Ontwerp van een afvalwaterzuiveringsinstallatie: van processelectie tot engineering, bouw en integratie van apparatuur

Het ontwerp van een afvalwaterzuiveringsinstallatie is een van de meest kritieke fasen bij de ontwikkeling van elk gemeentelijk, residentieel, commercieel of industrieel afvalwaterproject. Een afvalwaterzuiveringsinstallatie kan zijn uitgerust met hoogwaardige apparatuur en moderne zuiveringstechnologieën, maar om de beoogde zuiveringsprestaties te bereiken, moet het oorspronkelijke ontwerp gebaseerd zijn op nauwkeurige stromingsgegevens, een geschikte proceskeuze en volledige hydraulische berekeningen, waarbij alle componenten goed op elkaar zijn afgestemd.

Voor projecteigenaren, ontwikkelaars, aannemers en overheidsinstanties kunnen ontwerptekortkomingen leiden tot aanzienlijke problemen. Deze omvatten onder meer buitensporige bouwkosten, hoog energieverbruik, instabiele werking, gezuiverd water dat niet voldoet aan de vereiste normen, moeilijk onderhoud, herhaalde wijzigingen en vertragingen tijdens de inbedrijfstelling. Een succesvolle afvalwaterzuiveringsinstallatie moet daarom worden ontworpen als een geïntegreerd technisch systeem. Daarnaast is uitgebreide projectervaring een belangrijke factor bij de beoordeling van expertise op het gebied van afvalwaterzuivering.

Het ontwerp moet ook garanderen dat de afvalwaterzuiveringsinstallatie tijdens bedrijf praktisch blijft, voldoende flexibiliteit biedt voor toekomstige uitbreiding en betrouwbaar blijft functioneren gedurende de verwachte levensduur.

Dit project op het gebied van afvalwaterzuivering werd ontwikkeld voor een klant in Saoedi-Arabië. Ons werkgebied omvatte het ontwerp van een afvalwaterzuiveringsinstallatie, de engineeringopstelling ter plaatse, bouwtekeningen en ondersteuning van de faciliteit. Het projectomvang omvat gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsfaciliteiten, pompestations en andere watergerelateerde infrastructuur.

Waarom is het ontwerp van een afvalwaterzuiveringsinstallatie cruciaal voor het succes van het project?

De zichtbare onderdelen van een afvalwaterzuiveringsinstallatie zijn onder meer tanks, leidingen, pompen, zuiveringsapparatuur en apparatuurruimtes. De belangrijkste beslissingen worden echter genomen voordat de bouw begint.

Het kader voor de ontwerpfase omvat:

• Afvalwaterzuiveringsproces
• Vereiste zuiveringscapaciteit en hydraulische belasting
• Beschikbaar grondoppervlak
• Aantal, afmetingen en configuratie van zuivereenheden
• Stroomverdeling
• Afmetingen van pompen, blazers en mechanische apparatuur
• Elektrische belasting en stroomvereisten
• Automatiserings- en besturingsvereisten
• Slibproductie en slibbehandelingsvereisten
• Piekgemiddelde stroming en belastingsvermogen
• Eindafvoerkwaliteit
• Gereserveerde ruimte voor toekomstige capaciteitsuitbreiding

Voor grootschalige afvalwaterzuiveringsprojecten zijn deze factoren bijzonder belangrijk. Een ongeschikt afvalwaterzuiveringsproces kan de bouwkosten verhogen en tegelijkertijd het dagelijks beheer en onderhoud moeilijker maken.

De keuze van apparatuur, waaronder pompen, blazers, roerwerken, doseersystemen en andere mechanische apparaten, moet op juiste wijze geschieden en afgestemd op de werkelijke stroomsnelheid, bedrijfsomstandigheden en procesvereisten. Tegelijkertijd moeten civieltechnische werken en afvalwaterzuiveringsapparatuur tijdens de ontwerpfase goed op elkaar worden afgestemd.

Behandeltanks, funderingen voor apparatuur, pijpleidingen, elektrische systemen, inlaat- en uitlaatgebieden en onderhoudsruimtes moeten samenwerken binnen de algehele lay-out van de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Slechte coördinatie tussen civiele werken en mechanische en elektrische systemen kan leiden tot kostbare wijzigingen nadat de bouw is begonnen.

Daarom dient professioneel ontwerp van afvalwaterzuiveringsinstallaties de installatie te beschouwen als een geïntegreerd systeem, in plaats van als een verzameling afzonderlijke tekeningen of apparatuurpakketten. Van procesontwerp en hydraulische berekeningen tot civiele werken, integratie van apparatuur, elektrische besturing, installatie en inbedrijfstelling moet elke fase worden ontwikkeld rond de daadwerkelijke operationele vereisten van de afvalwaterzuiveringsinstallatie.

Begrijp het project voordat u de zuiveringstechnologie selecteert

Een succesvol ontwerp van een afvalwaterzuiveringsinstallatie moet beginnen met een duidelijk begrip van het project, in plaats van simpelweg een specifieke afvalwaterzuiveringstechnologie te kiezen, zoals het geactiveerd slibproces, MBBR, SBR of MBR.

Het geschikte afvalwaterzuiveringsproces hangt af van de werkelijke omstandigheden en vereisten van elk project. Bijvoorbeeld: MBR kan worden overwogen wanneer de beschikbare grondoppervlakte beperkt is en water van hoge kwaliteit na zuivering vereist wordt. Daarentegen is het conventionele geactiveerd slibproces mogelijk geschikter wanneer voldoende grond beschikbaar is en een bekende bedrijfsvoeringsaanpak wordt verkozen. Indien bestaande biologische tanks opnieuw kunnen worden gebruikt, kan MBBR ook worden overwogen als optie om de zuiveringscapaciteit te vergroten.

De juiste technologie is diegene die daadwerkelijk voldoet aan de vereisten en beperkingen van het project, en niet eenvoudigweg de technologie die momenteel de meeste aandacht krijgt op de markt.

Stel de ontwerpdebiet vast

Het engineeringteam bepaalt de huidige en toekomstige gemiddelde dagelijkse stroming, de maximale dagelijkse stroming, de piekstroming per uur, de minimale stroming, de interne recirculatiestroming, de teruggevoerde geactiveerde slibstroming (RAS) en, indien van toepassing, de stromingen gerelateerd aan hemelwater.

Een zuiveringsinstallatie voor afvalwater uitsluitend ontwerpen op basis van de gemiddelde dagelijkse stroming kan leiden tot onvoldoende hydraulische capaciteit onder piekbedrijfsomstandigheden. Zeefsystemen, verzamelkanalen, pompestations, bezinktanks, desinfectie-eenheden en andere afvalwaterzuiveringsfaciliteiten moeten mogelijk aanzienlijk hogere momentane stromingen verwerken, terwijl het biologische zuiveringsproces tijdens perioden met lage stroming stabiel moet blijven.

Tijdens de ontwerpfase van de afvalwaterzuiveringsinstallatie moeten alle stromingsaannames en berekeningsmethoden duidelijk worden overwogen en gedocumenteerd. Dit stelt eigenaars, aannemers en toezichthoudende instanties in staat te begrijpen hoe de geselecteerde capaciteit van de afvalwaterzuiveringsinstallatie is bepaald.

De vereiste afvalwaterkwaliteit vaststellen

De vereiste afvalwaterkwaliteit bepaalt het gehele afvalwaterzuiveringsproces. Een zuiveringsinstallatie die in een riolering ontlucht, heeft andere waterkwaliteitscontrole-eisen dan een installatie die rechtstreeks in een natuurlijk waterlichaam ontlucht.

Behandelfaciliteiten die zijn ontworpen voor hergebruik van irrigatiewater, vereisen over het algemeen tertiaire filtratie en desinfectieprocessen, terwijl toepassingen met een hoger hergebruiksniveau mogelijk membraanbehandeling of geavanceerde behandelingsprocessen vereisen.

De ontwerpcriteria moeten grenswaarden vaststellen voor alle relevante parameters, inclusief:

Lozingseisen moeten worden beschouwd als minimale contractuele vereisten, niet als normale operationele doelen.

Selectie van het afvalwaterzuiveringsproces

De keuze van het geschikte afvalwaterzuiveringsproces is een cruciale algemene ontwerpbepaling. Het begrijpen van verschillende afvalwaterzuiveringstechnologieën kan belanghebbenden helpen om beter deel te nemen aan de processelectie. Hieronder volgt een introductie tot een veelgebruikt zuiveringsproces:

Conventioneel geactiveerd slib

Het conventionele geactiveerd-slibproces is een goed gevestigde en wijdverspreide technologie. Bij juiste ontwerping en bedrijfsvoering kan het een stabiele en betrouwbare biologische zuiveringsprestatie leveren. Het proces vereist een beluchtingstank, een secundaire bezinktank, een systeem voor teruggevoerd geactiveerd slib (RAS) en een unit voor afvalgeactiveerd slib (WAS). Het is geschikt voor de zuivering van gemeentelijk afvalwater, maar vergt over het algemeen een relatief groot oppervlak.

Sequencing Batch Reactor (SBR)
Het SBR-systeem integreert meerdere biologische en bezinkfasen binnen één reactor via tijdsafhankelijke bedrijfscycli. Het biedt een compacte opstelling en procesflexibiliteit. Betrouwbare automatisering, correct ontworpen cycli en voldoende operationele buffercapaciteit zijn echter vereist om een continue instroom te kunnen verwerken.

Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)

Het MBBR-proces gebruikt draagmedia binnen de bioreactor om een beschermd oppervlak te bieden voor hechting en groei van biofilm. Het kan worden toegepast bij zowel nieuwe afvalwaterzuiveringsinstallaties als bij de verbetering of aanpassing van bestaande zuiveringsfaciliteiten.

Membrane Bioreactor (MBR)

Het MBR-proces combineert biologische behandeling met membraanfiltratie. Deze technologie kan hoogwaardig gezuiverd afvalwater produceren zonder de grote oppervlakte die doorgaans nodig is voor secundaire bezinking in conventionele behandelingsprocessen. Membransystemen vereisen echter effectieve voorbehandeling om vervuiling te minimaliseren, regelmatige reiniging van de membranen, zorgvuldige beoordeling van het energieverbruik en bediening door goed opgeleid personeel.

Anaerobe behandeling

Het anaerobe behandelingsproces is geschikt voor industrieel afvalwater met een relatief hoge concentratie en kan ook biogas opwekken. Of dit proces kan worden toegepast, hangt af van de biologische afbreekbaarheid van het afvalwater, de watertemperatuur, de concentratie organische stoffen, het aanwezigheid van giftige stoffen en de bedrijfsomstandigheden. Een specifiek biologisch behandelingsproces dient pas te worden geselecteerd nadat het ontwerpteam een systematische vergelijking heeft uitgevoerd van de beschikbare behandelopties.

Voorbehandeling: De cruciale eerste stap

De bescherming van de voorliggende voorbehandelingsunits is essentieel om een stabiele werking van het biologische behandelingsysteem te garanderen. De voorbehandelingsfase omvat over het algemeen grof zeven, fijn zeven, zandverwijdering, olieverwijdering, debietbewaking, inkomende hefpompen en geurbeheersingsfaciliteiten.

De opening van het zeefvlak moet aansluiten bij de vereisten van de downstream-apparatuur en behandelingsprocessen. MBR-systemen of processen met draagmedia vereisen doorgaans fijnzeven. Zandverwijderingssystemen kunnen pompen, leidingen en biologische behandelingsbassins beschermen tegen slijtage en zandophoping.

Afhankelijk van de kenmerken van het afvalwater kan voorbehandeling ook sedimentatie, opgeloste-lucht-flotatie (DAF) of chemische behandeling omvatten. Tijdens het ontwerpproces nemen we volledig in overweging hoe het vast afval dat door elke behandelingsfase wordt gegenereerd, wordt verzameld, vervoerd, gewassen, gecomprimeerd en verwijderd.

Bekijk meer van onze afvalwaterzuiveringsprojectcases.

Secundaire bezinking en vaste-stofafscheiding

De functie van een secundaire bezinktank is om vaste stoffen te scheiden van het biologische behandelingsproces uit het gezuiverde afvalwater en de gezette slib terug te voeren naar het behandelingsproces. De prestaties van de behandeling worden beïnvloed door de oppervlakte-overstroomrate, de belasting met vaste stoffen, de diepte van de tank, de toeleidingverdeling, de bezinkkenseigenschappen van het slib, de capaciteit voor teruggevoerd actief slib (RAS), de methoden voor slibafvoer en de apparatuur voor slibafname.

Zelfs als de biologische reactor correct is ontworpen, kan het gehele afvalwaterzuiveringsysteem nog steeds onvoldoende functioneren indien de secundaire bezinktank het slib niet adequaat kan vasthouden.

Bij MBR-systemen vervangt membraanscheiding de conventionele secundaire bezinktank, maar dit brengt extra eisen met zich mee, waaronder effectieve zeving, controle van membraanvervuiling (fouling), spoeling (scouring) en membraanreiniging.

Tertiaire behandeling en waterhergebruik

Indien het project een hogere kwaliteit van het afvalwater vereist, kan het zuiveringsproces worden aangevuld met ultrafiltratie (UF), actieve kool, desinfectie, geavanceerde oxidatie, omgekeerde osmose (RO) en andere zuiveringsprocessen.

De meest geschikte technologie dient te worden geselecteerd op basis van de eisen voor de uiteindelijke hergebruiks- of lozingskwaliteit van het water.

Coördinatie van mechanische, elektrische en besturingssystemen

Een volledige afvalwaterzuiveringsinstallatie vereist dat mechanische en elektrische systemen samenwerken om betrouwbare werking te garanderen.

Het mechanisch ontwerp omvat: pompen, blazers, roosters, roerders, slibbehandelingsapparatuur, chemische doseersystemen, kleppen, procesleidingen en ventilatie- en geurbeheersingsvoorzieningen.

Het elektrisch ontwerp omvat: belastingsberekeningen, PLC-besturingscentra, aarding, verlichting, onderbrekingsvrije stroomvoorzieningen (UPS) en vermogensfactorcorrectie, en biedt bovendien online bewaking van de waterkwaliteit en waarschuwingsfuncties.

Het ontwerp gaat niet alleen over het automatisch laten functioneren van alle apparatuur. Het moet ook duidelijk de opstart- en afsluitlogica van de afvalwaterzuiveringsinstallatie definiëren, evenals de responsprocedures bij apparatuurstoringen, abnormale vloeistofniveaus en schommelingen in de instromende waterstroming.

Linzhen levert bovengenoemde complete oplossingen als onderdeel van gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsprojecten.

Linzhen’s ervaring met oplossingen voor afvalwaterzuiveringsinstallaties

Wij bieden ‘all-in-one’-oplossingen voor afvalwaterzuivering en hebben uitgebreide praktijkervaring opgedaan met projecten van verschillende omvang en op diverse regionale markten.

Enkele van onze projecten zijn:

Geïntegreerde afvalwaterzuiveringsinstallatie in de Verenigde Staten

Gelegen in de Verenigde Staten, heeft deze afvalwaterzuiveringsinstallatie een zuiveringscapaciteit van 800 m³/dag in reactie op de grote schommelingen in de lokale afvalwaterkwaliteit en de strenge lozingsnormen hebben wij een meertraps gecombineerd behandelingsproces toegepast dat fysicochemische voorbehandeling integreert met biologische behandeling, om een stabiele en efficiënte verwijdering van organische stof, zwevende delen, stikstof en fosfor te bereiken.

Afvalwaterzuiveringsinstallatie voor plasticwassen in Maleisië

Deze afvalwaterzuiveringsinstallatie dient de lokale plasticrecycling- en plasticwasindustrie in Maleisië, met een behandelingscapaciteit van 2.000 m³/dag het is specifiek ontworpen om hoge concentraties zwevende stoffen, oliën en chemische toevoegingen in afvalwater van kunststofwassen aan te pakken. Het gehele afvalwatertreatmentsysteem is afgestemd op de kenmerken van afvalwater uit kunststofreiniging, wat een sterke weerstand biedt tegen schokbelastingen en lage bedrijfskosten oplevert. Het helpt de klant bij het bereiken van conformiteit met lozingsnormen en bij waterhergebruik en -recycling, waardoor het een representatief referentieproject voor afvalwatertreatment in de kunststofindustrie op de Zuidoost-Aziatische markt vormt.

Stedelijke afvalwatertreatmentsinstallatie in Oezbekistan

Deze lokale stedelijke afvalwatertreatmentsinstallatie heeft een capaciteit van 10.000 m³/dag. Het project maakt gebruik van een bewezen biologisch stedelijk afvalwatertreatmentproces, gecombineerd met een geautomatiseerd besturingssysteem en nauwkeurig geregeld luchttOEvoer.

Grijswaterbehandelingsinstallatie in Saoedi-Arabië

Via efficiënte waterzuivering en desinfectie levert het systeem geavanceerde behandeling en hergebruik van grijswater uit hotels, wooneigendommen en commerciële gebouwen. Als reactie op het tekort aan water in het Midden-Oosten, evenals op het relatief hoge zoutgehalte en de watertemperatuur van het ruwe water, hebben wij een gerichte combinatie van behandelingsprocessen ontwikkeld die een evenwicht biedt tussen optimalisatie van het energieverbruik tijdens bedrijf en waarborging van de kwaliteit van het behandelde water. Het behandelde water wordt gebruikt voor het besproeien van groenvoorzieningen, het spoelen van toiletten en het aanvullen van water in landschappelijke waterpartijen.

Rivierwaterzuiveringsinstallatie in Indonesië

Deze rivierwaterzuiveringsinstallatie is gelegen in Indonesië en heeft een zuiveringscapaciteit van 600 m³/dag. Met lokaal oppervlaktewater uit de rivier als grondwaterbron wordt een volledig waterzuiveringsproces toegepast, inclusief coagulatie, sedimentatie, filtratie en desinfectie, om troebelheid, zwevende stoffen en micro-organismen uit het water te verwijderen. Het gezuiverde water voldoet aan de normen voor huishoudelijk en productiegericht watergebruik.

Gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie op de Filippijnen

Deze gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie levert gecentraliseerde afvalwaterzuiveringsdiensten voor lokale steden en bereikt stabiele en conform afvalwaterzuivering onder beperkte beschikbare grondoppervlakte.

Eén-stopoplossingen voor afvalwaterzuivering: de juiste partner kiezen

Een gekwalificeerde afvalwaterzuiveringsinstallatie moet eerst en vooral garanderen dat het gezuiverde water consistent voldoet aan de vereiste normen en aan lokale milieuwetgeving, ter bescherming van de volksgezondheid en de omringende waterbronnen en het milieu. Belangrijker nog is dat de installatie ook de investering van de eigenaar moet beschermen door stabiele en betrouwbare werking te waarborgen, onderhoud eenvoudig en probleemloos te maken, en duidelijke mogelijkheden te bieden voor toekomstige capaciteitsuitbreiding en systeemupgrades, zodat de investering haar langtermijnwaarde behoudt.

Wij passen het behandelingsproces aan op basis van de kwaliteit van het ruwe afvalwater en ontwerpen het behandelingsproces nauwkeurig volgens sleutelparameters zoals COD, BOD, zwevende stoffen (SS), ammoniakstikstof en totaalfosfor. Wij selecteren geschikte biologische behandeling, geavanceerde behandeling en geïntegreerde afvalwatervoorzieningen. Of het nu gaat om gemeentelijk afvalwater, industrieel afvalwater of een gedecentraliseerd waterbehandelingsproject: wij bieden betrouwbare technologie en service over het gehele proces.

Als u een verzoek hebt voor een afvalwaterbehandelingsproject, vul dan het formulier in om neem contact met ons op. Ons technisch team reageert binnen 24 uur op uw e-mail. Uw e-mailadres en telefoonnummer worden niet openbaar gemaakt. Velden met * zijn verplicht.