Waterrecycling is een sleutelbegrip in de moderne industriële waterzuivering met als doel waterbronnen efficiënt te gebruiken, de hoeveelheid afvalwater te verminderen en de bedrijfskosten te verlagen. Met het oog op de toenemende waterschaarste en strenge milieuvoorschriften speelt waterrecycling een doorslaggevende rol in duurzame industriële productie. In dit artikel onderzoeken we de technische principes, processen en toepassingsgebieden van waterrecycling, evenals de bijbehorende uitdagingen en oplossingen.
Inhoudsopgave
Technische basisprincipes van waterrecycling
Waterrecycling is het terugwinnen en hergebruiken van proces- en afvalwater in industriële toepassingen. Het doel is om de waterkwaliteit te verbeteren zodat het gerecyclede water opnieuw in het productieproces kan worden gebracht.
Belangrijke parameters bij waterrecycling
COD (chemisch zuurstofverbruik): Geeft de hoeveelheid organische verontreinigingen aan die moet worden afgebroken. Een hoge COD-waarde kan duiden op stoffen die moeilijk biologisch af te breken zijn en daarom specifieke behandelingsprocessen vereisen.
Zoutgehalte (TDS): een te hoge concentratie opgeloste zouten kan processen verstoren en kalkaanslag veroorzaken, wat op zijn beurt de efficiëntie van membraanprocessen en andere behandelingsstappen vermindert.
Deeltjes en vaste stoffen: vaste stoffen kunnen membranen en systeemcomponenten verstoppen, daarom zijn effectieve filtratie- en bezinkingsprocessen nodig.
Micro-organismen: Biofouling veroorzaakt door bacteriën en algen kan de prestaties van waterrecyclingsystemen aanzienlijk schaden. Antimicrobiële maatregelen en regelmatig onderhoud zijn daarom essentieel.
Water recycling proces
1. mechanische voorbehandeling
Mechanische processen worden gebruikt om grove onzuiverheden en vaste stoffen te verwijderen. Deze processen zijn de eerste stap in het recyclingproces en bereiden het water voor op de volgende behandelingsfasen:
Harken en zeven: verwijderen grove deeltjes zoals zwevende deeltjes, houtresten of plastic uit de waterstroom. Dit beschermt stroomafwaartse systeemonderdelen tegen schade.
Sedimentatie: vaste stoffen bezinken in klaringsinstallaties door de zwaartekracht. Deze methode is vooral effectief bij de behandeling van sterk vervuild water.
Flotatie: Met behulp van luchtbellen worden lichtere stoffen zoals oliën en vetten naar de oppervlakte gebracht, waar ze gemakkelijk kunnen worden afgeschept.
Afbeelding: Onze flotatie-installatie met precipitatie en flocculatie
2. chemische en fysische processen
Deze processen zijn cruciaal voor het verwijderen van opgeloste stoffen en colloïdale onzuiverheden:
Precipitatie en uitvlokking: Door precipitanten zoals aluminiumsulfaat of ijzerchloride toe te voegen, worden opgeloste stoffen omgezet in onoplosbare deeltjes, die vervolgens worden verwijderd door bezinking of filtratie.
Neutralisatie: pH-aanpassing is essentieel om optimale omstandigheden te creëren voor chemische en biologische processen. Dit is vooral belangrijk bij de behandeling van zuur of alkalisch afvalwater.
Actief kool filtratie: Actieve kool verwijdert organische verbindingen die verantwoordelijk zijn voor kleur, geur of smaak. Het adsorbeert ook efficiënt restchemicaliën van de voorbehandeling.
Afbeelding: Ons CP-systeem met neutralisatie en actieve koolfiltratie voor de voorbehandeling van afvalwater dat zware metalen bevat vóór omgekeerde osmose
3. biologische behandeling
Biologische processen zijn bijzonder geschikt voor het verminderen van organische belasting zoals COD en TOC. Ze zijn een kosteneffectieve manier om de afbraakprestaties van organische verbindingen te maximaliseren:
Geactiveerd slibproces: Micro-organismen breken organische stoffen af in aerobe reactoren. Dit proces is vooral effectief bij middelhoge tot hoge COD-waarden.
Anaerobe behandeling: Zonder zuurstof breken micro-organismen organische stoffen af en produceren biogas, dat als energiebron kan worden gebruikt. Deze methode is vooral geschikt voor sterk organisch verontreinigd afvalwater.
Biofiltratie (bijv. ALMA BioFIL): Compacte, biologisch geactiveerde filtratiesystemen bieden een efficiënte optie voor de voorbehandeling van afvalwater met een lage organische restbelasting.
Afbeelding: Onze biofiltratie voor de voorbehandeling van organisch verontreinigd afvalwater stroomopwaarts van een omgekeerd osmosesysteem
4. technologieën op basis van membranen
Membraanprocessen zijn sleuteltechnologieën in waterrecycling omdat ze een hoge scheidingsefficiëntie bieden en zelfs de kleinste onzuiverheden verwijderen:
Ultrafiltratie (UF): Verwijdert deeltjes, colloïden en micro-organismen. Dit proces wordt vaak gebruikt als voorbehandeling voor omgekeerde osmose.
Omgekeerde osmose (RO): Verwijdert tot 99% van de opgeloste zouten, organische stoffen en zware metalen. Het wordt vaak gebruikt in de recirculatie van proceswater.
Nanofiltratie (NF): Zorgt voor selectieve verwijdering van specifieke ionen en organische moleculen. NF wordt vaak gebruikt om waterhardheid te verminderen.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmosesysteem voor intern waterhergebruik
5. combinatie van procedures
In de praktijk wordt vaak een combinatie van deze processen gebruikt om de gewenste waterkwaliteit te bereiken. Een combinatie van biologische behandeling, ultrafiltratie en omgekeerde osmose kan bijvoorbeeld zorgen voor een bijna volledige verwijdering van onzuiverheden.
Toepassingen van waterrecycling
1. metaalverwerkende industrie
De metaalverwerkende industrie produceert grote hoeveelheden proceswater die efficiënt hergebruikt kunnen worden door middel van waterrecycling:
Koelcircuits: Koelwater wordt teruggevoerd naar het circuit nadat vaste stoffen en zouten zijn verwijderd. Dit vermindert het verbruik van vers water aanzienlijk.
Oppervlaktebehandeling: afvalwater van galvaniseren of verven bevat zware metalen en chemicaliën die verwijderd kunnen worden door precipitatie en omgekeerde osmose.
2. voedingsmiddelen- en drankenindustrie
Reinigingsprocessen: Spoelwater van reinigingsprocessen kan worden hergebruikt na actieve kool-en membraanfiltratie, wat het waterverbruik aanzienlijk vermindert.
Productiewater: Gerecycled water kan worden gebruikt in niet-kritische toepassingen zoals stoomopwekking of koeling van de fabriek.
3. chemische industrie
Terugwinning van grondstoffen: Naast water kunnen waardevolle chemicaliën ook worden teruggewonnen uit afvalwater, wat de bedrijfskosten verlaagt en de impact op het milieu vermindert.
Circulatie: Het hergebruik van behandeld water minimaliseert de behoefte aan vers water en vermindert de hoeveelheid afvalwater.
4. energieopwekking
Ketelvoedingswater: Gerecycled water wordt behandeld om corrosie en afzettingen in stoomketels te voorkomen. Dit verhoogt de efficiëntie en verlengt de levensduur van de systemen.
Koeltorenwater: Door ontziltingswater te behandelen, kunnen koelcircuits vrijwel gesloten worden gebruikt, wat aanzienlijke besparingen oplevert.
Uitdagingen en oplossingen
1. hoge bedrijfskosten
De implementatie van waterrecyclingsystemen vergt een hoge initiële investering. Op de lange termijn worden deze kosten echter terugverdiend door besparingen op de afvoer van zoet water en afvalwater.
2. aanslag en vervuiling
Afzetting op membranen en in leidingen kan de efficiëntie van het systeem aantasten. Uitgebreide voorbehandeling en het gebruik van antiscalants minimaliseren deze problemen.
3. kwaliteitscontrole
Een constant hoge waterkwaliteit vereist een nauwkeurige controle van alle procesparameters. Geautomatiseerde controlesystemen en regelmatig onderhoud zijn essentieel.
4 Regelgeving
Om aan de milieuregelgeving te voldoen, moeten vaak aanvullende technologieën worden gebruikt of moet de waterkwaliteit worden aangetoond door middel van regelmatige analyses.
Toekomstperspectieven voor waterrecycling
1. circulaire economie in de industrie
Waterrecycling is een cruciaal onderdeel van de circulaire economie. Door water te hergebruiken en afval tot een minimum te beperken, kunnen industriële bedrijven hun duurzaamheidsdoelstellingen halen en tegelijkertijd hun afhankelijkheid van externe waterbronnen verminderen.
2. integratie van hernieuwbare energiebronnen
De energie-intensiteit van waterrecyclingsystemen kan worden verminderd door hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- of windenergie te integreren. Dit biedt een aanzienlijk potentieel voor het verminderen van de koolstofvoetafdruk, vooral bij energie-intensieve processen zoals omgekeerde osmose.
3. onderzoek en ontwikkeling
De huidige onderzoeksprojecten richten zich op de ontwikkeling van robuuste membranen met een langere levensduur en een verbeterde weerstand tegen vervuiling. Tegelijkertijd worden nieuwe processen onderzocht om het verbruik van chemicaliën in de voorbehandeling te verminderen.
Conclusie
Waterrecycling is niet alleen een antwoord op de wereldwijde waterschaarste, maar ook een sleutel tot het verbeteren van de efficiëntie en duurzaamheid van industriële processen. Door gebruik te maken van moderne technologieën en intelligente regelsystemen te integreren, kunnen bedrijven optimaal gebruik maken van waterbronnen, afvalwaterstromen minimaliseren en hun ecologische voetafdruk verbeteren.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
