Fysisch-chemische behandeling van industrieel afvalwater is een essentieel proces voor naleving van de regelgeving en bescherming van het milieu. In dit artikel leggen we de basisprincipes uit van fysisch-chemische behandeling van afvalwater, waaronder cyanideontgifting, precipitatie van zware metalen, chroom(VI)-reductie en voorbehandeling voor waterrecycling.
Inhoudsopgave
Grondbeginselen van chemisch-fysische afvalwaterbehandeling
Industriële chemisch-fysische afvalwaterinstallaties (CP-installaties) zijn ontworpen om het afvalwater dat ontstaat tijdens het productieproces te behandelen om te voldoen aan de wettelijke vereisten voor lozing in waterlichamen of gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties. Deze behandeling vindt vaak plaats in verschillende fasen om verschillende verontreinigingen zoals zware metalen, CZV, lipofiele stoffen of AOX effectief te verwijderen.
Precipitatie en flocculatie zijn belangrijke processen in de chemisch-fysische afvalwaterbehandeling die tot doel hebben opgeloste en gesuspendeerde stoffen om te zetten in onoplosbare of grotere deeltjes die vervolgens uit het water kunnen worden verwijderd.
Foto: CP-systeem als batchsysteem voor de verwijdering van zware metalen, AOX en cyanide (systeem: ALMA CHEM MCW)
Het vellen
Precipitatie is een proces waarbij opgeloste stoffen, in het bijzonder zware metalen, door chemische reacties worden omgezet in een onoplosbare vorm. Dit wordt bereikt door precipitanten op basis van metaalzouten toe te voegen en de pH-waarde zo aan te passen dat de te precipiteren stoffen de laagste oplosbaarheid in water hebben (neutralisatieprecipitatie).
Neerslagproces:
- Toevoeging van precipitanten: Een bepaalde hoeveelheid precipitanten zoals ijzer(III)chloride of polyaluminiumchloride wordt aan het afvalwater toegevoegd.
- Aanpassing van de pH-waarde: De pH-waarde wordt aangepast aan het optimale bereik waarin de verontreinigende stoffen het minst oplosbaar zijn door neutraliserende middelen toe te voegen zoals kalkmelk of natronloog.
- Vorming van neerslagproducten: De doelstoffen reageren met de neerslagmiddelen en neutraliserende middelen en vormen onoplosbare hydroxiden of andere verbindingen.
Voorbeelden:
- Neerslaan van zware metalen: Zware metalen zoals lood, koper, nikkel en zink worden neergeslagen als hydroxiden. De reactievergelijking voor het neerslaan van koper is
- Reductie van chroom(VI): Chroom(VI) wordt gereduceerd met natriumbisulfiet tot chroom(III) en vervolgens neergeslagen als chroom(III)hydroxide. De reactievergelijkingen zijn:
Basisprincipes van flocculatie
Flocculatie volgt vaak op precipitatie en dient om de gevormde precipitatieproducten te combineren tot grotere agglomeraten die gemakkelijker gescheiden kunnen worden.
Flocculatieproces
Het flocculatieproces:
- Kationische (positief geladen) of anionische (negatief geladen) polymeren worden toegevoegd aan het afvalwater. De keuze van het polymeer is doorslaggevend voor een optimale vlokvorming met zeer goede bezinkeigenschappen.
Doelen van flocculatie:
- Zwevende deeltjes: Verwijdering van zwevende deeltjes door grotere vlokken te vormen.
- Helderheid van het water: Verbetert de helderheid van het behandelde water door troebelheid te verwijderen.
- Brede toepassing: Efficiënte verwijdering van een breed scala aan stoffen, waaronder geprecipiteerde zware metalen, geëmulgeerde koolwaterstoffen, fluoriden, fosfaten, sulfaten, kleurstoffen en pigmenten.
Foto: ALMA Floc APH neerslagmiddel en ALMA NaOH neutralisatiemiddel (productserie: ALMA AQUA)
Specifieke toepassingen van chemisch-fysische afvalwaterbehandeling
Cyanide ontgifting
Cyanide, een zeer giftig anion, wordt vaak gebruikt in de metaalverwerkende industrie en moet veilig worden verwijderd voordat het in het milieu wordt geloosd. Ontgifting wordt bereikt door oxidatie, waarbij cyanide wordt omgezet in minder giftige verbindingen. Typische oxidatiemiddelen zijn chloorbleekmiddel of waterstofperoxide, die cyanide oxideren tot cyanaat en uiteindelijk tot kooldioxide en stikstof. De reactievergelijking voor de oxidatie van cyanide (CN-) met waterstofperoxide (H₂O₂) tot cyanaat (OCN-) is als volgt
In een volgende stap kan het cyanaat verder worden geoxideerd tot koolstofdioxide (CO₂) en stikstof (N₂):
Neerslag van zware metalen
Zware metalen zoals lood, koper, nikkel en zink moeten uit afvalwater worden verwijderd om te voldoen aan milieu- en gezondheidsvoorschriften. Dit gebeurt door precipitatie, waarbij oplosbare zware metalen worden omgezet in onoplosbare hydroxiden. Door precipitatiemiddelen zoals kalkmelk of natronloog toe te voegen en de pH-waarde aan te passen aan het optimale bereik voor de precipitatie van de betreffende metalen, kunnen de metalen uit het water worden verwijderd. Het resulterende slib wordt vervolgens mechanisch ontwaterd, bijvoorbeeld met behulp van kamerfilterpersen.
Vermindering van chroom(VI)
Chroom(VI), een sterk oxiderende en kankerverwekkende stof, wordt voornamelijk gebruikt bij galvaniseren en moet gereduceerd worden voor ontlading. De reductie wordt meestal uitgevoerd met natriumbisulfiet, dat chroom(VI) reduceert tot chroom(III), dat vervolgens neerslaat als chroom(III)hydroxide. Dit proces vereist een zorgvuldige pH-regeling om volledige reductie te garanderen.
Voorbehandeling voor waterrecyclinginstallaties
Voor bedrijven die hun afvalwater willen recyclen, zijn extra behandelingsstappen nodig. Actieve koolfilters verwijderen organische verbindingen en residuen die niet verwijderd kunnen worden door chemische neerslag. Ionenwisselaars verwijderen de resterende opgeloste ionen en omgekeerde osmosesystemen zorgen voor de uiteindelijke zuivering door opgeloste vaste stoffen en organische verontreinigingen eruit te filteren. Deze methoden combineren fysische en chemische processen om water van hoge zuiverheid te produceren voor hergebruik in het productieproces.
Conclusie en samenvatting
De chemisch-fysische behandeling van industrieel afvalwater is een complex proces waarbij verschillende technologieën en methoden worden gecombineerd om aan de wettelijke eisen te voldoen en het milieu te beschermen. Processen zoals cyanideontgifting, precipitatie van zware metalen, chroom(VI)-reductie en voorbehandeling voor waterrecycling zijn cruciaal voor een effectieve behandeling van afvalwater. Door voorbehandeling en het gebruik van geavanceerde technologieën kunnen bedrijven hun afvalwater efficiënt behandelen en tegelijkertijd duurzame praktijken implementeren.
Voor meer informatie en individueel advies over afvalwaterbehandeling kunt u altijd contact met ons opnemen. Meer informatie over ons ALMA CHEM MCW CP-systeem vindt u op de volgende link.
Foto: Flotatie-installaties zijn ook gebaseerd op het chemisch-fysische behandelingsproces (installatie: ALMA NeoDAF)
Als je meer wilt weten over de procesprincipes van flotatie, lees dan ons blogartikel"Flotatiesystemen in industriële afvalwaterzuivering: Basisprincipes van het proces en toepassingsgebieden".
