Spoelen

Na bijna alle oppervlaktebehandelingstechnieken moet gespoeld worden. Het hoofddoel van spoelen is om de procesbadvloeistof die met de stukken uit het procesbad uitgesleept wordt, van de behandelde stukken te verwijderen.

Om goed te spoelen is een hoeveelheid water nodig. In veel gevallen is water van hoge kwaliteit nodig, b.v. onthard water of deminwater. Een dergelijke kwaliteit wordt geëist daar waar bepaalde stoffen uit leiding- of grondwater zelf het proces kunnen verstoren (calcium, chlorides, zouten…).

Een eerste reeks milieuvriendelijke maatregelen zijn er dus op gericht om met minder water te spoelen. Daardoor wordt bespaard op water (grondwater, leidingwater, …), maar worden ook de milieu-effecten van de waterbereiding verminderd (zuren/basen van regeneratie van ionenwisselaars, energieverbruik en waterverlies van omgekeerde osmose, zouten van ontharden…).

Door het spoelen komt de uitsleep uit het procesbad in het spoelwater terecht. Een tweede reeks milieuvriendelijke maatregelen is er dan op gericht om deze uitsleep opnieuw nuttig te gebruiken.

In ideale omstandigheden levert dit een lager chemicaliënverbruik op en tegelijkertijd een lagere vuilvracht in het te zuiveren afvalwater. Dit vertaalt zich in een lagere slibproductie in de waterzuivering of in lagere vuilvrachten in het effluent. Om het hergebruik mogelijk te maken zijn vaak complexe technieken nodig om de uitsleep te isoleren uit het spoelwater, om het accumuleren van onzuiverheden als gevolg van herhaald hergebruik tegen te gaan, om verdunning van het procesbad te vermijden, enzovoort.

Procesbeschrijving

Er wordt bijna na iedere waterige processtap in de oppervlaktebehandeling gespoeld met water. Spoelen is noodzakelijk om:

• de reactie van de stoffen in de behandelingsvloeistof met het stuk stop te zetten onmiddellijk nadat het stuk uit het bad gehaald wordt;
• vlekvorming te vermijden;
• te vermijden dat uitgesleepte vloeistoffen de erna volgende baden vervuilen.

Aanmaak van spoelwater

Volgende vormen van water kunnen ingezet worden als spoelwater:

• Gebruikelijke vormen van proceswater zoals leidingwater, grondwater, ...;
  Bij sommige processen b.v. na ontvetting of indien het oppervlak na het spoelen niet vlekvrij of volledig zuiver moet zijn.
• Onthard water: zelfde toepassingen. Ontharden wordt vooral toegepast om de vorming van afzettingen e.d. te vermijden;
• Gedemineraliseerd water (deminwater). Spoelen met deminwater wordt toegepast overal waar een zuiver en vlekvrij oppervlak nodig is ofwel telkens waar aanrijking met stoffen in het leidingwater (kalk, chloride, ...) ongewenst is. Deminwater wordt aangemaakt met met één van de volgende technieken:
  • Ionenwisseling: leidingwater of grondwater wordt behandeld met sterk zure en vervolgens sterk basische ionenwisselaars. Indien zeer zuiver deminwater nodig is volgt nog een nabehandeling in een mengbedionwisselaar. De ionenwisselaars worden regelmatig geregenereerd, doorgaans met NaOH en HCl-oplossingen;
  • Omgekeerde osmose. Een drukgedreven membraanproces, waarbij 70 – 90% van het ingezette water omgezet wordt tot gedemineraliseerd water en de verontreinigingen in een zijstroom opgeconcentreerd worden;
  • Elektrodialyse. Eveneens een membraanproces, doch de drijvende kracht is in dit geval een elektrisch veld. Levert net zoals omgekeerde osmose een zijstroom op waarin alle onzuiverheden zijn opgeconcentreerd;
• Hergebruik van spoelwater (zie Spoelen).

Beperken van uitsleep

Uitsleep is de algemene term waarmee het volgende wordt aangeduid: wanneer een stuk op het einde een behandeling in een procesbad uit dit bad wordt gehaald, zal altijd een hoeveelheid badvloeistof met het stuk meegenomen worden naar het volgende bad. Om te vermijden dat het volgende bad wordt gecontamineerd, en ook om bepaalde reacties (b.v. beitsen) snel stil te leggen, wordt het stuk intensief gespoeld. Hoe gevoeliger het volgende bad voor contaminatie, hoe intenser er wordt gespoeld.

Uitsleep beperken is dan ook een essentiële stap voor de beperking van het spoelwaterverbruik en het beperken van het verlies aan badvloeistof. Zie Spoelen en Technieken om de uitsleep te beperken voor een overzicht van de technieken.

Spoelen

Het spoelen gebeurt via één van de volgende technieken:

• dompelen in een reeks spoelbaden;
• sproeien;
• vernevelen van spoelwater.

Het gebruik van spoelwater kan beperkt worden door het spoelwater verschillende keren na elkaar te gebruiken in telkens minder veeleisende toepassingen, of door het spoelwater geheel of gedeeltelijk te zuiveren en in kringloop te gebruiken (zie Spoelen).

Milieuaspecten

Water

Afvalwater ontstaat in de vorm van spoelwater. Het spoelwater is een verdunde vorm van het bijhorende procesbad. Voor relevante stoffen in het spoelwater wordt verwezen naar de beschrijving de de gebruikte procesbaden, zie Waterig ontvetten tot en met Thermisch verzinken. Het concentratieniveau hangt af van de wijze van optimalisatie van het spoelwaterverbruik.

Omdat het gebruikelijk is om met gedemineraliseerd water te spoelen in de eindspoeling of in spoelingen net voor de procesbaden, is er ook afvalwater van een ionenwisselaar of van een omgekeerde osmose eenheid.

Het is in veel gevallen noodzakelijk om een aantal afvalwatercircuits naast elkaar te gebruiken. Op die manier wordt de menging vermeden van waters die omwille van de risico’s voor veiligheid en gezondheid of omwille van de noodzaak tot een aparte deelstroombehandeling apart moeten gehouden worden. Voorbeelden zijn:

• ­apart houden van zure stromen en cyanidehoudende stromen (risico op vorming van HCN-gas – blauwzuurgas);
• apart houden van cyanidehoudende stromen i.f.v. deelstroombehandeling;
• apart houden van chromaathoudende stromen i.f.v. deelstroombehandeling;
• apart houden van EDTA-houdende stromen i.f.v. deelstroombehandeling;
• apart houden van sterk zure en sterk alkalische waters om de sturing van de waterzuivering niet te verstoren resp. het chemicaliënverbruik te beperken;
• apart houden van deelstromen waarvoor dit wettelijk opgelegd wordt;
• apart houden in functie van een specifieke techniek om het spoelwater geschikt te maken voor hergebruik (kringloopsluiting).

Voor een uitgebreid overzicht van waterzuiveringstechnieken wordt verwezen naar Afvalwaterzuivering - Effect van nieuwe badformuleringen, chemicaliën of hulpstoffen op de goede werking van de afvalwaterzuivering vooraf opzoeken of uittesten.