Neutralisatie, een chemische reactie waarbij zuren en basen reageren om zouten en water te vormen, speelt een centrale rol in de behandeling van industrieel afvalwater. Afvalwater moet vaak geneutraliseerd worden voordat het in het openbare rioolsysteem kan worden geloosd. Dit geldt in het bijzonder voor zuur en alkalisch afvalwater van verschillende industriële processen. In de regel ligt de pH-waarde tussen 6,5 en 9,5 volgens de officiële lozingseisen.
Inhoudsopgave
Basisprincipes van neutralisatie
Logen zoals kalkmelk of natronloog worden meestal gebruikt om zuur afvalwater te neutraliseren. Omgekeerd wordt alkalisch afvalwater vaak geneutraliseerd met zuren zoals zoutzuur of zwavelzuur. Neutralisatie betekent echter niet altijd het aanpassen van de pH-waarde naar 7, maar ook het aanpassen naar specifieke pH-waarden om zware metaalhydroxiden te laten neerslaan. Een vaak voorkomend nadeel van deze processen is de verhoogde zoutbelasting in het afvalwater.
Typische chemicaliën
- Zuren: zwavelzuur (H₂SO₄), zoutzuur (HCl), koolzuur (H₂CO₃)
- Bijtende oplossingen: natronloog (NaOH), kalkmelk (Ca(OH)₂), sodaoplossing (Na₂CO₃)
Procedures en uitdagingen
Neutralisatie is de meest uitgevoerde corrigerende behandeling in afvalwaterbehandeling. De pH-waarde wordt in een neutraal bereik gebracht (pH 6 tot 9) door zuren of basen toe te voegen.
De algemene reactievergelijking is
Dit gebeurt door middel van pH-waarderegeling en dosering van de neutraliserende middelen. De precieze dosering van zuur en alkali wordt uitgevoerd door automatische pH-waardecontrole. Fluctuerende afvalwatersamenstellingen kunnen deze automatische regeling bemoeilijken, omdat de pH-waarde gebaseerd is op een logaritmische schaal.
Foto: Doseerstation voor zuur en loog geïnstalleerd in een container voor de technische ruimte (Systeem: ALMA Neutra)
Procestechnische realisatie
De neutralisatieprocestechnologie bestaat uit verschillende stappen en apparatuur die kan variëren afhankelijk van het type en de hoeveelheid afvalwater.
Homogeniseren van het afvalwater:
Indien nodig wordt het afvalwater ontdaan van grove vaste deeltjes. Dit kan gebeuren met mechanische filters en bezinktanks. Het afvalwater wordt dan tijdelijk opgeslagen in grote opslagtanks en gemengd om een homogene samenstelling van het afvalwater te garanderen.
Mengen en doseren:
Zuren of logen worden gecontroleerd toegevoegd met doseerpompen. Het is belangrijk om de chemicaliën gelijkmatig in het afvalwater te verdelen. Hiervoor worden statische mixers, neutralisatielijnen of dynamische roerders gebruikt.
pH-meting en -regeling:
De pH-waarde wordt continu bewaakt met pH-sondes die in realtime gegevens naar een regelsysteem sturen. Dit systeem stuurt de doseerpompen aan voor een nauwkeurige aanpassing van de pH-waarde.
Reactievat:
Neutralisatie vindt plaats in speciale reactietanks met roerwerken en beluchters of in neutralisatielijnen. De reactietijd is cruciaal om ervoor te zorgen dat de neutralisatiereactie volledig is.
Eindinspectie:
Een laatste controle van de pH-waarde en andere parameters wordt uitgevoerd voordat het afvalwater in de openbare riolering of waterloop wordt geloosd. Deze controle zorgt ervoor dat aan alle wettelijke vereisten wordt voldaan.
Afbeelding: Neutralisatiesectie met debiet- en pH-regeling (systeem: ALMA Neutra)
De uitdagingen
De neutralisatie van afvalwater brengt een aantal uitdagingen met zich mee die een zorgvuldige planning en implementatie vereisen:
- Fluctuerende samenstelling van afvalwater: de samenstelling van industrieel afvalwater kan sterk variëren, wat vraagt om flexibele en aanpasbare regeltechnologie.
- Nauwkeurige dosering: Nauwkeurige dosering van zuren en logen is cruciaal om over- of onderdosering te voorkomen, wat kan leiden tot milieuproblemen of inefficiënte neutralisatie.
- Veiligheid: Het hanteren van sterke zuren en basen vereist speciale veiligheidsmaatregelen om personeel en het milieu te beschermen.
Neutralisatie met CO₂: Duurzame afvalwaterbehandeling
Een economisch en veilig proces voor het neutraliseren van alkalisch afvalwater is het gebruik van kooldioxide (CO₂). In tegenstelling tot sterke zuren biedt kooldioxide een vlakkere neutralisatiecurve. Dit vergemakkelijkt een nauwkeurige controle van de pH-waarde en voorkomt oververzuring van het afvalwater. Bovendien verhoogt de toevoeging van CO₂ de buffercapaciteit van het afvalwater, wat resulteert in een stabielere pH-waarde.
Deze reacties van CO₂ met de afvalwaterbestanddelen produceren carbonaten en waterstofcarbonaten, die milieuvriendelijker zijn dan de zouten van sterke zuren.
Foto: CO₂-neutralisatie-installatie (fabriek: ALMA Neutra)
Rookgasneutralisatie: duurzaamheid en CO₂-reductie
Een bijzonder duurzame methode van neutralisatie is het gebruik van CO₂-houdende rookgassen van ketelinstallaties. Deze methode verbetert de CO₂-voetafdruk van een bedrijf aanzienlijk door het rookgas verstandig en zuinig te gebruiken en in te zetten in het neutralisatieproces.
Proces en voordelen
- Duurzaamheid: Het gebruik van rookgas voor neutralisatie is een milieuvriendelijke methode die de CO₂-uitstoot van een bedrijf vermindert. De CO₂ in het rookgas komt niet vrij in de atmosfeer, maar wordt gebruikt om afvalwater te neutraliseren.
- Economische efficiëntie: Het gebruik van bestaande bronnen, zoals rookgas van boilers, vermindert de behoefte aan extern aangevoerde CO₂ of andere neutraliserende middelen. Dit verlaagt de bedrijfskosten en verbetert de algehele kosteneffectiviteit van het proces.
- Omzetting: De CO₂ in de rookgassen reageert met de alkaliën in het afvalwater en vormt stabiele carbonaten en waterstofcarbonaten, die minder schadelijk zijn voor het milieu.
Chemische reactie
Reactie van CO₂ met water om koolzuur te vormen.
Installatiesystemen voor CO₂-neutralisatie
Er bestaan verschillende systemen voor de effectieve injectie van CO₂ in afvalwater:
- Statische mengers: Homogene verdeling van CO₂ door statische mengelementen.
- Roerwerken: Mechanisch mengen van het afvalwater met CO₂.
- Dompelbeluchters: Introductie van CO₂ via dompelbeluchtingssystemen
- Externe reactoren: Aparte reactoren voor CO₂-injectie.
Alle systemen zijn uitgerust met meet-, regel- en registratieapparatuur om aan de wettelijke vereisten te voldoen. De pH-waarde, temperatuur en afvalwatervolumes worden automatisch geregistreerd en opgeslagen voordat ze in het riool worden geloosd.
Conclusie en samenvatting
De neutralisatie van afvalwater is een essentiële stap om te voldoen aan de milieuwetgeving en om de operationele stabiliteit van afvalwaterzuiveringsinstallaties te garanderen. Het gebruik van CO₂, vooral uit rookgassen, biedt een milieuvriendelijk en economisch alternatief voor traditionele methoden waarbij zuren en logen worden gebruikt. Bedrijven die deze methode gebruiken, profiteren niet alleen van een verbeterde CO₂-balans, maar ook van economische voordelen op lange termijn.
Voor meer informatie en individueel advies over afvalwaterneutralisatie kunt u altijd contact met ons opnemen. Meer informatie over ons neutralisatiesysteem ALMA Neutra vindt u op de volgende link.
Foto: Neutralisatiesysteem met vetafscheider, pompschacht, stapelcontainer en neutralisatiesysteem geïnstalleerd in de container van de technische ruimte (systeem: ALMA Neutra)
