Afzettingen zijn vaste stoffen die zich afzetten op het oppervlak van leidingen, warmtewisselaars, tanks of andere watervoerende systemen. Deze vaste stoffen worden gevormd door het neerslaan van opgeloste stoffen die kristalliseren of stollen als gevolg van chemische, fysische of biologische processen. In industriële water- en afvalwaterbehandeling is afzetting een veelvoorkomend probleem omdat het de doorstroming kan belemmeren, de efficiëntie van systemen kan verminderen en tot hogere onderhoudskosten kan leiden.

Technische achtergrond

Afzettingen ontstaan voornamelijk in systemen waarin water wordt verwarmd, verdampt of samengeperst, of waar verschillen in de concentratie van opgeloste stoffen optreden. Deze processen bevorderen de vorming van vaste stoffen die zich aan de oppervlakken van de systemen hechten. Afzettingen bestaan vaak uit calciumcarbonaat (CaCO₃), magnesiumzouten, sulfaten, silicaten en andere slecht oplosbare verbindingen.

In de industriële praktijk wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende soorten afzettingen:

1. Kalkaanslag:
   Dit type aanslag komt vaak voor in boilersystemen en warmtewisselaars waarin water wordt verwarmd of verdampt. Bij stijgende temperaturen en concentraties van calcium- en magnesiumionen kristalliseren deze ionen als calciumcarbonaat of magnesiumsilicaat en vormen vaste afzettingen. Deze kalklagen werken als een isolator en verminderen de efficiëntie van warmtewisselaars door de warmteoverdracht te belemmeren en de energiekosten te verhogen.

2. Corrosieproducten:
   Corrosie kan ertoe leiden dat metaalionen vrijkomen uit leidingen en systeemonderdelen, die vervolgens in combinatie met zuurstof of andere elementen oxideafzettingen of corrosieslib vormen. Deze afzettingen belemmeren de waterdoorstroming in de leidingen en kunnen leiden tot verstoppingen.

3. Biofilms:
   Afzettingen van organische oorsprong worden vaak veroorzaakt door de groei van micro-organismen die vochtige, waterhoudende systemen koloniseren. Deze biofilms bestaan uit bacteriën en andere micro-organismen die een slijmachtige laag vormen op oppervlakken. In koelcircuits en waterbehandelingssystemen verminderen biofilms het debiet en verminderen ze de efficiëntie van desinfectieprocessen.

4. Chemische neerslag:
   De toevoeging van chemicaliën of veranderingen in pH-waarden of temperaturen kunnen leiden tot chemische neerslag. IJzer-, aluminium- of fosfaatverbindingen kunnen bijvoorbeeld neerslaan in het water en achterblijven als afzettingen op het oppervlak van tanks en leidingen.

Oorzaken en gevolgen van afzettingen

De vorming van afzettingen wordt beïnvloed door verschillende factoren:

• Temperatuurverhoging: Als de temperatuur stijgt, neemt de oplosbaarheid van veel zouten af, waardoor ze uit het water neerslaan en een neerslag vormen.
• Oververzadiging door concentratie: Als de concentratie opgeloste stoffen, zoals calcium- of magnesiumionen, in het water te hoog is, slaan deze stoffen neer als vaste stoffen.
• pH-waardeschommelingen: Veranderingen in de pH-waarde kunnen de oplosbaarheid van zouten beïnvloeden, waardoor stoffen neerslaan en zich afzetten op de oppervlakken.
• Stroomsnelheid: In gebieden met een lage stroomsnelheid of in dode zones van een systeem is de kans op afzetting groter, omdat de deeltjes gemakkelijker kunnen sedimenteren.

De invloed van afzettingen op industriële water- en afvalwatersystemen is aanzienlijk:

• Verliezen door warmteoverdracht: Afzettingen in warmtewisselaars en boilersystemen verminderen de warmteoverdracht omdat de vaste stoffen als een isolerende laag werken. Dit verhoogt het energieverbruik en de bedrijfskosten.
• Verstopping van leidingen: In watervoerende systemen kan afzetting de doorsnede van de leidingen verkleinen, wat leidt tot drukverlies, inefficiënte doorstroming en, in het ergste geval, verstoppingen.
• Risico op corrosie: Afzettingen kunnen leiden tot infiltratiecorrosie omdat ze plaatselijke chemische reacties bevorderen die het materiaaloppervlak aantasten.
• Hygiënische problemen: Afzettingen, vooral biofilms, kunnen de doeltreffendheid van ontsmettingsmiddelen verminderen en hygiënische risico's verhogen, omdat micro-organismen in de afzettingen worden beschermd.

Maatregelen om afzettingen te voorkomen

Het voorkomen en beheersen van afzettingen is een essentieel aspect van de werking van industriële water- en afvalwatersystemen. De belangrijkste maatregelen zijn

1. waterbehandeling en ontharding

Onthardingsprocessen zoals ionenuitwisseling (bijv. ALMA ION) of omgekeerde osmose (bijv. ALMA OSMO VE) kunnen calcium- en magnesiumionen uit het water verwijderen om kalkaanslag te voorkomen. Deze processen verminderen de concentratie van ionen die verantwoordelijk zijn voor aanslag en verbeteren de waterkwaliteit.