HYCOX

De HYCOX-installatie bestaat uit een buffertank, een reactorvat en een doseereenheid voor de chemie. De HYCOX heeft als doel de HydroCarbonen (organische polluenten) tot minder schadelijke of onschadelijke stoffen te maken door middel van oxidatie.

Schematische voorstelling:

Principe- en techniekbeschrijving
De HYCOX heeft als doel de HydroCarbonen (organische polluenten) tot minder schadelijke of onschadelijke stoffen te maken door middel van oxidatie . In het beste geval zal een volledige oxidatie van organische stoffen resulteren in CO₂ en H₂O. Ook kunnen anorganische componenten geoxideerd worden met behulp van deze techniek (bijv. oxidatie van cyanide). HYCOX kan ook gebruikt worden als pretreat voor een biologische zuivering. Het doel van de HYCOX als voorbehandelingstechniek is dan om moeilijker afbreekbare bestanddelen geschikt te maken voor biologische afbraak en de slibproductie door partiële oxidatie te reduceren. Oxidatoren worden toegevoegd of gegenereerd in het afvalwater. De meest gebruikte chemicaliën zijn ozon (O₃), waterstofperoxide (H₂O₂) en natronloog om het hydroxylradicaal (OH°) te genereren.

De HYCOX-installatie bestaat uit een buffertank, een reactorvat en een doseereenheid voor de chemie . De footprint voor deze techniek is beperkt. De meeste oxidantia zijn niet selectief waardoor vaak een voorafgaande zuivering (bv. filtratiestap) van het afvalwater vereist is.

Specifieke voor- en nadelen
Elk oxidans heeft eigen voor- en nadelen. Overdosering moet worden vermeden, zeker bij een nageschakelde biologische zuivering.

Toepassingen
Hieronder worden enkele toepassingen van HYCOX kort beschreven:

• Behandeling van grondwater voor de verwijdering van cyanides, PAK, BTEX, fenolen en andere organische micro-polluenten
• HYCOX van percolatiewater van een biologische WZI. Dit om bepaalde restvervuiling (persistente CZV of AOX) verder te oxideren
• Verhogen van de biodegradeerbaarheid door behandeling van in- en effluenten van een biologische zuivering. Behalve het verhogen van de BZV/CZV ratio kunnen ook mogelijk toxische stoffen worden omgezet in gemakkelijk biologisch afbreekbare moleculen
• Verwijdering van kleurstofcomponenten (bijv. textielsector of papierindustrie)
• Ontgiften van galvano-effluenten
• Behandeling van koelwater (reductie CZV en biologisch groei)

Randvoorwaarden
Er worden weinig tot geen eisen gesteld aan het te behandelen afvalwater. Soms zal een goedkope voorafgaande behandeling uitgevoerd worden om zo de kosten van de HYCOX te beperken.

De meest optimale procescondities worden op basis van proeven bepaald. Parameters die hier een rol spelen zijn het soort oxidans, de vereiste dosis, de zuurgraad, de temperatuur en de verblijftijd in de reactor.

Werkingsgraad
HYCOX wordt toegepast voor de verwijdering van persistente organische stoffen (bijv. dioxines, pesticiden en biociden), organische verbindingen (bijv. BZV en CZV, AOX, EOX, TOC, TOX, BTEX (benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen), MAK, fenolen en PAKs), nutriënten (stikstof en organofosforverbindingen) en anorganische zouten (bijv. CN^-, S^-2 en SO₃^-2).

Voor recalcitrante CZV en kleurcomponenten zijn er voor zover gekend geen limieten voor wat betreft de behandelbare ingangsconcentraties. Beide parameters zijn tot 100% verwijderbaar.

Globaal genomen is het rendement van HYCOX goed tot uitstekend. Bij twijfel moet een pilot de zekerheid verschaffen of deze technologie toepasbaar is voor bepaalde afvalwaters, al dan niet met voorafgaande behandelingsstappen. Het rendement kan worden verbeterd door meer oxidant te doseren.

Milieu-aspecten
Voor het inbrengen en genereren van de oxidantia is extra energie vereist.

De eindproducten van de HYCOX zijn enerzijds de geoxideerde verontreinigingen en anderzijds de restconcentratie van het oxidant of ontledingsproducten ervan. Deze worden mee afgevoerd met het behandelde afvalwater.

Voorafgaand aan de lozing van afvalwater dient gegarandeerd te zijn dat er geen overmaat aan oxiderende stoffen aanwezig is.

Kosten
De kosten zijn afhankelijk van verschillende factoren zoals debiet van het afvalwater, aard en concentratie van de contaminatie, aanwezigheid van storende componenten, gewenst rendement, enz.

Voor ozon kan met volgende veronderstellingen een raming van de werkingskost worden gemaakt:

• energieverbruik voor productie O₃: op basis van zuivere zuurstof bedragen de kosten 2 à 6 kWh/kg O₃, Uit zuivere zuurstof de laagste kosten en uitgaande van lucht de hogere kosten. Een moderne ozongenerator zet 10 - 15 % van de toegevoerde zuurstof om in ozon.
• deze omzettingsratio O₂/O₃ verbetert jaar op jaar. Naar verwachting zet deze trend door, totdat de theoretische en de praktische omzettingsratio elkaar dicht naderen.
• de kostprijs zuurstof is mede afhankelijk van de gebruikte apparatuur.
• algemeen geldt dat deze kosten jaar op jaar dalen en de verwachting is dat dit nog een aantal jaren het geval zal zijn.

De vereiste dosering van ozon dient experimenteel bepaald te worden. Een typische ozondosering is 2 kg ozon/kg CZV. De operationele kosten voor energie en zuurstof komen afhankelijk van de benodigde dosering op

€ 1 à 2 /m³. Opgemerkt zij dat de effecten van katalysche oxydatie hierin niet zijn meegenomen. Dit is afhankelijk van de molecuul samenstelling van de ongewenste verontreiniging..

Gezien de beperkte stabiliteit dient ozon on site geproduceerd te worden. Voor een ozongenerator met een capaciteit van 1,5 kg ozon/uur moet men rekenen op een investering van circa € 75.000.

De contacttank en het leidingwerk dienen bestendig te zijn tegen de oxiderende condities.

Opmerkingen
Zuurstof dat overblijft na ozongeneratie kan hergebruikt worden voor O₃ productie en voor oxidatie en andere doeleinden.