Concept : Waterzuivering
Techniekbeschrijving
Luchtstrippen is een techniek waarmee vluchtige verbindingen kunnen worden verwijderd uit grondwater. Hiertoe wordt het grondwater intensief in contact gebracht met een luchtstroom. De te verwijderen stof gaat bij dit proces over van de waterfase naar de luchtfase. Luchtstrippen wordt voornamelijk toegepast in het geval van aromatische verbindingen (BTEX) en/of vluchtige gechloreerde koolwaterstoffen (VOCl's, o.a. trichlooretheen, perchlooretheen, tetrachloormethaan, chloroform). Voor de werking van de techniek is in eerste instantie de verhouding tussen de partiële dampspanning van de verontreiniging in de gasfase en de concentratie van de verontreiniging in de waterfase van belang. Deze verhouding is een vaste stofeigenschap en wordt de Henry-coëfficiënt genoemd. In feite geeft de grootte van deze coëfficiënt de "stripbaarheid" van de verbinding aan. De Henry-coëfficiënt is afhankelijk van de temperatuur.
Daarnaast speelt de snelheid van stoftransport van de waterfase naar de luchtfase een belangrijke rol. Deze stofoverdracht wordt bepaald door:
het uitwisselend oppervlak tussen luchtfase en waterfase;
de verblijftijd in het systeem ofwel de tijd dat zich een stof aan het uitwisselend oppervlak bevindt (contacttijd);
het concentratieverschil van de stof tussen de gasfase en de vloeistoffase (de drijvende kracht ofwel de afwijking van het thermodynamisch evenwicht).
Belangrijkste uitvoeringsvormen zijn de striptoren of stripkolom en de plaatstripper. De striptoren is gebaseerd op het tegenstroomprincipe, waarbij een verticaal opgestelde kolom is gevuld met een pakkingsmateriaal. De plaatstripper is gebaseerd op het kruisstroomprincipe (crossflow) waarbij de vloeistofstroom intensief wordt belucht door een geperforeerde plaat.
Toepassingsvoorwaarden
De techniek wordt ingezet bij vluchtige verbindingen die een Henry-coëfficiënt hebben die (globaal) groter is dan 0,001 atm.m³/mol. Het concentratiebereik waarbinnen de techniek kan worden ingezet varieert van een tiental microgrammen per liter tot enige tientallen milligrammen per liter. Ontijzering van grondwater voorafgaand aan luchtstrippen is noodzakelijk bij ijzergehaltes boven de 2 mg/l bij een stripkolom en 5 mg/l bij een plaatstripper. Zonder ontijzering kunnen er verstoppingen optreden in het pakket door ijzerafzettingen waardoor na verloop van tijd vervanging van het pakket of reiniging van het pakket met zuur noodzakelijk wordt.
Er moet rekening worden gehouden met een verontreinigde luchtstroom die gereinigd zal moeten worden, in de regel met actieve kool of met een biofilter.
De pH moet worden gecorrigeerd als het grondwater kalkafzettend is.
Resultaten
Onder de gestelde voorwaarde voor de Henry-coëfficiënt kunnen met luchtstrippen hoge verwijderingsrendementen worden bereikt tot 99 % per geplaatste unit. Indien noodzakelijk kunnen meerdere units in serie worden geplaatst om op die manier het totaalrendement nog verder te verhogen.
Kosten
De kosten voor toepassing van luchtstrippen worden bepaald door enerzijds het te behalen zuiveringsrendement en anderzijds het noodzakelijke concentratieniveau in het effluent. Deze twee aspecten zijn bepalend voor het aantal modules (units) dat in serie moet worden geplaatst. Onderstaande globale kosten gelden voor chloorhoudende oplosmiddelen als functie van de influentconcentratie (effluentconcentratie 10 mg/l).
Oplossing met:
1 stripper 1.000 ?g/l 0,2 EUR per m³
2 strippers in serie 10.000 ?g/l 0,35 EUR per m³
3 strippers in serie 100.000 ?g/l 0,6 EURF per m³
Milieurendement
Door toepassing van luchtstrippen vindt een verschuiving plaats van het compartiment water naar het compartiment lucht. Vanuit milieuhygiënisch oogpunt betekent dit dat zuivering van de luchtstroom noodzakelijk is. De striplucht kan worden nabehandeld met luchtactieve kool of een biofilter.
Strippen kost relatief veel energie. Het energieverbruik met een actieve koolluchtzuivering bedraagt circa 0,3 tot 0,5 kW/m³ water en met een biofilter luchtzuivering circa 0,1 tot 0,2 kW/m³.
Energieverbruik -
Reststoffen 0
Ruimtegebruik -
Geluidshinder 0
Geurhinder +
Ontwikkelingsstadium
Categorie 1
Er is met de techniek ervaring opgedaan in de bodemsaneringspraktijk bij het zuiveren van vluchtige chloorhoudende oplosmiddelen en BTEX aromaten.
Leveranciers
Elke aannemer actief op het gebied van bodemsaneringen heeft mogelijkheden tot het toepassen van luchtstrippen.
Referenties
RIVM (NL); Technieken voor het verwerken van verontreinigd water dat vrijkomt bij bodemsanering. Handboek Bodemsaneringstechnieken.