Transcript De biobrandstoffensector is een bloeiende industrie als

w proj e ct
Memthane®-technologie behandelt
effluent biobrandstoffen
De biobrandstoffensector is een bloeiende industrie als gevolg van de aldoor
toenemende vraag naar hernieuwbare
groene energie. Biodiesel, bio-ethanol
en andere biobrandstoffen en biobouwstenen kunnen worden geproduceerd
uit diverse veevoedervoorraden en
ook uit landbouwafvalstromen die
resulteren in biobrandstoffen van de
tweede generatie. Wat al deze producten gemeen hebben, zijn de hoge energiebehoeften van de productie en de
resterende geconcentreerde afvalwaterstromen. Met het oog op de behoefte
aan een meer kostenefficiënte afvalverwerking van de biobrandstoffensector
en betere opties voor de recycling en
het hergebruik van water, ontwikkelde Biothane - een dochteronderneming van Veolia Water - de anaerobe
Memthane®-technologie.
A
naerobe afvalwaterbehandeling wordt
beschouwd als de favoriete behandelingstechniek die resulteert in waardevol biogas.
Biothane heeft een ‘track record’ van meer dan 45
volledige anaerobe behandelingsinstallaties voor
biobrandstoffen en distilleerderijen. Conventionele
technologieën zoals Biothane UASB en Biobed EGSB
typetechnologieën zijn beperkt tot een maximumconcentratie van organische stoffen (CZV < 20.000
ppm) en concentraties zoutgehalte en FOG (Fat,
Oil and Grease). Dit vereist een voorzuivering, al of
niet met chemie, wat het behandelingsproces complexer en duurder maakt met het oog op kapitaalen bedrijfskosten.
I nnovatief en effici ë nt
De ontwikkelde Memthane®-technologie overwint
de beperkingen van de bestaande technologieën.
Memthane® is de innovatieve technologie die biobrandstoffen nog groener kan maken door biogas
te produceren uit verschillende afvalstromen, waarbij fossiele brandstoffen in het productieproces dus
worden vervangen. Geconcentreerd afvalwater en
slurrystromen zoals (dun) spoelwater, condensaten en glycerol, die biodieselafvalwater bevatten,
kunnen worden behandeld in het ééntraps reactorproces van Memthane. Het CZV- verwijderingsrendement is hoog en bedraagt meestal meer dan 98%.
Daardoor wordt dus meer biogas gegenereerd en kan
vaak aerobe nabehandeling worden voorkomen. In
specifieke gevallen kan de biogasproductie zelfs in
100% van de energievraag van de productie-installatie voorzien. Naast de maximale energieproductie
en –efficiëntie zorgt het kristalheldere effluent voor
terugwinning van nutriënten zoals stikstof (geproduceerd ammoniak en fosfaat) en potentieel direct
waterhergebruik via directe nabehandeling door
middel van omgekeerde osmose.
Memthane®, de nieuwe anaerobe membraanbioreactor (MBR) van Veolia Water Solutions & Technologies, combineert de voordelen van anaerobe
behandeling met de voordelen van aerobe MBR’s.
Deze bestaat uit een hoogefficiënte, geavanceerde
anaerobe Biothane- bioreactor, gekoppeld aan een
Pentair X-Flow crossflow ultrafiltratie membraansysteem. Afvalwater wordt naar de anaerobe bioreactor gevoerd, waarbij de organische componenten
worden omgezet in methaanrijk biogas dat meestal
ruimschoots volstaat om aan de procesenergievereisten te voldoen (< 7% van bruto energieproductie). Hierbij is het surplus beschikbaar als hernieuwbare energiebrandstof. Het unieke en gepatenteerde
mengsysteem in de Memthane®-reactor garandeert
de preferentiële verwijdering van anorganische
vaste stoffen en optimaliseert de reactorprestaties.
Het effluent van de anaerobe reactor wordt verpompt naar de ultrafiltratiemodules, waarbij permea q u a r a m a # 6 3 I 63
w proj e ct
aat wordt gescheiden van het slib/water mengsel;
de biomassa wordt teruggevoerd naar de bioreactor.
Het proces is ontworpen om te werken onder
druk, zodat geur(hinder) ook wordt voorkomen.
De membranen worden buiten het reactorvolume
geïnstalleerd, wat zorgt voor gebruikersvriendelijk onderhoud.
S t r u viet
Het permeaat heeft een heel laag gehalte gesuspendeerde stoffen en meestal wordt de influent
CZV met meer dan 98-99% beperkt. Indien nodig
kan het permeaat verder worden gepolijst door middel van een verscheidenheid aan fysische en biologische technieken, waaronder het terugwinnen
van nutriënten door neerslag van struviet. Door
de hoge kwaliteit van het permeaat is dit geschikt
voor directe toevoer naar een installatie voor
omgekeerde osmose. Hierdoor kan ongeveer 70%
tot 90% van het afvalwater worden teruggewonnen met een kwaliteit die minstens zo goed is als
die van gemeentelijk drinkwater. Door het gebruik
van membraanscheiding kan Memthane® lange slibretentietijden bereiken, waardoor de overtollige
slibproductie en afvalverwerkingskosten tot een
minimum beperkt worden. Dit zorgt er ook voor
dat complexe organische macromoleculen kunnen
worden afgebroken die door het membraan worden
tegengehouden.
den voor een minimale slibproductie.
De installatie is bedoeld voor de behandeling van
700 m3/dag met een corresponderende CZV lading
van 45 ton/dag. De installatie heeft een bruto caloriecapaciteit van 5,3 MW. Het biogas wordt verder
behandeld in een warmte-krachtkoppeling, die 1,2
MW groene elektriciteit produceert. Voorzien wordt
dat het anaerobe permeaat verder wordt gefilterd
met hergebruik in de ethanolproductie.
T r ack r eco r d
Tot nu toe heeft Veolia negen volwaardige Memthane-installaties toebedeeld gekregen, die in werking of in aanbouw zijn. Methaanprocessen worden toegepast op het gebied van zuivelindustrie,
bio-ethanol, cellulosehoudend bio-ethanol, biodieselproductie en de voedselverwerkende industrie. Daarbij zijn meer dan veertien demonstratieinstallaties in bedrijf.
E
www.veoliawater.com
Influent is fed to the
anaerobic bioreactor
where the organic
Conditioning of the highstrength wastewaters
Cleaning In Place (CIP)
components are converted
into energy-rich biogas.
Biogas
Safety
Flare
P ools p r o j ect
De ontwerpbeschouwingen voor de behandeling
van afvalwater van een Poolse distilleerderij worden in onderstaande figuur weergegeven. Om het
afvalwater te kunnen behandelen door middel
van een Biobed EGSB-proces, zou de dunne spoeling (CZV 70.000 ppm en TSS 12.000 ppm) verdere
voorbehandeling vereisen na centrifugering door,
ten eerste, verdere verwijdering van vaste deeltjes
en, ten tweede, verdunning van het zoutgehalte
met zacht water.
Dankzij het membraanproces kan het effluent van
de dunne spoeling direct worden behandeld. Dit
heeft diverse interessante voordelen: het betekent
zowel een besparing van verdund effluent, van chemicaliën voor verwijdering van vaste stoffen als van
afvalverwerkingskosten voor onstabiel DAF-flotaat.
Daarnaast creëert het een biogasproductie die 15
tot 20% hoger ligt en zorgen de lange slibleeftij-
C oncl u sie
Het Memthane-proces blijkt een heel duurzame,
innovatieve maar bewezen technologie te zijn
voor de behandeling van effluent van biobrandstoffen. Het maximaliseren van de energieterugwinning en het creëren van een effluent met
hoog potentieel voor de terugwinning van nutriënten en effluent zijn kenmerken waarmee de
biobrandstoffenindustrie haar duurzame ambities kan verwezenlijken. Dankzij de 100% slibretentie door het automatisch membraanproces,
blijkt dit bovendien een robuuste en gebruiksvriendelijke technologie te zijn.
Fe
CIP
Chemicals
NH3
NaOH
CIP
Byproduct
Storage
Heated CIP
Tank
A
C
Cl
CIP
Mixed Anaerobic
Reactor
Biogas
Raw Waste Feed
Membrane
separation
Byproduct and
Wastewater Feed
Feed Pump
Heat
Recovery
If required, several polishing
techniques are available to
further treat the suspended free
effluent for re-use or recover
nutrients, while the low COD
filtrate is often low enough for
direct discharge to the sewer.
Permeat
Discharge
After anaerobic
treatment, the UF
membrane unit
separates the ‘clean’
permeate from the
biomass.
Recirculation
Pump
Biomass
Discharge
The biomass is returned
to the bioreactor, while a
small amount of biomass is
removed from the system
and discharged after
dewatering.
a q u a r a m a # 6 3 I 65