Lichte vloeistoffen zijn in water onoplosbare stoffen met een lagere dichtheid dan water en omvatten stoffen zoals minerale oliën, benzine, diesel en andere koolwaterstofverbindingen. Ze worden vaak geproduceerd in industriële processen, in het wegtransport of tijdens de opslag en verwerking van olieproducten. Lichte vloeistoffen vormen een grote uitdaging bij de behandeling van industrieel water en afvalwater, omdat ze niet alleen een risico vormen voor het milieu, maar ook de functionaliteit van waterzuiveringsinstallaties kunnen aantasten.
Dit artikel geeft een uitgebreid overzicht van de definitie, de fysisch-chemische eigenschappen van lichte vloeistoffen, hun invloed op waterbehandeling en de technologieën voor effectieve verwijdering uit water- en afvalwaterstromen.
Inhoudsopgave
Definitie en eigenschappen van lichte vloeistoffen
Leichtflüssigkeiten sind organische Flüssigkeiten, die eine geringere Dichte als Wasser aufweisen (meist < 1 g/cm³). Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften mischen sie sich nicht mit Wasser und bilden auf dessen Oberfläche eine Trennschicht.
Typische voorbeelden van lichte vloeistoffen:
- Minerale oliën: smeeroliën, motoroliën.
- Brandstoffen: benzine, diesel, paraffine.
- Hydraulische oliën: Gebruikt in industriële machines en voertuigen.
Fysisch-chemische eigenschappen:
- Dichtheid: Tussen 0,7 en 0,95 g/cm³, afhankelijk van de samenstelling.
- Viscositeit: varieert sterk; smeeroliën zijn visceuzer dan brandstoffen.
- Hydrofoob: ze zijn niet oplosbaar in water, maar hechten zich aan organische materialen of microplastics.
- Vluchtigheid: Veel lichte vloeistoffen zoals benzine hebben een hoge vluchtigheid, wat betekent dat ze ook in gasvorm kunnen vrijkomen.
Oorsprong en voorkomen van lichte vloeistoffen in afvalwater
Lichte vloeistoffen komen op verschillende manieren in water- of afvalwatersystemen terecht:
1. industriële processen:
- Productiebedrijven en werkplaatsen: Door het gebruik van smeer- en snijoliën.
- Petrochemische industrie: Afvalwater van raffinaderijen bevat vaak grote hoeveelheden koolwaterstoffen.
2. transport en verkeer:
- Afstromend wegwater: Als gevolg van olielekkages van voertuigen en lekkages op het wegdek.
- Benzinestations: Druppelverliezen en overstromingen leiden tot verontreiniging van regenwater.
3. opslag en ongevallen:
- Olieopslagfaciliteiten: Lekken uit opslagtanks of pijpleidingen.
- Ongelukken: Olielekkages na ongelukken met tankers of gesprongen leidingen.
Effecten van lichte vloeistoffen
1. milieu-impact:
- Lichte vloeistoffen drijven op wateroppervlakken en vormen barrières die de uitwisseling van zuurstof met de atmosfeer belemmeren. Dit leidt tot een gebrek aan zuurstof in waterlichamen en schaadt aquatische ecosystemen.
- Veel lichte vloeistoffen zijn giftig en vervuilen de flora en fauna in verontreinigde gebieden.
2. operationele problemen in waterzuiveringsinstallaties:
- Fouling: Afzetting van oliën en vetten op membranen of in leidingen.
- Verlies van efficiëntie: Filters en afscheiders raken sneller verstopt, waardoor de bedrijfskosten toenemen.
- Corrosie: Bepaalde koolwaterstoffen kunnen chemische reacties opwekken die materialen beschadigen.
Technologieën voor de verwijdering van lichte vloeistoffen
De behandeling van afvalwater dat lichte vloeistoffen bevat, vereist speciale technologieën om een effectieve scheiding en afvoer te garanderen.
1. mechanische processen
Olieafscheiders:
Olieafscheiders zijn beproefde systemen om lichte vloeistoffen te scheiden op basis van het verschil in dichtheid tussen water en olie.- Zwaartekrachtscheider: Het water stroomt langzaam door een kamer zodat de oliën naar het oppervlak stijgen en kunnen worden afgeschept.
- Coalescentieafscheider: Door coalescentie-elementen (fijne structuren) te gebruiken, worden kleine oliedruppels samengebracht tot grotere druppels die gemakkelijker kunnen worden afgescheiden.
- DIN 1999-100: Norm voor afscheiders voor lichte vloeistoffen, die vooral wordt gebruikt in benzinestations en werkplaatsen.
Lamellenbezinkers:
Deze systemen maken gebruik van hellende platen die de waterstroom vertragen en helpen om lichte vloeistoffen te scheiden.
2. membraantechnologieën
Ultrafiltratie (UF):
Hydrofobische membranen kunnen lichte vloeistoffen efficiënt vasthouden en zorgen voor een bijna volledige verwijdering van oliedeeltjes.
3. chemische processen
CP systemen:
Oliedruppels worden gebonden met speciale precipitanten en flocculanten en bezinken als slib. Deze technologie is bijzonder effectief bij hoge concentraties lichte vloeistoffen.Adsorptie:
Actieve kool of andere adsorberende materialen binden koolwaterstoffen en zuiveren het water.
Afbeelding: Ons ALMA CHEM MCW CP-systeem met nageschakeld actief koolfilter voor de verwijdering van lichte vloeistoffen, AOX, COD, zware metalen en cyanide
4. flotatie: een bewezen technologie voor het verwijderen van lichte vloeistoffen
Flotatie is een zeer effectief proces voor het verwijderen van lichte vloeistoffen uit water en afvalwaterstromen. Het maakt gebruik van het principe van dichtheidsverschillen en de hechting van deeltjes of vloeistofdruppels aan gasbellen om de scheiding van ongewenste stoffen mogelijk te maken. Dit proces wordt gebruikt in verschillende configuraties en biedt een hoge efficiëntie, vooral bij de behandeling van afvalwater dat geëmulgeerde of fijn gedispergeerde lichte vloeistoffen bevat.
Basisprincipe van flotatie
Flotatie is gebaseerd op de injectie van fijne gasbellen in het afvalwater. Deze bellen hechten zich aan de deeltjes of oliedruppels en verminderen hun dichtheid zodat ze naar de oppervlakte kunnen stijgen. De drijvende onzuiverheden worden vervolgens verwijderd met behulp van speciale schrapersystemen.
Opgeloste luchtflotatie (DAF)
Bij flotatie met opgeloste lucht wordt lucht onder druk in het water opgelost. Wanneer de druk vrijkomt, ontstaan microscopisch kleine luchtbelletjes die zich hechten aan oliedruppels en vaste stoffen.
Voordelen:
- Verwijdert de fijnste oliedruppeltjes en geëmulgeerde lichte vloeistoffen.
- Zeer effectief voor hoge afvalwaterbelastingen.
- Geschikt voor grote debieten.
Toepassingsgebieden: Petrochemische industrie, melkverwerkende industrie, afvalwater van benzinestations, industrieel afvalwater.
Processtappen in opgeloste luchtflotatie (DAF)
Voorbehandeling:
Grove deeltjes en grotere oliedruppels worden verwijderd door bezinking of voorafscheiders om de belasting van de flotatie-eenheid te verminderen.Luchtverzadiging:
Water wordt verzadigd met lucht onder hoge druk, meestal in een verzadigingstank. De opgeloste lucht blijft opgelost in het water totdat de druk afneemt.Drukverlaging:
Bij het binnengaan van de flotatietank wordt de druk abrupt verlaagd, waardoor fijne luchtbelletjes ontstaan.Ophoping en drijfvermogen:
De luchtbellen hechten zich aan de lichte vloeistofdruppels en vaste stoffen. Door de opwaartse kracht stijgen ze naar het wateroppervlak.Afschuimen van de onzuiverheden:
Een afschuimmechanisme verwijdert de drijvende stoffen. Het gezuiverde water wordt verder behandeld of rechtstreeks hergebruikt.
Afbeelding: Ons ALMA NeoDAF flotatiesysteem voor de verwijdering van lichte vloeistoffen, lipofiele stoffen en CZV
Uitdagingen in de behandeling van lichte vloeistoffen
- Hoge variabiliteit in samenstelling: Afhankelijk van de bron kunnen lichte vloeistoffen sterk variëren, wat een aanpassing van de behandelingsstrategie vereist.
- Geëmulgeerde lichte vloeistoffen: Kleine oliedruppeltjes die gestabiliseerd zijn door turbulentie of chemische reacties zijn moeilijk mechanisch te verwijderen.
- Wettelijke druk: Wettelijke vereisten voor het lozen van afvalwater (bijv. grenswaarden voor koolwaterstoffen) vereisen hoogontwikkelde behandelingssystemen.
Conclusie
Het verwijderen van lichte vloeistoffen uit water- en afvalwaterstromen is een complexe maar essentiële taak in waterbehandeling. Met geavanceerde technologieën zoals coalescentieafscheiders, flotatie-installaties of CP-installaties kunnen lichte vloeistoffen effectief worden behandeld en kan de impact op het milieu tot een minimum worden beperkt. De keuze van de optimale behandelingsmethode hangt af van de specifieke samenstelling van het afvalwater en de vereisten van het betreffende proces.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
