de machine en variabelen die het in-diknroces betreffen.

.4.2 Machinevariabelen

Deze variabelen zijn de maximale centrifugale versnelling en de af-metingen van de centrifuge. Beide variabelen zijn door de construc-tie van de centrifuge vastgelegd en achteraf niet beinvloedbaar; daarom zal hierop niet nader worden ingegaan.

.A.3 Procesvariabelen

De volgende procesvariabelen worden onderscheiden:

- slibdebiet;

- vloeistofverblijftijd; - drogestofverblijftijd; - drogestofgehalte van het in te dikken slib;

- ontschuiming; - dosering van polymeren.

slibdebiet, vloeistofvevblijftijd en drogestofverblijf tijd

Een van de belangrijkste parameters bij het indikproces in een basket-centrifuge is de verbli j f t i jd. Hierbij moet onderscheid gemaakt worden tussen de vloeistofverblijf t i jd en de drogestofverblijf t i j d .

De v l o e i s t o f v e r b l i i f t i i d in de rpnt-r-i fnoQ ;«, ~ r • i i - t , , • , J JU i n a e c entri tuge is een functie van het s l i b ­debiet en de grootte van de centrifuge d r ^ t t r i ? u e e 1 v e ™ - ° H V e r b l i J f t i i d ^ ^ Z a l ° ° k h e t " n d e a e n t van f raar reegr ;^ 1 ^ 6 " 1 1 ' ^ ^ " « -Hbdeeltje. met het fil-

£ « ? ^ ^ ^ - ^ i ; i ^ 'TJV-1 het slib" de centrifuge en het rendement Jn I c e n t r ^ " ^ *' ^ ^ ^ drogestofgehalte van het in te dikken slib

de centrifuge ^ e l ^ r o ^ t o f g e ^ U e T "t d r ° ^ S t o f v e ^ l i j f t i j d in ven. 8 cotgehalte van het mgedikte s l i b weergege-

Figuur 35 i l lust reer t dat het A toeneemt met toename van de d r n l ! 8 ! ^ 0 f 8 e h a l t e V a n h e t ingedikte s l ib - ing is echter niet g e U j k ' v o ™ 8 " ^ " ^ ^ ? * d* ~ " van toene-Wanneer het in te dikken slib , * S l l b s ° ^ t e n . centrifuge snel g e v u l d . u i t

l J **" h°?8 Jrogestofgehalte bez i t i s de 8 U r 35 b l l J k t dat bij korte

- 78 -

Gregestofverblijftijd de indikkingsgrand hierdoor nadelig wordt beln-viced U(i.

Rovendien za\ de ] edigingst i jd van de centrifuge een groot dec] van de cycluptijd in beslag nemen.

I/saroiUegen ncemt bij aeroob gestabi 1 iseerd slib het drogestofgeha J te van lie t e indpmdur t toe, door uitwassing van lichte slibdeeltjes.

20

JZ

3 4

pnmair •+ actief sfib ( 2 : ! }

I • / aeroob gest.primair + actief slib

2 3

d.s. verblijftijd -*•

actief slibf/ondei \voorbeiinking

10 20min

Fig. 35. Basket-centrifuge: drogestofverblijftijd en drogestofgehalte

A'1 . T K 1 2 0

van mgedik t s l i b

3. 4. A

Door te ontschuimen wordt de buitenste sliblaag, die het minst is in-gedikt, uit de centrifuge verwijderd en teruggevoerd naar de voorraad' tank. Dit leidt tot een hoger drogestofgehalte in het ingedikte slib. Een gevolg van het ontschuimen is echter wel dat het renderaent van de centrifuge daalt.

dosering van polymeren

Hiervoor wordt verwezen naar paragraaf 3.4.4 (biz. 82 - 84).

Bedrijfsvoering

resultaten

Op de rioolwaterzuiveringsinrichting te Zutphen zijn indikproeven ge~ daan met een basket-centrifuge. Het betrof hier slib van een oxydatie-sloot met een slibindex van 125 - 190 ml/g.

In figuur 36 en 37 (biz. 80) zijn de resultaten uitgezet die met re-tourslib (drogestofgehalte circa 1%) werden behaald.

- 79 -

t/5 O

c

E

30 40 50 60

aktueie lopaciteit UgDS/h)

70 100 110

Fig. 36. Basket-centrifuge: actuele capaciteit en indikkingsgraad

Onder de actuele capaciteit van de centrifuge wordt hier verstaan de hoeveelheid ingedikt rnateriaal (in kg droge stof/h) die de cen­trifuge produceert. De tijd die nodig is voor het accelereren en ledigen van de centrifuge is hierin begrepen.

Het verband tussen de actuele capaciteit van de basket-centrifuge en het rendement x ordt geillustreerd door figuur 37.

129

100

95

90

85

t 80

2 75 c at

E a> c

30 40 50 60

aMuele Upaciteit (keDS/h)

70 80 90 100 no

129 F ig , 37. Basket-centr ifuee- 3 rh , f l i r t . .

Ui t f iguur 36 en 37 b l i i k t dat k," ^ t e r e v loe i s to f - en drogestofv b l f H " d ? b e l a s t i ^ > dus b i j k o r -a l s het rendement afnemen r D i l 3 m J d e n , zowel de i n d i k k i n g s g r a a d Deze re su l t a t en komen overeen mer A

ereen met de metingen van O'Donnel en P a r k h u r s t .

- 80

O'Donnel ~ gebruikt (figuur 38) de factor I, die de thcoretische capaciteit van de centrifuge voorstelt en gebaseerd is op de afmetin-gen van de centrifuge.

995

98

95

90

5 80

60

aeroob gesi si ib actief + pnmair slib!2:1'

zonder polymeren

10 20 30

Q z

in te dikken slib si room theoretische capaciteit

Fig. 38. Basket-centrifuge: hoeveelheid in te dikken slib en 120

rendement

Parkhurst onderzocht de mogelijkheid om bet filtraat van een decanteercentrifuge, waarin anaeroob gegist primair slib met een rendement van 30% werd ontwaterd, met behulp van een basket-centri­fuge (diameter: 76,2 cm) in te dikken, Het filtraat van de decanteer centrifuge bevatte nog 2,5 a 3% droge stof. De resultaten zijn weer-gegeven in figuur 39.

0 2,25 4.5

voeding in m*7h -*.

Fig- 39. Basket-centrifuge: drogestofrendement en belasti ng 130

- 81 -

D e invloed van Poly«re„ op l,et indi^van slin van dc oxydat.esloot

t. Zupnen is onderzocht door » . = « » • f „ v a n

droge stof (figuur 40).

ex c

PE dosering 0.5 fl/kgDS

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

aktueie kapstiteit (kg DS/h) - *

Fig . 40. Basket-centrifuge: actuele capac i te i t en indikkingsgraad 129

van oxydatieslootsl ib b i j polymeer (PE) dosering

Ook het rendement van de centrifuge, vooral b i j g ro te re a c t u e l e capa-c i t e i t e n , bleek hoger bij polymeerdosering (figuur 41) ,

100

95

90

85

80

75

70

* 65

S 60 E • > •a c:

•

L 4

i

i • • , — j —

i

i i

— — - f — .

— i !

l t

i 1—

0 5 0 6

•

• .

——,

0 7

• • <

0 8

• <

•

0 9

* •

n ii

* i

in n

•

n i

•

i n 1

• •

•

•in t ' '

aktueie kapaciteit (kgDS/h) ^

" * " • ^ — ^ ^ ^ H H a l ^ a c i ^ en re„dener,t bij j . :

i£tL|/kgd. s . )

- 82 -

Uit dezelfde proeven van Onstwedder bleek bovendien dat polymeerdose-ringen van meer dan ! g/kg droge stof niet leidden tot verdere indik-king van het slib of een hoger drogestofrendement.

1 30 Door Parkhurst werden soortgelijke ervaringen opgedaan met de toe-diening van polymeren aan het filtraat van ultgegist primair slib dat met een basket-centrifuge werd ingedikt. Zo bleek dat door verhoging van de polymeerdosering van 0,5 tot 2 g/kg droge stof het drogestofgehalte van het ingedikte slib hoger werd. Ho-gere doseringen hadden weinig effect (figuur 42).

0 45 90 135 voeding in kg d.s. /h —*•

360

Fig. 42 Basket-centrifuge: drogestofgehalte ingedikt slib, polymeer-

A • U 1 -• l 3 0

dosermg en belastmg

In figuur 43 is voor de proeven van Parkhurst het effect van polymeer­dosering op het drogestofrendement geillustreerd.

100

90

80

70

60

L 50

* 4 0

£ 3 0

I 20 = 10

1-1.5ig/kg pofymeren •

"1

4—i 45 90

voeding in kg/h -135 180 225 270 315

I

360

Fig* *3* Basket-centrifuge: drogestofrendement, polymeerdoserinc en —- — J^Q - _ belastmg

- 83 -

36, b i z . 8 0 ) .

10

o

CO C

C

A - &lib ui i indikker • - retourslib • - slib utt beluchtingscircutt

aktkap 90kg DS/h 60 .. 50 ,.

500g 60Qg 7009 800g 900g lOOOg HQQg 1200g 1300g

centrifugale versnelling *-+•

F i g . 44. Baske t -cen t r i fuge : cen t r i fuga le v e r s n e l l i n g en i n d i k k i n g s -129 graad (oxyda t i e s loo t s l ib )

Uit de proeven met het s l i b van de oxyda t ies loo t t e Zutphen b l e e k v e r -der dat het droges tofgehal te van het in t e dikken s l i b geen merkbare inv loed had op de r e s u l t a t e n 1 2 9 . Dit komt overeen ne t de r e s u l t a t e n van O'Donnel 1 2 1 ; deze auteur consta teerde dat s l i b van een z u i v e r i n g s -i n r i c h t i n g zonder voorbezinktank weinig gevoel ig i s voor de d r o g e s t o f -v e r b l i j f t i j d in de centr ifuge (z ie figuur 35, b i z . 7 9 ) .

•tciuidsasvecten *. • fc

Tijdens de proeven met de basket-centrifuge te Zutphen z i j n geluidme-tingen verr icht l / y .

In de nissenhut, waar de centrifuge stond opgesteld, bedroeg het ge-

niver^rdBCA): ^ ™ °? ' * a f 8 t a n d Van d e centrifuge was het

d e S ^ i e v i n I d L h ! ! f J a J ^ h a s k e t - ^ ^ ^ geen g e l u i d s o v e r l a s t voor

^nsK^irs^L1^-11 de centrifuge in een akoes" ^ • i : i J S s : n ^ 2 ^ - : ; d u s d a n i g h0- dat dit blij" zaamheden in de ruimte waar I T t* ' U l v e r i n 8 s i n r i c h t i n g b i j werk-

a a r d e centrifuge s t aa t opges te ld* .

Zie STORA-rapport: V e i l i 8 h e i d o p r i o o l w a t e r 2 u i v e r i n g s i n r i c h t i n g e n (1977)

- 84 -

3. A.5 Kosten

alaemeen

De jaarlijkse kosten van slibindikking met een basket-centrifuge kunnen als volgt word en opgebouwd '*-9;

- rente en afschrijving voor gebouv, centrifuge, pompen, leidingen en afsluiters, eventueel van polymeeraanmaak- en doseerinstallatie;

- onderhoud aan bet bouwkundig gedeelte; - onderhoud aan het mechanisch en electrisch gedeelte; - bediening en toezicht; - energie;

- chemicalien.

vente en afschrijving

Voor de afschrijving van het bouwkundig gedeelte kan dezelfde termijn (30 of 50 jaar) worden aangehouden als voor de decanteercentrifuge (zie 3*2.5, biz. 65).

1 29 Onstwedder kiest voor de afschrijving van het mechanisch/electrisch gedeelte een termijn van 15 jaar.

onderhoud bouwkundig gedeelte

Voor het onderhoud van het bouwkundig gedeelte kan dezelfde rekenfactor (0,5 % van de investeringskosten) worden gehanteerd als genoemd is bij de decanteercentrifuge (zie 3.2.5, biz. 65),

onderhoud mechanisch/electrisch gedeelte 129

Onstwedder stelt de onderhoudskosten van de basket-centrifuge op 2% van de investeringskosten; O'Donnel '^0 noemt als voordeel van deze centrifuge de lage onderhoudskosten,

bediening en toezicht

De basket-centrifuge kan geheel automatisch worden bedreven; door de lage storingsgevoeligheid kan het toezicht beperkt blijven tot het dage-lijks controleren van een volledige cyclus, het oliepeil, de olietempe-ratuur en het uitvoeren van een visuele inspectie op eventuele olielek-kages 129#

energie

Het energieverbruik van de basket-centrifuge per m3 slib hangt - onder meer - af van het drogestofgehalte van het slib, de slibsoort, de slib-eigenschappen en het toerental van de centrifuge.

Voor slib van een oxydatiesloot met een drogestofgehalte van circa 1% bedroeg het energieverbruik '*9:

- bij 1230 g : 1,8 kWh/m3 - bij 755 g : 1,4 kWh/m3

Volgens Townsend wordt meestal ongeveer 3,3 kW/m3 slib geinstalleerd.

- 85 -

H,t slib kan worden ingedikt met of zonder polymeren. Het polymeerver--bruik is lager dan bij de decanteercentrifuge en ligt m de orde van 0,5 - 2 g polymeer/kg droge stof ,/y>

Bii kostenvergelijking tussen slibindikking in een basket-centrifuge en%libindikken door middel van gravitatie, dienen met alleen de pure indikkosten met elkaar te worden vergeleken. Door de verdergaande indikking kunnen immers kostenbesparingen in slibgisting, slibontwa-tering en slibtransport optreden; deze besparingen moeten mede in be-schouwing worden genomen.

-.6 Conclusies

vei"wevking$capaciteit

De basket-centrifuge werkt discontinu en bij relatief lage centrifu-gale krachten. Door dit laatste wordt het in te dikken slib niet aan hoge afschuifkrachten blootgesteld, hetgeen de vlokstabiliteit bevor-dert.

Door de relatief lage centrifugale kracht heeft de basket-centrifuge slechts een beperkte hydraulische capaciteit; zelfs grote machines verwerken vaak niet meer dan 14 m-tyh.

Hoewel de basket-centrifuge in principe geschikt is om a l l e r l e i soor-ten slib in te dikken, is zij bij uitstek geschikt voor moeilijk in te dikken slibsoorten, zoals actief-slib.

c.rogestofrendemnt

In de basket-centrifuge sedimenteren de slibdeeltjes ongehinderd door bewegende delen (zoals de transportschroef bij de decanteercentrifuge) Mede daardoor kunnen moeilijk in te dikken slibsoorten zonder polyme­ren met hoge rendementen worden ingedikt.

drogestofgehalte ingedikt slib

De resultaten die met de basket-centrifuge worden gehaald houden het midden tussen slibxndikken en slibontwateren. Zo kan actief sl ib zon­der polymeren ingedikt worden tot 9 a 11 7 AY*™* ^~.P L ' - J tnent van 90 a 95 % «31. a ' ' % d r o g e s t o f b l J e e n r e n d e ~

kosten

^ Z ^ ^ S Z ^ ^ ^ ^ ^ « . - basUe t -cen t r i -besparingen op slibeistino evu sldVJ-tatie, dienen de eventuele verdergaande ontvatering L de Z T ^ / ^ ** s l i b t™nsport door de worden genomen. centrifuge eveneens in beschouwing te

- 86 -

4. Flotatie - indikking

Inhoud

4. 1 INLEIDING

4.2 THEORIE

4.3 DISSOLVED AIR FLOTATION

4.3.1 Procesbeschrijving

4.3.2 Uitvoering en constructies het oplossen van lucht menging van verdunningswater en slib vorm van de flotatietank aanvoer van slib en verdunningswater chemicalien-dosering slibruiming

4.3.3 Dimensioneringsgrondslagen drogestofbelasting hydraulische belasting verhouding lucht/vaste stof werkdruk hoeveelheid verdunningswater verblijftijd in de drukketel verblijftijd van de slibdeken

4.3.4 Procesvariabelen algemeen slibsoort en slibkwaliteit druk verhouding lucht/vaste stof slibconcentratie vloeistofvevblidftiQd verblijftijd van de slibdeken chemicalien-dosering

4.3.5 Bedrijfsvoering algemeen resultaten zonder chemicalien resultaten met chemicaliSn resultaten met slibmengsels toepassing van polymeren bedrij fszekerheid

4.3.6 Kosten algemeen rente en afschrijving onderhoud bouwkundig gedeelte onderhoud mechanisch/electrisch gedeelte bediening en toezicht energie chemicalien

4-3.7 Dissolved air flotation en gravitatie-indikking voordelen van flotatie-indikking nadelen van flotatie-indikking

92 -

94 -

94 -94 -96 -97 -

99 -

100 -

100 -

102 -

102 -104 -106 -108 -

109 -

112 -

112 -114 -

116 -

117 -

117 -

118 -

119 -119 -

• 93

• 120

94

100 96 97 99 99 99 100

102 100 100 101 101 101 102 102

111 102 104 106 108 109 109 110 111

117 112 113 115 116 117 117

119 117 118 118 118 118 119 119

120 120 120

- 89 -

4. A BIOLOGISCHE FLOTATIE

A.4. 1 Procesbeschrijving

A.A.2 Procesvariabelen

A.A.3 Resultaten

A.A.A Kosten

4.7.4 Electrolytische flotatie

12] - 122

121

121

121

122

A.A.5 Voor- en nadelen, toepassingsmogelijkheden J22

A. 5 ELECTROLYTISCHE FLOTATIE 123 - 125

A. 5. 1 Procesbeschrijving

4.5.2 Uitvoering en constructie

4.5.3 Procesvariabelen

4.5.4 Resultaten

4.5.5 Kosten

4.5.6 Voor- en nadelen

4.6 OVERIGE FLOTATIEPROCESSEN

4.6.1 Mechanische flotatie

4.6.2 Flotatie met perslucht

4.6.3 Vacuiimf lotatie

4.6.4 Chemische flotatie

4.7 CONCLUSIES J28

4.7.1 Algemeen ]28

4.7.2 Dissolved air flotation 128

4.7.3 Biologische flotatie 128

123 -

124 -

126 -

126 -

123

124

124

124

124

125

127

126

126

127

127

128

- 90 -

INLEIDING

F l o t a t i e i s een proces dat gebruikt kan worden voor het afscheiden van vas t e delen u i t vas t -v loe is tof systemen. Het f lo ta t i ep roces werd vroe-ger voornamelijk toegepast in de ertsverwerkende i n d u s t r i e . Tegenwoor-dig vord t f l o t a t i e - vooral in Amerika - in toenemende mate gebruikt voor het verwijderen van gesuspendeerde vaste stoffen u i t afvalwater en voor he t indikken van afvalwaterslib ^ 3 #

Bij f l o t a t i e - i n d i k k i n g van afvalwaterslib worden l u c h t b e l l e t j e s in con­t a c t met he t s l i b gebracht. De be l le t jes hechten zich aan de s l i b d e e l -t j e s d ie daardoor l i c h t e r dan water worden en gaan dr i jven . De d r i j f -laag ( s l ibdeken) d ik t door drainage verder in en wordt verwijderd.

Het voornaamste ve r sch i l tussen de verschillende flotatiemethoden be-t r e f t de wij ze waarop de gasbelletjes worden gevormd en met het s l i b worden gemengd en de grootte van de gasbel le t jes .

In d i t hoofdstuk zul len afzonderlijk worden besproken: dissolved a i r f l o t a t i o n (paragraaf 4 . 3 , b iz . 94 - 120), biologische f l o t a t i e (para-graaf 4 . 4 . , b i z . 121 - 122) en electrolytische f l o t a t i e (paragraaf 4 . 5 , b i z . 123 - 125). Andere f lo ta t iemethoden (mechanische f l o t a t i e , f l o t a t i e met pe r s luch t , vacuumflo ta t ie en chemische f lo ta t ie ) worden gezamenlijk behandeld (paragraaf 4 . 6 , b i z . 126 - 127).

Het d i s so lved a i r f lotat ion-proces is reeds vele malen met succes toe ­gepast voor h e t indikken van afvalwaterslib.

Mede omdat over de biologische en electrolytische flotatiemethoden min­der i s gepub l i cee rd , i s het dissolved a i r flotation-proces u i tgebre ider beschreven dan deze twee methoden.

geen l i t e r a t u u r werd gevonden over hun toepassing in de prakt i jk (che­mische f l o t a t i e ) .

- 91 "

4.2 THEORIE

j «.nt.^f^p1 Ipties eebruikt om het soor-

tjes gaan drijven. , --. • ««« Mi>.Hpp1rip kan tot stand komen De hechting van een gasbelletje aan een slibdeeltje

door l62: - adhaesie van een gasbelletje aan een slibdeeltje

De adhaesie wordt mogelijk door botsing van een belletje met_een slib-SeeUje? naarmate destijgsnelheid van de belletjes klemer is (bij kleine beldianeters) wordt de botsingskans groter.

Adhaesie kan ook het gevolg zijn van nucleatie; het belletje ontstaat

daarbij aan het oppervlak van een slibdeeltje.

-het invangen van een luchtbelletje in een slibvlok De kans op invangen neemt toe naarmate de slibvlokken groter en onre-

gelmatiger van vorm zijn. - het inbowen van een luchtbelletje in een slibvlokstructuur

Dit inbouwen vindt plaats op het moment dat de slibvlokstructuur ont­

staat.

Bij de adhaesie van gasbelletjes aan een slibdeeltje spelen grensvlak-

spanningen een grote rol. Dit wordt verduidelijkt door figuur 45.

gssfise I > ^ vloeistoffase

vaste fase

Fig. 45. Het gas-vloeistof-vaste stof systeem bij flotatie

Volgens Hahn is de bindingssterkte tussen de gasbel en het slib­deeltje afhankelijk van de hoek 0, die een functie is van de grens-vlakspanningen tussen de verschillende fasen, volgens:

0 f,g = °f,fi + afi,g- c o s 0 ( ] )

waarin:

°f,g = d e 8rensvlaksPanning tussen vaste fase en gasfase;

°f,fl = d e SrensvlaksPanning tussen vaste fase en vloeistoffase;

°fl,g = d e 8rensvlakspanning tussen vloeistoffase en gasfase.

De adhaesie-energie aan het grensvlak gasfase - vaste fase wordt be' scnreven door:

- 92 -

adhaesie f ,f 1 fl,g °f,g

Door substitutie van (1) in (2) ontstaat

E JU - = Of1 (1-cos 0) adhaesie fl,g ;

(2)

(3)

Naarmate de s l i b d e e l t j e s meer hydrofoob (waterafstotend) z i j n , wordt de hoek 0 g r o t e r , waardoor een betere hechting van het ga sbe l l e t j e aan het s l i b d e e l t j e mogelijk i s (figuur 46).

mmmmmm hydrofiel deeltje

slechte hechting

e

mmmmmm hydrofoob deeltje

goede hechting

Fig . 46. Hechting van een gasbel aan hydrofiele en hydrofobe dee l t j e s '*9

Bij he t aanleggen van een gasbel aan het oppervlak van een s l i b d e e l t j e i s he t van belang dat het gasbelletje ongeveer dezelfde afmetingen heeft a l s he t s l i b d e e l t j e * ^ . Re la t i e f g r o t e be l l en (diameter > 1 mm) veroorzaken door hun turbulen-t i e een i n t e n s i e v e menging, zodat alleen de grote slibvlokken worden afgescheiden ' " ' . J u i s t k l e i n e g a s b e l l e t j e s hechten zich aan de kleine en l i c h t s l ibv lok­ken, zodat voor het indikken van afvalwaterslib bellen met een diameter < 1 mm toegepas t moeten worden 15^» *6 0 . Bij he t indikken van het s l i b kunnen ook hulpstoffen worden gebruikt , zoals aluminium en Fe 3 + -zouten en polymeren. Door deze chemicali 'en wordt het colloidale karakter van het s l ib ver -broken en o n t s t a a n gro tere slibvlokken die beter kunnen worden afge-scheiden ' ^ 9 p

Heteropola i re polymeren (polyelectrolyten) b e b b e n1 ^ " r e ! ? ^ n

f J ! 1 | J t ; e n " s c h a p . d a t hun p o i a i r e groep zich hecht aan het slibdee I t , terv j l de apo l a i r e groep naar buiten wordt gericht. ^ . ^ " " J ^ ^ e e l t j r door meer hydrofoob en de hechting van een gasbel aan het s l ibdee l t j e

wordt h i e rdoo r bevorderd * " .

- 93 -

3

3. 1

DISSOLVED AIR FLOTATION

Procesbeschrijving

Dissolved air flotation berust op het principe dat lucht, die bij hoge druk in water is opgelost, bij plotselinge expansie tot een atmosfeer vrijkomt in de vorm van kleine bellen (diameter 0,05 tot 0,1 mm). Deze belletjes hechten zich aan de slibdeeltjes die daardoor opdrijven.

Het dissolved air flotation proces kan op twee manieren worden bedreven

- slib en verdunningswater worden in hun geheel onder verhoogde druk be' lucht en vlak na de reduceerklep gemengd met het slib (figuur 47);

stib

lucht

M reduceerklep

•*- slib

effluent

verdunningswater

Fig. 47 • Dissolved air flotation: slib en verdunningswater in hun ge­heel belucht

- alleen het verdunningswater wordt onder verhoogde druk belucht en vlak na de reduceerklep gemengd met het slib (figuur 48).

slib

reduceerklep

+• slib

- • effluent

3.2

verdunningswater

lucht

Fig. 48 . Dissolved air flotation: alleen verdunningswater belucht

In beide systemen is het verdunningswater nodig om voldoende lucht te kunnen oplossen.

Kohler '->9 stelt dat procesvoering volgens figuur 48 over het algemeen betere resultaten geeft dan volgens figuur 47. Bij de werkwijze volgens eerstgenoemde figuur kunnen de slibvlokken worden beschadigd door de turbulentie bij het passeren van de reduceer­klep; ook het hogedruksysteem heeft meer kans op verstopping.

Uitvoering en constructies

het oplossen van lucht

Figuur 49 (biz.95) geeft het processchema van een dissolved air flo­tation installatie, waarbij alleen het verdunningswater onder druk wordt gezet.

- 94 -

F i e . 49. Dissolved a i r flotation: processcheraa volgens Kohler 161

0 1 2 3

in t e dikken sl ib A mengtank voor flocculant en 5 f locculant 6 f l o t a t i e t a n k 7

drukketel compressoren hoge drukponpen ingedikt s l i b

van het * - ^ X " - « S « verdunningsvater water g e p e r s t . In ae aruKKCLej. op. . ,.

k o r t s l u i t i n g in de ke te l moeten voorta-en (figuur )

- t i

fc-_-J*«.

H-

Kg. 50. F l o t a t i e - d r u k k e H l s j ^ H B J g ^ inrhtoplossen beschreven.

Boor Jones ^ vord t een andere * j £ 8 ^ t h » l p van een reaeratxe-in de d rukke te l vordt de lucht opgelost m ^ ^ d o o r t w e e elektrod Pomp. Het luch tn iveau in de ketel

- 95 -

invoer verdunningswater electroden

lucht toevoer

uitgangnaar flotane-eenheid

recirculatie pomp

154 Fig. 51. Flotatie-drukketel volgens Jones

(Komline en Sanderson installatie)

Zowel het systeem Kohler als het systeem Jones geeft goede resultaten.

menging van verdunningswater en slib

In het processchema volgens figuur 49 (biz. 95) wordt het verdunnings-water, gescheiden van de slibstroom, op enkele punten in de flotatietank gevoerd.

Figuur 52 illustreert een andere werkwijze; hier worden slib en verdun-ningswater voor het ingaan van de flotatietank gemengd.

i ingediktstib

intedikken slib

reduceer klep

Flotatiebassin ^ overloopwater

0<}°

—3

-J lucht injectie

druktank verdunningswater

hogedruk pomp

met lucht veuadigde stroom

Fig. 52. Dissolved air flotation: processchema volgens Katz 158

- 96 -

Een derde werkwijze eeeft fiainiT- to. i;u j . in een aparte ka^er ?„ i **gUUr.53; s l l b G n verdunningswater worden xn een aparte Kamer in de flotatietank genengd.

stihafvoer mechanisme N.

if recirculate stroom

•.:, - . • « » - •.

•. - : * • * •• . -r • . * • . • . • • • • • .

• ' - -"..*r* ••• 'J:>

ingedtta sfib afvoer KO^ueireul i t ie stroom

"•"io i i ' . V _ ^ | D _ ' * ^ ' ^occulintdoierinQ •"' V^>- ;V^? - * - $ I , D "nvoir

F i S - 5 3 - Dissolved a i r f lota t ion: flowdingram volgens Ainsworth U l

(Komline en Sanderson f lotat ion unit)

In a l l e geva l len is het van het grootste belang, dat de in laa tcon-s t r u c t i e zodanig i s , dat weinig turbulentie opt reedt , opdat een goe-de adhaes ie tussen luchtbellen en s l ibdeel t jes kan optreden.

In een i deaa l ontwerp i s de inlaatconstruct ie voor het in te dikken s l i b en voor he t verdunningswater zodanig ontworpen, dat weinig t u r ­b u l e n t i e op t reed t en een goed contact tussen luchtbellen en s l i b d e e l ­t j e s o n t s t a a t , hetgeen resul teer t in een maximale adhaesie. Turbulen­t i e i s ongewenst omdat hierdoor een scheiding tussen luchtbel len en s l i b d e e l t j e s wordt veroorzaakt waardoor een gedeelte van het s l i b be-z i n k t .

Belangr i jk i s ook de wijze waarop de drukval in het verdunningswater p l a a t s v i n d t . Water, dat b i j hoge druk met lucht is verzadigd, wordt b i j een atmos-feer oververzadigd , maar d i t houdt niet automatisch in dat de over-verzadigde luch t a l s kleine bellen ontwijkt. Belletjes worden pas ge-vormd op het moment dat het met lucht oververzadigde water door een klep s t roomt waarbi j een plotselinge drukval optreedt. De mate waarin de vrijkomende lucht in bellen wordt omgezet hangt af van de in t ens i -t e i t van de t u r b u l e n t i e op het punt van de drukval.

De pompkosten van het verdunningswater vertegenwoordigen een aanzien-l i j k dee l van de bedr i j f skos ten . Daarora is het van groot belang dat de reduceerkleppen zodanig geconstrueerd zijn, dat zoveel nogclijk lucht i n b e l l e n wordt omgezet en dat na de drukval zo weinig mogelijk t u rbu len t i e op t r eed t 172, vorm van de flotatietank

Het f l o t a t i e p r o c e s kan zowel in ronde als in " ^ . ^ J ^ £ £ 8 ~ vinden. Volgens Kohler 159> l 6 1 verdienen r e c h t h o e k i g t a f * ^ ° ° * i j n

keur, omda the t proces daarin beter kan worden gestuurd. Bovendxen zxjn de bouwkosten van rechthoekige tanks lager dan van ronde .

- 97 -

In figuur 54 zijn de afmetingen van een aantal rechthoekige amerikaan-

se flotatie-units gegeven.

3,5

3,1 3.0

2.5

2.0

1.8

1.5

1.0

£ 0 , 5

maximale kantdiepne 7 8

installatie te: 1 Wayne Cnty.NY. 2 Boise.Ida. 3 Sohio-Ltma.Ohio 4 Oatton.Ga. 5 Cleveland,Ohio 6 Levittown.Pa • 7 San Jose,Calif. 8 Nas.au Cnty.N.Y, 9 Atlanta,Ga.

a>

2,0:1

verhoudtng l.b

30:1 4.0:1 4,6:1 5,0:1

Fig. 54 . Afmetingen van rechthoekige flotatietanks 16]

Door Kohler wordt uit figuur 54 afgeleid, dat de lengte/breedte ver houding kan varieren tussen 2 en 4,6 waarbij de diepte toeneemt van ],87 naar 3,1 meter.

Dit verband is uitgezet in figuur 55,

50 100 150 200 250 300 350 400 450500 bekfcen inhoud m3 - * •

Fig. 55. Lengte, breedte en diepte van rechthoekige flotatietanks

In figuur 56 (biz.99) zijn door Kohler de afmetingen voor ronde tanks weergegeven; boven diameters van 18 m moet op grond van de stromingstoestand op sedimentatie worden gerekend J59,

161

- 98 -

0 2 4 6 B 10 12 14 16 diameter m —+•

F i g . 56. Afmetingen van ronde f lo ta t ie - tanks 161

aanvoer van slib en verdunningswater

De f l o t a t i e - i n s t a l l a t i e moet zo gelijkmatig mogelijk met s l i b en ver -dunningswater worden gevoed; onregelmatige voeding gaat meestal ten kos te van de r e su l t a t en . Dit houdt in dat zowel het slibdebiet a ls de samenstelling van de voe­ding zo cons tant mogelijk moeten zi jn , vooral wanneer met polymeren wordt gewerkt , omdat de dosering hiervan aan de voeding moet worden aangepas t .

Een cons tan t voedingsdebiet kan worden bereikt met een posi t ieve ver -dringerpomp (bijvoorbeeld een monopomp) of een centrifugaalpomp in combinatie met een ven tur i , overstort of magnetische flowmeter. Ook de doser ing van verdunningswater en lucht (zie figuur 5 1 , b i z . 96) moet worden gecontroleerd .

Als verdunningswater , waarin de lucht voor het floteren van het s l i b moet worden o p g e l o s t , kan het effluent van de voorbezinktank, de zu iver ings-i n s t a l l a t i e of de f lo ta t ie- indikker worden gebruikt.

Volgens Katz 1 5 8 i s effluent van de zuiveringsinstal lat ie het beste t e r voorkoming van verstopping van het druksysteem. Dit gevaarbes taa t b i j gebruik van e f f luen t van de voorbezinktank of van de f l o t a t i e - w d i k k e r . Alleen wanneer polymeren worden toegepast kan het z i n v o l z i j n om e f f lu ­ent van de f l o t a t i e - i n d i k k e r te recirculeren, om de chemicallenkosten te verminderen. chemicalien-dosering

Flocculanten t e r verbe ter ing van het indikproces kunnen op versch i l l en-

de p l aa t s en worden toegevoegd.

Be f loccu lan ten kunnen aan het s l ib 7 ^ / ; ^ ^ ^ ^ ^ " ^ ^ " cu la t i e ru imte ( f iguur 49, b i z . 95 ) of in de ^ o t a " e t * ™ P

dat de l u c h t b e l l e t j e s worden gevormd (figuur 53, biz. »/ ) . , --i j , f Ae v>pste resultaten worden

Volgens Jones 15* b l i j k t u i t de P " ^ f de b ™ ^ t o e g e . verkregen ind ien de flocculanten aan het veraunn g voegd op he t moment dat de luchtbellet jes zich vonnen.

*- Kohnlo van een ruimer Het ge f lo tee rde s l i b wordt over het algemeen met b e f t ^ . ^ ^ . g afgescheiden, tegen de stromingsrichting van d ^ ^ daarbij gewenst da t de ruimersnelheid gevarieer

- 99 -

',.3.3

De steekdiepte van de ruimer in de slibdeken kan over het algemeen ge varieerd vorden door het verstellen van de hoogte van de overlooprand van de flotatietank. In de praktiik wordt ook het bodemslib afgevoerd omdat altijd wel wat zand of zwaar slib bezinkt 1DD.

Dimensioneringsgrondslagen

drogestofbelasting

De drogestofbelasting van een flotatie-indikker wordt uitgedrukt in kg slib droge stof per xtr horizontale tankdoorsnede. De toelaatbare drogestofbelasting hangt af van de slibsoort, de slibkwaliteit en het wel of niet gebruiken van polymeren. De ontwerpbelastingen die Komline '^4 adviseert, zijn in onderstaande tabel samengevat.

actief-slib

zuiveringsinrichting:

- zonder voorbezinking

- met voorbezinking

ontwerpbelasting (kg/m .h)

met zonder

polymeren

15

9,8

7,5

5

Tabel II. Dissolved air flotation: ontwerpwaarden voor de drogestof­

belasting *?4

De waarden in tabel 11 zijn garantiebelastingen; in de praktijk worderx met hogere belastingen veelal ook goede resultaten bereikt. Dit blijkt uit de ervaringen in Amerika (figuur 57, biz. JO 1 ) en in andere landen (zie tabellen 13 en 14, biz. 113 en 115 ).

hydraulische belasting

De hydraulische belasting wordt uitgedrukt in m3 in te dikken slib per m2 horizontale tankdoorsnede.

Kohler adviseert een maximale hydraulische belasting van 2,3 m3/m2.h (zie ook figuur 57, biz. 101 )• Andere belastingen die worden genoemd zijn 2,5 m3/ro2.h I5A en 2 m3/m2.h 166. Bij een ontwerp-drogestofbelas-ting van 10 kg/ra .h en een maximale hydraulische belasting van 2 m3/m2.h betekent dit dat het in te dikken slib minimaal 5 g droge stof/1 moet bevatten.

verhouding lucht/vaste stof

De gebruikte ontwerpnormen varieren van 0,01 - 0,04 kg lucht per kg droge stof 159, 160, 161, 172. I n d e p r a k t i j k voldoet 0,02 kg lucht per kg slib droge stof meestal goed 161, 172.

- 100 -

0.5 10 15 2D hydr. opp. belasting lm3 /m h

• acticfslib floteert goed met ilocculant

O actiefslib flotecrt siecht met ilocculant

• actiefslib flotwrt goed render floculant

A tct i thl ib en primair slib floteert goed zondtf tlocculint

Fig. 57 . R e s u l t a t e n ^ ^ I 6 1

werkdruk . „„„ , ._ A ;n„5Uf lter in de drukketel moet wor-

Voor de druk waarbi j het ver dunning swat e v a r i i r e n v a n

den verzadigd met lucht vorden vaarden gegeven 4,5 to t 6 a t a 148, 149, 153, 161.

hoeveelheid verdunningswatev berekend uit het De benodigde hoeveelheid verdunningswater ^ ^ ^ ^ t a t u u r

droges tofgehal te van het in te dikken s i i ^ ^ && g e w e n s t e v e r h o u -van het w a t e r , h e t rendement van ae ding tussen l u c h t en s l i b ( . 1 . ^ ^ ^ v e r d u n n i , „ Bit f iguur 57 b l i j k t dat de toegepaste h o e v e e ^ K Une water ( r e c y c l e ) v a r i e e r t van 30 fD

v e r d u n n i n g Swater bij M tot adviseert a l s ontwerpnorm 5 m /m • . 230% r ecycle. *to; b i j 2 m 3 / n 2 . h in te dikken sl ib is

- 101-

verblijftijd in de drukketel

De toegepaste verblijftijden van het verdunningswater in de drukketel varieren van 1 tot 2,5 roinuut 159> 160> l61.

verblijftijd van de slibdeken Door verschillende auteurs 157> 161> 166 wordt een verblijftijd van de slibdeken in de flotatietank voorgesteld van 2,5 a 3 uur (zie ook figuur 66, biz. 110).

De dikte van de slibdeken varieert van 25 tot 60 cm » »

Gezien de concentratiegradient in de slibdeken (figuur 67> biz. 110 ) dient de slibschraper zo te worden ingesteld, dat slechts de bovenste 1,5 a 2 cm van de slibdeken wordt verwijderd. De schraper moet daarbij langzaam lopen, opdat geen verstoring van de slibdeken optreedt. Een goede schrapersnelheid is 25 a 35 cm/rain., maar de snelheid mag zeker niet hoger zijn dan 40 cm/min. 159, 161.

Het soortelijk gewicht van het ingedikte slib bedraagt circa 0,7 kg/ dm3; na enkele uren is de lucht uit het slib ontweken en neemt het soortelijk gewicht toe tot de nonnale waarde van 1 kg/dm3.

A. 3.A Procesvariabelen

algemeen

De belangrijkste procesvariabelen bij dissolved air flotation zijn:

- slibsoort en slibkwaliteit; - de druk waarbij het verdunningswater met lucht wordt verzadigd; - de verhouding: lucht/vaste stof (in grararnen lucht per gram slib); - de concentratie van het in te dikken slib; - de verblijftijd van het water/slibmengsel (vloeistofverblijftijd)

in de flotatietank; - de verblijftijd van de slibdeken in de flotatietank; - dosering van chemicalien (flocculanten).

Op deze variabelen wordt in de volgende subparagrafen (biz, 102 - 111) achtereenvolgens ingegaan.

slibsoort en slibkwaliteit

Het indikresultaat van het dissolved air flotation-proces is sterk af-hankelijk van de slibsoort en de kwaliteit van het slib,

Verschillende auteurs l51» 153> 154» 162' 166 stellen dat dit flotatie-proces bij uitstek geschikt is voor het indikken van actief-slib, ae-roob gemineraliseerd slib en actief-slib van zuiveringsinrichtingen zonder voorbezinking.

Actief-slib bestaat uit gelijkvormige vlokken, waarin de opstijgende luchtbellen gemakkelijk worden gevangen '^2#

Met mengsels van primair en actief-slib worden hogere drogestofgehalten in het ingedikte slib bereikt dan met actief-slib alleen. Dit blijkt onder meer uit de indikresultaten van de flotatie-indikker van Nassau-County; bij een toenemend deel primair slib in het raengsel werden,

- 102 -

. , _ • J-, ^ u bestoxDeias tmgen, toch hogere drogestofgehalten in be t ingedikte s l ib bereikt ^ 7 ( t a b e l 12). b

p r i m a i r / a c t i e f - s l i b (verhouding)

0 1,2 2 3

belast ing (kg d.s./m2 .dag)

51 81 95

131

ingedikt s l i b d . s . (Z)

4,1 6,8 6,4 7,1

Tabel 12- Indikresul ta ten van de dissolved a i r f lo t a t ion - ind ikker te

Nassau County (USA) '57

Volgens Jones 1 5 1 kunnen primair s l ib en mengsels van primair s l i b en s l i b van oxydatiebedden vaak beter door g rav i ta t i e worden ingedikt .

Het indikken van primair s l ib door f l o t a t i e , zonder toevoeging van po-lymeren, ve r loop t n i e t goed door de inbomogeniteit van de s l i b d e e l t j e s 153, 163.

Ook he t indikken van anaeroob gestabiliseerd s l ib door f l o t a t i e s t u i t op problemen, omdat d i t s l i b door zijn compactheid n ie t voldoende v r i j oppervlak b e z i t voor de adsorptie van luchtbellen '->1. Hierdoor bezinkt een deel van he t s l i b en verlaat een ander deel de i n s t a l l a t i e met het e f f luen t l 6 2 .

Het d i s s o l v e d a i r f lo ta t ion proces is dus bi j u i ts tek geschikt voor het indikken van a c t i e f - s l i b en aeroob gemineraliseerd slib*

De k w a l i t e i t van het ac t i e f - s l ib heeft een grote invloed op de indik­r e s u l t a t e n .

E t t e l t 1 5 0 gebru ik te de slibindex als een maat voor de oppervlakte-ei-genschappen van he t s l i b . De invloed van de slibindex van a c t i e f - s l i b op de s t i j g s n e l h e i d van de slibdeeltjes bi j f lo ta t ie in een laborato-r i u m i n s t a l l a t i e i s weergegeven in figuur 58; bi j toenemende index neemt ^ e s t i j g s n e l h e i d af.

70 10 W 100 "0 slibindex ml/0

F i g- 58. S l i b index en s t i j g s n e l h e j ^ ^ 150

- 103 -

Haddock 172 heeft voor actief-slib van dertien zuiveringsinrichtingen in Engeland in flotatieproeven op laboratoriumschaal de fractie van bet slib bepaald, die als slibdeken kan worden afgevangen en bet droge^ stofgehalte in de slibdeken. Het slib van twaalf van de dertien zuiveringsinrichtingen bleek voor 95 a 99% flotabel; van een inricbting was het slib voor 70% flotabel. Haddock vergeleek het drogestofgebalte in de slibdeken (dus het inge-dikte slib) met de Stirred Sludge Density (SSD)* van het slib (figuur 59).

S 0 0 1-0 20

Stirred Sludge Density (SSD) % droge stof

Fig. 59. Drogestofgehalte van actief-slib in de slibdeken en de

Stirred Sludge Density (SSD) 1 7 2

Maddock concludeert dat actief-slib, dat door gravitatie goed xndikt, ook met flotatie goed ingedikt kan worden en dat slib met slechte be-zinkeigenschappen ook minder goed via flotatie kan worden ingedikt.

druk

Volgens de wet van Henry is de hoeveelheid lucht die in water kan op-lossen evenredig met de luchtdruk, volgens:

De SSD is het drogestofgehalte van het bezonken slib na een half uur bezinken in een standaard geroerd cylindrisch glas (ontwerp van het Water Research Centre in Engeland).

- 104 -

waar in :

C^ - de concentra t ie van lucht in water

p-r = de luchtdruk

k = een f ac to r , waarin de temperatuursinvloed i s verwerkt.

Figuur 60 geeft de verzadigingsconcentratie van lucht in water a l s func t i e van de luchtdruk en de watertemperatuur.

watertemperatuur 0 5 10 15 20 25 30°c

162 F i g . 60 . Verzadigingsdiagram voor lucht in water

Uit d i t verzadigingsdiagram kan worden afgelezen hoeveel lucht maxi-maal kan vrijkomen b i j het expanderen van verdunningswater dat b i j

verhoogde druk met lucht is verzadigd. verzadieinc op. In de p r a k t i j k t r eed t in de drukketel echter geen 00% verzadiging op. Evenmin^ on twi jk t b i j de exPansi<.van het - = s w - ^ a l l e ^ n ^ zadigde l u c h t in de V 0 Y m

t ;V ^ e ^ ^ ^ J

d i g A . V Igens Kohler 162 m 0et ge-na expansie nog enigszinJ ^ « S S van het verdunningswater in de rekend worden met 50 a 9U/o verzaaigns > d r u k k e t e l . Jones ^ geeft 95% verzadigmg aan.

,-, • A;* vriikomen bij expansie van het De g r o o t t e van de luchtbel le t jes die *r i j f»en j F ^ ^ verdunningswater wordt aedebwaaHdoor de druk, ningswater wordt verzadigd » • r is> w o r d t een neer Naarmate de verzadigingsdruk in de dru* t b e l l e t j e s verkregen. uniforme v e r d e l i n g van de grootte vana b e l d iameter bij een Figuur 61 ( b i z . 106) geeft de verdeling van tweetal verzadigingsdrukken • hoeveelheid bellen Volgens Katz '57 w o r d t bov« 5 6 ^ g e e n z o d a t h e t n i e t

gevormd, omdat de k l eme bellen sameng zinvol I s om b i j zeer hoge drukken te flotere

- 105 -

50

40

30

:£ 20

fl» c 10

0

30-40 50-60 70-30 90-100 110 120

luchtbel grootte fraktie verdeling- microns (-0,001mm )

Fig. 61- Luchtbeldiameter bij verschillende verzadigingsdruk

Volgens Kohler ' 1 neemt bij een verzadigingsdruk beneden 4 ata de kwaliteit van het flotatie-effluent en het drogestofgehalte van bet ingedikte slib af. Bij boge verzadigingsdrukken, daarentegen, kan bij expansie zoveel lucht ontwijken dat de vorming van slibvlok-luchtbelagglomeraten wordt verstoord. Volgens deze auteur worden de beste resultaten bereikt bij een ver­zadigingsdruk van 4,6 a 5 ata.mits ook polymeren worden toegevoegd.

verhouding lucht/vaste stof

In principe is het mogelijk I53> I59 om de hoeveelheid lucht te bere-kenen die nodig is om alle slibdeeltjes te laten opdrijven; volgens Ettelt I 5 0 wordt echter slechts 5 a 15% van de luchtbelletjes benut.

In de praktijk is de benodigde hoeveelheid lucht per kilogram vaste stof onder meer afhankelijk van de aard van het slib en van het ont-werp van de flotatie-installatie *".

Uit laboratoriumproeven blijkt, dat de stijgsnelheid van de slibdeel­tjes toeneemt naarmate de verhouding lucht/vaste stof groter wordt (figuur 62 ).

__ 0

E -2 0

I

y/ lab

sv oratwiun

I = M

ctl

*

0 00* 0 010 BOW M » 0.035 &B30

vcthouding tucht/droQt stol (A/S) in kg/^fi -*-

8031 0.040

Fig. 62 . Verhouding lucht/droge stof en stijgsnelheid van slibdeel­

tjes 150

- 106 -

Hoewel de sti jdsnelheden op prakti jkschaal aanz ien l i jk kunnen afwijken van de waarden in laboratoriumproeven, is wel eenzelfde invloed van de luch t /d roge stofverhouding op de s t i jgsne lhe id van de s l i b d e e l t j e s aan-wezig.

Naarmate de verhouding lucht/droge stof groter wordt, neemt het soorte-l i j k gewicht van de slibdeken af. Hierdoor neemt het drijvend vermogen van de sl ibdeken toe en s t i jg t het drogestofgehalte in het bovenste deel van de deken door een betere drainage * "72 _

In f iguur 63 i s de invloed van de verhouding lucht/droge stof op het droges tof gehal te van het ingedikte s l ib in de d r i j f l aag weergegeven.

d .s . gehalte in slibdrijtlug M -*•

«i-nf en drogestofjeh^jnje Fig. 63. VerhoudingJn^tldrogejBU^-^

slibdrijflaag, 1 6 6 M a d d o c k 172

w droeestofgehalte is Een d e r g e l i j k e verloop van het drog ook gevonden i n laboratoriumexperim U a t i e (oppervlak 2 m ) Hiltner 153, d a a r e n t e g e n , v o n d * e e r r p r a e ^ - £ gnificant met a c t i e f l s l i b van de " i v e r i n g s j n s t a l ^ ^ ^ l k t e s U b verschil in rendement en drogestotge ^ e n 0 ) 0 l 9 . lucht/droge s to f verhoudingen van ,

- 107 -

laboratorium schaal

\

10 1 indik-tijd(h)

Fig. 66. Verblijftijd van de slibdeken en drogestofconcentratie in

de slibdeken. (uit Public Works dec. 1958

Fig. 67.

46

44

V.

36

34

32

30

28

24

t n 22

5 "-* 2D c V

•S u fa -E tf

• J

! 1 ; ' ! 1 I ' 1 1

1 1

•

i

H • -. l i • • i i -| i \ •• } Teslomitandiyhedtn

IP ! r -L M ;

1-

1 • ' -

! i :

\

— i

1

^

i

\ ! i

Ktief sltb

beginconcenuatie 1.38%

flotJtietijd I «*r

_..

I K.

—

1

! — ,

? — " ^ * j i

I 1 i i

i

i j

i •

>

t

t

i

i i 1

I

i •

i -.-i

¥

j ifstsnd onrfer het i • . . . . , .

B 5 ,o ,5 2 0 25 30 35 40 45 so <m oppervlak van Ot situuniii

Concentratiegradient in de slibdeken

- 110 -

chemiealien-doseving

Bij s l i b i n d i k k i n g kunnen chemicalien worden gebruikt on het co l lo ida-l e k a r a k t e r van het s l ib te verbreken en de s t i jgsne lhe id van de s l i b -d e e l t j e s t e vergroten. Veelal worden hiervoor kat ionische polymeren toegepas t I q j *

Het doseren van polymeren kan leiden tot een helderder effluent (= een hoger drogestofrendement), een hoger drogestofgehalte in de slibdeken en een hogere toelaatbare drogestofbelasting ]^3> 158. Bovendien wordt over het algemeen een betere p r o c e s s t a b i l i t e i t verkre-gen 1 3 8 .

Op de waterzuiver ings inr icht ing te Columbus (USA) zi jn b i j verschi l len-de be laS t ingen van de flotatie-indikker (uitgedrukt in kg droge stof pe r m2 tankoppervlak per dag) verschillende polymeerdoseringen toege­p a s t ; f iguur 68 i l l u s t r e e r t het resultaat '58 t

0 50 t 2 j 100 d.s.-beiisting M|/m*d.-*

138 Fig. 68 . B e l a s t i n g , p o l y g c ^ ^

,.*« Iran ner ins ta l la t ie en per Het e f f e c t van h e t toevoegen van polymeren kan per

s l i b s o o r t nogal ve rsch i l l en . £ebruiken hangt af van de Of het economisch zinvol is om polymeren t ^ a l k o s t e n ( e r kan net benodigde hoevee lhe id , de vcrmindering van d e

Fe f f e c t i v i £ e i t van de

een k l e i n e r e i n s t a l l a t i e worden volstaa^\sS. polymeren en h e t gewenste indikresuitad

- Ill -

4.3.5 Bedrijfsvoering

algemeen

Met de bedrijfsvoering van dissolved air flotation-indikkers is in Nederland weinig ervaring opgedaan; de ervaring in andere landen, voor al in Amerika, is vermeld onder de volgende twee subparagrafen.

Vooral een zo gelijkmatig mogelijke voeding van de indikker is belang-rijk; dit geldt zowel voor het slibdebiet als voor de toevoer van ver-dunningswater en lucht.

In streken waar het kan vriezen en het flotatieproces niet continu wordt bedreven, moet de flotatie-installatie in een overdekte ruimte worden opgesteld '-> .

resultaten zonder chemicalien

Bedrijfsresultaten van dissolved air flotation-indikkers in de Verenig-de Staten, Engeland en Zweden zijn samengevat in tabel 13 (biz. 113). Hierbij is onderscheid gemaakt tussen praktijk- en proefinstallaties (pilot plants). De meeste gegevens hebben betrekking op het indikken van actief-slib.

Tabel 13 geeft aan dat het drogestofgehalte van het ingedik-te slib varieert tussen 2,7 en 6,5%, afhankelijk van de slibeigenschap-pen en de procesomstandigheden.

Komline ' stelt dat een drogestofgehalte van 3% wordt gegarandeerd, maar dat in de praktijk veelal A a 5% wordt bereikt. Dit stemt overeen met de resultaten (A,5 a 5%) die door Kohler '°^ worden opgegeven.

Het rendement van de flotatie-indikkers, hier gedefinieerd als:

mg SS/1 influent - mg SS/1 effluent Q -mg SS/1 influent

bedraagt, zonder gebruik van chemicalien, 83 a 99,5 % (tabel 13).

De drogestofbelasting van de flotatie-indikkers varieerde van 2,5 a 21 kg droge stof/m.h. De gemiddelde belasting van de installaties, genoemd in tabel 13 bedraagt circa 9 ke/m .h, duidelijk meer dan de ontwerpnorm van 5 kg/m^.h van Komline ^ ^ (z£e tabel 11, biz. 100).

- 112 -

c u 00 c

•r» J * M

a o

o> JO

c *3

• r«

c

CJ u

M

•»•«

Li 01 at •**

* J u «S 4J

5 w r * y

n "o > c U 4 **4

r) u *y

4J —4

v o. x *o

o. e (9 V

M c O <0 en >

S •o •*-*

c o w to * J

t-4 3 VI Of U

oi r - l

s • r l

H d

1

CN C J

w

OOCM

* 0

m */> M in N I N CO P H

* •. • * n — _ o I o

*n O O N m

I I I I

O — CO vO * * *A — CM

m — r«» »o • *> » »

C O O O i m N

m

I

m

lA

p* l i l t

CM

to

^ • •-4 * 0 •a 0t M 60 c

CM

n -^ n rt< ^

ON < • t o m i o - i f l N CM

• • , • > • > * *

m -j- »n en es ** *o o

CM co m co -3"

»— -ON * r— • NO i n -^ - r") - C M * - 3 - *

N O N O - » C"| - ^

I I I I I

vO O

CO - »

I

• O " E r ^ a 0 r ^ C i 0 « . c 0 ^ - o 0 < O C 0 * 00

B 0t B ^ at

•O M C w V M

m co o o <j co P*. <r ( m o*» ON ON ON ON

— m m ON CM ON CO CO ON ON

m ON ON

en ON ON

m ON ON

o ON

co *n ON ON en o \ co CO ON co co

ON I • I • I

E O E O CJ o at " t NO t»o — oo r^

o o 00 -

CO I CO

6 t n — -CJ ON ON CM CO ON

4J » *J o c >-* Hi a) 3 co

t -* a . *M U J o o

0t O 10

c 01 3 F-* M

c r l

W

CJ 0 0

o rJ T3

t o s

O vO O O O ON O NO CM — CM - t f

I I

O ••"! » * ' F 4

r - t

I a -a

O OJ m M

vO cn ON

-a JS <u r-l o o i I t

o o o o i o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o M 3 O C 0 N £ J \O CM — t n o \ o - j co o o ON — r*.

• • • • • • » • • • • • • • • r •

r i r s vo IN- r*. co co o in s r*» vo NO »n cs co r*.

o o o o o o o o i n o *» vo

• * • • - * CO NO • J '

l-l o o (A

JO

^ • N J*S r-N ^ « * ^ ^ C J3 J 3 ^ nj - H ••-( . H 4J H H H a) w to w

.,4 U U b iJ 3 3 3 4 O O O u *->•*-> *-> a) cj OJ at rt W M M

•^^ ^ ^ N - ' V - ^

J3 JO JD J3 J3

W U) U) W (0

u u u u u a o o o y nt in m ni i f

*—\ J3 •H r - t M U. 3 O

4 J

0J u N-^

J3

to

Q)

4 J U m

H CJ

•o * H

H a>

•o • i - *

H a)

-a • H

J3

t - l W

lt-1

a) ••-t 4-)

o CO

JO

^ H to

U-l

a> • • - < * J

o ctf

at • u to k< OJ V

CJ T3

4 J • H 3

X)

«- i (0

u-t O

-H * J U CO

+ m « V a - * nt u M to U r - t <U r-« 0> t » » XJ 4J CO

c C * n 0J J3

r - l C W (0 > «*4

CJ a - r t CO -u r- U W CO

I—t

< u CO CO

E c a; > o

J 3

to

»-* « F <u •o • r l

M c CO 4 J 0)

•ft

u to Ul 0) « <u

•o

c

u C

*H b a to

* M

o 0 0 *W

c -^ I-t

CD to o •o

at •o J-. o o >

U-t V

• H J£ *J C U CO CO U

.* -a c r t < H 0) N at a> to J0

•r( u -H o •H O JO > CO i J r i

CJ T3 DO C

O JO N O O J3 U -rt 0 ) r - l

< U)

JO • H r - t to C V

• n T3 at

JO 0)

• r l

u to

•o • r t

0

+ u

• r l

« H • r l U a.

r - l ai to CO c CJ

a J0 • r l ft to

M • r l

« E • r l

r l

+ U-J 0 )

• r ) 4-1

u to

J O

r - t to

U 4 OJ

• r l 4-1

o CO

J O

t - t to

U-l Of

• r l 4J U CO

JO

r - l to

tt-j

o> • r l 4 J

o CO

J O

r - l to

U 4 O)

• r ( 4 J O CO

JO • r l i - l to

u • r l

CO

B • r *

u o.

+ J3 JO

r - l r - l to CO

t+-t U-t V CJ

• r t > r l i-t 4J

u o CO CO

c o u

JOl

3 - n 4-t 4J ra u

TO CO

0) •H U

(0

0)

•o c to > V) * J fO CO

r - l

a.

to c

• r l (A Of) c

• r l U a* > • H 3 IM

NO vo s o vO m en vO vD vO vO <T m

n n n *J * J m m m r<* r*.

co m

CO m

co i n

co m

CO CO CO

«n i n m

•^r • * <r <r CM n r** r*» f*« r*» o f ^ ON ON O N ON ON O N

m m r t NO m r*. p*- P** r^ MO ON CN ON ON ON

K O p*. ON

O p^ ON

NO P^. ON

p«. ON

in — NO NO ON ON

NO P*. ON

- 3 -vO ON

ON i n ON

H •* NO ON

ON < r *» CM i n %o %o MO ON ON ON ON

0) a) *n

• r l *r« C

> > 5 (0 10 T3 TO U U CO (0 c c u u a> ai

J5L-P3_£

W CM

^ s : o CM E

fe . « u H J3 « C W3 CJ X O

• •-I r-l M X n a. U T3 CO c c u

Pw a* 3 o U —4 r-« Q

^ b l O ' J 41 CO (C " 1 o - * o

CO ; * CO N"^ - r l

o CO CM « CM

o a « E •rl t0 JS — X — ( J to * *

to o c o o - X *4

^ 01 u 3 U U H C JO fl CO to j ^ cO

O D . J-» O , fc» r- l . . f l t l r t 4J U , U > ' r l O O

E Q O U r-* «J r-l o> at c <o —i w «ri

*y T3 to n o . co a .

o

ro • - t

^ 4 .

C o 00 CJ l-l

o

01 c O) t o 3

to o

CO

.Pa.

C 3 O

u 3 (0 (0 10 m

j = u

• r l X

*J >>

s

c 3 O u 3 to to to

J c l .

C 3 O

01 c <0

tfl

a ,

c

o

> CJ

j d L

to

TJ O

c :Q> •^ i—i cd a

•H S <u

r C

a c cd >

00 c

• l - l

u Q> to o

rJ

a) TJ fi o ^4

C 0) 4-J «

r- l 3 « 0) J-i CO

<4-l * r - )

• i - l

u *o 0)

r Q

c o

• l - l 4-J CO

o T-l

u-l

M • r - l ctf

•o OJ >

o to LQ

• H O

• C 0» T3 C o > to

CO to

a • j =

c . at CM co a c * ^ • r l oo 4-t ^

• r t 01

•o uo • r l

C t - l • r l ( 0 14 (0 U (0 J<

* ^ - QJ

•o 00

§.s o at t l 60 «

U 01 CO - r l <0 * -»

•t-» o 3

01 o

cx M

• H 01

C 01 T3

r - l r - l r* at CO O

> -o 01 01 00 JD

OJ to N - r l

a at

d - H

w a

H a

m

OJ r Q CO H - 113 -

resultaten met chemicdlien

Tabel 14(biz. 115) geeft bedrijfsresultaten van flotatie-indikkers in de Verenigde Staten en Engeland; ook hier is onderscheid gemaakt tussen praktijk- en proefinstallaties. Tenzij in de tabel anders is vermeld, worden met chemicalien polymeren bedoeld. De meeste gegevens van deze tabel betreffen bet indikken van actief-slib, zowel van zuiveringsinrichtingen met als zonder voorbezinking.

Volgens tabel 14 varieert het drogestofgehalte van het ingedikte actief-slib van 3,7 tot 12,4 % met een gemiddelde waarde van 5,5% voor zui­veringsinrichtingen met voorbezinking; voor inrichtingen zonder voorbe­zinking bedraagt het drogestofgehalte 4 a 8%, met een gemiddelde van 6,1%.

Het rendement (zie biz. 112) varieert van 95 tot 99,9% met een gemiddel­de van 98,8%.

De drogestofbelasting van de flotatie-indikkers varieerde van 9 tot 38 kg droge stof/m^,h met een gemiddelde waarde van 18,0 kg/m .h voor zui­veringsinrichtingen met voorbezinking en van 16 tot 30 kg droge stof/ m .h met een gemiddelde van 17,1 kg/m^-h voor inrichtingen zonder voor­bezinking.

Komline geeft als ontwerpnormen voor zuiveringsinrichtingen met voorbezinking 9,8 kg droge stof/m *h bij 95% rendement met polymeren en een drogestofgehalte van 4% in ingedikt actief-slib. Voor aeroob gestabiliseerd actief-slib is het drogestofgehalte van het ingedikte slib wat lager en voor actief-slib van inrichtingen zonder voorbezinking wat hoger bij een belasting van 15 kg droge stof/m^.h.

- 114 -

a

en

r. a u 01

u G

*

CO

m

o 0 .

T3 C

u 3

U

•Hj

e

CN

T )

e

M 3 3

CM

£5 M

S oo CM

ffl o « Q- m

0 • • • * * »

M W C . . 0)

• O T 3 ^ 41

C C S O O S U i J H

--*. •%. o m 6p o.

» cO en *n

v * r* m

I

en

c u a

I •—• o a. to e

at to o

•J

I

to c

0> (A o

-D )->

§ .

o a

• tf) w • 13

-a c

c o o *->

AJ * * « .

*•» 00 t C _ *

, * ..ON C N CO

* -CO f>-

te to c c:

••-i - ^ L, n it 0) w w 0 o

TJ T3 VJ U 0; CJ o a K E >% >*

t

w >

•o

c 0 J-l

*-**. to

, * vO

A

— •

ofl c * H »-< QJ CO o

*o u 0) 01 £ >%

> to

V

T3

c o *J

^ 60

, * ( N

•> c i

60 c

• H ;

u a> to o

•u 14 a> 01

£

« *

*T3

c o u

»^ 60

^ m -~

60 c

• i -4

u at CO o

•o M< oi 0)

a ?s

10

•o

o

60

o o o a

o ex o

60

e u 01 w o

•o u at a> & o a

O O O O O O O ^ O v £ > < T I J I

n t s i M N r v i i N — n n ^

m CM U*l l A u ^

n N t s <N n

i n m m

w

i n — m m m u - j i n c o c o i n O N O O N O N O O i n o N C N i n v o * * - *

m m m i no

O — t?\ — «n i n

» • » • co o c n

— — (M

i n >n co o «>

m *n

c o o o a v c o c o r ^ o c o o N n c n c r v O c o o o » n < '

c M v o ~ 3 " i n c o v D i n i n r * , » o i n i n i n i n ' £ ) c o i n i n < f

eo en l

CO *» I ON . -T

» 0) <M * -<T 6 0 — •* "*0

H vO — <J CT^

co • * vD S X a> <d | 60 B

•> * O

•

r s i f M O C O o o - ^ r ^ O O O * * N - rs <n >j so

" l O v o ^ o C T v o N C ' C O i n i n i n c ^ O N ONCiCf tO^O^O^Cr* Oi ON (?> w d

ON ON ao cr* ON o% CTv ON ON ON ON ON 9

9,9

-10

0 ge

m.

99

,9

99

,6

99

97

,8

ON ON

O O N r*.

ON 0\ O N ON ON O N ON O N

ON ON

ON CO ON ON

ON ON

ON ON

a) AJ CO

4-> O C ^-t 01 0) 3 60

•-I a > w U-l O O at o to

to

O

u

3 a> - I 60 *4 o C M * -a

60 E

C O C O O O O C O O ^ ' J ' J O i r t o o c o o — — i n n « j > j ^ o » . m — — N - - n

^ 3 01 O O

i—t u CO

i at

O m o o o — vo ON d CO DO «tf ro n

I m

CN

CO u

n Q3 HI N - • O N *-*

a)

ON en o o o m

O O O O O O C M O O O r - O O O O O O O O O O O N O V D — r s s O v O O C N O O O O i n O O O o o f i N O ^ o o N r o o ^ O N O c o r ^ o o N O t N c o r ^ — u N , « i N c N O N f s o o N N * o - f f — • a * * — o N v o v o m e o

o o r*. p«»

o o o -3-

m

o m -»

NO <T — CM

O o vt

en

o <r o r*

o o ON O rs o

NO O

o o m ON

m m I N

o

o o o r*

o o o

• tN • * •

f CO

o o o

• f *

1

O o o 00

u u o o 10

w

c o u

J3

u u CO kt

•O CO

<—s ^-x A / " s y—N J ^ ^% <-^ / « . *">i ^ i^K *-% ^ V *—*

• P 4 » H *-J -t-4 - ^ CC ••-• «r4 »»H ' H rn D 3 3 *r4 ^ l ^ ^ ^ ^ ^ j r - l ^ ^ l r H u O O O H t o u c n t o t o o u i c a c f l t a ^ *J u u to w ^ b u ^ . ^ u u b u . 2 at o) a» J-I 3 3 3 3 3 i - « 3 3 3 3 4 j U ( - t - 3 O O O O O r s O O O O « J3 J3 J3 O U U U U U ^ U U i J U u - ^ . ^ .H i-t t l U U V C u O C I C I G I Q, H H H Q| k t l - i U t t U i r a U M U k i a U tO (0 u

%--• \ - ^ S - ' > - ' N - * > ^ » - • N - ^ *—' V - * N - >^ X-O * — ' V—' \ - ^

j 3 ^ j ^ 3 j 3 j i J S J i j 3 j a j a J3 J i JO J3 J3

•H) ' H * H -t-* >H >H ••-* *«4 •!-* * H •(-» *»-* ><H " 4 >HI

l o t o u w c o t o u a i t o m w o» to w w U W ( M < M < U < U l M l H l U * M ( U >U W <M IM O I W O I U V Q i a i O I O t C U 41 V U V V

. ^ . ^ .,4 . ^ .^i . w > H > H > f 4 > H B E 6 E * ^ 'H *HI ••-* >H U U i l U U U U U i J U I l l C I O C J U U U U U O O O O O O O O O O T J T J T J t J O O O O O f O c O c O c O c O c t j c O c O f O c V *H *H1 *r4 »r4 flj flj *1 *0 CO

CO

3

o 0) *o c o N

CO

01

U

u CO

a>

C 01 o < ^ o *-»

%-• »^- c*— c C3 CO

. O ^ 1 - O * J j Q • H •<-« -r4 Ji*f-< J ^ •-« <-4 i-( C«-H C » ^ *•"• *-* *-* 10 CO M •<-« Ul —4 tO IA 10 W

re N U«*4 « Wl l w I w U4

u a

t j c o

u V •o c o

*J ja JQ & jz

a) a> at > r 4 *«H . » ^ u u u o o o cO to cO

x m o o u o o o o > *0 >

of at oi

u u co co

J 3 •Hi l -t to

01

N J < N %- C "—'

CO ^ J3 w j 3 • d *H ^ *H t - l •-< C f~* CO U ••-« (0

N

oi 0) j a at

u u o u u a o a « co > co

0> •a c

*~+ O *s -C N j i C ^ c CO CO u £ u c •-*• c

•H) (0 . H I N M oi * M at

o * J o

° y c > *9 >

V 0 ^ I £ V 0 V C \ 0 > C > £ ) < 0 N 0 > 7 * 7 > A * 7 I £ \ 0 O O U ) *0 \D vO sO ^O vO sO *£> sO vO f"*» f** <f i n NO \0 ^D SO xO

CO m

O CO ^

vo in m en tn - » *»• r>. r^ r* r*

*» r*

H NO

r»

I

I s r s N N r N r s r s N N N x O l ^ v O t O N N l s N I s . ON ON ON ON ON

H <T NO

ON ON ON ON ON O* ON ON ON O* ON ON ON ON ON

H <t «N CO r s \ o \ o ON ON O N

00 NO Ov

K K «< M »* m <r <r h N N N ON ON ON ON

K m NO ON

«< « m n r»» r* ON ON

«< en r+ ON

« *n r* ON

Tl

0)

H

o a

c cd >

M C

w a o >

u) o 4J

• r - 1 •r4 H O

0) 4J CO 4J r-l D (0 Q) U rn

^M *»~1 • H

)-i 13 <U

-Q

• * C u • H 4-1

m 4J O

U-l

u • H CO

nn 0) >

i—i

o CO CO

•r-(

a

• C at

•o c o > V) j - t CO CO

i - »

a. c a> 60 c • Hi u at B a

•u

c • H U fO *0 3

• •o a 0) o c 60

u to CO

**-»

X

to •Hi

c at »-< -< CO > 41 60

01

at -o C

i-<

•<

» u 0) 01

• H ) r~4

u a 0 0) 63

T3 U 4)

s at

• M U «0 *—

•—« to 4_t to c ••4

01 T3

4J CO

t 3 to s •

4J ^ • H 0) b 01

•o U a» 3 0)

•<-4

*o a> •o (0 CO » ai

73

• o «-« 4) o

13 at

-o 0)

• H

K at

>H!

X

« «

• 4

f M ti 60 . * C

• H

^ • H

CO

4J 4£ •H) •o at 60 c

• r *

e CO

> 0)

• H) u o 3

o u a 01

T3

t - *

01 o

•o 0) .a to

•r4

w Of

• ri X

«

fi

115 -

vesultaten met slibmengsels

Het indikken van mengsels van actief- en primair slib leidt tot hogere drogestofgehalten in het ingedikte slib dan indikking van actief-slib alleen(zie tabel 12, biz. J03).

Volgens Burd ' ^ dikt een mengsel van actief- en primair slib door gra-vitatie echter minstens evenveel in als door flotatie, tenzij het aan-deel primair slib gering is. Ook Jones ^4 stelt dat alleen het actief-slib door flotatie moet wor-den ingedikt, omdat het floteren energie en chemicalien kost.

toepassing van polymeren

Volgens Komline ' kan door het gebruik van polymeren de drogestofbe-lasting op de flotatie-indikker minstens tweemaal hoger gekozen worden dan zonder chemicalien, terwijl het drogestofgehalte van het ingedikte slib over het algemeen 1% hoger ligt.

De invloed van polymeren op de drogestofbelasting van flotatie-indikkers en op de indikresultaten is in tabel 15 weergegeven.

zuiveringsinrichting

Warren

Hanover park, III

Ainarillo, Texas (pilot plant)

Fitchburg, Ma. (pilot plant)

Xenia, Ohio

datum

1962 1963

1976 1974

1965 1965

1970 1970

1974

1974

liters-tuurbron

145 145

174 174

174 174

174 174

174

174

slibsoort

actief-slib

actief-slib

actief-slib

actief-slib

actief-slib (zonder voor-bezinking)

poly-meer

nee ja

nee ja

nee ja

nee ja

nee

ja

inge­dikt slib Z d.s.

4,1 5,9

3,5 > 4

2,7 3,7

— — — — — —

4,25 4,67

4

8

droge­stofbe­lasting in kg/m2.h

«.5« 15,5*

5 12,5

2,5 J1.5

._<»_—_*>•«•.——•-

7,5 - 15 9,5 - 15

7,5

30

Tabel 15. Dissolved air flotation met en zonder polymeren.

productie aan ingedikt slib in kg/m .h.

Het gebruik van flocculanten leidt niet altijd tot verhoging van het drogestofgehalte van het ingedikte slib.

Zo is uit proeven met de flotatie-installatie van Nassau County geble-ken, dat het drogestofgehalte in de slibdeken zonder en met polymeren ongeveer gelijk (circa 4%) bleef; met polymeren kon de indikker echter

- 116 -

vee l hoger worden belas t .

Het doseren van polymeren aan het in te dikken s l i b betekent n i e t a l -t i j d dat de kosten hiervan volledig op het indikproces drukken; het in -ged ik t e s l i b ontwatert beter 1 « , 151, 174 d o o r d e r e e d s t o eg evoegde polymeren.

Momenteel worden in de meeste f lo ta t ie- indikkers polymeren gebruikt . Het polymeerverbruik wordt echter tnaar in enkele gevallen opgegeven en v a r i e e r t van 0,9 tot 15 kg per ton s l ib (als droge s t o f ) .

bedrij fszekerheid

Een f l o t a t i e - i n d i k k e r is gecompliceerder dan een g r av i t a t i e - i nd ikke r ; de i n s t a l l a t i e heeft dan ook veel meer onderhoud en toezicht nodig (zie pa ragraa f A.3.6 , b iz . 118 ) . In de l i t e r a t u u r wordt echter geen melding gemaakt van bedrijfsproblemen met f l o t a t i e - i n d i k k e r s . Integendeel: a ls een van de voordelen van f l o -t a t i e - i n d i k k i n g wordt ju i s t de betrouwbaarheid van het proces genoemd '^6 Volgens Ashman ' ' 3 werkt de ins ta l l a t i e van Aycliffe goed, na twee en een h a l f j a a r gebruik. Er hebben zich weinig problemen voorgedaan; s teeds wordt e f f l u e n t van goede kwaliteit en ingedikt s l ib met eenzelfde droge-s t o f g e h a l t e verkregen.

ft.3.6 Kosten

algemeen

De j a a r l i j k s e kosten van een dissolved air flotation-indikker bestaan u i t

de u i t g a v e n aan:

- r e n t e en af schr i jv ing; - onderhoud aan het bouwkundig gedeelte; - onderhoud aan mechanische en elektrische apparatuur; - bed ien ing en toezicht ; - e n e r g i e ; - chemica l i en .

. . . u*+ inrfikkpn van sl ib door f l o t a t i e en Bij een kos tenvergel i jk ing tussen het xndikken van o s t e n ^ he t indikken door gravi ta t ie *£**££ e l e S e l e kostenbesparingen in e lkaa r vergeleken t e worden, na. dxeoen ol v a n e e n verder-s l i b g i s t i n g , s l i b o n w a t e r i n g m slibKatiBpor . J o p g e n o i n e n t e

gaande ind ikk ing door f lo ta t ie eveneens in worden.

rente en af schrijving . ;n (aik k e r en de • »n in het S-ebouw waarin de mdikker en ae

Kieronder v a l l e n de investeringenin net h ^ h e t f i o t a t i ebas s in polytneeraanmaak- en doseerinrichting zij »* le r ecirculatiepotnp), met s l i b r u i m e r , de hogedruktank (»c lus ier v o o r h e t verdu de compressor , de pornpen ( ^ ^ f ^ S n r n S - en doseerinrichting e n ingswate r , slibafvoerpomp), de poiyu de c o n t r o l e - a p p a r a t u u r .

rdun-en

- 117 -

Door Jones '^ worden voor indikkers van het type Komline-Sanderson de volgende oppervlakken aangegeven voor het gebouw, waarin flotatie-inrichting en polymeeraanmaak- en doseerinrichting zijn opgesteld.

oppervlak flotatie-inrichting (m^)

4,5 9 18 45 90

oppervlak van (ffl2)

31 54 75 160 320

het gebouw

Op de zuiveringsinstallatie Aycliffe (GB) zijn twee flotatie-indikkers met een totaal oppervlak van 46 m2 in een gebouw opgesteld, met een oppervlak van 280 m2 en een hoogte van 5 m.

Ashman 173 stelt echter dat de flotatietank buiten opgesteld kan wor­den; polymeeraanmaak- en doseerinrichting en pompen blijven dan bin-nen opgesteld. Ook de ruimer, met name de ketting en de bladen, kan buiten worden opgesteld (hij verdient dan wel extra aandacht). Op deze wijze is veel minder overdekt vloeroppervlak nodig en het ge­bouw behoeft ook niet 5 m hoog te zijn. In de literatuur wordt gerekend met een afschrijvingstermijn van 30 jaar '35, 137, 138 0f 50 jaar '36, 139 voor het bouwkundig gedeelte; Komline '74 houdt een afschrijvingstermijn aan van 20 jaar voor de in-dikker.

onderhoud bouwkundig gedeelte

Onstwedder '*9 rekent hiervoor 0,5% van de investeringskosten per jaar.

onderhoud mechanisch/elektrisch gedeelte

Hiervoor wordt door Kohler gerekend met 2,5% van de investeringskosten. Komline 17^ neemt 1% van de investeringskosten als onderhoudskosten voor de totale installatie, inclusief het bouwkundig gedeelte.

bediening en toezicht

Kohler rekent met een uur toezicht per dag; Ashman , 7 3 stelt dat mini-maal een man nodig is voor schoonmaak, onderhoud en aanmaken van poly-meren bij de twee flotatie-indikkers te Aycliffe. Komline 1 7 4 rekent 15 uur per week voor onderhoud en bediening bij hon-derd bedrijfsuren per week.

energie

De energiekosten worden hoofdzakelijk veroorzaakt door het electrici-teitsverbruik van de hogedrukpomp van het recirculatiewater.

Komline en Sanderson vermelden voor een aantal flotatie-indikkers het volgende opgesteld vermogen:

- 118 -

4.3.7

oppervlak van de flotatie-indikker (iu )

A,5 9

18 36

r e c i r c u l a t e ' pomp (PK)

7,5 10 15 25

r e - a e r a t i e pomp (PR)

0,75 1,5 2 5

ruimer (PK)

0,5 0,5 0,5 0,75

- 0 , 2 5 kWh Voor de t o t a l e energiekosten kan gerekend worden met 0,15 per kg s l i b (als droge stof) 153, 162, 172, 173.

chemica'lien

Het chemicalienverbruik hangt sterk af van de slibeigenschappcn en de r e s u l t a t e n die men wil bereiken. Uit tabel 14 (biz. 115) b l i j k t dat he t ve rb ru ik var iee r t tussen 0,9 en 15 kg polymeer per ton s l i b ' d r o g e s to f . De p n j s van polymeren (in 1976) bedraagt / 15 a / 25/kg.

Dissolved a i r f lo ta t ion en gravitatie-indikking

voovdelen van flotatie-indikking

Volgens Komline ' ^ worden gravitatie-indikkers voor a c t i e f - s l i b in de Verenigde Staten meestal ontworpen met een drogestofbelasting van 24,4 t o t 39 kg droge stof/m^.d. Onder deze condi t ies wordt actief-slib ingedikt tot 2 a 37. droge s tof .

Dissolved a i r flotation-indikkers worden ontworpen voor 9,8 kg droge s tof per m^.h en de drogestofgehalten die met polymeren bereikt worden z i j n v e e l a l hoger dan 4%.

Met d i s so lved a i r f lotat ion wordt actief slib verder ingedikt dan met g r a v i t a t i e I 5 4> 155> 1 5 8 . Op de zuiveringsinrichting van Boonton (USA) werd met f l o t a t i e en polymeren een drogestofgehalte van 4,5% bere ik t ; op deze l fde in r i ch t ing kwam dit met gravitatie-indikking niet hoger dan 2,5%. Deze uitkomsten worden door proeven op semi-technische schaal ( in p i l o t p l a n t s ) bevestigd (tabel 16).

parameter

d roges to fbe l a s t i ng (kg/nr.d)

d roges to fgeha l t e ingedikt sl ib (%)

gravitatie

40

3 - 7

f l o t a t i e

100

5 - 9

150

5 - 7

Tabel 16. G r a v i t ^ t i e ^ ^ ^ I 5 7

(30% primair en 707. act ief-sl ib, pilot plants) u n0ctabiliseerd moet worden, heef t

Ms h e t i nged ik t e s l i b nog anaeroob gestabjii ^ iTlgediUe

f l o t a t i e - i n d i k k i n g door het hogere drogestotgen

- 119 -

slib de volgende voordelen ten opzichte van gravitatie-indikking:

- er is minder gistingsruimte nodig; - er ontstaat minder supernatant in de gistingstank; - er is minder energie nodig om de ingedikte slibstroom op te warmen; - zand en zware slibdelen worden niet gefloteerd en dus ook niet met het ingedikte slib naar de gistingstank gepompt *"» I5OB

Bovendien wordt het slib tijdens de indikking aeroob gehouden. Daar-door worden stankproblemen voorkomen, terwijl het slib geen fosfaten verliest. Dit laatste blijkt uit de volgende gemeten ]->4 fosfaatcon-centraties:

slibsoort

in te dikken slib ingedikt slib effluent indikker

fosfaatconcentratie

570 mg P/1 1400 mg P/1 14 mg P/1

nadelen van flotatie-indikking

Het flotatieproces is gevoelig voor veranderingen in een groot aantal parameters die het indikresultaat bepalen. Enkele van deze parameters zijn:

- het drogestofgehalte van het in te dikken slib; - de temperatuur van het slib; - temperatuurverschillen in de flotatietank; - de kwaliteit van het verdunningswater; - verandering in de grootte van de slibdeeltjes; - de slibleeftijd; - het organisch stofgehalte van het slib.

De gevoeligheid voor veranderingen in deze parameters wordt sterk gere duceerd door het gebruik van polymeren lZ*3; daardoor wordt weliswaar een hoger drogestofgehalte van het ingedikte slib bereikt, maar bij ho-gere energie- en chemicalienkosten dan bij gravitatie-indikking.

De investeringskosten van een flotatie-indikker zijn lager dan die van een gravitatie-indikker ,AJ> J66; de jaarlijkse kosten zijn echter ho­ger.

De toepassing van flotatie-indikkers is daarom meestal beperkt tot ac-tief-slib of moeilijk indikbare industriele slibsoorten ]^3.

- 120 -

4,4 BIOLOGISCHE FLOTATIE

4.4.1 P rocesbeschr i jv ing

Bij b io log i sche f l o t a t i e wordt ppKnn'i- i +. I + - u , " u- i • \ gebruik gemaakt van de gasproductie die

o n t s t a a t b i j biologische processes Het s l ib wordt onder anaerobe ot s tandigheden gebracht, waarbij koolzuur en eventueel s t iks tof Jeprodu-ceerd wordt ; daardoor gaat het slib opdriiven. geproau

Het Laboon proces bestaat uit de volgende stappen:

- v e r k l e i n i n g van het ruwe primaire slib (5 a 10% droge stof) om te voorkomen dat leidingen verstoppen;

- verwarming van het s l ib tot 35° C in warmtewisselaars; - c o n c e n t r a t i e van het slib gedurende vijf dagen; door de gasproductie

van he t s l i b gaat d i t opdrijven en dikt in; - a f s che id ing van de drijflaag na vijf dagen.

4.4.2 Procesvariabelen

Bij he t Laboon proces zijn de volgende parameters belangrijk ' ^ :

- de temperatuur van het s l ib ; - de v e r b l i j f t i j d van het slib in de flotatietank; - he t s o o r t s l i b en het organische stofgehalte van het s l i b ; - de pH van he t s l ib*

Ui t laboratoriumproeven is gebleken dat de optimale temperatuur voor v e r s c h i l l e n d e s l ibsoorten 35° C is en dat de optimale ve rb l i j f t i j d v i j f dagen i s .

A c t i e f - s l i b kon n i e t door biologische flotatie worden ingedikt, omdat h e t n i e t ging dr i jven .

Hoewel mengsels van primair en actief-slib wel in zekere nate konden worden geconcentreerd, trad ook gedeeltelijke sedirnentatie op.

Bij hoge pH's in het s l ib wordt de bacteriologische werking geremd en o n t s t a a t t e weinig gas om het slib te laten dnjven.

4«4.3 Resultaten

In een p r o e f i n s t a l l a t i e voor de — f ™ ° ? 4 § ! ^ P S r verd he t Laboon proces gedurende eenjaar bepr e v a n ^ i n _ s l i b werd inged ik t van 4 tot 20! droge " « • n " ' u dikker b e v a t t e gemiddeld 2970 mg B0D5 en 4000 mg SS per

Op p r a k t i j k s c h a a l varan de " f ^ j X T t ^ ^ ™ ' p r o e f i n s t a U a t i e ; primair sUb verd v V ^ _ ^

Het Laboon proces wordt te Charlotte iw. a n g e r o o b w o r d t ges tabi l iseerd. s l i b i n t e dikken to t 10 a 1 « , waarna ne g w £ z o n d e r

In Ashland (Ohio) werd primair slib ingedikt dat he t s l i b werd verwannd.

- 121 -

4»4.4 Kosten

In de literatuur worden geen kosten van dit indikproces gegeven. De lange verblijftijd van het slib in de indikker (circa vijf dagen) en de verwarmingskosten, plus eventueel een installatie om het ingedikte primaire slib te mengen met andere slibsoorten alvorens het verder te verwerken, maakt het indikken van slib langs biologische weg niet goed-koop.

4.4.5 Voor- en nadelen, toepassingsmogelijkheden

Op enkele plaatsen is primair slib met succes ingedikt door biologi­sche flotatie. Met actief-slib werden tot nu toe geen goede resultaten verkregen. Enkele nadelen van het proces zijn de hoge energiekosten voor het ver-warmen van het slib (dit nadeel vervalt indien het ingedikte slib an-aeroob wordt gestabiliseerd), de lange vloeistofverblijftijd en de mo-gelijkheid dat stankoverlast ontstaat.

Als stankoverlast optreedt, moet de flotatie in een gesloten tank plaatsvinden, waarbij de gassen worden afgezogen en gereinigd.

Het lijkt er dan ook op 143 dat de toepassingsmogelijkheden van biolo­gische flotatie beperkt blijven. Zo reageert actief-slib niet goed en de kosten lijken niet gering. Mogelijk kan - indien een verbrandings-oven aanwezig is - een kostenbesparing worden verkregen door de warmte van de oven te benutten voor het opwarmen van het primaire slib.

- 122 -

4.5

4.5.1

ELECTROLYTISCHE FLOTATIE

F r o c e s b e s c h r i j v i n g

Bi j e l e c t r o l y t i s c h e f l o t a t i e vordt water onder invloed van e l e k t r i s c h e spann ing g e s p l i t s t in waterstof en zuurs tof . Waterstof en zuur s to f komen v r i j in de vorra van kleine b e l l e t j e s (diameter 0,01 - 0,06 mm) d i e z i c h aan he t s l i b hechten dat daardoor gaat opd r i j ven .

Naas t de vorming van waterstof- en z u u r s t o f b e l l e t j e s t r eden ook nog a n d e r e p rocessen op; e lect r isch geladen c o l l o i d a l e s l i b d e e l t j e s bege-ven z i c h n a a r de anode of kathode, waar bun opperv lak te lad ing p r a k t i s c h word t g e n e u t r a l i s e e r d . Het col loidale ka rak te r van het s l i b wordt h i e r -door verminderd ' ^ 7 . De z u u r s t o f komt v r i j in "statu nascendi" en kan daardoor met de in h e t w a t e r opge los te stoffen reageren 144, 167,

De h o e v e e l h e i d gasbellen en de diameter van de gasbe l l en d i e b i j e l e c t ­r o l y s e van wate r onts taa t worden, naar men aanneemt, voornameli jk b e -p a a l d door de stroomdichtheid in de e l ec t ro lysece l ( f iguur 6 9 ) . I n de p r a k t i j k wordt met stroomdichtheden van 10 - 40 A/dm2 gewerkt 1 6 7

0 « 0 10 20 30 stroomdichtheid U / d n r ) - *

F i g . 69. A a u H L i ^ i i ^ i ™ " ! - ^ ^ - ^ ^ "*

».5.2 P i t v o e r i n R en c n s t r u c t i e ^ ^ ^ ^ ^ ^

„e f l o t a t i e - u n i t bestaat UU « ^ ^ . ^ ^ b o v e n d e a n o d e .

z i j n g e p l a a t s t l i i g u u r / U J*

baffles

effiuent

IWMI slib

glecuoden-

• ,-nrichting volgensjooke

Fig. 70. E l e c t r o l ^ t i s a U i S H S i ^ g ^ ^

149

- 123 -

De electroden kunnen van verschillend materiaal worden gemaakt.

De kathode (hier komt waterstof vrij) kan gemaakt worden van koolstof 141 of van roestvrij staal 149. De anode kan gemaakt worden van alu­minium of zacht staal. Deze laatste metalen corroderen echter zeer snel en gaan slechts drie maanden mee *^9 B Door het in oplossing gaan van deze electroden wordt wel een vlokkende werking van Fe of A1-ionen verkregen. Titaan bedekt met platina is wel corrosiebestendig, maar zeer duur. Titaan bedekt met looddioxyde heeft een leeftijd van enkele jaren, afhankelijk van de samenstelling van het slib/watermeng-sel en de stroomsterkte.

- .5.3 Procesvariabelen

Belangrijke 144 procesvariabelen bij electrolytische flotatie zijn:

- de afstand tussen electroden; - het aan te leggen potentiaalverschil; - de geometrie van de installatie.

De afstand tussen kathode en anode bedraagt 0,3 a 5 cm, afhankelijk van de electrische geleidbaarheid van het slib en de hoeveelheid on-opgeloste stoffen (in verband met verstoppingsgevaar *"4)#

Omtrent het aan te-leggen potentiaalverschil zijn in de literatuur alleen de onderstaande waarden gevonden met betrekking tot de elec­trolytische flotatie van afvalwater '?]:

- zeer zout water 3V; - papierafvalwater 6V; - slecht geleidend water 9V.

Dit houdt in dat er bij een gewenste stroomdichtheid een factor 3 ver-schil in energieverbruik bestaat tussen goed en slecht geleidend af­valwater 1 ? J#

.5.4 Resultaten

Over het indikken van slib met behulp van electrolytische flotatie zijn zeer weinig resultaten gevonden in de literatuur. Zo zou in Engeland actief-slib met succes worden ingedikt tot circa 6% droge stof, bij een drogestofbelasting van 10 kg/m2.h, een resultaat dat met dit slib ook verkregen kon worden met dissolved air flotation 141.

.5.5 Kosten

In de literatuur zijn geen gegevens gevonden over de kosten van slib-indikken door electrolytische flotatie. Theoretisch is 53,5 Ah nodig om 1 mol water (18 g) te splitsen. Bij een spanning van 6V wordt dus ongeveer 50 g zuurstof en circa 6 g wa­terstof per kWh geproduceerd.

.5.6 Voor- en nadelen

Voordelen van electrolytische flotatie zijn:

- er behoeft geen verdunningswater bij hoge druk met lucht verzadigd te worden;

- er zijn geen polymeren nodig; de installatie kan evenals bij dissol ved air flotation ook zonder polymeren werken;

- 124 -

- de groot te van de gasbelletjes kan ingesteld worden door verandering van de e lectr ische parameters*

- de electroden kunnen over de gehele tank worden opgesteld, zodat over he t gehele oppervlak bellen opstijgen;

- omdat de electroden niet bewegen komen de gasbe l le t j es met minimale snelheid v n j (weinig turbulentie).

Een nadeel van electrolytische f lo ta t ie z i jn de kosten van de t r a n s -formator /ge l i jk r ich te r . Deze kosten st i jgen r e l a t i e f naarmate de uni t g ro t e r wordt, zodat er waarschijnlijk qua grootte een economische l imie t b e s t a a t ]W.

- 125 -

.6

.6. 1

OVERIGE FLOTATIEPROCESSEN

Mechanische flotatie

Bij mechanische flotatie worden de luchtbelletjes geproduceerd door lucht met een roerder in het slib te slaan (figuur 71).

chemicalien

slib

o> ^

Q O

r lucht

^J -D

slib

effluent

6.2

Fig. 71. Mechanische flotatie

Bij mechanische flotatie ontstaan luchtbelletjes met een diameter groter dan een milimeter.

In verband met de grootte van de slibdeeltjes is deze methode niet geschikt voor het indikken van slib; door de grote bellen ontstaat te veel turbulentie en vindt alleen afscheiding van de grote slib-delen plaats I50> I5I» 161.

Flotatie met perslucht

Bij deze methode (figuur 72) wordt de lucht via poreuze stenen inge-bracht (bellenbeluchting).

slib

chemicalien

j — lucht

y V/\'/\V »'" V \'/ \*>

slib

effluent

Fig. 72. Flotatie door bellenbeluchting

De luchtbellen hebben een doorsnede van meer dan een milimeter en de methode is daardoor (zie A.6.1) niet geschikt voor het indikken van afvalwaterslib.

6.3 Vacuumflotatie

Bij vaculimflotatie (figuur 73, biz. 127 ) wordt het water/slibmengsel bij een atmosfeer verzadigd met lucht en daarna onder vacuum gebracht Omdat de slibstroom dan wordt oververzadigd met lucht ontwijkt deze

- 126 -

l u c h t i n de vorm van be l le t jes met een diameter van 0,08 a 0,10 mm

chemlcalien

vacuum A

slib

lucht

i •-slib

effluent

Fig. 73. Vacuumflotatie

V a c u u m f l o t a t i e heeft als nadeel dat het maximale d rukversch i l k l e i n i s (1 a t m . ) waardoor slechts weinig lucht vrijkorat; b i j d i s so lved a i r f l o t a t i o n z i j n veel grotere drukverschillen mogeli jk .

,6,4 Chemische f l o t a t i e

B i j chemische f l o t a t i e worden de gasbelletjes geproduceerd door che-m i c a l i e n d i e aan het s l ib worden toegevoegd, zoals va te r s to fperoxyde

(H202)» D i t o n t l e e d t in H20 en 02 1 6 Z .

Over t o e p a s s i n g van deze methode in de prakti jk werd geen l i t e r a t u u r

gevonden.

- 127 -

CONCLUSIES

7.1 Algemeen

Van de verschillende flotatie-methoden, die in de onderzochte litera-tuur worden beschreven, komen alleen dissolved air flotation, biolo-gische flotatie en electrolytische flotatie in aanmerking voor het in-dikken van afvalwaterslib. Tot nu toe zijn de meeste ervaringen opgedaan met het dissolved air flotation-proces.

..7.2 Dissolved air flotation

Deze methode is zeer geschikt voor het indikken van actief-slib en ae-roob gestabiliseerd slib. Primair slib en mengsels van primair en oxy-datiebeddenslib kunnen vaak beter door middel van gravitatie worden ingedikt. Het indikken van anaeroob gestabiliseerd slib met behulp van het dissolved air flotation proces stuit vaak op moeilijkheden door de structuur van dit slib.

Een van de belangrijkste voordelen van het dissolved air flotation-proces is, dat actief-slib verder - en met hogere drogestofbelastingen - kan worden ingedikt dan met gravitatie-indikking mogelijk is. Veelal wordt zonder polymeerdosering 3 a 6% droge stof in het ingedik-te slib bereikt en met polymeren 4 a 8%. Bij gebruik van polymeren kunnen hogere drogestofbelastingen worden toegepast. Een verdergaande indikking van actief-slib kan kostenbespa-rend werken op de latere slibverwerking.

Over het algemeen geldt, dat de investeringskosten van een flotatie-indikker lager zijn dan die van een gravitatie-indikker, maar dat de jaarlijkse kosten hoger zijn. De toepassing van flotatie-indikkers wordt dan over het algemeen ook beperkt tot actief-slib en moeilijk in-dikbare industriale slibsoorten.

7. 3 Biologische flotatie

De biologische flotatiemethode is tot nu toe alleen met succes op primair slib toegepast; met actief-slib werden geen goede resultaten behaald.

Enkele nadelen van deze methode zijn de hoge energiekosten voor het op-wannen van het slib, de lange verblijftijden in de indikker en het ge-vaar dat stankoverlast optreedt, indien het proces zich in een open tank afspeelt.

De toepassingsmogelijkheden van het biologisch indikken van slib blij-ven beperkt tot primair slib en de kosten van dit proces lijken niet gering.

7.4 Electrolytische flotatie

In de literatuur zijn zeer weinig gegevens gevonden over de resultaten die met electrolytische flotatie van slib zijn bereikt. In Engeland werd actief-slib door electrolytische flotatie evengoed ingedikt als door dissolved air flotation.

Over de kosten van het proces zijn geen gegevens gevonden.

- 128 -

5, lite rat uur

GRAVITATIE-INDIKKING

I Abson J & Clark, E. & Gray, J . - E l e c t r o l y t i c thickening of ? Al,i ^ i U d g e ' S o u t h African patent 6801 071 (18-11-1968).

Aiderton, J.L. - Analysis of thickener operat ion, Jour , of the ban. Eng. Div. ASCE, 89 (1963) SA 6 : 5 7 - 5 9 .

3 Anderson, A.S. & Hanson, R.C. - A simulation model of the g ra ­vity separation of concentrated s o l i d s , Proc. 6th In t e rn . Water Poll . Res., juni 1972 : 457 - 474.

4 Balden, A.R. & Erickson, B.R. - Reuse, Not j u s t t rea tment , Wa­ter & Wastes Eng., 8, 1, A - 2 (1971).

5 Behn, V.C. & Liebman, J.C. - Analysis of thickener operation. Jour, of the San. Eng. Div. ASCE, 89 (1963) SA 3 : 1 - 1 5

SA 6 : 57 - 59

c *••!. „ o „~ 9 0 ( 1 9 6 ^ SA 3 : 1 3 3 - 134 b Bonn, H. & Gainmerler, H. - Neuentwickelter Krahlwerkseindicker,

Aufbereitungs-Technik, 13 (1972) 3 : 183 - 185. 7 Brisbin, St. - Sewage sludge thickening t e s t s , Sew. & Ind. Wastes.

28 (1956) 2 : 158. 8 Brown, B.R. - Experiments on the dewatering of digested and a c t i ­

vated sludge, Water Poll . Control (Canada) 71 (1972) : 61 . 9 Burd, R.S. - A study of sludge handling and disposal , Fed. Water

Po l l . Control. Adm., WP-20-3 (1968). 10 Buysch, H.P. - Eindickung von Klarschlamm unter Einfluss der Tem-

peratur , Gew'asserschutz, Wasser, Abwasser, 14 (1973). II Carnes, B.A. & Eller, J.M. - Characterization of waste water s o ­

l i d s , JUPCF, 44 (1972) 8 : 1499 - 1517. 12 Coe, H.S. & Clevenger, G.H. - Methods for determining the capac i ­

t i e s of slimesettling tanks, Trans. Amer. Ins t . Mining Eng., 55 (1916) : 356 - 384.

13 Comings, E. & Pruiss, C. & De Bord, C. - Continuous s e t t l i n g and thickening, Ind. & Eng. Chem., 46 (1954) 6 : 1164 - 1171.

14 Col in , F. - Emploi des polyelectrolytes dans la f locculat ion e t l 'epaississement des boues residuaires, Terres Eaux, 21 (1968) 55 : 27 - 28.

15 Dahl, B.-Polymer aids in dewatering and e l u t n a t i o n , JWPCF, 44 (1972) 2 : 201 - 211.

16 Deike, A. - Flockungsmittel in der Abwasserreinxgung, Chem. Aal. Verf. (1972) 8 : 45 - 46. . .

17 DHV - Verslag van het NOW van de afdeling watertechnologie in

ries to activated sludge, Thesis, University of Illinois.

20

23

24

1 9 6 5 * . r • R Evaluation of activated sludge thickening Dick, R.J . Jl Ewing B - £a l«a ™ D i v . ASCE> 9 3 (1967) SA 4 :

t heo r i e s , Jour, of the San. Eng 9 " 2 9 ' , n o r t „ 0f sedimentation, Water and Wastes

22 Dick, R. - Fundamental aspects of Eng. 6 (1969) 3 : 44 i n d e x . ^ x s l t ?

Dick, R.J . & V e s l l l " d ; P - l 2 8 5 ! 291? JWPCF 41 (1969) 7 . ^ . f a c t i v a t e d sludge. In:

Press 625 (1970).

- 131 -

25 Dick, R.I. - Mechanisms of sludge thickening, U.S. Environ. Pro­tection Agency, Nat. Environ. Res. Center (1971).

26 Dick, R.I. & Javaheri, A.R. - Continuous thickening of nonideal suspensions, U.S. Nat. Tech. Inform. Serv., PB Rep. (1972) 2095 - 31, 71.

27 Dick, R.I. - Gravity thickening of sewage sludge, Water Poll. Control, 71 (1972) A : 368 - 380.

28 Dick, R.I. - Thickening of sludges. In: Proc. Natl, on Municip. Sludge Managem., Inform. Transfer, Inc. Washington D.C., 21 (1974).

29 Dick, R.I. & Shin, S. - Effect of permeability and compressibili­ty of flocculent suspension on thickening. In: 7th Intl. Conf. on Water Poll. Res. (1974).

30 Dick, R. - Sludge treatment, utilization and disposal. JWPCF, 46 (2974) 6 : 1171.

31 Dorr Oliver - Waste Water Treatment, Chera. Abstracts, 66 (1967) 885111.

32 Dust, J. - Sludge thickening proves economical in Beaumont, Texas Sewage Treatment Plant, Civil Eng., 26 (1956) : 246.

33 Eckenfelder, W. - Settling and compaction characteristics of bio­logical sludges, Sew. & Ind. Wastes, 29 (1957) 10 : 1114 - 1122

34 Eckenfelder, W. & Mancini J. - Application of a laboratory model to the design of continuous thickeners. In: Nat. Syrnp. on Sa­nitary Engr. Res., Pennsylvania University 1965.

35 Environmental Protection Agency - Process design manual for slud­ge treatment and disposal (1974), EPA 625/1-74-006.

36 Fielding, M. - The use of deep lagoons for thickening and drying of digested sludge, Water Poll. Control (Canada) 105 (1976) 3 : 48.

37 Fitch, E.B. & Talmage W.P. - Determining thickener unit areas, Ind. & Eng. Chem., 47 (1955) 1 : 38-41.

38 Fitch, B. - Current theory and thickener design part 1 + 2 , Filtra­tion and Separation, (1975) 6 : 355 - 359

6 : 480 - 553. 39 Ford, D. & Eckenfelder, W. - Effect of process variables on slud­

ge floe formation and settling characteristics, JWPCF, 39 (1967) 11 : 1850 - 1859.

40 Frey, H. - Die Schlammentwasseringsanlage in der Klaranlage Werd-holzli der Stadt Zurich, Gas, Wasser und Abwasser, 49 (1969) 5 : 157 - 162.

41 Glace, I.M. - Discussion of thickening of raw organic sludges. In: Proc. of the 8th Southern Municipal and Ind. Waste Conf. (1959) : 179 - 186.

42 Goryainov, L.G. & Shabalin, K.N. - Effect of the initial concen­tration of a suspension on the purity of a clarified liquid, Isv. Vyssh. Ucheb. Zaved., Khim. Technol. (USSR), 13 (1970), 1 : 126; Chem. Abs., 73 (1970) 20.

43 Gould, B.W. - A theory of gravity sludge thickening, Mech. Chem. Eng. Trans., 10 (1974) 1 : 18 - 22.

44 Gould, B.W. - Behaviour of sludges in compression sludge gravity thickener design. In: 7th Intl. Conf. on Water Poll. Res. (1974).

45 Gundelach, W. - Abtrennung von Feststoffen aus industriellen Ab-wassern in Eindickern, Aufbereitungstechnik (1970) 9.

- 132 -

'•6 De Haan S. & Karper, R. & Scheltinga, H.H.J, e.a. - Methoden van 47 H • Sllbverwerkin8> H20, 6 (1973) 14 : 356 - 367.

Haigh, M.D.F. - Sewage treatment at Barnsley 1961 - 1971, A decade of set-backs and progress, Water Poll. Control (GB), 72 (1973)

A3 Hathaway, U.S. & Farrell, B.J. - Thickening characteristics of aluminium and iron primary sewage sludges. In: Proc. Res. Symp. on Pretreatment and Ultimate Disposal of Waste Water Solids, New Jersey, 1974.

49 Hegemann, W. - Versuche zur Schlammeindickung auf dem Klarwerk Wuppertal - Buchenhofen, Kommunalwirtschaft, (1963) 9 : 334 -344.

50 Hilson, M.A. - Sludge thickening bij polyelectrolyt test, JJWA, 25 (1971) 8 : 402 - 416.

51 Imhoff, K. - Die Eindickung von Schlamm und d ie wei tere Entwasse-rung von s t a b i l i s i e r t e n Schlamm durch na tu r l i che Verfahren, Miincher Beitrage zur Abwasser, F ischere i und F lussb io log ie , 13 (1966) : 72 - 92.

52 Javaher i , A.R. & Dick, R.I . - Aggregate s ize va r i a t ions during thickening of activated sludge, JWPCF, 41 (1969) 5 : R 197 -R 214.

53 Jordan, V.J. & Scherer, C.H. - Gravity thickening techniques a t a water reclamation plant , JWPCF, 42 (1970) 2 : 180 - 189.

54 Jfirgensen, S. - Concentration of primary sludge, Vatten, 25 (1969) : 39 - 92.

55 Kalbskopf, K.H. - Theoretische Grundlagen, Bemessung und Verfah-rensweise der Schlammeindickung, Gewasserschutz - Wasser -Abwasser, Aachen, 6 (1971) : 73 - 88.

56 Kalbskopf, K.H. - Studies on the disign data of gravi ty th ickening , Water Res. (GB), 6 (1972) : 499 - 502.

57 Keefer, C. - Thickening of raw sludge, Water and Sew. Works, 107 (1960) 6 : 218 - 222.

58 Kempa, E.S. - Zur Schwerkr aft eindickung von Abwasserschlammen, Chem. Techn., 21 (1969) 7 : 398 - 403.

Konivcek, Z. - Separation and gravity thickening in secondary s e ­dimentations tanks, Progr. in Watertechn., 7 (1975) 2 : 149-160. . . . .

60 Koster , E.L.C. - Indikking, f l o t a t i e , e l u t n a t i e en cen t r i f uga t i e . In : Cursus slibbehandelingsmethoden (voorlopige t e k s t ) , S t ich t ing Postacademiale Vorming Gezondheidstechniek, 1

K y n c h ! ^ " ! " A theory of sedimentation, Trans. Faraday S o c , 48

59

64

Laboonl ' - 'Exper tme 'n t i r i tudies on the concentration of raw sludge,

Sew. and Ind Wastes, 24 (195 ) J ^ * 3 . ^ Laubenberger, G. & Hartmen, L. - Ursachentur vorklar -

von Uberschuss-schlamm aus de r .b l;f?0^ sc^n . , 5 4 >

becken. CWF (Wasser - Abwasser) 1 2 ^ 1 ) 3 • 15 ^ Lauer , W.N. - Sludge concentration. In. Proc.. ot_

^icip.1 and Ind Waste ^ 3 0 ^ , (196B) : 65 Lijkletna, L. - Een eenvoudige slibsp

115.

- 133 -

80

81

82

83

84

(1964) 3110 3120 3130 3140

66 Manz. H. - Praktiken der Beseitigung von Schlaram aus Wasserreini--gungsanlagen in Grossbritannien, GV.T (Wasser - Abwasser), 111 (1970) 1.

67 Mancini, J. - Gravity clarifier and thickening design. In: Proc. 17th Waste Conf., Purdue Univ. 1962 : 267 - 277.

68 Melick, L. van - Enige beschouwingen over de invloed van droge-stofconcentratie op het thermisch drogen, H20, 2 (1969) : 546.

69 Mbller, U. - Die Schlammvaschung, Hull und Abfallbeseitigung, 1 (1964).

70 Mbller, U. - Vorbehandlung des Schlammes, Schlamrneindickung Schlammwaschung. In: Mull- und Abfallbeseitigung (Handbuch),

1 - 9 1 - 5 1 - 7 1 - 2

71 H o l l e r , U. - Schlammteiche oder Lagunen, Mull- und A b f a l l b e s e i t i -gung, 8 (1966).

72 Moller, U. - Schlamm- und Abfallbeseitigung, GOT (Wasser - Abwas­ser) 113 (1972) 2 : 90.

73 Nielson, H.L. & Cams, K.E. & Deboice, J.N. - Aluminium sludge thickening and disposal, Jour. Amer. Water Works Assn., 65 (1973) 6 : 385 - 394.

74 Niemitz, W. - Uber Schlammkennwerte, GWF (Wasser-Abwasser), 109 (1968) 12 : 299 - 305.

75 P i p e s , W.O. - Types of a c t i v a t e d s ludge , which sepa ra t e p o o r l y . JWPCF, 41 (1969) 5 : 714.

76 PopelS Vater & Jager - Das verfahren zur Aufbereitung von Stadtischem Klarschlamm, Stuttgarter Berichte zur Siedlungs-wasserwirtschaf (1958) 2.

77 Reed, S.C. & Murphy, R.S. - Low temperature activated sludge sett­ling, Jour. San. Eng. Div. Proc. ASCE, 95 (1969) SA4 : 747.

78 Reynolds, E.C. - Sludge washing and thickening eliminate need for grit removal, Wastes Eng., (Dec. 1956) : 640 - 641.

79 Reuther, H. - Abescheidung von Feststoffen aus dem Wasser durch Sedimentation, Galvanotechnik, 63 (1972) : 619 - 624.

Reuter.J. - Moglichkeiten zur Automatisierung des Betriebes von Klareindickern in Aufbereitungsanlagen durch Anwendung orga-nischer synthetischer Flockungsmittel, Aufbereitungstechnik, 15 (1974) 4 : 187 - 193.

Rhode, H. - Gestaltung und Betrieb von Schlammtrocken und Lager-platzen, Zeitschrift Kommunalwirtschaft Sonderheft Industrie Abwasser (1959) : 38-41.

^ L ~ ^ r ^ f t SchlamraentwSsSerung durch Voreindickung, Wasser Luft und Betrieb, 9 (1965) 5 : 229 - 302

^^reV^Y"' ' Sludge c o mP a"in g, Effect of tempera­t u r e ^ sludge concentration, Sew. Works Jour., 15 (1943)

R u d o lN:w j ; r ; e v l u p r 80

ec

c o n r n r a t i o n ' s o r a e r e s u i t s» ^ ,t.te o f

1283 - S . t h 6 A S C E ' S a n ' En*' D i v - (19A4) 70 :

- 134 -

85 Scott, K. & Alderton, J. - Maximum solids handling capacity of continuous thickeners, Trans, of the Inst, of Mining and

86

89

90

Metallurgy , s ec t i on C, 75 (1966) : C201 - C210. c o t t , K.J. - Continuous th icken ing of f l o c c u l a t e d s u s p e n s i o n s ,

Ind. & Eng. Chem. Fundamentals , 9 (1970) : 422. 87 Schramm, G. - Die EinsatzmBglichkei ten von Schlammeindickern,

Indust r ie Abwasser (1965) : 29 - 31 . 88 Schroepfer, J . - Fac to r s , a f f e c t i n g th i cken ing in l i q u i d s o l i d

separat ion, Sani tary Eng. , 3 (1964) . Schubert, H. - Zur Dimensionierung von Schwerkra f t e ind ickern und

-kl 'arern, Verfahrenstechnik, 4 (1970) 3 : 101 - 106. Shannon, P. & Tory, E. - The ana lyses of cont inuous t h i c k e n i n g ,

Trans, of the American I n s t , of Mining Eng. , 235 (1966) 12 : 375 - 382.

91 Smith, E. Hathaway, W.S. - Laboratory procedures to o b t a i n i n ­formation for the design of a c l a r i f i e r t h i c k e n e r for f l o c -culent solids and sludge f i l t r a t i o n equipment, Env i ron . P r o t . Agency, 1971.

92 Spar r , A.E. & Grippi, V. - Gravity t h i ckene r s for a c t i v a t e d sludge, JWPCF 41 (1969) 11 : 1886 - 1904.

93 Spohr, G. & Eckenfelder, W.W. - Sewage sludge t h i cken ing by mecha­n i c a l v ibra t ion, Public Works (New York), 89 (1958) : 111 -112.

94 Stalmann, V. - Untersuchungen zur Technik der Eindickung am B e i -s p i e l von Emscher - Belebtschlamm und zu den Technischen Wirtschaf t l ichen Auswirkungen der Eindickung auf F o l g e p r o -zesse der Abwasserschlammbehandlung, Verof fen t l i chungen des I n s t i t u t s fur Siedlungswasserwirtschaft der T.H. Hannover (1965) 19.

95 Stalmann, V. - Schlatnmbehandlung und -verwertung, NVA Congres , oktober 1965.

96 Stalmann, V. - Beispiel fur Ermittlung der J ah reskos t en e i n e r Eindickanlage (Schwerkrafteindickung), Mull - und A b f a l l b e -se i t igung (Handbuch), (1969) 3800 : 5 - 7.

97 Stalmann, V. - Zur Eindickung von Abwasserschlamm, GWF (Wasser -Abwasser), 108 (1967) 18 : 485 - 487. _

98 Stalmann, V. - Die Bedeutung der Schwerkraftexndxckung fur d i e Schlammbehandlung, Kommunalwirtschaft (1969) 9 : 3 3 7 - 342.

99 Stalmann, V. Grundlagen und Auswirkungen der Schwerkraf te in-dickung, Stu t tgar ter Berichte zur S iedlungswasserwir t schaf t ,

,00 S t i e r 2 \ 0 9 - 6 Krarwar te r 8 - "Taschenbuch , Abwassertechnischen V e r e i -

,01 S w a J r ^ : 9 - 4 - « e n * ** Schla technologie in den USA, GWF

uWrSrFitrre- )Be°rm[n9in )thickener unit areas,

,02 Talmage, W.P. & Fi tch , a " _ 38 - 41. Ind . & Eng. Chem , 47 (1955) . ^ t h i c k e n i n g o f

103 T e s a r i k , J . & Vos t rc i l , J . ™ r ep r o c > 5 t h I n t . Water P o l l ,

chemically precipi tated f loes .

Res . Conf., (1970) I I : • d e c a n t e u r s e p a i s i s e u r s , ,04 Thorn , E. - Techniques nouvele * ^ 1 . . ^ ^ ^ „ ( J 9 6 3 ) 2 0 0

La Technique de 1 tau ei. : ,23 - 124.

- 135 -

105 Thorn, W. - Schlammeindickung, -entwasserung und -verwertung als biochemisches Problem, Gewasserschutz - Wasser - Abwasser, (1971) 6 : 179 - 193.

106 Torpey, N.W. - Concentration of combined primary and activated sludges in separate thickening tanks, Jour, of the San. Eng. Div. ASCE, 80 (1954) 9 : 1-17.

107 Vaughn C. & Behn, F. & Liebman, C. - Analysis of thickener opera­tion, Jour, of the San. Eng. Div. ASCE, 90 (1964) SA3 : 133 - 134.

108 Verhaagen, J. - De productie en afzet van afvalwaterzuiverings-slib in Nederland; uitkomsten enquete 1971, H2O, 5 (3972) : 25 -30.

109 Vesilind, P. - The influence of stirring in the thickening of biological sludge, Public Works, 99 (1968) 9 : 140.

110 Vesilind, P. - Design of prototype thickeners from batch settling tests, Water & Sew. Works, 115 (1968) ) : 418 - 419.

111 Vesilind, P. & Dick, R. - Initial depth as a variable in activa­ted sludge settling tests, Effluent and Water Treatment Jour. 9 (1969) 5 : 263 - 267.

112 Voshel, D. - Sludge handling at Grand Rapids Michigan waste water treatment plant, JWPCF, 38 (1966) ) : 1506 - 1517.

113 Wirts, J.J. & Ausflug, F. - Concentration of activated sludge, Sew. Works and Ind. Wastes, 23 (1961) : 1219.

114 Wismeyer, A.A. - Slib, soorten en eigenschappen, H2O, 1 (1968) 2. 115 Witte, H. - Die Bedeutung der Eindickung des Faulwasser fur die

Leistungsfahigkeit von Klaranlagen, Gewasserschutz - Wasser Abwasser, 6 (1971).

116 Zack, S. - Sludge dewatering and disposal, Sew. & Ind. Wastes, 22 (1950) 8 : 975.

MECHANISCHE INDIKKING

117 Albertson, O.E. - Handling of solid wastes, Chem. Eng. Progr., 67 (sept. 1971) 9 : 49.

118 Anonymus - A study of sludge handling and disposal, WPCRS (1958) : 36 - 59.

119 Bradney, L. & Bragstad, R.E. - Concentration of activated sludge by centrifuges, Sew. & Ind. Wastes, 27 (1955) 4 : 402 - 412.

320 O'Donnell, C. & Keith, F. - Centrifugal dewatering of aerobic waste sludges, JWPCF 44 (1972) 11 ; 2162 - 2171.

121 Erikson, R.A. - Design factors and applications of centrifuges. Chem. Eng. Progr., 67 (1971) 9 : 66.

122 Ettelt, G.A. & Kennedy, T.J. - Research and operational experience in sludge dewatering at Chicago, JWPCF, 38 (1966) : 248.

123 High, R.E. - Centrifuging of soft effluent sludges, Aust. Chem. Eng., 13 (1972) 10, 19.

124 Karper, R. & Melick, L. van & Zanten, G.D. van - Slibontwatering door centrifugeren, H20, 3 (1970) 2 : 22 - 27.

125 Karper, R. & Melick, L. van & Zanten, G.D. van - Slibontwatering door centrifugeren bij verlaagd toerental, H2O, 3 (1970) 23 : 612 - 613.

- 136 -

128

129

130

126 Keith, F.W. & Moll , R,T. - Matching a dewa te r ing c e n t r i f u g e to waste s ludges , Chem. Eng. P rog r . 67 ( s e p t . 1971) : 55 - 59 .

Keith, F. - Cent r i fuges c o n c e n t r a t e and dewater waste system s o -l i d s , Water & Sew. Works, 116 (1969) : IW 10 - 15, IW 18.

Onstwedder, H. & Pepping, R. & Man, A. de - Toepass ingsmoge l i jk -heden van cen t r i f uges voor de o n t w a t e r i n s van aeroob gemi-ne ra l i s ee rd s l i b , H20, (1970) 19.

Onstwedder H. & V l i e s , A.W. van der - Ind ikk ing van aeroob g e -mineral iseerd s l i b door een b a s k e t c e n t r i f u g e , Ho0 (1975) 22 : 438 - 445. 2

Parkhurs t , J .D. & Miele , R.P. & Hayashi , S .T . , e . a . - Dewatering digested primary s ludge , JWPCF, 45 (1974) 3 : 468 - 484.

131 Proces design manual for s ludge t r ea tmen t and d i s p o s a l , Envi ron . Protect ion Agency 625/1-74-006 (oktober 1974).

132 Townsend, J.H. - What the wastewater p l a n t eng inee r should know about centr i fuges pa r t 1 and 2, Water and Wastes Eng. 6 (1969) : 11, 12, 35, 42.

133 Vaughn, D.R. & Reitwiesner , G.A. - Disk-nozz le c e n t r i f u g e s for sludge thickening, JWPCF 44 (1972) 9 : 1789 - 1797.

134 Ves i l i nd , P.A. - Estimating of s ludge c e n t r i f u g e performance , Jour . San. Eng. Div. , ASCE, 96 (1970) j u n i paper 7378.

97 (1971) SA 6 : 934 - 935. 135 Eggink. H.J. - Experience in cen t r i fuga t ion of sewage s ludges -

aspects of performance and r e l i a b i l i t y . I n : t he 7th I n t . " Conf. on Water P o l l . Res . , P a r i s , September 9-13-1974.

136 Schu l t ze , E. - Neuere Erfahrungen beim Einsa tz von Dekantern Ariaqua 2/71.

137 V a t e r , W. - Beitrag zur Klarschlammzentrifugierung, CWF (Wasser - Abwasser) 115 (1974) 3 : 137.

138 Swanwick, J.D. - Recent development in sludge technology i n the USA, Water Po l l . Control (1968) : 374.

139 Wylemann, E.H. - Versuche der Schlammentwasserung mit Z e n t r i f u -gen in zwei Stufen, Kummunalwirtschaf t , (1976) 9 .

140 Pennwalt Ltd. - Centrifugal sewage sludge dewater ing.

FLOTATIE-INDIKKING

141 Ainswor th , G. - Sludge treatment - Current t r ends , Process B io -

chetn 8 (1973) : 11 - 14.

U * B a r r e t t ! i . - E u L r o f l o t a t i o n - development and m U c t m .

Hate r P o l l . Control 1975: 59. „ r e f l o t a t i o n of U5 ^ s i r ^ ^ i x r ^ ^rs^... <.*•> -, / A « 5 4 5 V l h o n a s A. - Some experiences in the consol ida t ion 146 K ^ J ' J ™ ! ™ ^ sludge, The Surveyor (tnaart .968) .

147

3 3 " 3 7 , . , • > , « AWasser - Aufbereitung durch f l o -Bucher , H. - F o r t s c h r i t t U c h e Abw * « _ ^

t a t i o n , Chemie-Techmk, 1 (1972)

- 137 -

148 Conway, R. & Kifer, L. - Polymetric coagulant improves flotation thickening, Water Works and Wastes Eng., 2 (1965) 4 : 6 7 - 6 8 .

149 Cooke, B. - Flotation, Process Eng. (okt. 1974) : 93 - 95. 150 Ettelt, G. - Activated sludge thickening by dissolved air flota­

tion. In: Proc. 19th Ind. Waste Conf., Purdue Univ., ext. ser. 117 (1975) : 210 - 244.

151 Hahn, 11.H. & Klute, R. - Neuere physikalisch - chemische Aspekte bei der Abwasserreinigung Teil II, notation und Filtration Wasserkalender 9 (1975), Berlin, Erich Schmidt, 1974 : 45 - 88

152 High, R.E. - Centrifuging of soft effluent sludges, Aust. Chem. Eng 13 (1972) 10, 19.

153 Hilmer, A. - Sludge thickening by flotation, Process Biochem. 8 (1973) 5 : 26 - 28.

154 Jones. W. - Sizing and application of dissolved air flotation thickeners, Water and Sew. Works 115 (1968) : 177 - 178, 180, 183 - 184, 186, 188, 190, 192, 194.

155 Kaeding, J. - Beitrag zur Schlammeindickung durch Flotation, Was-sertechnik, 12 (1962) 1 : 6 - 11.

156 Karyakin, V.V. & Kharlan, N.G. & Yagubets, A.W. - A study of the process of hydrogen bubble formation and sludge flotation in electro flotation purification of electrolytes.

157 Katz, W. - The use of dissolved air flotation, (1963 operator's forum) JWPCF 36 (1964) 4 : 407 - 418.

158 Katz, W. & Geinpoulos, A. - Sludge thickening by dissolved air flotation. JWPCF 39 (1967) 6 : 946 - 956.

159 Kohler, R. - Technologie und Anwendung der Entspannungsflotation in der Abwasserreinigung, Wasser, Luft und Betrieb, 19 (1975) 2 : 72 - 77.

160 Kohler, R. - Anwendungsbereiche des Flotationverfahrens in der Abwasser- und Schlammbehandlung, Wasser, Luft und Betrieb (1972) 9 : 294 - 298.

161 Kohler, R. - Eindickung von Uberschussschlamm durch Entspannungs-flotation. Industrie-abwasser (1971) : 26 - 33.

162 Kohler, R. - Das Flotationsverfahren und seine Anwendung in der Abwassertechnik, Wasser, Luft und Betrieb (1969) 9.

163 Kramer, O.E. - Mikroblasen - Flotation ein schwedisches Abwasser-behandlungs-verfahren, Chem. Anl. Verf. (1974) 3 : 91 - 92.

164 Kuhn, A. - Electroflotation the technology and waste treatment applications, Chem. Processing (juni 1974) : 9 - 12.

165 Lundgren, H. - Recent advances in air flotation technology, Tappi, 53 (1970) 287.

166 Proces design manual for sludge treatment and disposal, Environ. Protection Agency EPA 625/1-74-006 (okt. 1974).

167 Reuter, J. - Das Flotationsverfahren und seine Anwendung bei Pro-cessen der Fest/Flussigtrennung, Aufbereitungstechnik (1974) 9 : 475 - 482.

168 Wahl, A. - Sludge thickened by flotation, Wastes Eng. 32 (1961) 12 : 681.

169 Wood, R.F. & Dick, R.J. - Some effects of sludge characteristics on dissolved air flotation. In: Proc. of the 7th IAWPR Conf. (sept. 1974).

170 Wood, R.F. & Dick, R.J. - Factors influencing batch flotation tests, JWPCF 45 (1973) 3 : 304 - 315.

173 Treille, P. - Epuration electrique des eaux residuaires, Centre Beige d'Etude et de Documentation des Eaux (aout-sept. 1973) 357, 358.

- 138 -

172 Haddock, J .E .L. - Research exper i ence in the t h i c k e n i n g of a c t i vated sludge by d i s so lved a i r f l o t a t i o n . I n : Water Kes-Centre Conf., F l o t a t i o n for wa te r and waste t r ea tmen t (197b) , paper 5, sess ion 2.

,73 Ashman, P .S . - Operat ional expe r i ences of a * * 1 ™ " * ° } V g * e

thickening by d i sso lved a i r f l o t a t i o n a t t h e ^ ^ " ^ ^ f treatment works. In : Water Res . Centre Conf. , F l o t a t i o n for water and waste t r ea tmen t , 1976, paper 6 s e s s i o n .

Komline, T.R. - Sludge th icken ing by d i s so lved a i r f i x a t i o n i n the USA. In : Water Res. Centre Conf. F l o t a t i o n for wate r and waste t reatment , 1976, paper 7, s e s s i o n 2. .

Gregory, R. - A cost comparison between d i s s o l v e d a i r f e t a t i o n and a l t e rna t ive c l a r i f i c a t i o n p r o c e s s e s . I n : Water Res . Centre Conf., F l o t a t i o n for wate r and waste t r e a t m e n t , 1976, paper 11, session 2. c , «-Vn#rVp-

T ^ . V T . . - Tbe use of dissolved a r o t a t . o n « h . ^ h x * . ning of waste ac t iva ted s ludge , E l l l u e n c ana

174

175

Jour , (mei 1975) : 243 - 251.

- 139 '

VERKLARING VAN BEGRIPPEN

actuele capaciteit

capillair gebonden water

cellulair gebonden water

chemisch slib

colloidaal gebonden water

d.s,-rendement gravitatie-indikker

d.s.-rendement centrifuge

d.s.-rendement f lo t a t i e - ind ikker

f i l t r a a t

g l o e i r e s t humusslib hydrofobe s l ibdee l t j e s

hydrof ie le s l ibdee l t j e s

i s o - e l e k t r i s c h punt

kantdiepte

mechanische slibontwatering

mesh

overloopwater a primair slib (ongestabiseerd/ gestabiliseerd

: produktie van ingedikt slib van een basketcentrifuge, uitgedrukt in kg droge stof per tijdseen-beid

: water dat de capillaire kanalen tussen de vaste stofdeeltjes opvult

: celvloeistof of door celwanden ingesloten water

: slib dat wordt geproduceerd bij het langs chemische weg zuiveren van afvalwater

: water dat door grenslaagkrachten is gebonden aan slibdeeltjes

. kg d.s. ingedikt slib )nn„ kg d.s. mvoer indikker

kg d.s. ingedikt slib kg d.s. in voeding x 100%

kg d . s . in laat-kg d. s. e f f luent kg d . s . in laat -x 100%

: afgescheiden water inc lus ief even-tueel meegevoerde s l i b d e e l t j e s

: percentage anorganische stof : afgestoten s l i b u i t oxidatiebedden : deel t jes die waterafstotende eigen-

schappen bezi t ten : deel t jes die wateraantrekkende e i -

genschappen bezi t ten : pH-waarde waarbij (hydrofiele)

colloiden neutraal z i jn : afstand tussen v loe is tofSpiegel en

hoogste punt van de tankbodem : ontwateren van s l ib met behulp van

mechanische apparatuur, eventueel met toepassing van chemicalien (zeefbandpers, f i l t e r p e r s , c e n t r i ­fuge)

: aantal zeefopeningen per l i n e a i r e inch, gemeten vanaf het centrum van een draad tot een punt 1 inch verder

: door indikking afgescheiden water

: vaste deeltjes u i t het ongezuiver-de afvalwater, afgescheiden door bezinking

- 141 -

secondair slib : overtollig slib van een actief slib systeem

slibindex : het volume van 1 gram actief slib in ml na 30 minuten bezinken in een cilinderglas (zie NEN 3235-4.5.)

slibdeken : drijflaag die ontstaat bij slibflo-tatie

uitgegist slib : anaeroob gestabiliseerd slib vrij water : water zonder directe binding met

vaste stof zuurstof slib : slib afkomstig van een zuiverings-

systeem, waarbij i.p.v. lucht zui-vere zuurstof is toegepast

- 142 -