Waterbehandeling is een essentieel onderdeel van veel industriële en technische processen. Het omvat alle maatregelen die de fysische, chemische en biologische eigenschappen van ruw water veranderen om het bruikbaar te maken voor het betreffende doel. In de praktijk heeft waterbehandeling tot doel onzuiverheden te verwijderen, de waterkwaliteit te optimaliseren en te voldoen aan de wettelijke vereisten voor water voor verschillende toepassingen.
Inhoudsopgave
Het belang van waterbehandeling
Waterbehandeling wordt niet alleen gebruikt om drinkwater te produceren, maar speelt ook een belangrijke rol in industriële processen en afvalwaterbehandeling in het bijzonder. Onbehandeld water kan systeemcorrosie, vervuiling, afzettingen of biofouling veroorzaken en de efficiëntie van technische processen aanzienlijk aantasten. Bovendien is het hergebruik van water in kringlopen een sleutel tot het behoud van hulpbronnen.
Toepassingsgebieden:
- Industrie: Proceswater voor de chemische, voedingsmiddelen-, metaal- en elektronica-industrie.
- Energiecentrales: voedingswater voor stoomketels en koelwatersystemen.
- Waterrecycling: Hergebruik van water in industriële installaties om hulpbronnen te besparen.
- Behandeling van afvalwater: Voorbehandeling en behandeling van afvalwater om te voldoen aan de lozingslimieten.
Processtappen van waterbehandeling
Waterbehandeling vindt plaats in verschillende gecoördineerde fasen, die afzonderlijk worden gecombineerd afhankelijk van de kwaliteit van het ruwe water en het beoogde gebruik.
1. voorbehandeling
Voorbehandeling wordt gebruikt om grove onzuiverheden uit het ruwe water te verwijderen en om de stroomafwaartse stadia te beschermen tegen overbelasting of schade.
Zeven en zeven:
Mechanische apparaten die grove vaste deeltjes zoals takken, plastic onderdelen of grotere deeltjes tegenhouden. Deze onderdelen zijn vooral belangrijk bij de behandeling van oppervlaktewater of industrieel afvalwater met grove verontreinigingen.
Technisch aspect: Maaswijdten variëren van 1 mm (fijne zeven) tot 100 mm (grove zeven), afhankelijk van de vereisten.Zandvanger:
Scheidt zwaardere, bezinkbare deeltjes zoals zand, slib en minerale afzettingen door zwaartekracht. Dit vermindert slijtage aan pompen en leidingwerk.
Typische ontwerpen: Horizontale zandvangers of ronde zandvangers met luchttoevoer om de afscheiding te verbeteren.Olieafscheider:
Verwijdert vrije, drijvende olie en vet uit het water. Deze afscheiders maken gebruik van de dichtheidsverschillen tussen olie en water en kunnen optioneel worden aangevuld met coalescentiefilters om de efficiëntie te verhogen.
2. belangrijkste behandelingsfasen
De belangrijkste behandelingsfasen vormen de kern van de waterzuiveringsinstallatie. Hier worden fysische, chemische en biologische processen gebruikt om opgeloste, colloïdale en organische onzuiverheden te verwijderen.
Fysische processen
Filtratie:
Filtratiesystemen, zoals meerlaagse filters of schijvenfilters, verwijderen deeltjes en zwevende stoffen.
Technische aspecten:- Filtermaterialen zoals kwartszand, actieve kool of antraciet.
- Terugspoelfunctie voor het reinigen van de filters.
Foto: Onze ALMA FIL meerlaagse filters met downstream ALMA ION ionenwisselaars
- Ultrafiltratie (UF):
Verwijdert deeltjes, virussen en bacteriën door membranen met een poriegrootte van 0,01-0,1 micrometer. - Nanofiltratie (NF):
Vermindert hardheidsvormers zoals calcium en magnesium. - Omgekeerde osmose (RO):
Hogedrukproces voor het verwijderen van zouten, organische stoffen en microverontreinigingen. Ideaal voor de productie van zuiver of ultrazuiver water.
- Ultrafiltratie (UF):
Bezinking:
In bezinktanks of lamellenklarifiers zinken zware deeltjes door de zwaartekracht naar de bodem, waar ze verzameld en verwijderd kunnen worden. Bezinking wordt vaak gebruikt als een voorloper van chemische of biologische processen.
Afbeelding: Ons ALMA OSMO omgekeerde osmosesysteem voor interne waterrecycling
Chemische processen
Precipitatie en flocculatie:
Chemische reagentia zoals ijzer- of aluminiumzouten worden gebruikt in CP-systemen om opgeloste vervuilende stoffen om te zetten in vaste deeltjes. Vlokmiddelen (polymeren) bevorderen de vorming van stabiele vlokken.- Ozon, chloor of waterstofperoxide oxideren organische verontreinigende stoffen en microverontreinigingen.
- Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's): Zeer reactieve hydroxylradicalen breken zelfs moeilijk afbreekbare stoffen af.
Ionenwisseling:
Ionenwisselaarharsen binden specifiek opgeloste ionen (bijv. zware metalen, hardheidsvormers) en wisselen ze uit voor onschadelijke ionen zoals natrium of waterstof.
Afbeelding: Voorbeeld van een CP-systeem voor de verwijdering van zware metalen, AOX en koolwaterstoffen(ALMA CHEM MCW)
Biologische processen
Actiefslibproces:
Micro-organismen breken organische ladingen aëroob af. Het proces is vooral effectief voor het verminderen van COD (chemisch zuurstofverbruik) en BOD (biochemisch zuurstofverbruik).Biofiltratie:
Organische stoffen worden biologisch afgebroken in bioactieve filters met microbieel gekoloniseerde media. Gebruikt als voorbehandeling vóór membraanprocessen of bij de behandeling van proceswater.Anaerobe reactoren:
Zonder zuurstof zetten micro-organismen organische stoffen om in biogas (methaan en CO₂). Deze processen zijn ideaal voor sterk geconcentreerd industrieel afvalwater.
Foto: Onze ALMA BHU GMR biogasinstallatie voor het opwekken van energie uit afvalwater
3. vervolgbehandeling
Nabehandeling zorgt ervoor dat de gewenste waterkwaliteitsdoelen worden bereikt. Dit is vooral belangrijk voor gevoelige toepassingen zoals koelwater, ketelwater of bij het voldoen aan wettelijke lozingslimieten.
UV-desinfectie:
Ultraviolet licht vernietigt het DNA van bacteriën, virussen en parasieten en voorkomt dat ze zich voortplanten. UV-desinfectie is chemicaliënvrij en snel.Polijsten:
- Fijnstoffiltratie met behulp van actieve kool of membranen verwijdert de laatste organische resten en zwevende deeltjes.
- Doel: Zuivere waterkwaliteit bereiken of vrij zijn van reststoffen voor specifieke toepassingen.
pH-aanpassing:
Zuren of basen worden gedoseerd in neutralisatiesystemen om de pH-waarde aan te passen aan de vereisten van de downstreamprocessen of de lozingsgrenswaarden.
Afbeelding: Actief koolstoffilter geïnstalleerd in GVK tanks(ALMA Fil AK)
Belangrijke technologische processen: CP-installaties, biofiltratie en membraaninstallaties
Het kiezen van de juiste sleuteltechnologieën in waterbehandeling is cruciaal om een efficiënte behandeling en hergebruik van water te garanderen. Chemisch-fysische installaties(CP-installaties), biofiltratie en membraaninstallaties (met name omgekeerde osmose) zijn drie centrale technologieën die elk specifieke uitdagingen aanpakken en, in combinatie, optimale resultaten behalen voor industriële waterbehandeling en waterhergebruik.
1. chemisch-fysische installaties (CP-installaties)
Waarom CP-systemen een sleuteltechnologie zijn:
CP-systemen zijn onmisbaar voor de voorbehandeling van afvalwater dat zware metalen bevat en dat ontstaat bij veel industriële processen, bijvoorbeeld bij metaalverwerking, galvanisatie of oppervlaktebehandeling. Ze behandelen het afvalwater zodat het efficiënt kan worden gerecycled in omgekeerde osmosesystemen stroomafwaarts.
Technologie en functionaliteit:
- Neutralisatie: De pH-waarde wordt aangepast aan een optimaal bereik door zuren of basen toe te voegen om het neerslaan van zware metalen mogelijk te maken.
- Precipitatie: Opgeloste zware metalen (bijv. nikkel, zink, chroom) worden omgezet in onoplosbare hydroxiden door precipitatiemiddelen toe te voegen (bijv. kalkmelk, ijzerchloride).
- Flocculatie: Vlokmiddelen bevorderen de vorming van stabiele deeltjes die gemakkelijker te scheiden zijn.
- Bezinking: De vaste deeltjes zinken naar de bodem van een bezinktank, waar ze worden opgevangen en afgevoerd.
Toepassingsgebieden:
- Voorbehandeling voor omgekeerde osmose systemen: Zware metalen en andere kritieke stoffen moeten worden verwijderd vóór membraanfiltratie om vervuiling en kalkaanslag op de membranen te voorkomen.
- Industriële toepassingen: Behandeling van afvalwater om te voldoen aan wettelijke limieten voor lozing op de openbare riolering.
Voordelen:
- Zeer efficiënt in het verwijderen van zware metalen.
- Bescherming van downstream membraansystemen tegen schade en verontreiniging.
- Naleving van wettelijke lozingslimieten voor zware metalen.
Foto: Ons CP-systeem ALMA CHEM MCW met slibontwatering door onze kamerfilterpers
2. biofiltratie
Waarom biofiltratie een belangrijke technologie is:
Biofiltratiesystemen zijn ideaal voor het behandelen van organisch verontreinigd afvalwater, bijvoorbeeld uit de voedingsindustrie, chemische industrie of papierindustrie. Ze verminderen de organische belasting en voorkomen biofouling in downstream omgekeerde osmose systemen.
Technologie en functionaliteit:
- Microbiële afbraak: Micro-organismen koloniseren bioactieve filtermedia (bijv. zand, plastic granulaat, actieve kool) en breken organische verbindingen af zoals koolwaterstoffen, vetten en eiwitten.
- Beluchting: Er wordt zuurstof in de filters gebracht om de activiteit van aerobe micro-organismen te bevorderen.
- Deeltjesfiltratie: Naast biologische activiteit verwijdert biofiltratie zwevende deeltjes en vaste stoffen ook mechanisch.
Toepassingsgebieden:
- Voorbehandeling voor omgekeerde osmose systemen: Vermindering van organische belasting om vervuiling en verstopping van de membranen tot een minimum te beperken.
- Industriële toepassingen: Behandeling van proceswater in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en voor organisch verontreinigd afvalwater in de chemische industrie.
Voordelen:
- Duurzame, chemicaliënvrije verwijdering van organische verbindingen.
- Langere levensduur en verbeterde efficiëntie van downstream membraanfiltratie.
- Flexibiliteit in aanpassing aan verschillende afvalwatersamenstellingen.
Afbeelding: Ons ALMA BioFil Compact biofiltratiesysteem voor de behandeling van afvalwater vóór omgekeerde osmose-installaties
3. membraansystemen (omgekeerde osmose)
Waarom omgekeerde osmose een belangrijke technologie is:
Omgekeerde osmose (RO) is de ruggengraat van waterrecycling. Het verwijdert bijna alle opgeloste zouten, organische vervuilende stoffen, sporenstoffen, PFAS (geperfluoreerde en gepolyfluoreerde alkylstoffen) en andere microverontreinigingen en maakt het mogelijk om water te hergebruiken in industriële processen.
Technologie en functionaliteit:
- Hogedrukproces: Water wordt onder hoge druk (10-70 bar) door semi-permeabele membranen geperst.
- Behoud van onzuiverheden: Opgeloste stoffen zoals zouten, zware metalen, organische moleculen en microverontreinigingen blijven aan de concentraatzijde achter, terwijl gezuiverd water (permeaat) door het membraan stroomt.
- Modulair ontwerp: Systemen kunnen naar behoefte worden opgeschaald en gecombineerd met voor- en nabehandelingsfasen.
Toepassingsgebieden:
- Waterrecycling: terugwinning van proceswater in bijvoorbeeld de elektronica-, chemische en voedingsindustrie.
- Verwijdering van spoorstoffen: Vermindering van PFAS, medicijnresten en pesticiden in industrieel afvalwater.
- Productie van zuiver en ultrazuiver water: Bevoorrading van koel- en boilersystemen met gedemineraliseerd water.
Voordelen:
- Verwijdert tot 99 % van opgeloste stoffen en verontreinigingen.
- Maakt hergebruik van afvalwater mogelijk en vermindert de behoefte aan zoet water.
- Flexibiliteit en hoge schaalbaarheid voor een breed scala aan vereisten.
Foto: Ons ALMA OSMO omgekeerde osmose systeem voor het verwijderen van PFAS, geïnstalleerd in de ALMA MODUL technische ruimte container
Eisen voor waterzuiveringsinstallaties
Kwaliteitsnormen:
- Drinkwaterkwaliteit: Vereist de volledige verwijdering van ziektekiemen, organische stoffen en mogelijke verontreinigende stoffen.
- Proceswater: Afhankelijk van de toepassing zijn een laag zoutgehalte, vrijheid van hardheid of chemische stabiliteit vereist.
- Afvalwater: Voldoen aan wettelijke lozingslimieten zoals gedefinieerd in de Kaderrichtlijn Water of lokale regelgeving.
Flexibiliteit en schaalbaarheid:
- Modulair ontwerp voor aanpassing aan veranderende ruwwaterkwaliteiten en productievereisten.
- Integratie van monitoringsystemen voor het monitoren van parameters zoals pH-waarde, geleidbaarheid, TOC en COD.
Uitdagingen en de toekomst van waterbehandeling
Toenemende eisen op het gebied van milieunormen, het behoud van hulpbronnen en efficiëntie stimuleren de ontwikkeling van moderne waterzuiveringstechnologieën. Bedrijven staan voor de uitdaging om hun waterbalans te verbeteren en tegelijkertijd aan de wettelijke eisen te voldoen.
- Duurzaamheid: De integratie van waterrecycling en hulpbronbesparende processen wordt de norm.
- Technologische ontwikkelingen: Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's), slimme monitoringsystemen en modulaire systemen maken flexibelere en efficiëntere waterbehandeling mogelijk.
- Regelgeving: Naleving van strenge regelgeving, vooral met betrekking tot microverontreinigingen zoals PFAS, wordt steeds relevanter.
Conclusie
Waterbehandeling is essentieel voor duurzame en efficiënte industriële productie. Het zorgt voor de bescherming van installaties, de naleving van wettelijke voorschriften en het minimaliseren van de ecologische voetafdruk. Of het nu gaat om proceswater, koelwater, ketelwater of waterrecycling - de keuze van de juiste technologieën, aangepast aan de specifieke vereisten, is cruciaal voor het succes van moderne industriële installaties. De voortdurende verdere ontwikkeling van technologieën en hun integratie in bestaande processen verzekeren de toekomst van waterbehandeling en maken een verantwoord gebruik van hulpbronnen mogelijk.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
