Behandeling van afvalwater

Pro’s en contra’s van verschillende technieken voor de behandeling van afvalwater


Omdat ieder productieproces verschillend is, is het aangewezen om een totale inventarisatie van de waterhuishouding uit te voeren. Dit start bij het indelen van het productieproces in procesbaden die kunnen gerecupereerd worden en procesbaden waarvan de standtijd kan verlengd worden. Spoelwaters worden ingedeeld in spoelwaters die in gesloten circuit kunnen geplaatst worden en deze die geloosd dienen te worden.
- T. Bollen, Eco-Vision - Genk

Aanpak aan de bron


Kunnen er maatregelen getroffen worden om geen of minder afvalwater te lozen? Vermindering van spoelwaterverbruik en verbetering van spoelwaterkwaliteit kan men bereiken door het plaatsen van spaarspoel- en/of cascadebaden. Via berekeningsprogramma’s kan gemakkelijk gecontroleerd worden hoe men met dezelfde spoelkwaliteit - bepaald door afdruipwater van de delen voor het volgende procesbad - veel minder water nodig heeft. Verbetering van de spoelwaterkwaliteit bereikt men door te zorgen dat de volgende procesbaden minder snel vervuild raken, met als voordeel het minder snel afvoeren van de procesbaden. Indien mogelijk kan men systemen zoals ionenwisselaars in circulatie op de spoelbaden plaatsen of overgaan tot het plaatsen van cascadebaden.
Ook standtijdverlengende maatregelen zoals ultrafiltratie op ontvettingsbaden of zuurretardatie op beitsbaden kunnen ingeschakeld worden.

Aanpak via waterzuivering


Voor de zuivering van afvalwater, dient men een onderscheid te maken tussen concentraten en halfconcentraten enerzijds en spoelwaters anderzijds. Voor de behandeling van concentraten en halfconcentraten, afhankelijk van het soort baden, wordt meestal gekozen voor de conventionele ONO-installatie (Ontgiften Neutraliseren Ontwateren). Voor spoelwaters kan men opteren voor een ONO-installatie gecombineerd met ionenwisselaars al dan niet in gesloten circuit en afhankelijk van het soort spoelwater. De conventionele ONO-techniek zal deafvalwaterstroom niet in alle omstandig-
heden kunnen zuiveren tot zware metaalconcentraties kleiner dan 2 ppm, laat staan tot waarden kleiner dan 0,5 ppm. Er kan gesteld worden dat de toekomsti
ge waterzuivering van de oppervlaktebehandeling uit drie compartimenten zal bestaan, met name waterzuivering aan de bron, een waterzuivering - meestal de conventionele zuivering - en een nazuivering voor zware metalen tot minder dan 0,5 ppm. In de meeste gevallen kan dit bereikt worden door het toepassen van selectieve ionenwisseling indien hiervoor aan een aantal voorwaarden is voldaan.

Waterzuivering aan de bron


Demin-installaties in gesloten circuit. Dit wordt veelvuldig toegepast bij bijvoorbeeld spoelwater na passivatie-baden, zowel op chroom als zirkonium. Bij het
toepassen van het systeem op de spoel baden na de passivatie biedt dit systeem ook het voordeel dat men geen separaat demin-water meer dient te produceren. In bepaalde gevallen kan het regeneraat herbruikt worden in het concentraatbad na een bijkomende zuivering over een kationenwisselaar. Bij een recent project is zo de afvalwaterstroom van een aluminium-anodisatie verminderd tot 30% van het oorspronkelijk volume.
Voordelen:
- Men verlaagt de hoeveelheid te lozen afvalwater
- Men dient geen bijkomend demin-water voor deze spoelbaden te produceren
- Er is geen beperking naar debieten
- Kan volledig automatisch werken.

Nadelen:
- Gevoelig voor oxiderende producten

Zuurretardatie
Indien uit de inventarisatie blijkt dat er een grote processtroom verwerkt dient te worden omdat bepaalde metalen zich op concentreren en de goede werking van het procesbad verhinderen, is een mogelijke behandelingstechniek het verwijderen van het zware metaal uit de zuurfractie. Daardoor bekomt men een zuurrijke maar metaalarme fractie, die hergebruikt kan worden in het procesbad. In de volgende stap wordt dan een zuurarme maar metaalrijke afvalstroom gegenereerd. Een voorbeeld hiervan is het verwijderen van ijzer uit bijvoorbeeld beitsbaden.
Voordelen:
- Men verlaagt de vuilvracht naar de ONO-installatie.
- De conventionele zuivering kan kleiner gedimensioneerd worden.
- Lagere chemicaliënkost.
- Kan volledig automatisch werken.

Nadelen:
- Geen.

Destillatie


Indien de debieten beperkt zijn, kan het vervuilde spoelwater gezuiverd worden door destillatie, waarbij de vervuilende componenten geconcentreerd worden in het residu en het zuivere destillaat terug kan gebruikt worden als spoelwater. Vaak is het opportuun te opteren voor het dampverdichtingssysteem. Het destillaat in de dampverdichtingspomp bereikt daarbij een temperatuur van 120°C, wat ervoor zorgt dat alle kiemen gedood worden en zodoende de kans op algenvorming in het recyclagewater nihil is. Het residu kan ofwel afgevoerd worden of fysico-chemisch behandeld worden in de ONO-installatie. Deze techniek kan toegepast worden op ontvettingsbaden, bij het opconcentreren van spoelwaterstromen, het zuiveren (verwijderen van alle zouten) van het filtraat na ONO-installatie of bij de recuperatie van snij-olie.
Voordelen:
- Energiezuinig.
- Ruim spectrum van toepassingen.

Nadelen:
- Gevoelig voor chloride (speciaal materiaal bij concentratie van > 8 g/l in concentraat).

Zuivering van afvalwater


Batch-fysicochemie


Indien men de nodige maatregelen getroffen heeft aan de bron zal men voornamelijk nog halfconcentraten en concentraten batch-gewijze moeten behandelen voor lozing. Dit kan men evenzeer beschouwen als BBT (Beste Beschikbare Techniek). Voor kleine afvalstromen kan het slib ontwaterd worden door een bigbag filtersysteem of voor de grote debieten mbv een filterpers.
Voordelen:
- Robuust systeem.

Nadelen:
- Rest-concentraties in het filtraat kunnen schommelen.

Selectieve ionenwisselaars


Het principe van de selectieve ionenwisselaars berust op het feit dat waterstof of natriumionen - afhankelijk van de toepassing - worden uitgewisseld voor de
zware metaalionen. Het voordeel van dit systeem is dat het niet onderhevig is aan schommelingen van de zware metaalconcentraties in het afvalwater. Tot een range van 50 ppm aan zware metalen is het interessant om dit systeem te implementeren in de waterzuivering. Indien de concentratie van het ingaande water binnen deze range blijft, kunnen gemakkelijk eindconcentraties tot 0,05 ppm bereikt worden.
Voordelen:
- Blokt volledig de aanwezige zware metalen in het afvalwater af.
- Kan op bepaalde spoelwaterstromen direct toegepast worden waardoor men in het regeneraat selectief gescheiden metalen gaat bekomen, die dan weer
verder met een recuperatiesysteem kunnen behandeld worden.
- Het gezuiverde water kan men terug herbruiken in bepaalde spoelbaden na de voorbehandeling, vermindering van het totaal geloosde debiet.
- Is onbeperkt naar debieten.
- Kan volledig automatisch werken.

Nadelen:
- Gevoelig voor oxiderende producten, daarom is het aangewezen om de afvalstromen te scheiden.
- Gevoelig aan zwevende stoffen, zandfilters zijn noodzakelijk.
- Minder efficiënt voor metaalconcentraties groter dan 10 mEq/l.
- Verbruik aan chemicaliën.

Besluit


Door het afvalwaterdebiet aan te pakken aan de bron en te combineren met recyclagetechnieken kan men enerzijds besparen op de hoeveelheid op te pompen grondwater maar ook op de productie van demin-water vanuit grond- of leidingwater. Dit heeft tot gevolg dat de conventionele zuiveringstechnieken kleiner in omvang worden en zodoende ook de nazuivering met selectieve ionenwisselaars.