Industriële oppervlaktecoating omvat een verscheidenheid aan processen, waaronder verven, galvaniseren, poedercoaten en anodiseren, die worden gebruikt voor de functionele en decoratieve afwerking van oppervlakken. Deze processen genereren vaak afvalwater met complexe en soms problematische ingrediënten die een gespecialiseerde afvalwaterbehandeling vereisen. De volgende tekst beschrijft de samenstelling van het afvalwater, typische uitdagingen en bewezen technische processen voor behandeling.
Inhoudsopgave
Samenstelling van het afvalwater
Het afvalwater van oppervlaktecoatingsprocessen is sterk afhankelijk van het type coatingproces en de gebruikte chemicaliën. Typische ingrediënten zijn
Zware metalen
- Zware metalen zoals chroom, nikkel, zink, koper of cadmium zijn afkomstig van galvanische baden, anodiseerprocessen en corrosiebeschermende coatings.
- Deze stoffen zijn giftig en mogen alleen in zeer lage concentraties in het afvalwaternetwerk worden geloosd.
Organische stoffen
- Organische oplosmiddelen, oppervlakteactieve stoffen, oliën en vetten van schoonmaakprocessen of schilderwerk.
- In veel gevallen zijn deze stoffen niet gemakkelijk biologisch afbreekbaar.
Complexvormer
- Stoffen zoals EDTA of citraat, die in galvanische processen worden gebruikt om metaalionen te stabiliseren, kunnen de scheiding van zware metalen in afvalwaterbehandeling bemoeilijken.
Zuren en basen
- Afvalwater van voorbehandeling, zoals beitsen of ontvetten, bevat vaak sterke zuren (bijv. zwavelzuur of salpeterzuur) of basen (bijv. natronloog of kaliumhydroxideoplossing).
- Dit leidt tot pH-schommelingen die geneutraliseerd moeten worden.
Vaste en zwevende deeltjes
- Deeltjes van slijp-, polijst- en coatingprocessen, zoals metaalstof of pigmentresten.
Fosfaten
- Vaak gebruikt bij voorbehandeling om conversielagen te vormen, bijv. zinkfosfaat, die het substraat voorbereiden voor coating.
Technische uitdagingen
De behandeling van afvalwater van oppervlaktecoatings stelt hoge eisen aan de technologie van de installatie en het inzicht in het proces. Typische uitdagingen zijn
Verwijdering van zware metalen
- Zware metalen moeten niet alleen worden verwijderd, maar ook worden afgescheiden als stabiel slib om te voorkomen dat ze opnieuw in het water oplossen.
Omgaan met complexvormers
- Complexvormers bemoeilijken het neerslaan van zware metalen omdat ze ze in oplosbare vorm houden. Hier zijn specifieke processtrategieën nodig.
Chemische diversiteit
- Het grote aantal gebruikte chemicaliën en hun mogelijke interacties maken het moeilijk om de optimale behandelingsmethoden te selecteren.
pH-schommelingen
- Afvalwaterstromen uit verschillende processtadia hebben vaak sterk fluctuerende pH-waarden, die moeten worden geregeld om de efficiëntie van de downstream behandelingsstadia te garanderen.
Voldoen aan wettelijke vereisten
- Strenge limieten voor zware metalen, COD (chemisch zuurstofverbruik) en andere parameters maken een uitgebreide behandeling van afvalwater essentieel.
Waterzuiveringsproces
De behandeling van afvalwater van oppervlaktecoatingprocessen wordt uitgevoerd in verschillende gecoördineerde stappen. Vaak is een combinatie van mechanische, chemisch-fysische en biologische processen nodig.
1. mechanische voorbehandeling
- Harken en zeven: Verwijdering van grove deeltjes en zwevende deeltjes.
- Filtratie: Verwijdering van onopgeloste vaste stoffen.
- Filterpersen: Concentratie van slib dat tijdens het proces wordt geproduceerd.
Afbeelding: Ons ALMA BHU SMF filtratiesysteem in betonnen uitvoering voor grote afvalwaterstromen
2. chemisch-fysische behandeling
Chemisch-fysische behandeling is een essentiële stap in de behandeling van industrieel afvalwater. Het combineert chemische reacties en fysische processen om verontreinigende stoffen specifiek te verwijderen of hun eigenschappen te veranderen zodat ze gemakkelijker kunnen worden afgescheiden of onschadelijk worden gemaakt. De belangrijkste processen en hoe ze werken worden hieronder in detail uitgelegd.
Neutralisatie
Neutralisatie wordt gebruikt om de pH-waarde in afvalwater te regelen, vooral in het geval van sterk zuur of alkalisch afvalwater, zoals afvalwater van beits-, ontvettings- of reinigingsprocessen.
- Functionaliteit:
- Bei saurem Abwasser (pH < 6) wird eine Alkalizugabe wie Natronlauge (NaOH), Kalkmilch (Ca(OH)₂) oder Soda (Na₂CO₃) durchgeführt.
- Zuren zoals zwavelzuur (H₂SO₄) of zoutzuur (HCl) worden gebruikt voor alkalisch afvalwater (pH > 9).
- Procestechnologie:
- Moderne systemen werken met pH-regelcircuits die een nauwkeurige dosering van de neutralisatiechemicaliën mogelijk maken. De pH-waarde wordt continu gecontroleerd en automatisch aangepast.
- Betekenis:
- Een neutrale pH-waarde (6,5-8,5) is cruciaal voor de efficiëntie van downstreamprocessen zoals precipitatie en biologische zuiveringsstappen. Een correcte neutralisatie beschermt de systeemmaterialen ook tegen corrosie.
Precipitatie en flocculatie
Precipitatie en flocculatie zijn belangrijke processen voor het verwijderen van opgeloste zware metalen, colloïdale onzuiverheden en andere problematische stoffen.
- Vellen:
- Door precipitanten zoals kalkmelk, natriumsulfide (Na₂S) of ijzer(III)chloride (FeCl₃) toe te voegen, worden opgeloste stoffen chemisch omgezet in onoplosbare verbindingen. Zware metalen zoals zink of nikkel vormen hydroxiden of sulfiden, die van het afvalwater kunnen worden gescheiden.
- Flocculatie:
- Vlokmiddelen, meestal synthetische of natuurlijke polymeren, bevorderen de samenklontering van de gevormde neerslagproducten tot grotere vlokken. Deze deeltjes bezinken gemakkelijker of kunnen worden verwijderd in latere processen zoals flotatie.
- Praktisch voorbeeld:
- Bij oppervlaktebehandeling worden precipitatie en flocculatie gebruikt om zware metalen efficiënt te verwijderen uit galvanisch afvalwater of beitsbaden.
Redox-proces
Redoxprocessen zijn chemische processen die de oxidatie- of reductietoestand van vervuilende stoffen veranderen om hun toxische eigenschappen te verminderen of hun afscheiding te vergemakkelijken.
- Reductieve procedures:
- Chroom(VI), een zeer giftig zwaar metaal, wordt vaak gereduceerd met natriumdithioniet (Na₂S₂O₄) of zwavelzuur tot chroom(III), dat neerslaat in de vorm van chroomhydroxide.
- Oxidatieve processen:
- Organische verontreinigingen of cyaniden worden onschadelijk gemaakt met oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide (H₂O₂), ozon (O₃) of kaliumpermanganaat (KMnO₄).
- Voordelen:
- Redoxprocessen zijn zeer specifiek en kunnen worden gebruikt om bepaalde verontreinigende stoffen aan te pakken. Ze zijn bijzonder geschikt voor afvalwater dat toxische of slecht afbreekbare stoffen bevat.
Afbeelding: Ons CP-systeem met neutralisatie en actieve koolfiltratie voor de voorbehandeling van afvalwater dat zware metalen bevat vóór omgekeerde osmose
3. opgeloste luchtflotatie (DAF)
Opgeloste luchtflotatie (DAF ) is een fysisch proces dat bijzonder effectief is in het verwijderen van oliën, vetten en fijn gedispergeerde vaste stoffen.
- Functionaliteit:
- Water onder druk dat verzadigd is met lucht wordt in het afvalwater geloosd. De drukverlaging creëert microscopische luchtbelletjes die zich binden aan deeltjes en vetten en deze naar het wateroppervlak transporteren.
- Toepassingsgebieden:
- Vooral geschikt voor olieachtig afvalwater of afvalwater van oppervlaktebehandeling, zoals in verfwerkplaatsen.
- Voordelen:
- DAF-technologie zoals de ALMA NeoDAF biedt een hoge scheidingsefficiëntie met een minimaal gebruik van chemicaliën en kan flexibel worden aangepast aan verschillende afvalwatervolumes.
Afbeelding: Ons ALMA NeoDAF flotatiesysteem met lastproportionele dosering van precipitanten en flocculanten
4. ionenuitwisseling
Ionenwisseling is een zeer gespecialiseerd proces voor het verwijderen van opgeloste ionen zoals zware metalen of zouten uit afvalwater.
- Functionaliteit:
- Speciale harsen binden specifiek kationen (bv. nikkel, zink) of anionen (bv. nitraten, sulfaten) door ze uit te wisselen met andere ionen (bv. natrium of chloride).
- Toepassing:
- Ionenwisseling is ideaal voor de nabehandeling van afvalwater om restconcentraties van zware metalen onder de wettelijke grenswaarden te brengen.
- Regeneratie:
- Na verzadiging worden de harsen geregenereerd, meestal door spoelen met zuren of logen.
Foto: Onze ALMA FIL meerlaagse filters met stroomafwaartse ALMA ION ionenwisselaar
4. membraanproces
Membraanprocessen maken gebruik van semi-permeabele membranen om opgeloste stoffen, colloïden en deeltjes efficiënt te scheiden. Ze zijn onmisbaar bij chemisch-fysische behandeling, vooral wanneer er hoge eisen worden gesteld aan de zuiverheid van water.
- Ultrafiltratie (UF):
- Verwijdert zwevende deeltjes, bacteriën en macromoleculen. Het wordt vaak gebruikt als voorloper voor andere processen.
- Nanofiltratie (NF):
- Scheiding van opgeloste zouten en organische moleculen met een gemiddeld moleculair gewicht.
- Omgekeerde osmose (RO):
- Wordt gebruikt voor de hoogste zuiverheidseisen, bijvoorbeeld voor de volledige verwijdering van opgeloste zouten, metalen en organische stoffen. Het behandelde water kan worden hergebruikt, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd en hulpbronnen worden gespaard.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmosesysteem voor intern waterhergebruik
Nabehandeling en circulatie
Veel oppervlaktecoatingbedrijven vertrouwen op waterrecycling om kosten te besparen en hulpbronnen te sparen. De kwaliteit van het behandelde water moet voldoen aan de eisen van het proces:
- Actief koolfiltratie: Verwijdering van organische resten en geuren.
- Polijsten door omgekeerde osmose: productie van zeer zuiver water voor hergebruik in galvaniseerbaden of als spoelwater.
- UV-desinfectie: vernietiging van microbiologische besmetting die kan optreden tijdens recyclingcycli.
Conclusie
Afvalwaterbehandeling in de oppervlaktecoatingindustrie is een technisch veeleisende taak die een nauwkeurige combinatie van processen vereist. Een efficiënte behandeling voldoet niet alleen aan de wettelijke vereisten, maar zorgt er ook voor dat hulpbronnen worden teruggewonnen en bedrijfskosten worden verlaagd.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
