Door Tim Hanna, Vice President Business Development, PRAB
Op mondiaal niveau is afvalwaterbehandeling een steeds kritischer onderwerp van discussie dat op het hoogste niveau van de overheid en grote bedrijven wordt besproken. Om een duurzame aanpak te vinden, kunnen bedrijven veel verschillende strategieën gebruiken om zichzelf te helpen verder te gaan dan alleen naleving en het proces te starten van het positief beïnvloeden van de wereldwijde waterkwaliteit.
Volgens het World Water Development Report van de Verenigde Naties uit 2017 wordt meer dan 80% van al het afvalwater van de industrie, woningen, steden en landbouw zonder adequate behandeling in het milieu geloosd en stroomt het terug in het ecosysteem via meren, rivieren en andere oppervlaktewateren. Dit proces herhaalt zich elke dag over de hele planeet, waardoor het milieu wordt vervuild en waardevolle voedingsstoffen en andere herwinbare materialen verloren gaan.1
Vaak wordt water als vanzelfsprekend beschouwd, maar het is een eindige hulpbron met een toenemende internationale vraag. Elk jaar in maart dient Wereldwaterdag als een herinnering van de Verenigde Naties dat een dagelijkse inzet noodzakelijk is voor de succesvolle vermindering en hergebruik van afvalwater. Het thema voor Wereldwaterdag 2019 was Leaving No One Behind, de centrale belofte van de Agenda voor Duurzame Ontwikkeling van de VN voor 2030.2
Het doel van deze agenda is om het aandeel onbehandeld afvalwater te halveren en het hergebruik van veilig water te vergroten tegen 2030.2 Guy Ryder, directeur-generaal van de Internationale Arbeidsorganisatie (IAO) van de VN en voorzitter van UN-Water, is van mening dat om dit doel te bereiken, er zowel vanuit het bedrijfsleven als vanuit het grote publiek een verbintenis moet zijn om het beheer van afvalwater te verbeteren.3
Afvalwaterbehandeling is de afgelopen tien jaar een steeds belangrijker onderdeel van de bedrijfsvoering geworden en bedrijven in alle industriële sectoren geven prioriteit aan het verminderen van waterverbruik. In deze whitepaper onderzoeken we de motiverende factoren die deze prioritering aansturen en bespreken we hoe afvalwaterbehandelingssystemen een bedrijf kunnen helpen milieubewuster te worden en tegelijkertijd de winstgevendheid te vergroten.
Naleving van de steeds strengere federale regelgeving voor afvalwaterbehandeling, -verwerking en -afvoer – zoals de Clean Water Act (CWA), de Resource Conservation and Recovery Act (RCRA) en de Safe Drinking Water Act (SDWA) – vereist dat het management zich richt op hun afvalwaterprobleem. Er zijn ook aanvullende regelgevingen op staats- en lokaal niveau waaraan bedrijven zich moeten houden.
Tegenwoordig zal het promoten van een ‘groene’ bedrijfsvoering door prioriteit te geven aan milieubewustzijn en duurzame bedrijfsvoering resulteren in blije werknemers, loyale klanten en tevreden investeerders.
Natuurlijk is de ultieme motivator bijna altijd gerelateerd aan kosten. In een rapport van Canada's Ecofiscal Commission, een belangenbehartigingsgroep die praktische fiscale oplossingen genereert voor groeiende economische en ecologische welvaart, benadrukt de organisatie het belang van het bepalen van een prijs voor milieurisico's om rampen minder waarschijnlijk te maken. Vanuit een beleidsperspectief betekent risicomanagement het goed inzetten van prikkels. Bedrijven willen al rampen en milieuschade voorkomen, gezien de kosten voor hun reputatie en hun winst. Maar die prikkels kunnen vaak onvoldoende zijn.
Volgens de commissie zorgen hiaten in bestaand beleid ervoor dat bedrijven niet altijd volledig verantwoordelijk worden gehouden. Deze hiaten kunnen risico's - en alle gerelateerde kosten van milieuschade - afschuiven van fabrikanten naar belastingbetalers. Wanneer deze bedrijven niet de volledige kosten van potentiële milieuschade dragen, hebben ze minder prikkels om risico's te verminderen.
Betere financiële zekerheidsbeleidslijnen, zoals contante stortingen, verzekeringen en industriefondsen, pakken dit probleem aan door een prijs te zetten op milieurisico's. Ze creëren prikkels voor fabrikanten om risico's te verminderen en zorgen ervoor dat belastingbetalers niet de kosten van milieuschade hoeven te dragen, mochten die onwaarschijnlijke rampen zich voordoen.4
Ongeacht de motivatie is het volkomen logisch dat bedrijven een formeel beleid voor afvalwaterbehandeling en hergebruik aannemen, vooral vanuit een monetair standpunt. Zo'n beleid stelt hen in staat om de stijgende operationele kosten drastisch te verlagen en tegelijkertijd de winstgevendheid te vergroten.
Het afvoeren van afvalwater is duur. Bedrijven moeten betalen voor de verwerking, het transport en de behandeling door hun lokale Publicly Operated Treatment Works (POTW). Deze kosten kunnen variëren op basis van lokale watervoorraden, brandstofprijzen, transportprijzen en de edicten van de POTW. De kosten voor schoon water die nodig is om het oorspronkelijke volume te vervangen, worden nog eens aan de kosten toegevoegd.
Het voor de hand liggende doel zou altijd moeten zijn om vloeistoffen intern te recyclen en hergebruiken. Dit zal het onderhoud verminderen, de afvoerkosten verlagen en het gebruik van vloeistoffen verlengen. Het hebben van een water- of afvalwaterzuiveringsproces betekent dat wanneer het tijd is om afvalwater en vloeistoffen te lozen, bedrijven een lager volume hebben om weg te gooien, of een geconcentreerde stroom die ze zelf kunnen behandelen voor lagere kosten bij de POTW.
De kern van elk proces is de apparatuur. Voor bedrijven die zich zorgen maken over de impact die hun afvalwater heeft op zowel het milieu als hun winst, zijn er verschillende opties beschikbaar, elk ontworpen om specifieke soorten behandeling uit te voeren en een snelle return on investment (ROI) te leveren voor verschillende industrieën en toepassingen.
Ultrafiltratie (UF) is een drukgedreven proces dat een membraan gebruikt om geëmulgeerde oliën, metaalhydroxiden, emulsies, verspreid materiaal, zwevende vaste stoffen en andere materialen met een groot moleculair gewicht te verwijderen uit afvalwater, koelvloeistof en andere oplossingen. UF blinkt uit in het verhelderen van oplossingen die zwevende vaste stoffen, bacteriën en hoge concentraties macromoleculen bevatten, waaronder olie en water.
UF-systemen zijn ontworpen om de hoeveelheid olieachtig water met wel 98% te verminderen, zonder gebruik van chemische toevoegingen. Deze systemen kunnen ook kleine deeltjes verwijderen. Bij het berekenen van zowel verwarmings- als afvoerkosten hebben bedrijven een vermindering van waswater- en detergentkosten met wel 75% gezien en een vermindering van afvalverwijderingskosten met wel 90%. Om deze redenen wordt UF-membraantechnologie snel het proces van keuze boven conventionele filtratiemethoden.
Verdamping is een natuurlijk fenomeen en een schone scheidingstechnologie die erkend wordt als een Best Available Technique (BAT) in verschillende afvalwaterzuiveringsprocessen. Omdat het het water van de verontreinigingen verwijdert, in plaats van de verontreinigingen uit het water te filteren, onderscheidt het zich van andere scheidingsprocessen.
Geen enkele andere technologie kan zulke hoge waterwinnings- en concentratiesnelheden bereiken als vacuümverdampers, die het natuurlijke verdampingsproces versnellen om hoeveelheden industrieel afvalwater van 1 tot 120 ton per dag te behandelen en te distilleren. Ze zijn in staat om restconcentraties van totale vaste stoffen van meer dan 85% te bereiken.
De drie belangrijkste vacuümverdampers zijn:
Omgekeerde osmose (RO) technologie verwijdert opgeloste vaste stoffen en onzuiverheden uit water door gebruik te maken van een semi-permeabel membraan, dat de doorgang van water toelaat maar de meerderheid van de opgeloste vaste stoffen/zouten en andere verontreinigingen achterlaat. De RO-membranen vereisen een hogere dan-osmotische druk en water onder hoge druk om het gewenste resultaat te bereiken. Het water dat door het RO-membraan stroomt, wordt het permeaat genoemd en de opgeloste zouten die door het RO-membraan worden afgestoten, worden het concentraat genoemd.
Een goed ontworpen en bediend RO-systeem kan tot 99.5% van de binnenkomende opgeloste zouten en onzuiverheden verwijderen, evenals vrijwel alle colloïdale en zwevende materie uit de meest uitdagende afval- en voedingswatertoepassingen. Voor sommige industriële toepassingen is RO-technologie doorgaans het laatste proces na ultrafiltratie of de chemische behandeling van afval- en voedingswater.
Deze typen filters werken door zwaartekracht en gebruiken wegwerppapiermedia of permanente filtermedia om een positieve barrière te produceren, die vaste stoffen uit alle vrijstromende industriële procesvloeistoffen verwijdert. Papierbedfilters zijn geschikt voor toepassingen waarbij lage tot gemiddelde materiaalverwijdering van ferro- en non-ferrometalen, evenals organische en anorganische verontreinigingen zoals glas, rubber en plastic betrokken zijn. Bij metaalbewerkingen kunnen papierbedfilters de levensduur van koelmiddel en gereedschap met gemiddeld 27% verlengen, naast het verhogen van de kwaliteit van de oppervlakteafwerking.
Standaard papierbedfiltratie-eenheden zijn beschikbaar met (of zonder) magnetische scheiding en kunnen stroomsnelheden tot 130 gallons per minuut (GPM) aan. Verschillende klassen filtermedia maken aanpassingen van de micronhelderheid mogelijk. Een trommelmodel, dat tot 500 GPM aan vloeistof kan verwerken, neemt een derde van de vloeroppervlakte van een papierbedfilter in beslag.
Deze units optimaliseren de centrifugale kracht (in plaats van verbruiksmedia) om vaste stoffen van vloeistoffen te scheiden in metaalverwerkingstoepassingen waarbij het verwijderen van fijne deeltjes belangrijk is voor recycling- en hergebruiksdoelen. Procesvloeistof wordt gepompt of door zwaartekracht naar de centrifuge-inlaat gevoerd. Procesvaste stoffen worden vervolgens centrifugaal gescheiden van de vloeibare fase en verzameld in een eenvoudig verwijderbare rotor, ook wel een liner genoemd. Geklaarde vloeistof stroomt over de rotor in de buitenste behuizing en wordt door zwaartekracht teruggevoerd naar het proces, wat de kosten van het weghalen van afval van de faciliteit minimaliseert.
Centrifuges met massieve kom bieden hoogwaardige scheiding van vloeistof en vaste stof voor alle soorten deeltjes: metaalachtig en niet-metaalachtig, ferro en non-ferro. Ze zijn verkrijgbaar in zowel uitvoeringen met handmatig te reinigen rotor (met een herbruikbare voering) als uitvoeringen met volledig automatische zelfreiniging.
In deze afvalwaterzuiveringsoplossing stroomt verontreinigde vloeistof door een reeks schotten en een poreus mediabed, waar vrije en mechanisch verspreide oliën van de vloeistof worden gescheiden. De gezuiverde vloeistof stroomt vervolgens over de afvoer van het effluent terug naar het reservoir voor hergebruik. De verzamelde oliën, omgekeerde emulsies en andere afvalstoffen worden boven in de separator verzameld en automatisch afgevoerd naar een geschikte opvangbak. Met behulp van zwaartekrachtstroom en coalescentie kunnen deze separatoren zwerfolie tot 99% reduceren in één doorgang, terwijl er geen verbruiksartikelen worden gebruikt.
Afscheiders van zwerfolie kunnen ook:
Vacuümfiltratiesystemen kunnen continu werken en kunnen aanzienlijke downtime elimineren. Deze systemen zijn vrijwel onderhoudsvrij en leveren een hoge slibvolume-eliminatie, en leveren ook lagere productiekosten. Wegwerpmedia vacuümfilters maken gebruik van een vacuümkamer om verontreinigde koelvloeistof door de wegwerpfiltermedia te trekken. Door het bewezen principe van optimale filtratie door verontreiniging of slibophoping toe te passen, vormt zich een filterkoek op de media. Deze units zijn in staat tot indrukwekkende stroomsnelheden tot 2,000 GPM.
Semi-permanente vacuümfilters verlagen de operationele kosten verder door de noodzaak van wegwerpmedia te elimineren. Backflushing met schone koelvloeistof houdt het filter schoon zonder dat er grote volumes lucht nodig zijn. De backflushed vaste stoffen vallen van het filterelement en bezinken in een tank, waar ze worden verwijderd via een kettingdragout/vluchtregeling. Deze units vereisen minimale vloeroppervlakte en zijn volledig autonoom, wat onderhoud en bediening vereenvoudigt.
Afvalwaterbehandeling wordt gezien als een steeds kritischer onderwerp van wereldwijde zorg, en is iets dat industriële operaties kunnen aanpakken met een willekeurig aantal bestaande, efficiënte en effectieve systemen. Hoewel het zeker zakelijk zinvol is om een dergelijk proces te implementeren, kan het een ontmoedigende taak lijken voor bedrijven die niet bekend zijn met de behandeling en het hergebruik van afvalwater in eigen huis. Op het eerste gezicht lijken de kosten die vaak gepaard gaan met het toevoegen van een afvalwaterbehandelingssysteem onbetaalbaar.
Bedrijven kunnen veel verschillende strategieën inzetten om zichzelf te helpen verder te gaan dan alleen naleving en het proces van het positief beïnvloeden van de waterkwaliteit te starten. Dit kan tegelijkertijd hun merk, hun ROI en hun winst versterken.
Tim Hanna is Vice President of Business Development voor PRAB, een toonaangevende ontwerper en fabrikant van afvalwaterrecyclingsystemen en ontworpen transportbanden en apparatuur voor het verwerken van draaisels, spanen en metaalbewerkingsvloeistoffen. Sinds haar afstuderen aan de Northwood University met een Marketing-diploma in 1970, heeft Hanna nauw samengewerkt met bedrijven en gemeenschappen over de hele wereld die profiteren van de nieuwste technologieën voor vloeistoffiltratie en spaanverwerking om zowel de kosten te verlagen als het milieubeheer te vergroten.
1 UN.org, Het Wereldwaterontwikkelingsrapport van de Verenigde Naties, 2017 – Afvalwater: de onbenutte hulpbron – https://www.unescap.org/sites/default/files/publications/wwdr2017-full.pdf
2 UN.org, Wereldwaterdag 22 maart – https://www.un.org/en/events/waterday/index.shtml
3 UN.org, Afvalwater moet worden erkend als een waardevolle hulpbron, zegt VN op Wereldwaterdag – https://news.un.org/en/story/2017/03/553722-wastewater-should-be-recognized-valuable-resource-un-says-world-water-day
4 Ecofiscal.ca, Verantwoord risico: hoe het plaatsen van een prijs op milieurisico's de kans op rampen kleiner maakt – https://ecofiscal.ca/reports/responsible-risk-putting-price-environmental-risk-makes-disasters-less-likely/
PRAB heeft een portfolio van meer dan 39 aanpasbare apparatuuraanbiedingen in 4 divisies, allemaal verenigd onder het PRAB-merk - met metaalchipverwerkingsapparatuur, vloeistoffiltratieapparatuur, transportbanden, industriële water- en afvalwaterbehandelingsapparatuur, onderdelen, services en oplossingen om te voldoen aan de unieke behoeften van een verscheidenheid aan klanten en industrieën over de hele wereld. Producten zijn ontworpen en gebouwd om lang mee te gaan. Als bewijs hiervan heeft PRAB apparatuur die nog steeds in het veld werkt en die meer dan 57 jaar geleden is geïnstalleerd. Ga voor meer informatie naar prab.com.
(800) 968-7722
(800) 493-3462