Vacuümverdamper
Afvalwater wordt gezuiverd en nadien hergebruikt in gesloten kringloop. Dat maakt vacuümverdampers DE duurzame oplossing voor de toekomst!
Wat doet een vacuümverdamper?
In een vacuümverdamper wordt het afvalwater verdampt. Die damp wordt vervolgens opnieuw gecondenseerd. De vloeistof die na de condensatie bekomen wordt, noemen we ‘destillaat’. De vervuiling die in het afvalwater zat, wordt sterk geconcentreerd en als een vloeistof afgevoerd: ‘het concentraat’.
Het destillaat is bijna altijd van een betere kwaliteit dan stadswater of regenwater. Afhankelijk van het te behandelen afvalwater kan het in sommige gevallen zelfs gedemineraliseerd water opleveren.
De concentraatstroom is meestal niet meer verder te zuiveren en moet dan ook extern afgevoerd worden. In de meeste gevallen is deze concentraatstroom 5 à 10% van het behandelde afvalwater. Zo’n 90 à 95% van de inkomende stroom kan dankzij de verdamper hergebruikt worden.
Hoge en lage temperatuursverdamper
Er bestaan twee grote groepen van verdampers: de hoge- en de lage temperatuursverdampers. Ze werken op verschillende manieren en hebben elk hun voor- en nadelen.
| Hoge temperatuursverdampers | Lage temperatuursverdampers |
| Mechanische dampcompresssiesysteem | Werkingssysteem met vacuümpomp |
| Operationeel op circa 85 °C | Operationeel op circa 35°C |
| Vrij laag energieverbruik (40 tot 60 Wh/l afvalwater) | Hoger energieverbruik (circa 140 Wh/l afvalwater) - meerdere systemen in serie kan het elektriciteitsverbruik aanzienlijk doen dalen |
| Iets gevoeliger voor onderhoud | Minder gevoelig voor onderhoud |
| Meer kans op corrosie | Minder kans op corrosie |
| Meestal voor grotere debieten (>8000l/day) | Meestal voor kleinere debieten |
| Hogere investeringskost | Lagere investeringskost |
|
Een-, twee-, of drietrapsverdamper
Verdampers met een warmtepomp verbruiken meer energie wat ervoor zorgt dat de operationele kost ook hoger ligt. Omdat het meestal over kleinere debieten gaat, is de impact beperkt. Wanneer het over grotere debieten gaat, kan men ook werken met een twee- of drietrapsverdamper.
Bij een tweetrapsverdamper zal het inkomende water in twee gelijke stromen opgedeeld worden. De ene stroom wordt op een iets hogere temperatuur behandeld, waarna het destillaat van die stroom gebruikt wordt om de andere stroom op te warmen. Op die manier hoeft maar de helft van het water opgewarmd te worden, weliswaar op een iets hogere temperatuur. Dit zorgt voor een lager energieverbruik en dus een lagere operationele kost.
Een tweetrapsverdamper verbruikt bijvoorbeeld 35% minder energie dan een eentrapsverdamper.
Hoe hoger het debiet, hoe meer trappen er mogelijk zijn.
Types verdampers op basis van materiaal
Voor beide types van vacuümverdampers kan er gekozen worden tussen verschillende materialen. Wat betreft de materialen die in contact komen met de vloeistof, kunnen 3 soorten materialen worden gebruikt:
- Inox 316L: de goedkoopste en meest toegepaste materiaalsoort, maar ook het gevoeligst voor putcorrossie.
- Superduplex: betaalbaar en toch hoge resistentie (veel resistenter aan chlorides en fluorides, die meestal putcorrosie veroorzaken).
- Hastelloy: meest resistent tegen corrossie, maar anderzijds wel zeer duur.
Zoals hierboven vermeld is een lage temperatuursverdamper minder gevoelig voor corrosie dan een hoge temperatuursverdamper. Dit komt simpelweg doordat de fluorides en chlorides veel agressiever zijn bij een hogere temperatuur.
In speciale gevallen kan er ook nog met kunststoffen verdampers gewerkt worden. Deze zijn bestand tegen zeer corrosieve materialen. Maar dit moet case per case geëvalueerd worden.
Types verdampers op basis van de warmtewisselaar
Naast de werkingstemperatuur en het gebruikte materiaal kunnen we ook nog op basis van de warmtewisselaar een onderverdeling maken in de soorten verdampers:
- Geforceerde circulatie: de vloeistof wordt door middel van een pomp door de warmtewisselaar geleid. Hierdoor is de kans op aanlading veel lager en zal er minder gereinigd moeten worden. Deze technologie zorgt bovendien voor de beste warmte-uitwisseling.
- Natuurlijke circulatie: de vloeistof vloeit enkel op natuurlijke kracht door de warmtewisselaar. Dit gaat veel trager dan bij een geforceerde circulatie waardoor er veel meer aanlading nodig is. Hierdoor is een reiniging ook vaker nodig.
- Schraper: Wanneer de vloeistof slib bevat, raden we aan om een schraper te gebruiken. Dit zorgt ervoor dat de warmtewisselaar continu geschraapt wordt waardoor reiniging zelden nodig is.
- Inner coil: Hier wordt de buizenwarmtewisselaar in de boiler geplaatst. Deze uitvoering is interessant voor toepassingen waar weinig risico is op aanlading.
Compact en autonoom
Een vacuümverdamper is een toestel dat kan beschouwd worden als een blackbox unit. Het wordt als één geheel geleverd en heeft zijn eigen elektrische sturing en bediening.
De capaciteit van een unit wordt uitgedrukt in hydraulische capaciteit per dag (liter per dag). Een vacuümverdamper werkt meestal 24h per dag en dit autonoom. Er is maar een zeer beperkte manuele opvolging nodig.
Wanneer de unit te groot wordt gedimensioneerd wordt het proces minder efficiënt. De verdamper zal dan maar enkele uren per dag werken en zal een aanzienlijke opstarttijd vergen. Tijdens deze opstart wordt er energie verbruikt, maar geen afvalwater verwerkt.
PCA kan verdampers aanbieden vanaf 150 liter te zuiveren water per dag. Aan de andere zijde van het spectrum zijn er geen limieten. De grootste individuele units zuiveren tot 120.000 liter per dag, maar er kunnen natuurlijk ook verschillende units in parallel geplaatst worden waardoor zeer grote debieten mogelijk worden.
Energietoevoer naar een verdamper
Om water te verdampen, heeft de vacuümverdamper energie nodig. In de meeste gevallen wordt hiervoor elektriciteit gebruikt, want dit is de gemakkelijkste en altijd beschikbare energiebron.
Soms is er stoom (of zeer warm water) beschikbaar. Dit kan ook een interessante energiebron vormen voor lage temperatuursverdampers, zeker wanneer het gaat over restwarmte. Er moet dan ook wel een bron van koelwater voorzien worden (wat relatief goedkoop kan).
Reiniging van een verdamper
Een vacuümverdamper werkt continu en autonoom. Na verloop van tijd zal er echter een reinigingscyclus van de installatie nodig zijn om de goede werking van de warmtewisselaar te blijven garanderen. De reiniging gebeurt meestal automatisch en vraagt geen manuele input. Na de reiniging worden de reinigingsvloeistoffen bij het concentraat gevoegd voor afvoer.
PCA gebruikt meestal verdampers waarbij de vloeistof wordt rondgepompt door de warmtewisselaar. Hierdoor is een reiniging maar om de twee weken nodig in de meeste gevallen. Bij andere types van verdampers zijn er vaak om de dag of anderhalve dag reinigingscyclussen nodig. Dit geeft veel meer afval.
Extra indikking op concentraat
Bij grotere installaties wordt er, ondanks de sterke indikking, toch nog een behoorlijke hoeveelheid concentraat geproduceerd per dag. Er bestaan echter ook speciale verdampers waarmee deze concentraatstroom van de eerste verdamper nog eens extra kan worden ingedikt. Zo kan er een serieuze volumereductie bekomen worden.
Zo’n vacuümverdamper wordt meestal voorzien van een roerwerk om zo het viskeuze slib goed te kunnen verwijderen uit de unit.
Voorbehandeling
Wanneer men een vacuümverdamper wil inzetten is het natuurlijk zeer belangrijk om te controleren of een verdamper de gepaste oplossing is. Hiervoor is de nodige expertise en ervaring nodig. PCA heeft deze kennis doorheen de jaren opgebouwd en kan u hiermee helpen.
Tevens kunnen we ook een simulatie doen op het afvalwater om zo te bepalen welke verdamper het best geschikt is voor de toepassing.
Indien er een voorbehandeling nodig is, kunnen we deze ook voorzien. Dit kan gaan van een eenvoudige neutralisatie tot uitgebreidere processen.