Waterhergebruik, ook bekend als waterrecycling, is een centraal onderdeel van duurzaam waterbeheer en onmisbaar voor industriële water- en afvalwaterzuivering. In tijden van toenemende waterschaarste en strengere milieuvoorschriften wordt het hergebruik van gezuiverd afvalwater steeds belangrijker. Het maakt het behoud van natuurlijke waterbronnen mogelijk, verlaagt de bedrijfskosten en minimaliseert de impact op het milieu door de hoeveelheid afvalwater te verminderen.
Inhoudsopgave
Definitie en belang van hergebruik van water
Waterhergebruik verwijst naar de behandeling van afvalwater of proceswater zodat het opnieuw kan worden gebruikt voor een bepaald doel. De kwaliteit van het hergebruikte water wordt aangepast aan de vereisten van de respectieve toepassing, bijvoorbeeld koelwater, proceswater of irrigatiewater.
Voordelen van hergebruik van water:
Behoud van hulpbronnen:
- Vermindering van de onttrekking van zoet water uit natuurlijke bronnen zoals rivieren of grondwater.
Kostenbesparingen:
- Lagere kosten voor waterwinning en -afvoer dankzij gesloten circuits.
Duurzaamheid:
- Vermindering van de lozing van afvalwater in openbare rioleringsnetwerken of waterlichamen, waardoor de milieuvervuiling afneemt.
Voldoen aan wettelijke vereisten:
- Ondersteuning bij het voldoen aan strenge milieuregels en wateronttrekkingsbeperkingen.
Technologische principes van waterhergebruik
Waterhergebruik vereist een nauwkeurige selectie en combinatie van behandelingsprocessen om de kwaliteit van het gerecyclede water aan te passen aan de specifieke eisen van de betreffende toepassing. Deze processen kunnen worden onderverdeeld in fysische, chemische en biologische categorieën, die vaak worden gecombineerd om een optimale behandeling te garanderen.
1. fysische processen
Filtratie
Filtratie is een fysische basismethode die gesuspendeerde vaste stoffen, deeltjes en andere onzuiverheden uit water verwijdert. Het wordt vaak gebruikt als voorbehandeling om de belasting van stroomafwaartse processen te verminderen en hun efficiëntie te verhogen.
- Multimedia- of meerlagig filter:
- Deze filters bestaan uit meerdere lagen van verschillende materialen zoals kwartszand, antraciet of actieve kool. Elke laag heeft specifieke eigenschappen om deeltjes van verschillende grootte en dichtheid te verwijderen.
- Toepassing: Verwijdering van gesuspendeerde vaste stoffen, deeltjes en grove onzuiverheden, bijvoorbeeld tijdens de voorbehandeling vóór membraanprocessen.
- Voordelen: Robuust, onderhoudsarm en geschikt voor grote volumestromen.
Ionenwisselaarsystemen
Ionenwisselaars zijn krachtige fysisch-chemische systemen die opgeloste ionen verwijderen via specifieke uitwisselingsreacties. Ze bieden nauwkeurige controle over de watersamenstelling en worden vaak gebruikt in combinatie met andere fysische processen.
Functionaliteit:
- Ionenwisselaarharsen binden specifieke kationen (bijv. calcium, magnesium) of anionen (bijv. chloride, sulfaat) en vervangen deze door waterstof- of hydroxide-ionen.
- Als de harsen verzadigd zijn, wordt het systeem geregenereerd door chemicaliën toe te voegen zoals natronloog (NaOH) of zoutzuur (HCl).
Toepassingsgebied:
- Ontharden: verwijdert hardheidsvormers zoals calcium en magnesium om afzettingen te voorkomen.
- Demineralisatie: Vermindert de geleidbaarheid om volledig gedemineraliseerd water te leveren voor toepassingen zoals ketelvoedingswater of proceswater.
Voordelen:
- Hoge efficiëntie en selectiviteit voor specifieke ionen.
- Herwinbaar, wat de bedrijfskosten verlaagt.
- Ideaal voor de nabehandeling van water in veeleisende processen.
Foto: Onze ALMA FIL meerlaagse filters met stroomafwaartse ALMA ION ionenwisselaar
Membraanproces
Membraanprocessen maken gebruik van semi-permeabele membranen om opgeloste en onopgeloste stoffen uit het water te verwijderen. Ze bieden een hoge efficiëntie en flexibiliteit, vooral bij de behandeling van proceswater en zuiver water.
- Verwijdert deeltjes, bacteriën, virussen en colloïdale onzuiverheden via membranen met een poriegrootte van 0,01 tot 0,1 micrometer.
- Toepassingsgebied: Voorbehandeling voor omgekeerde osmosesystemen en behandeling van proceswater in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en in koelcircuits.
- Voordelen: Hoge retentiegraad met lage bedrijfs- en onderhoudskosten.
- Gebruikt hoge druk om water door een membraan te persen dat opgeloste zouten, organische verbindingen en microverontreinigingen tegenhoudt.
- Toepassing: Productie van zuiver water of gedemineraliseerd water voor de elektronica-, farmaceutische en energie-industrie.
- Voordelen: Verwijdert tot 99% van de opgeloste stoffen en zorgt voor een uitstekende waterkwaliteit.
UV-desinfectie
UV-desinfectie maakt gebruik van ultraviolet licht om micro-organismen zoals bacteriën, virussen en parasieten te inactiveren.
- Hoe het werkt: UV-licht vernietigt het DNA van micro-organismen en voorkomt zo dat ze zich vermenigvuldigen.
- Toepassingsgebied: desinfectie van proceswater of als laatste stap na biologische en chemische processen.
- Voordelen: Chemievrij, eenvoudig te installeren en effectief tegen een groot aantal ziektekiemen.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmosesysteem voor intern waterhergebruik
2. chemische processen
Precipitatie en flocculatie
Precipitatie- en flocculatiesystemen zijn gebaseerd op chemische/fysische processen die opgeloste of colloïdale onzuiverheden omzetten in vaste deeltjes die vervolgens kunnen worden verwijderd.
Vellen:
- Toevoeging van chemicaliën zoals ijzer- of aluminiumzouten, die opgeloste verbindingen zoals fosfaten of zware metalen omzetten in onoplosbare vaste stoffen.
Flocculatie:
- Toevoeging van polymeren of andere vlokmiddelen om de gevormde deeltjes samen te voegen tot grotere vlokken.
- Toepassingsgebied: Verwijdering van zware metalen, fosfaten en organische stoffen in de voedingsmiddelen- en metaalverwerkende industrie.
Oxidatieproces
Oxidatieprocessen gebruiken sterke oxidatiemiddelen om organische verbindingen en microverontreinigingen af te breken.
Gebruikte oxidatiemiddelen:
- Ozon: Sterk oxidatiemiddel dat organische verbindingen effectief afbreekt.
- Waterstofperoxide: Vaak gebruikt in combinatie met UV-licht of ozon om hydroxylradicalen te genereren.
- Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's)Gecombineerde processen die hydroxylradicalen gebruiken om hoge oxidatieprestaties te bereiken.
Toepassingsgebied: Verwijdering van microverontreinigingen zoals farmaceutische residuen, pesticiden of biofilms.
Afbeelding: Ons CP-systeem met neutralisatie en actieve koolfiltratie voor de voorbehandeling van afvalwater dat zware metalen bevat vóór omgekeerde osmose
3. biologische processen
Actiefslibproces
Het actiefslibproces is een aëroob proces waarbij micro-organismen organische stoffen in afvalwater afbreken.
Functionaliteit:
- Micro-organismen oxideren organische stoffen in een beluchte tank tot CO₂ en biomassa.
- De verblijftijd in de beluchtingstank is bepalend voor de efficiëntie van het proces.
Voordelen:
- Effectieve vermindering van COD (chemisch zuurstofverbruik) en BOD (biochemisch zuurstofverbruik).
- Wijdverspreid en robuust in gebruik.
Biofiltratie
Biofiltratie combineert biologische en fysische processen door micro-organismen te koloniseren op een dragermateriaal.
Functionaliteit:
- Het water stroomt door filtermaterialen waarop bioactieve films groeien. Deze micro-organismen breken organische vervuiling en voedingsstoffen zoals ammonium af.
Toepassingsgebied: Verwijdering van restverontreiniging in afvalwaterbehandeling of als voorbehandeling voor omgekeerde osmose systemen.
Voordelen:
- Compact ontwerp.
- Hoge extractieprestaties met lage bedrijfskosten.
Afbeelding: Onze biofiltratie voor de voorbehandeling van organisch verontreinigd afvalwater stroomopwaarts van een omgekeerd osmosesysteem
Toepassingen van waterhergebruik
Hergebruik van water speelt een centrale rol in tal van industrieën en processen. Het draagt bij tot het behoud van hulpbronnen, kostenreductie en naleving van wettelijke vereisten. De vereisten voor de kwaliteit van het hergebruikte water zijn sterk afhankelijk van het toepassingsgebied en bepalen de keuze van het behandelingsproces. De belangrijkste toepassingsgebieden worden hier in detail uitgelegd:
1. proceswater
Proceswater wordt in industriële processen gebruikt als een direct of indirect onderdeel van productieprocessen. De waterkwaliteitseisen zijn afhankelijk van het type proces en de specifieke producten.
Vereisten:
- Lage zoutconcentratie:
- Een hoog zoutgehalte kan chemische reacties verstoren of ongewenste afzettingen veroorzaken op machines en systemen.
- Hoge chemische stabiliteit:
- Schommelingen in de pH-waarde of in de geleidbaarheid van het water kunnen productieprocessen verstoren.
Typische procedures:
- Omgekeerde osmose (RO):
- Effectieve verwijdering van opgeloste zouten en andere ionen om een constant hoge waterkwaliteit te garanderen.
- Ionenuitwisseling:
- Wordt gebruikt naast omgekeerde osmose om specifieke ionen te verwijderen die kunnen interfereren met zeer gevoelige processen.
Toepassingen:
- Chemische industrie: watervoorziening voor syntheses.
- Farmaceutische productie: productie van geneesmiddelen en actieve ingrediënten.
2. koelwater
Koelwater is een essentieel onderdeel in veel industrieën, vooral in de energieopwekking en chemische productie. Het wordt gebruikt om de temperatuur te regelen en systemen te beschermen tegen oververhitting.
Vereisten:
- Laag gehalte aan vaste stoffen:
- Vaste stoffen kunnen leiden tot afzettingen in warmtewisselaars en koelsystemen.
- Laag geleidingsvermogen (lager dan 150 µS/cm):
- Een lage geleiding vermindert het risico op corrosie en afzettingen, die de efficiëntie van koelsystemen verminderen.
Typische procedures:
- Meerlaags filter:
- Verwijdert effectief zwevende deeltjes en deeltjes die de systemen kunnen vervuilen.
- Ionenuitwisseling:
- Voor het ontharden en verlagen van de geleidbaarheid door calcium, magnesium en andere geleidende ionen te verwijderen.
Toepassingen:
- Energiecentrales: Koeling van turbines en generatoren.
- Chemische fabrieken: Koeling van reactoren en processen.
3. ketelwater
Ketelwater wordt gebruikt om stoom op te wekken in industriële processen en elektriciteitscentrales. De waterkwaliteitseisen zijn hier bijzonder hoog, omdat onzuiverheden kunnen leiden tot corrosie en afzettingen in boilers en pijpleidingen.
Vereisten:
- Extreem lage hardheid:
- Voorkomt de vorming van aanslag en aanslag.
- Zeer lage zoutconcentraties:
- Minimaliseert het risico op corrosie en geleidbaarheidsproblemen.
Typische procedures:
- Omgekeerde osmose:
- Verwijdert opgeloste zouten en organische verbindingen als voorloper.
- Ionenuitwisseling:
- Voor de productie van gedemineraliseerd water (demiwater) door kationen en anionen uit te wisselen.
Toepassingen:
- Energieopwekking: Stoomturbines en stoomketels.
- Chemische en petrochemische industrie: dampinjectie voor productieprocessen.
4. water voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie
In de voedingsmiddelen- en drankenindustrie zijn de eisen voor waterkwaliteit bijzonder hoog, omdat het water direct of indirect in contact komt met de producten.
Vereisten:
- Hoogste zuiverheid:
- Verontreinigingen zoals zware metalen, ziektekiemen en organische stoffen zijn niet toegestaan omdat ze de kwaliteit van de eindproducten kunnen aantasten.
- Vrij van ziektekiemen en organische resten:
- Hygiëne en voedselveiligheid staan centraal.
Typische procedures:
- Ultrafiltratie (UF):
- Verwijdering van bacteriën, virussen en zwevende deeltjes om microbiologische zuiverheid te garanderen.
- Omgekeerde osmose (RO):
- Voor demineralisatie en verwijdering van organische en anorganische verontreinigingen.
- UV-desinfectie:
- Chemische desinfectie om micro-organismen te inactiveren.
Toepassingen:
- Productie van dranken: Productie van frisdrank, bier en mineraalwater.
- Voedselproductie: reiniging van apparatuur en ingrediënten, productie van producten zoals soepen of sauzen.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmosesysteem voor intern waterhergebruik
Planning en optimalisatie van waterrecyclinginstallaties
De waterkwaliteit analyseren
- Gedetailleerde analyse van de chemische, fysische en biologische eigenschappen van het afvalwater.
Dimensionering van het systeem
- Ontwerp van de behandelingscapaciteit op basis van de volumestroom en de inlaatbelasting.
Procesintegratie
- Integratie van de waterrecyclinginstallatie in bestaande productieprocessen om gesloten waterkringlopen te creëren.
Bewaking en controle
- Geautomatiseerde sensortechnologie en procescontrole om naleving van waterkwaliteitsnormen te garanderen.
Conclusie
Hergebruik van water is een beslissende stap op weg naar een duurzamer en grondstofzuiniger waterbeheer. Door gericht gebruik te maken van moderne technologieën zoals membraanprocessen, biofiltratie en CP-systemen kunnen bedrijven hun waterbronnen efficiënt gebruiken, de bedrijfskosten verlagen en voldoen aan de milieuwetgeving.
Met name in de industrie biedt het hergebruik van water een groot aantal mogelijkheden om gesloten kringlopen te creëren, de hoeveelheid afvalwater te verminderen en tegelijkertijd een betrouwbare toevoer van proceswater te garanderen. Zorgvuldige planning en regelmatige controle van hergebruikprocessen zijn essentieel om een hoge waterkwaliteit en operationele efficiëntie op lange termijn te garanderen.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
