Ozon in der Wasserbehandlung

De wettelijke eisen op het gebied van afvalwaterzuivering zijn streng en worden steeds strenger:

  • Organische verontreinigingen
  • Inert COD dat moeilijk biologisch afbreekbaar is
  • Kleur van het afvalwater
  • Sporen van stoffen of microverontreinigingen
  • Evenals, in toenemende mate, hormoonachtige stoffen

Er is steeds meer aandacht voor de economische verwerking van overtollig slib en de vermindering van de slibindex bij de behandeling van industrieel afvalwater. Proces-, recirculatie- en koelwater worden vaak apart met ozon behandeld om legionella te bestrijden.

Gerichte waterbehandeling met ozon is een doeltreffend en economisch alternatief voor complexe zuiveringstaken.

Ozonbehandeling: ozonoxidatie op het hoogste niveau

Ozon is de krachtigste oxidant die op industriële schaal geproduceerd kan worden. Het maakt het mogelijk om een groot aantal problematische stoffen volledig te elimineren, of ze in die mate te oxideren dat ze biologisch afbreekbaar worden. Tijdens het proces reageert ozon tot relatief onschadelijke oxidatieproducten en zuurstof.

Afhankelijk van de specifieke toepassing wordt ozon direct ingezet of gecombineerd binnen een AOP-proces (Advanced Oxidation Process) om het oxidatiepotentieel verder te verhogen door de vorming van OH-radicalen.

Overzicht van het oxidatiepotentieel

OxidatiemiddelOxidatiepotentieel (V)
OH-radicaal (ozon AOP)2,8
Ozon2,07
Waterstofperoxide1,78
Kaliumpermanganaat1,7
Hypochloriet1,49
Chloor1,36
Chloordioxide1,27
Zuurstof1,23
Module einer Abwasser-Ozonierung: 1. Ozonerzeugung / 2. Pumpenskid / 3. Ozonreaktor

Ozoninstallaties bestaan doorgaans uit ten minste drie modules:

Modules van een ozonisatiesysteem voor afvalwater: 

  1. Ozongeneratie
  2. Pompskid
  3. Ozonreactor

De samenstelling van elke installatie is gebaseerd op een analyse door specialisten om de optimale ozonisatiegraad te bepalen die voldoet aan de behandelingsdoelstellingen of lozingsnormen.

De zuurstofrijke afgasstroom die bijvoorbeeld bij de ozonisatie in de vierde zuiveringsstap ontstaat, kan op economische wijze worden gerecycled en met de OXY INJECTOR-TURBOXAL of de OXY INJECTOR-VENTOXAL worden gebruikt voor de zuurstofinjectie in voor- of nabehandelde biologische processen.

Betrouwbare ozonvoorziening: eenvoudig ozon ter plaatse genereren

Vanwege zijn reactieve karakter kan ozon niet worden opgeslagen en moet het daarom ter plaatse uit zuurstof worden geproduceerd.
Ozon wordt gegenereerd door een geruisloze elektrische ontlading in een hoogspanningsveld binnen speciaal voor dit doel ontworpen, hydraulisch gekoelde ozongeneratoren.

De ozongeneratoren zijn verkrijgbaar met een capaciteit tot 100 kg/u ozon.

Ozonanlage zur Spurenstoff-Elimination, Wirtschaftsbetriebe Duisburg
Ozoninstallatie voor het verwijderen van sporenstoffen

De productie van ozon uit vloeibaar cryogeen zuurstof, geleverd in zuurstoftanks of, bij een extreem hoge vraag, via zuurstofproductie ter plaatse, blijkt de meest rendabele optie te zijn. De vereiste zuurstofkwaliteit wordt gegarandeerd door geavanceerde toeleveringssystemen en speciale producten.

Air Liquide biedt alle vormen van levering aan, evenals de bijbehorende diensten.

Ozongeneratoren: Technische gegevens

SpecificatiesKenmerken
Ozonconcentratie6 - 16 (20*) %wtVoedingsgas: Zuurstof * in uitzonderlijke gevallen met Primozone
Zuurstofkwaliteit> 93 - 99 %Dauwpunt < - 70°C, Koolwaterstoffen < 60 ppmv
Zuurstofbehoefte6 - 16* kg O2 / kg O3Afhankelijk van de ozonconcentratie, * 10 kg O2 / kg O3 bij 10%.
Energiebehoefte6 - 10…. kWh / kg O3Afhankelijk van de gewenste ozonconcentratie + koeling (ca. + 30-50%)
Koelwater / koeling1,5 m³ / kg O3Max. temperatuurstijging dT = 5°C
Materialen in contact met ozonPTFE, roestvast staal (RVS)Olie- en vetvrij
Zuurstofgas6 - 8 kg O2 / kg O3Dubbel gebruik mogelijk, bijv. gebruik van AL-afgassen
OzonveiligheidMAK-waarde:
0,1 ppm 8u/d
Geurdrempelwaarde: 0,005 - 0,02 ppm
Afmetingen ozoncontainer
  • 1 kg/u O3-generator: 10 ft container
  • 5 kg/u O3-generator: 30 ft container
  • 10 kg/u O3-generator: 40 ft container
  • Grotere containers op maat gemaakt
OmgevingsluchtbewakingVoor zuurstof en ozon

Verlaging van de COD-waarde, verwijdering van inerte COD en kleurstoffen

Ozonanlage nach der biologischen Reinigungsstufe mit Offgas-Nutzung mittels Oxy-Injector Ventoxal

Afhankelijk van het gebruikte productieproces kan industrieel afvalwater niet-biologisch afbreekbare of moeilijk biologisch afbreekbare stoffen bevatten, evenals kleurstoffen. Deze stoffen, waarvan sommige giftig zijn (zoals cyaniden, fenolen, benzenen of AOX-gebonden halogenen), evenals de kleurstoffen, moeten worden verwijderd voordat het afvalwater in een ontvangend waterlichaam wordt geloosd, maar ook bij indirecte lozingen voordat het in een gemeentelijke zuiveringsinstallatie terechtkomt. Hiervoor kan een ontgifting van het afvalwater nodig zijn.

Behandeling met ozon of een gericht AOP-proces is een veilige manier om inerte of giftige stoffen te verwijderen dankzij het hoge oxidatievermogen van ozon.

Afhankelijk van het doel en de te behandelen stoffen wordt ozon rechtstreeks op de bron toegepast, dat wil zeggen vóór de biologische zuiveringsfase, of erna, vóór de lozing in het ontvangende water.

Ozonbehandlung mit nachgeschalteter biologischer Reinigungsstufe
Ozonbehandeling met een daaropvolgende biologische zuiveringsstap

Verwijdering van sporenstoffen met behulp van ozon

Ozonanlage zur Elimination der Spurenstoffe im Abwasser mit Offgas-Nutzung mittels Oxy-Injector Turboxal

Er is steeds meer aandacht voor sporenstoffen en microverontreinigingen. Microverontreinigingen zoals farmaceutische producten, cosmetica, pesticiden en andere chemische stoffen vormen een grote bedreiging voor ons water. Inmiddels zijn er in bijna heel Duitsland residuen aangetroffen in stromend water, evenals in bodem- en grondwatermonsters.

Dankzij zijn reactievermogen biedt ozon de mogelijkheid om op kostenefficiënte wijze sporenstoffen uit het effluent van gemeentelijke of industriële zuiveringsinstallaties te verwijderen. Het uitbreiden van bestaande zuiveringsinstallaties met een vierde zuiveringsstap om sporenstoffen met behulp van ozon te verwijderen, heeft zich al vele malen bewezen.

Naast zijn proefinstallaties en procesengineering biedt Air Liquide een nieuwe, economische technologie voor ozoninjectie aan die gebruikmaakt van zuurstofhoudende afgasstroom in het activeringsproces en zo de omvang van de reactiekamer aanzienlijk vermindert, terwijl het proces flexibeler wordt.

Afbraak van overtollig slib: vermindering van overtollig slib en van de slibindex

Overtollig of secundair slib wordt geproduceerd door alle gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsinstallaties die zijn uitgerust met een biologische fase. De verwijdering ervan is onontbeerlijk. In veel gevallen wordt het zuiveringsslib, afhankelijk van het fosforgehalte, verbrand om het fosfor later te kunnen terugwinnen.

Het gebruik van ozon bij de behandeling van overtollig slib of de afbraak van zuiveringsslib biedt talrijke voordelen:

  • Tot 50 % vermindering van de hoeveelheden en de verwijderingskosten
  • Opvang van nutriënten en sporenstoffen
  • Verlaging van de slibindex (SVI)
  • Geoptimaliseerde afvoerbaarheid
  • Verbetering van de systeemprestaties
Reduktion von biologischem Überschussschlamm mittels Ozon

Naast de afbraak van overtollig slib zorgt ozon er ook voor dat de slibindex, volumineus slib of draadvormige bacteriën direct en gericht worden verminderd in een „lichtere versie“.

Ozon maakt het mogelijk om in de biologische fase direct in te werken op de slibindex en de draadvormige bacteriën in het zuiveringsslib of het overtollige slib.

Behandeling van koelwater met ozon: bestrijding van legionella

Einsatz von Ozonierung von Kühlwasser zur Desinfektion

Effectieve methoden om de grenswaarden voor legionella na te leven of het aantal micro-organismen in de waterkringloop te verminderen, spelen een centrale rol in koeltorens. De grenswaarden voor de concentratie van legionella in koeltorens zijn vastgelegd in specificaties zoals de VDI-richtlijn 2047, blad 2. Effectieve methoden voor de continue waterbehandeling en desinfectie van koelwater worden ook vanuit economisch oogpunt steeds belangrijker.

Het gebruik van ozon is een effectieve methode, met name voor complexe of grote koelcircuits.

Ozon voorkomt:

  • Legionella
  • Hoge bacteriële concentraties
  • Vorming van biofilms
  • Toename van biogene corrosie

Ozonwater: een revolutionair nieuw systeem voor de toevoeging van ozon

De economische prestaties van ozon bij waterbehandeling zijn sterk afhankelijk van de toegepaste ozoninjectietechnologie.

Er wordt momenteel een nieuwe, baanbrekende ozoninjectietechnologie ontwikkeld: ozonwater is bij uitstek geschikt voor het verwijderen van sporenstoffen en microverontreinigingen in aanwezigheid van inerte BZV of kleurstoffen.

Ozonwater is een vloeistof die zeer sterk met ozon is verrijkt:

  • Verkrijgbaar onder druk
  • Maakt gebruik van zuurstofhoudende afgas
  • Heeft een verhoogde reactiviteit en AOP-eigenschappen.
  • Wordt in vloeibare vorm toegevoegd
  • Kan dus in elke reactor worden gebruikt

Goed doordachte tips: de basisprincipes van waterbehandeling met ozon

Het gebruik van ozon voor de behandeling van water en afvalwater is geschikt voor een grote verscheidenheid aan industriële takken en sectoren en biedt een breed scala aan behandelingsdoelen:

Industrie/sectorDoel van de toepassing/behandeling
Chemische industrieOxidatie van toxische stoffen, bijvoorbeeld cyaniden, fenolen, benzenen, ...
Raffinaderijen en petrochemieOntgifting van afvalwater
Productie van papierpulpOntkleuring van proceswater of afvalwater
PapierproductieOxidatie van moeilijk afbreekbaar CZV (Chemisch Zuurstofverbruik)
LevensmiddelenindustrieDesinfectie van effluent
Farmaceutische industrieReductie van sporenstoffen en micropolluenten
Gemeentelijke afvalwaterzuivering- Reductie van overtollig slib
- Slibdesintegratie
- Verbetering van de slibindex
Pulp- en papierindustrieBleken
Koelcircuits, koelinstallatiesBescherming tegen legionella, behandeling van koelwater
DrinkwaterbehandelingVoorbehandeling, oxidatie, desinfectie

De experts in waterbehandeling van Air Liquide adviseren de gebruiker bij de selectie van de geschikte ozon-oxidatietechnologie. De integratie van ozonbehandeling in bestaande zuiveringsprocessen is eveneens van groot belang.

De experts van Air Liquide ondersteunen u met hun uitgebreide knowhow. Ons aanbod omvat onder andere:

  • Een grondige analyse van procesgegevens en verontreinigende stoffen
  • Gedetailleerd advies over de toegepaste ozontechnologie
  • Het uitvoeren van laboratorium- of praktijktesten met mobiele apparatuur
  • Engineering van de ozonbehandeling tot de volledige installatie en inbedrijfstelling van uw ozonisatiesysteem
  • Uitgebreid advies over alle veiligheidsaspecten gerelateerd aan ozon

Drinkwater is een schaarse hulpbron die moet worden beschermd. De industrie heeft daarom behoefte aan betrouwbare en kostenefficiënte technologieën om te voldoen aan de strikte wettelijke eisen voor afvalwaterbehandeling. Het gebruik van ozon of de ozonisatie van afvalwater biedt concurrerende oplossingen om een betrouwbare naleving van bestaande of nieuwe afvalwaternormen te garanderen.

Onze experts maken gebruik van CFD-modellering om een homogene menging van de ozon in de reactor te garanderen, waardoor de oxidatiesnelheid wordt geoptimaliseerd en het energieverbruik wordt verlaagd.

Ozonisatie-installatie (O3)

CategorieVerantwoordelijkheid van de klantLevering & Expertise Air Liquide
Infrastructuur & Site
  • Betonplaat voor de ozoncontainer
  • Veiligheidsomheiningen en beveiligde toegang
Inplantingsadvies en veiligheidsstudie (HAZOP).
ZuurstofbronElektriciteit en koelwater
  • Opslagtank voor vloeibare zuurstof of on-site productie (VSA)
  • Reduceerstation en drukregeling
Ozonisatie-unit
  • Watertransportpompen
  • Aansluitleidingen
  • Restozon-vernietiger (off-gas)
  • Hoogwaardige ozongenerator
  • Injectiesysteem (diffusers of injectoren)
  • PLC-kast: Intelligente besturingsautomaat
Expertise & Digitaal
  • Premium Audit: Opvolging van 9 kritieke kwaliteitsparameters
  • CFD-modellering: Simulatie om de contacttijd te optimaliseren
  • Water 4.0 ondersteuning: Wekelijkse proactieve opvolging en bediening op afstand

Let op: Om uw OPEX te optimaliseren, kan de niet-verbruikte zuurstof tijdens de ozonisatie worden teruggewonnen en in uw biologische bekkens worden geïnjecteerd via onze Ventoxal™ of Turboxal™ units.

nexelia voor ozonbehandeling van afvalwater: het merk bij uitstek voor oplossingen en procesoptimalisatie

Als totaaloplossing op maat zorgt de ozonbehandelingsoplossing van Nexelia voor een optimale koppeling tussen uw afvalwater- of proceswaterbehandeling en de technologieën voor het gebruik van ozon.

nexelia

 

Het merk nexelia, dat alle procesoplossingen omvat, combineert gassen, proceskennis en toepassingstechnologie met een sterk waardevoorstel, met name voor de ozonbehandeling van proceswater of afvalwater.