Bufferbekken

Principeschema

 

Principe- en installatiebeschrijving

Het doel van een buffer is het verkrijgen van een constant debiet en mogelijk een constante kwaliteit. Dit gebeurt om de verdere zuiveringsprocessen zo optimaal mogelijk te laten verlopen. Bufferen kan in-line of off-line gebeuren. Bij in-line bufferen stroomt de volledige hoeveelheid afvalwater door de buffertank. Bij off-line bufferen stroomt op specifieke momenten enkel een gedeelte van het afvalwater (bv. opvang van calamiteiten of zeer hoge debieten) in de buffertank. De buffertank is in principe voorzien van een hoogtemeting (bepaling van het niveau voor sturing debiet en het genereren van alarmen) en een roerwerk om een goede menging (ofwel buffering) te bekomen.

Specifieke voor- en nadelen

Door te bufferen vermijdt of beperkt men de pieken in het afvalwaterdebiet en –concentratie waardoor :

  • nageschakelde zuiveringtechnieken beter in staat zijn het afvalwater te behandelen; voorbeelden hier zijn enerzijds de dosering van chemicaliën (zie technische fiche 'Chemische precipitatie'), bezinking (zie technische fiches 'Bezinkingsbekken' en 'Lamellenbezinker') of flotatie (zie technische fiche 'Flotatie'), die allen erg afhankelijk zijn van het influentdebiet, anderzijds een biologische zuivering die procesmatig erg gebaat is met een kwantitatief en kwalitatief continue afvalwaterstroom.
  • het mogelijk wordt om periodes waarin er geen afvalwater geloosd wordt te overbruggen met het afvalwater uit de buffertank; hierdoor kan de waterzuivering continu werken hoewel het afvalwater discontinu geloosd wordt.

Nadelen zijn er niet of nauwelijks aan het bufferen van afvalwater. Waar wel mee rekening moet worden gehouden bij het ontwerp van een buffertank zijn :

  • de kostprijs van de buffertank; deze kan sterk oplopen bij zeer grote schommelingen in concentratie of debiet, of indien lange periodes moeten worden overbrugd.
  • eventuele reacties die plaatsgrijpen in de buffertank indien deze een lange verblijftijd heeft.

Zo kunnen verzuringreacties optreden bij een afvalwater van een voedingsbedrijf met een bepaald gehalte aan vetten in het afvalwater. Reacties in het afvalwater (verzuring, vergisting, …) kunnen aanleiding geven tot geuroverlast, schuimvorming, neerslagvorming. Tevens is het belangrijk om bij sterke verzuring van het afvalwater te kiezen voor constructiematerialen of coating die hier tegen bestand zijn

Toepassing

Bij off-line bufferen stroomt het afvalwater enkel in de buffertank wanneer bepaalde voorwaarden voldaan zijn, bijvoorbeeld bij een piekdebiet of een abnormale hoge concentratie aan één of meerdere contaminanten. Afvalwaterzuiveringsinstallaties kunnen zeer gevoelig zijn voor debietschommelingen of voor variaties in de influentvracht. De kwaliteit en kwantiteit van industrieel afvalwater zijn echter zelden constant, door de aanwezigheid van batchgewijze processen, stilstand gedurende de nacht of het weekeinde, de opstart of het stilleggen van processen. Daarom wordt buffering gebruikt in quasi alle zuiveringsprocessen en in quasi alle sectoren. Concreet kunnen volgende praktische doelstellingen aangehaald worden:

  • Egalisatie van het influentdebiet.
  • Egalisatie van de influentvracht.
  • Tijdelijke opvang van periodieke lozingen, zoals de terugspoeling van ionenwisselaars of zandfilters.
  • Tijdelijke opvang van piekbelastingen of van moeilijk verwerkbare of toxische contaminanten.

Bij het dimensioneren van een buffertank moeten zowel de debietvariaties als de variaties in concentratie in rekening gebracht worden. In eerste instantie worden deze variaties in kaart gebracht via een uitgebreide staalname- en debietmeetcampagne. Met deze gegevens kan vervolgens een statistische analyse of een simulatie worden uitgevoerd om de optimale grootte van de buffertank te bepalen. Hierbij zijn twee objectieven van belang : enerzijds het hydraulisch objectief (i.e. uitvlakken van hydraulische pieken), anderzijds de belastingsbuffering. Beiden zijn tegenstrijdig: zo zal een buffertank die hydraulisch geoptimaliseerd werd meestal niet voldoen om variaties in de influentconcentratie op te vangen. Om deze op te vangen zou men steeds een bepaald volume afvalwater in de tank moeten houden, wat bij een optimale hydraulische buffering niet het geval is (tank komt leeg na een bepaalde periode). Simulatie van het niveau en de concentraties in de buffertank kunnen weergeven in hoeverre de influentvariaties worden afgevlakt bij een bepaald tankvolume.

Randvoorwaarden

Chemische en microbiologische stabiliteit van het afvalwater moeten zeker in beschouwing genomen worden.

Werkingsgraad

n.v.t.

Hulpstoffen

geen

Milieu-aspecten

Er komt geen reststof vrij

Kosten

De kosten voor buffering zijn vooral afhankelijk van de grootte van de tank, de plaatsing en de gebruikte materialen. Ruwweg mag men rekenen met een kostprijs van 100 €/m³ voor een betonnen tank, exclusief appendages en plaatsing.

Buffertanks in andere materialen zijn meestal veel duurder. Bijvoorbeeld, een gesloten polyester buffer met roerwerk van 100m³ kost 50 000 €.

Opmerkingen

geen

Complexiteit

Eenvoudig concept.

Automatiseringsgraad

Zeer eenvoudig te automatiseren

Referenties

  • AEA Technology, Manual of Effluent Process Technology, Environmental & Process Engineering Department, Harwell (GB), 1991
  • Baeyens J., Hosten L. en Van Vaerenbergh E., Afvalwaterzuivering, Stichting Leefmilieu - Kluwer Editorial, 1995
  • Giesen A., Crystallisation process eables environmental friendly phosphate removal at low costs, in Environmental Technology, Vol. 20, Issue 7, pp 769-775, 1999
  • VITO-SCT, herwerking technische fiches WASS, 2009

Versie : februari 2010

Producten en diensten: