Precipitatie is een fundamenteel chemisch-fysisch proces in de behandeling van industrieel afvalwater dat tot doel heeft opgeloste stoffen zoals zware metalen, fosfaten en andere anorganische en organische verbindingen om te zetten in onoplosbare vaste stoffen. Door toevoeging van specifieke neerslagmiddelen worden deze stoffen omgezet in een bezinkbare of filtreerbare vorm, waardoor het mogelijk wordt om ze uit het afvalwater te verwijderen. Precipitatie speelt een belangrijke rol bij het voldoen aan wettelijke limieten en draagt bij aan de verbetering van de waterkwaliteit.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Chemische reactie van de neerslag:
- Precipitatie is gebaseerd op de toevoeging van chemische neerslagmiddelen zoals ijzer(III)chloride, aluminiumsulfaat of calciumhydroxide. Deze reagentia reageren met de opgeloste stoffen in het afvalwater en vormen beperkt oplosbare hydroxiden, fosfaten of sulfiden, afhankelijk van de aanwezige stoffen.
- Metaalionen zoals koper, zink of nikkel reageren bijvoorbeeld met ijzer- of aluminiumzouten en vormen hydroxideverbindingen die neerslaan als deeltjes. Deze deeltjes zijn normaal erg fijn en moeten door verdere processen (zoals flocculatie) tot grotere vlokken geaggregeerd worden om efficiënt afgescheiden te kunnen worden.
pH-aanpassing:
- Een bepalende factor voor de efficiëntie van precipitatie is de pH-waarde van het afvalwater. Veel precipitatiereacties zijn pH-afhankelijk, omdat de oplosbaarheid van de te precipiteren verbindingen aanzienlijk verandert als de pH-waarde wordt aangepast. Bij neutralisatieneerslag wordt de pH-waarde daarom specifiek aangepast (bijv. door zuren of basen toe te voegen) om de vorming van onoplosbare verbindingen te optimaliseren.
- Het neerslaan van metaalhydroxiden is bijvoorbeeld het meest effectief bij neutrale tot licht alkalische pH-waarden (pH 8-9), omdat de hydroxideverbindingen bij deze waarden het beste van het water gescheiden kunnen worden.
Specifieke neerslagmethoden:
- Neutralisatie van neerslag: In dit proces wordt de pH-waarde aangepast zodat opgeloste metalen als hydroxiden uit het water neerslaan. Dit is een veelgebruikt proces in de galvano- en metaalverwerkende industrie om zware metalen zoals nikkel, koper of zink te verwijderen. Het aanpassen van de pH-waarde is hier cruciaal om een maximale neerslag van de hydroxiden te garanderen.
- Sulfideprecipitatie: Sulfideprecipitatie kan worden gebruikt voor bijzonder hoge concentraties zware metalen of in gevallen waarin eenvoudige hydroxideprecipitatie niet voldoende is. In dit proces wordt natriumsulfide of een ander sulfide toegevoegd om de metalen als metaalsulfiden neer te slaan. Deze sulfiden zijn zeer slecht oplosbaar en kunnen daarom zeer effectief worden afgescheiden. Deze techniek wordt vaak gebruikt in de chemische en mijnbouwindustrie, waar giftige metalen zoals lood of kwik moeten worden behandeld.
Foto: Onze ALMA CHEM MCW afvalwaterbehandelingsinstallatie voor het neerslaan en uitvlokken van zware metalen, AOX, koolwaterstoffen en cyaniden
Toepassingsgebieden
Metaalverwerkende industrie:
- In de metaalindustrie, vooral bij galvanisatie, bevat afvalwater vaak hoge concentraties zware metalen die verwijderd moeten worden door precipitatie. Door neutralisatieneerslag en sulfideprecipitatie te combineren, kunnen metalen worden omgezet in stabiele, slecht oplosbare verbindingen en vervolgens worden afgescheiden door bezinking of filtratie.
Voedingsmiddelen- en drankenindustrie:
- Afvalwater uit de voedingsindustrie bevat vaak hoge concentraties fosfaten en organische stoffen. De toevoeging van ijzer- of aluminiumzouten zet de fosfaten om in onoplosbare verbindingen, die vervolgens worden samengevoegd en afgescheiden door flocculatie. Dit is cruciaal om eutrofiëring van waterlichamen te voorkomen.
Papier- en pulpindustrie:
- Deze industrie produceert afvalwater dat rijk is aan organische vezels en vaste stoffen. Precipitatie wordt gebruikt om de vezels en opgeloste organische stoffen om te zetten in onoplosbare verbindingen en zo het chemisch zuurstofverbruik (CZV) te verminderen. Calciumverbindingen worden hier vaak gebruikt om de vorming van vlokken te bevorderen, die vervolgens gemakkelijk kunnen bezinken.
textielindustrie:
- Afvalwater van textielverwerking bevat vaak kleurstoffen, zware metalen en oppervlakteactieve stoffen. Precipitatieprocessen met ijzer- en aluminiumzouten en kalk worden gebruikt om kleurstofmoleculen en metaalionen neer te slaan voordat de vlokken worden verwijderd door filtratie of bezinking. Deze techniek is essentieel om de kleur en vervuiling te verminderen en de naleving van wettelijke limieten te garanderen.
Petrochemische industrie:
- Hier bevat afvalwater vaak oliën, emulsies en organische koolwaterstoffen. Specifieke neerslagreacties zetten deze organische verbindingen om in vaste deeltjes, die vervolgens verder geaggregeerd en gescheiden worden door flocculatie. Precipitatiemiddelen zoals calcium- of aluminiumzouten worden hier vaak gebruikt om de effectiviteit van de verwijdering van verontreinigende stoffen te maximaliseren.
Farmaceutische industrie:
- De productie van geneesmiddelen produceert afvalwater dat complexe organische verbindingen en zware metalen bevat. Precipitatieprocessen zijn nodig om specifieke verontreinigende stoffen zoals fosfaten, verbindingen van zware metalen en andere oplosbare stoffen te binden en neer te slaan als vaste verbindingen. Ook hier worden speciale chemicaliën gebruikt voor een gerichte behandeling.
Mijnbouw en mineraalverwerking:
- In de mijnbouw is afvalwater vaak verontreinigd met hoge concentraties sulfaten en zware metalen. Precipitatie- en flocculatietechnieken worden gebruikt om deze verontreinigende stoffen te verwijderen door precipitatie in de vorm van stabiele vaste stoffen. Dit draagt aanzienlijk bij tot de ontgifting van afvalwater en de bescherming van het milieu.
Verf- en vernisindustrie:
- Het afvalwater van deze industrie bevat meestal pigmenten, oplosmiddelen en zware metalen. Precipitatieprocessen worden gebruikt om de pigmenten en zware metaalionen om te zetten in onoplosbare verbindingen. Vervolgens wordt flocculatie uitgevoerd om grotere, bezinkbare vlokken te vormen, die worden afgescheiden door bezinking of flotatie.
Oppervlaktechnologie:
- Bij oppervlaktebehandelingsprocessen, zoals galvaniseren, bevat het afvalwater vaak hoge concentraties zuren, basen en zware metalen. Metalen zoals chroom, koper en nikkel kunnen worden omgezet in onoplosbare verbindingen en worden verwijderd door precipitatie met ijzer- of aluminiumzouten. Deze processen zijn nodig om te voldoen aan de wettelijke voorschriften voor afvalwaterlozingen en om de kwaliteit van het afvalwater te verbeteren.
Afbeelding: ALMA NeoDAF flotatie-installatie met reactiekring voor het neerslaan van fosfaten, stikstof en CZV uit zuivelafvalwater
Conclusie
Precipitatie is een onmisbaar proces in de behandeling van industrieel afvalwater dat opgeloste onzuiverheden omzet in vaste deeltjes door het gerichte gebruik van chemische neerslagmiddelen. Het maakt de effectieve verwijdering van zware metalen, fosfaten en andere verontreinigende stoffen mogelijk, wat resulteert in een hoge waterkwaliteit en naleving van wettelijke limieten. Nauwkeurige regeling van de pH-waarde en selectie van het juiste precipitatiemiddel zijn cruciaal om het precipitatieproces te optimaliseren en een effectieve deeltjesafscheiding te garanderen.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
