Elimineren van Vluchtige Organische Stoffen (VOS) onder andere oplosmiddelen
Regeneratieve adsorptie Deze techniek berust op het invangen van de VOS in een adsorbens:
- actieve kool
- zeoliet
- polymeer
Actief koolfiltratie; de algemene beschrijving Actief kooladsorptie kan gebruikt worden voor de verwijdering van verschillende verontreinigingen uit afgassen, onder andere oplosmiddelen.
Hoe werkt het? De gasstroom wordt door het actief kool geleid, waar de te verwijderen componenten worden gebonden aan het actief kool, totdat deze verzadigd is. Na het bereiken van de verzadigingsgraad van het actief kool, wordt deze vervangen of geregenereerd. Bij vervanging wordt de beladen actief kool meestal teruggenomen door de leverancier, die het als (chemisch) afval afvoert of regenereert. Wanneer het bedrijf de actieve kool zelf regenereert, spreken we van regeneratieve adsorptie. Over het algemeen wordt de verzadigingsgraad uitgedrukt in g/kg actief kool. De verzadigingsgraad is afhankelijk van de concentratie in de lucht. Als richtwaarde kan een adsorptiecapaciteit van 20 – 25 g solvent (uitgedrukt als koolstof) per 100 g actieve kool worden geadsorbeerd bij een goede werking van de adsorptie.
De voordelen voor het gebruik van actief kool zijn:
-
Hoge efficiëntie van VOS verwijdering;
-
Simpele en robuuste technologie;
-
Geschikt voor discontinue processen;
-
Gemakkelijk onderhoud;
-
Gemakkelijke plaatsing.
Vervolgens wordt de kool geregenereerd. Bij deze regeneratie vindt tegelijkertijd een concentratieverhoging plaats van de uitgedreven VOS. Dus adsorptie en daarna desorptie. Praktisch is de toepassing van een PSA filter (Pressure Swing Adsorbens) Werkt door middel van vacuüm. Desorptie kan ook door middel van stoom of thermisch. Het rendement VOS verwijdering bedraagt 95 – 99 %. Geurreductie > 95 %. Zie ook koolfiltratie.
Naverbranders Het afgas van de regeneratie bevat een hoge concentratie aan VOS en is veelal geschikt als brandstof. Vluchtige organische stoffen kan men door verbranding eenvoudig en vergaand afbreken, voornamelijk tot CO2 en H2O. De verbranding kan verschillende vormen aannemen, gaande van voeding aan een stoomketel of oven, tot specifieke naverbrandingsinstallaties. Voor naverbranders maakt men een onderscheid tussen thermische en katalytische systemen en tussen regeneratieve en recuperatieve technieken. De thermische systemen (regeneratief en recuperatief) zijn veruit de meest voorkomende. Naverbranding is door het eenvoudige principe, een uitermate robuuste en betrouwbare techniek. Thermische regeneratieve naverbranders kunnen bijvoorbeeld autotherm functioneren vanaf een VOS-concentratie van 1-3 g/m3.
Gasontlading (ionisatie) Bij deze techniek wordt de met VOS verontreinigde lucht door een reactorkamer geleid en hierin met behulp van elektrodes, onderworpen aan een zeer sterk wisselend elektrisch veld, 20 – 30 kV. Hierbij worden radicalen gevormd. De gasmoleculen zijn aanwezig als ionen, vrije elektronen, radicalen. De optredende reacties verlopen praktisch zonder temperatuursverhoging. De hoog reactieve radicalen zorgen voor een afbraak en verdere (partiële) oxidatie van de aanwezige verontreinigingen. De meest actieve reactieve stoffen in dit proces zijn N, O en OH radicalen. Indien de gasstroom rechtstreeks in de reactor wordt gestuurd, is het verwijderingsrendement > 90%. Indien reiniging noodzakelijk is, kan dit door vibratie, perslucht of water. Bij rechtstreekse behandeling is verwijdering van organische stoffen mogelijk. In geval van injectie van een geïoniseerde luchtstroom krijgt men voornamelijk met een modificering van de geurmoleculen en in mindere mate een verwijdering van de organische vracht. Hierna moet de gasstroom over een katalysator worden geleid om de eventueel aanwezige ozon te verwijderen.
De voordelen voor het gebruik van gasontlading:
- Relatief eenvoudige bedrijfsvoering;
- Weinig gevoelig voor variaties in de gasstroom;
- Het ionisatieproces heeft plaats bij lage temperatuur;
- Laag energieverbruik in vergelijking met naverbranders (voor gasstromen met lage energie-inhoud);
- Bij werking in bypass weinig gevoelig aan stof.
Het rendement op VOS-verwijdering bedraagt met nageschakeld koolfilter > 98%. Geschatte geurreductie 99%.
Biologische gaswassing Biologische gaswassing is een variant op biofiltratie. In plaats van de afgassen rechtstreeks over een biologisch filterbed te sturen, worden deze eerste gewassen met water, waarna het water een behandeling ondergaat in een biorotor. De wassing van de afgassen gebeurt in een gaswasser. Dit is een verticaal opgestelde reactor, waarin de gassen onderaan worden ingeblazen. Het waswater wordt bovenaan ingebracht en fijn verneveld. Op die manier ontstaat een intensief contact tussen de gassen en het water, die de overdracht van wateroplosbare componenten van de gasfase naar de waterfase bevordert. Vervolgens wordt het met VOS en andere componenten beladen afvalwater naar een biologisch afwaterzuiveringssysteem (actief slib of slib-op-drager) geleid. In dit systeem verwijderen de aanwezige micro-organismen, de organische vervuilingscomponenten op biologische wijze. Het gezuiverde water wordt opnieuw gebruikt in de gaswasser.
Toepasbaarheid De technische toepasbaarheid van biologische gaswassing is gekoppeld aan de volgende randvoorwaarden: Het proces is geschikt voor de behandeling van relatief hoge vervuilingsconcentraties, dankzij een hoge biologische omzettingsgraad.
Rendement We schatten dat minimaal 80% van de emissies uit de lakkerijen ingevangen worden voor afvoer naar de biologische gaswassing. Het rendement van een biologische gaswassing zelf wordt bepaald door het rendement van de gaswassing enerzijds, en het rendement van de biologische afbraak in de afvalwaterzuiveringsinstallaties anderzijds. Het rendement van de gaswasser wordt bepaald door de oplosbaarheid van de VOS in water, en mag geschat worden op 80 à 90 % ( Infomil, 1999). Het rendement van de biologische afbraak in de biorotor bedraagt nogmaals 85 à 95%.
Radozon Deze techniek berust op het injecteren van ozon in de verontreinigde gasstroom, met daarna een injectie van waterstofperoxide. Hierdoor worden zeer veel radicalen gevormd die zorgen voor afbraak en oxidatie. Ook de VOS en PAK worden door deze techniek afgebrokenn. Hierna wordt de gasstroom over een filter geleid om een katalysator te verwijderen. Met naschakeling van een actief koolfilter bedraagt het rendement van VOS verwijdering>99%. Geschatte geurreductie 99%.
Radozon wordt toegepast op vele gebieden maar behoort nog niet tot de standaard technieken. De hoge rendementen en het ontbreken van schadelijke bij- of restproducten maakt deze techniek zeer aantrekkelijk. De eerste onderzoeken en pilots zijn geweest met een goed resultaat. Zie ook de techniek Radozon. |