Water ReUse verwijst naar de gerichte behandeling en het gebruik van afvalwater of proceswater voor nieuwe toepassingen. In tijden van toenemende waterschaarste en strengere milieuvoorschriften wint Water ReUse wereldwijd aan belang. Deze aanpak vermindert niet alleen het zoetwaterverbruik, maar verlaagt ook de kosten van afvalwaterverwijdering en het gebruik van chemicaliën. Dit artikel gaat dieper in op de technische achtergrond, de verschillende toepassingen en de uitdagingen van Water ReUse.
Inhoudsopgave
Technische basisprincipes van hergebruik van water
Waterhergebruik omvat een verscheidenheid aan technologieën en processen om water te leveren van een kwaliteit die geschikt is voor het beoogde gebruik. De belangrijkste processen zijn fysische, chemische en biologische processen.
Belangrijke parameters voor hergebruik:
COD (chemisch zuurstofverbruik): Geeft de organische belasting aan die moet worden verwijderd.
TDS (Totaal opgeloste vaste stoffen): Geeft de concentratie opgeloste zouten aan die moet worden verlaagd, afhankelijk van het beoogde gebruik.
Microbiologische vervuiling: Vooral relevant voor toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.
Verontreinigende stoffen: Zware metalen, nitraten of fosfaten kunnen specifieke behandelingsprocessen vereisen.
Proces voor hergebruik van water
1. mechanische processen
Filtratie: Tijdens de filtratie wordt het afvalwater door media zoals zand, grind of synthetische filters geleid om grove zwevende deeltjes en vaste deeltjes te verwijderen. Deze methode vormt de basis voor een effectieve voorbehandeling en beschermt stroomafwaartse systemen tegen schade.
Flotatie: Luchtbellen worden gebruikt om vetten, oliën en lichte vaste stoffen naar het oppervlak te transporteren, waar ze kunnen worden afgeschept. Dit proces is bijzonder geschikt voor industrieel afvalwater met een hoog gehalte aan organische stoffen.
Afbeelding: Onze flotatie-installatie met gepatenteerd luchtverzadigingssysteem
2. chemische processen
Precipitatie en uitvlokking: Door chemicaliën zoals aluminiumsulfaat of ijzerchloride toe te voegen, worden opgeloste stoffen omgezet in vaste deeltjes. Vlokmiddelen versterken dit proces door kleine deeltjes samen te voegen tot grotere aggregaten die gemakkelijker kunnen worden gescheiden.
Oxidatie: Deze processen gebruiken ozon, waterstofperoxide of chloor om organische stoffen en microverontreinigingen af te breken. Oxidatie is bijzonder geschikt voor de behandeling van persistente verontreinigende stoffen en voor desinfectie.
Afbeelding: Ons CP-systeem met neutralisatie en actieve koolfiltratie voor de voorbehandeling van afvalwater dat zware metalen bevat vóór omgekeerde osmose
3. biologische processen
Membraan bioreactoren (MBR): Membraanbioreactoren combineren biologische afvalwaterbehandeling met membraanfiltratie. De micro-organismen in de reactor breken organische verbindingen af, terwijl de membranen vaste stoffen en micro-organismen vasthouden. Dit maakt extreem hoge zuiveringsprestaties en compacte systeemontwerpen mogelijk. MBR's zijn bijzonder geschikt voor toepassingen met beperkte ruimte en hoge waterkwaliteitseisen, zoals in de voedingsindustrie of in waterrecyclingsprojecten.
Biofiltratie:Biofiltratie is een proces waarbij organische stoffen en verontreinigende stoffen worden afgebroken door bioactieve filtermedia. Bij industriële waterzuivering wordt actieve kool vaak gebruikt als dragermateriaal voor bioactieve micro-organismen. De ALMA BioFIL systemen zijn een voorbeeld van deze technologie. Ze maken niet alleen de reductie van COD, TOC en stikstof mogelijk, maar ook de verwijdering van fosfor. Biofiltratie wordt gekenmerkt door flexibiliteit en efficiëntie en is bijzonder geschikt voor restvrachten na primaire behandelingsstappen.
Afbeelding: Onze biofiltratie voor de voorbehandeling van organisch verontreinigd afvalwater stroomopwaarts van een omgekeerd osmosesysteem
4. processen op basis van membranen
Ultrafiltratie (UF): Deze technologie verwijdert deeltjes, colloïden en micro-organismen uit het water. UF wordt vaak gebruikt als voorbehandeling voor meer geavanceerde processen zoals omgekeerde osmose.
Nanofiltratie (NF):Nanofiltratie verwijdert specifiek tweewaardige ionen zoals calcium en magnesium en organische moleculen. Het is geschikt voor toepassingen waar gematigde demineralisatie vereist is.
Omgekeerde osmose (RO): Bij RO wordt water onder hoge druk door een semi-permeabel membraan geperst. Hierdoor worden bijna alle opgeloste zouten, organische verbindingen en microverontreinigingen verwijderd. RO is het standaardproces voor de productie van zeer zuiver water.
5. hybride proces
Vaak worden verschillende technologieën gecombineerd om een optimale waterkwaliteit te bereiken. Een voorbeeld is de combinatie van biologische voorbehandeling met membraanprocessen.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmosesysteem voor intern waterhergebruik
Toepassingen van hergebruik van water
1. industrie
Koelcircuits: Behandeld afvalwater wordt gebruikt in industriële koelcircuits om zoetwaterbronnen te sparen. Hergebruik vermindert de behoefte aan chemische additieven zoals corrosieremmers of biociden, omdat de waterkwaliteit specifiek kan worden gecontroleerd. Door het koelwater te circuleren wordt ook de hoeveelheid ontzilting geminimaliseerd, wat zowel de kosten als de impact op het milieu vermindert.
Productiewater: Veel industriële processen vereisen water met specifieke kwaliteitseisen, zoals in de voedingsmiddelen-, chemische of metaalverwerkende industrie. Behandeld water kan direct in de productie worden gebruikt, bijvoorbeeld voor reiniging of als reactiemedium. Dit vermindert het verbruik van vers water aanzienlijk.
2. landbouw
Irrigatie: In de landbouw wordt behandeld water gebruikt om gewassen te irrigeren. Dit biedt een duurzaam alternatief voor het onttrekken van grondwater, vooral in regio's waar water schaars is. Kwaliteitscontrole is hier essentieel om verontreinigende stoffen of ziekteverwekkers uit te sluiten die de gezondheid van mensen en planten in gevaar kunnen brengen.
Terugwinning van voedingsstoffen: Door het gerichte gebruik van gezuiverd water kunnen voedingsstoffen uit de landbouw, zoals stikstof en fosfor, effectief worden gebruikt als meststof. Dit vermindert de behoefte aan synthetische meststoffen en spaart tegelijkertijd natuurlijke hulpbronnen.
3. gemeentelijke toepassingen
Doorspoelen van toiletten: Grijs water of regenwater wordt steeds vaker gebruikt voor het doorspoelen van toiletten in stedelijke gebouwen. Dit gebruik vermindert de benodigde hoeveelheid zoet water aanzienlijk en helpt hulpbronnen te sparen. Dergelijke systemen zijn vooral gebruikelijk in moderne gebouwen met een duurzaam ontwerp.
Straatreiniging: Gemeenten gebruiken gezuiverd water voor schoonmaakwerkzaamheden zoals het wassen van straten en het besproeien van openbare ruimten. Naast straatreiniging wordt gezuiverd water vaak gebruikt om openbaar groen en parken te besproeien. Dit vermindert het zoetwaterverbruik en ondersteunt duurzame stadsontwikkelingsstrategieën, vooral in droge of waterschaarse regio's.
4. drinkwaterproductie
Indirect hergebruik: Behandeld afvalwater wordt geïnfiltreerd in grondwatervoorraden, waardoor waterbronnen worden aangevuld. Dit proces wordt vooral gebruikt in regio's met grote waterschaarste en biedt een milieuvriendelijke manier om drinkwatervoorraden aan te vullen. Het geïnfiltreerde water wordt in een volgende stap opnieuw behandeld en aan het drinkwaternet toegevoegd.
Direct hergebruik: Hier wordt gezuiverd afvalwater direct gebruikt als drinkwater na intensieve behandeling, inclusief omgekeerde osmose en UV-desinfectie. Dit proces vereist een strikte kwaliteitscontrole en geavanceerde technologieën, aangezien de eisen voor het eindproduct extreem hoog zijn. Direct hergebruik is vooral relevant in stedelijke centra met beperkte watervoorraden.
5. kringlopen industrieterrein
Hergebruik van water in industrieparken: In moderne industrieparken worden gesloten waterkringloopsystemen geïmplementeerd om efficiënt gebruik te maken van waterbronnen. Afvalwater van het ene proces wordt behandeld en hergebruikt voor een ander proces, bijvoorbeeld als ketelvoedingswater of koelwater. Deze systemen bevorderen duurzaam watergebruik en verlagen de bedrijfskosten.
Voordelen van hergebruik van water
Behoud van hulpbronnen: Vermindert het verbruik van zoet water, vooral in regio's met waterschaarste.
Kostenbesparing: Vermindert de uitgaven voor waterwinning en afvalwaterverwijdering.
Ontlasting van het milieu: Vermindert het binnendringen van verontreinigende stoffen in waterlichamen en de belasting van rioolwaterzuiveringsinstallaties.
Verhoogde voorzieningszekerheid: creëert onafhankelijkheid van externe waterbronnen.
Uitdagingen bij de implementatie van Waterhergebruik
1. technische uitdagingen
Vervuiling en kalkaanslag: Afzetting op membranen kan de efficiëntie verminderen.
Wisselende afvalwaterkwaliteit: schommelingen in de samenstelling vereisen flexibele behandelingssystemen.
2. economische uitdagingen
Investeringskosten: Het opzetten van systemen voor hergebruik van water kost veel geld.
Bedrijfskosten: Energie- en chemicaliënverbruik kunnen de economische efficiëntie beïnvloeden.
3 Regelgeving
Naleving van milieu- en hygiënenormen kan veeleisend zijn.
Verschillende voorschriften afhankelijk van het land en de toepassing maken de implementatie moeilijker.
Toekomstperspectieven voor hergebruik van water
Innovatieve technologieën:
Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP): Verbeterde verwijdering van microverontreinigingen.
Membraantechnologieën: ontwikkeling van robuuste en efficiënte membranen.
Digitalisering:
Gebruik van IoT en kunstmatige intelligentie om processen te optimaliseren.
Real-time bewaking van de waterkwaliteit om efficiëntie te garanderen.
Statutaire promotie:
Regeringen stimuleren het hergebruik van water door middel van subsidies en wettelijke prikkels.
Conclusie
Waterhergebruik is een sleutelconcept voor duurzaam waterbeheer. Het biedt oplossingen voor de uitdagingen van waterschaarste en draagt bij aan het behoud van hulpbronnen en het ontlasten van het milieu. Door voortdurende innovatie en investeringen kan Water ReUse in steeds meer gebieden worden toegepast en zo een beslissende bijdrage leveren aan duurzame ontwikkeling.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
