Regenwaterzuivering is een essentieel proces voor het doelgerichte gebruik van regenwater voor industriële, technische of privétoepassingen. Het speelt een beslissende rol in industriële waterzuivering, omdat het niet alleen hulpbronnen spaart, maar ook de afhankelijkheid van dure zoetwaterbronnen vermindert. Afhankelijk van het beoogde gebruik en de kwaliteitseisen worden verschillende regenwaterbehandelingsprocessen gebruikt.
Inhoudsopgave
Regenwater: kenmerken en uitdagingen
Eigenschappen van regenwater
Regenwater is van nature relatief zuiver, omdat het ontstaat door condensatie uit de atmosfeer. Het bevat echter onzuiverheden die worden opgenomen tijdens het verzamelen of bij contact met oppervlakken zoals daken, wegen of industriële installaties:
- Typische onzuiverheden:
- Organische stoffen: bladresten, pollen, oliën en vetten.
- Zware metalen: Zink, koper of lood uit dakgoten en dakoppervlakken.
- Fijne deeltjes: Zand, stof of sedimenten.
- Voedingsstoffen: Nitraat en fosfaat uit atmosferische input.
- Micro-organismen: ziektekiemen die via oppervlakken binnenkomen.
Uitdagingen tijdens de voorbereiding
De samenstelling van regenwater hangt sterk af van de bron en de omgevingsomstandigheden. Regenwater uit industriële gebieden bevat vaak vervuilende stoffen zoals oliën of zware metalen, terwijl regenwater uit dakgebieden relatief minder vervuild is. Deze variabiliteit stelt hoge eisen aan de selectie en combinatie van behandelingsprocessen.
Doelstellingen van regenwaterzuivering
De vereisten voor de kwaliteit van het behandelde regenwater bepalen de keuze van de technologieën. Typische toepassingen zijn
- Technische toepassingen:
- Koelwater, proceswater of reinigingswater.
- Drinkwaterkwaliteit:
- In regio's met watertekorten wordt regenwater via complexe processen behandeld tot drinkwaterkwaliteit.
- Milieuvereisten:
- Behandeling en recycling van vervuild regenwater om lozing in waterlichamen tot een minimum te beperken.
Proces voor regenwaterbehandeling
Regenwaterbehandelingsprocessen variëren van mechanische voorbehandeling tot hoogontwikkelde chemische, fysische en biologische processen. De keuze van het proces hangt af van de kwaliteit van het ruwe water en de eisen die aan het uiteindelijke water worden gesteld.
1. meerlaags filter met PAC- of ijzerdosering
Meerlagige filters bestaan uit verschillende filterlagen (bijv. zand, antraciet, grind) en worden vaak gebruikt in combinatie met het doseren van precipitanten om deeltjes, organische stoffen en zware metalen te verwijderen.
Functionaliteit:
- Dosering ijzer:
- IJzer(III)zouten (bijv. FeCl₃) worden gedoseerd om fosfaten en zeer fijne deeltjes te verwijderen door precipitatie.
- De gevormde vlokken worden vastgehouden in de filterlagen.
- PAC (polyaluminiumchloride):
- PAC wordt gebruikt als een neerslagmiddel om fijne deeltjes en opgeloste organische verbindingen te verwijderen door coagulatie en flocculatie. Deze vlokken worden vervolgens vastgehouden in meerlagige filters.
- Dosering ijzer:
Toepassing:
- Voorbehandeling voor volgende processen zoals ultrafiltratie of omgekeerde osmose.
- Direct gebruik voor servicewater (bijv. irrigatie of reiniging).
Voordelen:
- Kostenefficiënt voor voorbehandeling van grote volumes.
- Verwijdert zowel zwevende deeltjes als opgeloste organische verbindingen.
Afbeelding: Ons ALMA FIL meerlagenfilter als pendelsysteem met PAC-dosering
2. ultrafiltratie (UF)
De ultrafiltratie is een proces op basis van membranen dat effectief deeltjes, bacteriën en virussen verwijdert. Het wordt vaak gebruikt als tussenstap in de productie van zeer zuiver water.
Functionaliteit:
- Water wordt onder druk door membranen met poriën van 0,01-0,1 µm geperst.
- Deeltjes, kiemen en grotere moleculen blijven achter, terwijl water en opgeloste zouten passeren.
Toepassing:
- Behandeling van licht tot matig verontreinigd regenwater voor technische doeleinden.
- Voorfase voor omgekeerde osmose bij de productie van drinkwater of ultrazuiver water.
Voordelen:
- Hoge filtratieprestaties voor biologische onzuiverheden.
- Continue werking met weinig onderhoud.
3. omgekeerde osmose (RO)
De omgekeerde osmose is een proces onder druk dat bijna alle opgeloste stoffen verwijdert, inclusief zouten, zware metalen en organische verbindingen.
Functionaliteit:
- Water wordt onder hoge druk (5-30 bar) door een semi-permeabel membraan geperst.
- Opgeloste stoffen en onzuiverheden blijven achter aan de concentraatzijde, terwijl bijna zuiver water wordt verkregen aan de permeaatzijde.
Toepassing:
- Productie van drinkwater uit regenwater.
- Productie van proceswater met een hoge zuiverheidsgraad, bijvoorbeeld voor de elektronica- of farmaceutische industrie.
Voordelen:
- Zeer hoge retentie voor onzuiverheden (tot 99 %).
- Productie van water met extreem lage geleidbaarheid.
Nadelen:
- Hoog energieverbruik.
- Regelmatige reiniging van de membranen vereist (CIP - Clean-in-Place).
Afbeelding: Ons ALMA OSMO omgekeerde osmosesysteem voor de productie van gedeïoniseerd water en voor waterhergebruiktoepassingen
4. ionenwisselaar
Ionenwisselaars verwijderen specifiek opgeloste ionen zoals calcium, magnesium of zware metalen en worden gebruikt bij de behandeling van regenwater voor ontharding of demineralisatie.
Functionaliteit:
- Opgeloste kationen en anionen worden uitgewisseld voor waterstofionen (H⁺) of hydroxide-ionen (OH-) met behulp van specifieke harsen.
- Als de harsen verzadigd zijn, worden ze geregenereerd met chemicaliën (bijv. NaOH of HCl).
Toepassing:
- Productie van gedemineraliseerd water (volledig gedemineraliseerd water) voor technische toepassingen.
- Verwijdering van zware metalen uit verontreinigd regenwater.
Voordelen:
- Hoge selectiviteit voor specifieke ionen.
- Kan worden gecombineerd met andere processen zoals omgekeerde osmose.
Afbeelding: Ons ALMA ION ionenwisselaarsysteem met stroomopwaarts ALMA FIL AK actief koolfilter
5. biofiltratie voor organisch verontreinigd regenwater
De biofiltratie maakt gebruik van microbiologische processen om organische verbindingen in regenwater af te breken. Het is vooral effectief bij vervuiling door organische stoffen die afkomstig zijn van neerslagoppervlakken zoals daken of wegen.
Functionaliteit:
- Micro-organismen op filtermaterialen metaboliseren organische stoffen.
- Zuurstof wordt geleverd door beluchting of natuurlijke diffusie.
Toepassing:
- Behandeling van regenwater uit stedelijke of industriële gebieden met een hoge organische belasting.
- Voorbehandeling voor downstream omgekeerde osmose systemen.
Voordelen:
- Duurzame en kostenefficiënte technologie.
- Vermindering van biofouling in downstream membraansystemen.
Afbeelding: Ons ALMA BioFil Compact biofiltratiesysteem voor het verwijderen van organische restverontreiniging vóór omgekeerde osmose systemen.
Kwaliteitseisen voor industrieel gebruik van behandeld regenwater
Het industriële gebruik van regenwater als grondstof vereist een nauwkeurige aanpassing van de behandelingsprocessen aan de specifieke vereisten van de betreffende toepassing. De kwaliteit en zuiverheid van het behandelde water zijn cruciaal om de functionaliteit en efficiëntie van industriële processen te garanderen, bedrijfskosten te verlagen en de levensduur van systemen te verlengen. Afhankelijk van de toepassing variëren de eisen van matig tot zeer hoog - van koelwater en reinigingsprocessen tot veeleisende toepassingen zoals proceswater en stoomketelwater.
1. regenwaterzuivering voor koelwater
Kwaliteitseisen: Koelwater is een essentieel onderdeel van veel industriële processen, vooral in de metaalverwerking, energieopwekking en chemische fabrieken. De waterkwaliteit heeft een directe invloed op de efficiëntie van warmtewisselaars en koelsystemen.
Laag gehalte aan vaste stoffen:
- Zwevende deeltjes en sedimenten kunnen afzettingen veroorzaken in warmtewisselaars en leidingen. Afzettingen verminderen de warmteoverdracht en verhogen de energie- en onderhoudskosten.
- Zielwert: Trübung < 5–10 NTU.
Geleiding:
- De geleiding geeft de concentratie van opgeloste zouten in het water aan en is een beslissende parameter om kalkaanslag (afzettingen) te voorkomen en de efficiëntie van warmtewisselaars te garanderen.
- Zielwert: Leitwert < 150 µS/cm.
Hardheid en verharders:
- Hoge concentraties calcium en magnesium bevorderen kalkafzetting in leidingen en warmtewisselaars, waardoor de warmteoverdracht afneemt en het energieverbruik toeneemt.
- Zielwerte: Gesamthärte < 0,5 °dH, Calciumgehalt < 2 mg/L.
Minimale organische belasting:
- Organische stoffen bevorderen de groei van biofilms, die leiden tot biofouling en de efficiëntie van koelcircuits aantasten.
- Zielwert: TOC (Total Organic Carbon) < 10 mg/L.
Stabiele pH-waarde en bescherming tegen corrosie:
- Een gecontroleerde pH-waarde voorkomt corrosie op metalen onderdelen. In gesloten circuits moet het water ook vrij zijn van agressieve ionen zoals chloride en sulfaat.
- Zielwerte: pH 6,5–8,5, Chlorid < 50 mg/L, Sulfat < 50 mg/L.
2. regenwaterzuivering voor schoonmaakprocessen
Kwaliteitsvereisten: Reinigingsprocessen in de voedingsindustrie, autoproductie of farmaceutische industrie vereisen water met specifieke zuiverheidsvereisten om machines, systemen of werkstukken efficiënt te reinigen zonder residu achter te laten.
Vrij van zwevende stoffen en deeltjes:
- Deeltjesresten kunnen oppervlakken beschadigen of de reinigingsprestaties verminderen.
- Zielwert: Partikelgröße < 5 µm, Trübung < 1 NTU.
Biologische zuiverheid:
- Organische verontreinigingen kunnen residuen achterlaten op oppervlakken en de hygiëne schaden.
- Zielwert: TOC < 5 mg/L.
Water zonder hardheid:
- Voor gevoelige toepassingen zoals het spoelen van werkstukken moet het water kalkvrij zijn om kalkvlekken te voorkomen.
- Zielwerte: Gesamthärte < 0,5 °dH, Calcium < 2 mg/L.
Steriliteit (indien nodig):
- In hygiënisch gevoelige industrieën, zoals de farmaceutische en voedselindustrie, moet water kiemvrij zijn om besmetting te voorkomen.
- Zielwert: Keimzahl < 10 KBE/mL.
3. regenwaterzuivering voor proceswater
Kwaliteitseisen: Proceswater wordt direct gebruikt in industriële productieprocessen, bijvoorbeeld in de chemische productie, textielproductie of halfgeleiderproductie. Hier zijn hoge waterzuiverheidseisen essentieel om chemische reacties, productkwaliteit en betrouwbaarheid van het systeem te garanderen.
Lage geleidbaarheid:
- Opgeloste zouten kunnen chemische processen verstoren of aanslag veroorzaken op oppervlakken.
- Zielwert: Leitfähigkeit < 50 µS/cm.
Vrij van zware metalen en specifieke ionen:
- Zware metalen zoals ijzer, koper of zink kunnen katalysatoren vergiftigen of reacties remmen.
- Zielwert: Schwermetallgehalt < 0,1 mg/L.
Organische en microbiële zuiverheid:
- Organische stoffen en micro-organismen mogen geen onzuiverheden achterlaten in het eindproduct of in de productiefaciliteiten.
- Zielwert: TOC < 2 mg/L, Keimzahl < 1 KBE/mL.
4. regenwaterzuivering voor stoomketelwater
Kwaliteitseisen: De waterkwaliteit is van cruciaal belang in stoomketelsystemen, omdat afzettingen en corrosie veroorzaakt door zelfs de kleinste onzuiverheden kunnen leiden tot aanzienlijke rendementsverliezen en schade. Regenwater moet aan de hoogste zuiverheidsnormen voldoen.
Extreem laag geleidingsvermogen:
- Opgeloste zouten en ionen moeten worden verwijderd om kalkaanslag in boilers en turbines te voorkomen.
- Zielwert: Leitfähigkeit < 0,1 µS/cm.
Zuurstofvrij:
- Opgeloste zuurstof moet worden verwijderd om corrosie op ketelwanden en leidingen te voorkomen.
- Zielwert: Gelöster Sauerstoff < 10 µg/L.
Vrij van verhardingsmiddelen:
- Calcium en magnesium mogen niet aanwezig zijn, omdat ze aanslag vormen in boilers.
- Zielwert: Gesamthärte < 0,01 °dH.
Conclusie
Regenwaterzuivering biedt een breed scala aan mogelijkheden voor het gebruik van regenwater, maar is sterk afhankelijk van de specifieke vereisten van de toepassing. Processen zoals meerlagige filters met PAC of ijzer(III)chloride, ultrafiltratie, omgekeerde osmose, ionenwisselaars en biofiltratie maken het mogelijk om regenwater efficiënt en hulpbronbesparend te behandelen. Een zorgvuldige analyse van de kwaliteit van het ruwe water en de gewenste zuiverheid van het uiteindelijke water is cruciaal voor de selectie en combinatie van processen. Op deze manier helpt regenwaterzuivering niet alleen om hulpbronnen te besparen, maar ook om de kosten te verlagen en te voldoen aan de milieuwetgeving.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
