Hergebruik van afvalwater (effluent)

Beschrijving

Effluent, afvalwater, van de afvalwaterzuivering kan, onder bepaalde voorwaarden, aangewend worden in het reinigingsproces, zowel bij het reinigen van tanks als bij het reinigen van vaten.

Om in aanmerking te komen voor hergebruik, dient het water te voldoen aan een aantal kwaliteitseisen. Minimaal worden volgende randvoorwaarden gehanteerd:

  • Zwevende stof (ZS) moet maximaal verwijderd worden (< 5 mg/l) omdat zwevende stof in het spoelwater aanleiding kan geven tot afzettingen op de recipiënten en tot verstopping van de sproeikoppen.
  • Hardheidscomponenten (Ca2+, Mg2+) moeten in die mate verwijderd worden zodat er geen kalkaanslag op de recipiënten ontstaat.
  • Het ingebrachte Al en Fe uit de fysicochemische zuivering moeten maximaal verwijderd worden omdat anders gekleurde neerslagen op de recipiënten kunnen gevormd worden.
  • Een opconcentratie van anionen als Cl- en SO42- moet vermeden worden, ondermeer om corrosieverschijnselen te voorkomen.
  • De aanvaardbare CZV-concentratie is minder duidelijk. In elk geval mag deze parameter niet onbeperkt in concentratie stijgen.

De vereiste kwaliteit is bovendien afhankelijk van de toepassing waarin het hergebruik beoogd wordt (bv. uitwendige versus inwendige reiniging, voeding versus niet-voeding). Omdat de gestelde kwaliteitseisen vaak strenger zijn dan de geldende lozingsvoorwaarden, hangen de mogelijkheden tot waterhergebruik samen met de toegepaste afvalwaterzuiveringstechnieken.

De mogelijkheden tot waterhergebruik hangen ook samen met de kwaliteit van het te zuiveren afvalwater. Weinig verontreinigde afvalwaters, bv. van granulaatreiniging, kunnen in vergelijking met zwaar verontreinigde afvalwaters, bv. van chemicaliënreiniging, relatief gemakkelijker gezuiverd worden tot op een kwaliteitsniveau dat hergebruik toelaat.

In het VIS-traject “De Blauwe Cirkel” – Duurzaam hergebruik van water en valorisatie van reststromen (De Schepper & Vanoppen, 2015) worden enkele nieuwe technieken onderzocht voor de recuperatie van herbruikbaar water uit het gezuiverd afvalwater uit tankreiniging. Enerzijds wordt omgekeerde osmose (Reverse Osmosis - RO), al dan niet in combinatie met membraandestillatie (MD) bekeken. Anderzijds wordt ook een nieuwere techniek, ”Forward Osmosis“ (FO), bekeken. Er worden twee alternatieve pistes beschouwd. Enerzijds wordt een gedeeltelijk waterhergebruik beoogd, waarbij verondersteld wordt dat het concentraat teruggevoerd wordt naar het begin van de afvalwaterzuivering en dus geloosd wordt. Anderzijds worden de mogelijkheden nagegaan van een zo ver mogelijke concentratie van het gehele afvalwater waarbij het resterende concentraat wordt afgevoerd. De concentraatproblematiek, m.a.w. wat dient er met de concentraatstromen te gebeuren, blijft in dit opzicht relevant, en dient zeker meer in detail te worden bekeken[1].

Voor een uitvoerige beschrijving van specifieke zuiveringstechnieken, verwijzen we naar de technische fiches in WASS, http://www.emis.vito.be/wass.

In geval er, bij de reiniging van vaten, geen cascade-tegenstroom spoeltechnieken worden toegepast, zijn de randvoorwaarden voor waterhergebruik bij vatenreiniging in principe analoog aan deze bij tankreiniging. In geval er, bij de reiniging van vaten, wel cascade-tegenstroom spoeltechnieken worden toegepast, vindt hergebruik van water in feite reeds plaats door het systeem van de cascadespoeling zelf. In dit geval kan nog een bijkomende waterbesparing gerealiseerd worden door het afvalwater van de afvalwaterzuivering te gebruiken voor de aanmaak van de spoelvloeistoffen (logen) en voor de eerste (na)spoelingen. Een bestaande spoellijn kan worden omgevormd tot een cascade-tegenstroom spoellijn door de bestaande baden te compartimenteren.

Toepasbaarheid

  • Techniek is bewezen.
  • Technische beperkingen:
    • Gestelde kwaliteitseisen.
      Voor sommige bevoorradingsbronnen, waaronder gezuiverd afvalwater, geldt dat het gebruik ervan niet getolereerd wordt door de klant. Zeker vanuit de voedingssector wordt dergelijk water vaak als té risicovol aanzien.
  • Biofouling/biocorrosie:
    Een mogelijk probleem bij waterhergebruik is dat zich na verloop van tijd biofouling (biologische groei in leidingwerk en sproeikoppen) en eventueel biocorrosie kunnen voordoen. Dit kan voorkomen worden door het water te desinfecteren. Desinfectie vereist niet steeds een bijkomende behandeling. In vele gevallen immers hebben de voor de cleaning gebruikte reinigingsmiddelen reeds een desinfecterende werking (bv. sterke loogconcentraties).
  • Hergebruik van afvalwater voor de inwendige reiniging van recipiënten lijkt eerder zeldzaam. We hebben kennis van 4 tankreinigers die afvalwater zuiveren, met het oog op hergebruik als (voor)spoelwater. [2]
  • Het cascadesysteem vindt zijn toepassing bij vatenreiniging in Vlaanderen.

Milieuvoordeel

  • Beperking van gebruik van grond-, oppervlakte- en leidingwater.
  • Beperking van gebruik van reinigingsmiddelen (detergenten).

Restanten die nog in het afvalwater aanwezig zijn, worden hergebruikt.

  • Beperking geloosde hoeveelheid afvalwater (niet noodzakelijk de geloosde vuilvracht).
  • Gebruik van energie, grond- en hulpstoffen en ontstaan van concentraatstromen bij zuivering van afvalwater.

In (De Schepper & Vanoppen, 2015) is op laboschaal gebleken dat met RO een waterrecuperatie van 90% haalbaar is. In combinatie met MD kan dit verder opgedreven worden naar 95%. FO slaagt er in 98% van het water te recupereren tijdens de labotesten. In deze gevallen werd geen aanwijsbare membraanvervuiling vastgesteld.

De mogelijke milieuvoordelen van concentraatafvoer kunnen volgens (De Schepper & Vanoppen, 2015) niet generiek bepaald worden aangezien deze sterk afhankelijk zijn van de kwaliteit van het gezuiverde afvalwater, de lokale lozingsomstandigheden en van de uiteindelijke bestemming van het concentraat. Daarnaast kan de besparing van water geïnterpreteerd worden als een milieuvoordeel indien de productie van herbruikbaar water minder milieu-impact heeft dan deze van drinkwater (productie, transport, etc.). De recuperatie van water uit gezuiverd afvalwater kan gepaard gaan met een onevenredig hoog verbruik van energie. Bij tankreinigingsactiviteiten komen evenwel geen grote hoeveelheden restwarmte vrij met het oog op energierecuperatie.

  • Specifiek voor cascadesysteem:
    Door toepassing van cascade-tegenstroom spoeltechnieken wordt een minimaal verbruik aan spoelvloeistoffen gerealiseerd en worden de onzuiverheden geconcentreerd in een klein volume afvalstroom. Deze geconcentreerde afvalstromen (CZV-waarden +/- 500.000 mg/l) kunnen, eventueel na indamping, afgevoerd worden naar externe vergunde verwerkers. Hierdoor kan de verontreinigingsgraad van het te zuiveren afvalwater beperkt worden, zodat de hoeveelheid afvalwaterzuiveringsslib zal verminderen en de kwaliteit van het afvalwater zal verbeteren. Volgens modelberekeningen (Coördinatiecommissie Uitvoering Wet Verontreiniging Oppervlaktewateren, 1993) kan door het inzetten van cascade-tegenstroom spoelsystemen en het afvoeren van de geconcentreerde spoelvloeistoffen naar een externe verwerker, de hoeveelheid productrestant die nog in de eigen afvalwaterzuivering moet behandeld worden beperkt worden tot ca. 0,5 kg per 1.000 gereinigde vaten.

Financiële aspecten

  • De mogelijke besparingen ten gevolge van waterhergebruik wegen niet altijd op tegen de kosten van de aan te brengen voorzieningen (filter, zuiveringstechnieken, opslagtank, pompen, leidingen, …).

De economische analyse in (De Schepper & Vanoppen, 2015) wijst uit dat de behandeling van het volledige volume afvalwater niet economisch haalbaar is omwille van de hoge kostprijs van de verwerking van het geproduceerde concentraat. Bij volledige verwerking van het gezuiverde afvalwater met UF-RO ontstaat een meerkost van 7,89 Euro/m³ behandeld afvalwater. Partiële behandeling van het afvalwater met RO resulteert in een besparing van 0,44 Euro/m³ gezuiverd afvalwater.

De scenario’s met FO resulteren in een zeer hoge meerkost omwille van de hoge energiekosten die gepaard gaan met MD, nodig voor de regeneratie van de geconcentreerde oplossing die nodig is bij deze techniek (28,37 en 6,67 Euro/m³ behandeld afvalwater voor volledige en gedeeltelijke behandeling respectievelijk). Met name de hoge operationele kosten (vooral energieverbruik) van membraandestillatie speelt hierin een rol.

In het algemeen zal de kostprijs om een bestaande installatie geschikt te maken voor waterhergebruik hoger zijn dan de kostprijs om waterhergebruik te voorzien bij een nieuw te bouwen installatie.

De mogelijkheden moeten dus steeds geval per geval onderzocht worden.

Bronnen

  • (Commissie Integraal Waterbeheer (CIW), 2000)
  • (Nederlandse Commissie Integraal Waterbeheer (CIW), 2002)
  • (De Schepper & Vanoppen, 2015)
  • (Huybrechts, Vercaemst, & Dijkmans, 2003)
  • (Polders, Vanassche, & Huybrechts, 2013)


[1] In dit opzicht werd door het BBT-kenniscentrum de studie ‘Innovatieve technieken concentraatstromen’ opgestart

[2] Gebaseerd op een bevraging van de Vlaamse sector door het BBT-kenniscentrum in 2017.

 

Toon enkel technieken...
Aspecten
...op...
Beste beschikbare techniek
Milieuvriendelijke techniekTechnische aspectenMilieuaspectenBBT
BewezenAlgemeen toepasbaarInterne veiligheidKwaliteitGlobaal - technischWaterverbruikAfvalwaterLuchtBodemGeurAfvalEnergie - elektriciteitsverbruikChemicaliënGeluid en trillingenImpact op de ketenGlobaal - milieuEconomisch
Hergebruik van afvalwater (effluent)vgtg 1
  • Legende

1 De haalbaarheid van hergebruik van afvalwater, effluent, wordt bepaald door tal van factoren; o.a. de kwaliteit van het geloosde effluent en dus de reeds aanwezige afvalwaterzuiveringstechnieken, de gestelde kwaliteitseisen (i.f.v. het proces waarbij men water wil hergebruiken), de benodigde afvalwaterzuiveringstechnieken nodig om deze kwaliteit te kunnen garanderen, …. De technische en de economische haalbaarheid van een verdergaande zuivering kan enkel beoordeeld worden op bedrijfsniveau.