De Blauwe Cirkel: hergebruik van water en valorisatie van zoutstromen in de industrie

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "De Blauwe Cirkel: hergebruik van water en valorisatie van zoutstromen in de industrie"

Anita Elisabeth Bosman
4 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 De Blauwe Cirkel: hergebruik van water en valorisatie van zoutstromen in de industrie Aquarama 22/10/2015 Peter Cauwenberg (VITO), Marjolein Vanoppen (UGent)

2 De Blauwe Cirkel Doelstelling: duurzaam hergebruik van water en valorisatie van reststromen Doelgroepen: chemie, textiel, tankcleaning en afvalwaterverwerking, voeding Info en resultaten: Technologiecampus Gent

3 De Blauwe Cirkel 12 typestromen: 1. Regeneraat ionenwisselaar voor ontharding 2. Neutralisatie zuren/basen 3. Concentraatstroom RO met als voeding gezuiverd afvalwater 4. Concentraatstroom RO op proceswaterbehandeling 5. Fosfaatrijke zoutbaden en concentraten 6. Regeneraat ionenwisselaars voor demi-waterproductie 7. Zoutstromen met beperkte metaalverontreiniging 8. Natriumsulfaatstromen met organische belasting 9. Koeltorenspui 10. Zoutbaden van de voedingsindustrie 11. Regeneraat ionenwisselaars met organische belasting 12. (Slib)vergistingsstromen

4 De Blauwe Cirkel 12 typestromen: 1. Regeneraat ionenwisselaar voor ontharding 2. Neutralisatie zuren/basen 3. Concentraatstroom RO met als voeding gezuiverd afvalwater 4. Concentraatstroom RO op proceswaterbehandeling 5. Fosfaatrijke zoutbaden en concentraten 6. Regeneraat ionenwisselaars voor demi-waterproductie 7. Zoutstromen met beperkte metaalverontreiniging 8. Natriumsulfaatstromen met organische belasting 9. Koeltorenspui 10. Zoutbaden van de voedingsindustrie 11. Regeneraat ionenwisselaars met organische belasting 12. (Slib)vergistingsstromen

5 REGENERAAT IONENWISSELAAR VOOR ONTHARDING

6 NF MD for local reuse of IEX regenerate Tapwater NaCl Softened water Wastewater NaCl + Ca, Mg,..

7 NF MD for local reuse of IEX regenerate Tapwater NaCl Concentration: MD Purification: NF Softened water Wastewater

8 Process evaluation based on NF and IEX test results - 4 % efficiency Tapwater rinse 6 m 3 NaCl 2 m g/l NaCl 1,4 g/l Ca 2+ Concentration: MD CF 3,5 2 m 3 95 g/l NaCl 1,4 g/l Ca 2+ Softened water - 84% water suppletion - 70% salt addition ~ 8 m 3 28 g/l NaCl 2,3 g/l Ca 2+ Purification: NF Wastewater ~ 1 m 3 12 g/l Ca 2+ ~32 g/l NaCl 84% recovery 7 m 3 27 g/l NaCl 0,4 g/l Ca 2+

9 Pilot equipment Nanofiltration Membrane distillation» SR3D (Koch, 200 Da, 7,1 m 2 )» 20 bar» Batch» MDS-40 (Aquaver, 1 steam raiser 2,6 m² + 4*distillation stages 1,6 m² + 1 condensor)» VCF = 4,5 5,0» Continuous

10 NF following optimization New membrane used + AS added Stable operation % recovery Permeate: 30 g/l NaCl 0,3 g/l Ca 2+

11 MD following optimization Acidification of feed ph 5 + AS added Stable operation Flux = 4,5 l/m 2 h CF 4,5 5,0 GOR 2,3 Brine: 150 g/l NaCl 1,6 g/l Ca 2+

12 16/09/2015 De Blauwe Cirkel 12

13 RO voor proceswaterbereiding

14 Inleiding regeneraatstroom (NaCl) Voeding (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) IEX RO Voeding (K +, Na + ) RO Afval (Ca 2+, Mg 2+ )

15 Inleiding Voeding (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) Hergebruik RO concentraat = IEX Regeneraat (K +, Na + ) Wateropbrengst IEX Afval (Ca 2+, Mg 2+ ) RO Voeding (K +, Na + ) RO Anti-scalants en concentraat productie

16 Regeneratie-efficiëntie Labotesten T3 en T4 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classic regeneration Regenerate = RO concentrate treated wastewater Hoge (Na,K) / (Ca,Mg) Lage (Na, K)/ (Ca, Mg) Regenerate = RO concentrate tap water

17 Labotesten T3 en T4 Regeneratie IEX ~ ratio mono/multivalente kationen in voeding Verhoging RO recovery: RO RECOVERY Afvalwater Leidingwater Onbehandeld (%) Voorbehandeld met IEX (%) * * Na toevoeging NaCl aan RO concentraat

18 Piloottest Induss waterproductiesite ism Eurowater Belgium nv

19 Piloottest Opbouw piloot 35 liter hars (cation exchange, Lewatit) 4 inch RO module (LE-440, Filmtec) Uitgevoerde testen Reeks 1: 4 cycli 75% recovery Reeks 2: 4 cycli 85% recovery Reeks 3: 4 cycli 75% recovery Reeks 4: 75% recovery, toegevoegd NaCl

20 Concentratie Ca, Mg en K (ppm) Concentratie Na (ppm) Piloottest Voeding: dokwater Gent : 75% 2: 85% 3: 75% 4: 75% + NaCl K Ca Mg Na /feb 25/feb 17/mrt 6/apr 26/apr 16/mei 5/jun 25/jun 15/jul

21 Relatieve harscapaciteit Piloottest 100% 80% 60% 75% - Lage Na in voeding 85% - Lage Na in voeding 75% - Hoge Na in voeding 40% 20% 0% NaCl Hogere mono-/multivalente kation ratio in voeding hogere efficiëntie Reeks 3: equilibrium waarschijnlijk rond 46% wateropbrengst

22 Relatieve harscapaciteit Piloottest 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Klassieke regeneratie: 100 g/l l Zuiver RO concentraat: 12 g/l l RO concentraat + NaCl: 17 g/l l Na 1 cyclus Verhoogde zoutconcentratie: volledig herstel IEX efficiëntie

23 Economische analyse Gebaseerd op laatste test (+ zout) Aannames: Voeding systeem = 25 m³/h 2 IEX kolommen: 2000 liter hars/kolom Enkel RO = 75% recovery IEX-RO = 85% recovery (= conservatief) + geen antiscalants nodig!

24 Kosten (keur/jaar) Economische analyse RO Investering Werking Waterproductie IEX-RO IEX-RO + recirculatie RO /m³ IEX-RO IEX-RO + recirculatie RO concentraat /m³ /m³

25 Kosten (keur/jaar) Economische analyse RO Investering Werking Waterproductie IEX-RO IEX-RO + recirculatie RO /m³ IEX-RO IEX-RO + recirculatie RO concentraat /m³ /m³

26 Conclusies Twee mogelijkheden om zoutlozing te verminderen hergebruik regeneratie IEX verminderd zoutgebruik Verhoging waterrecovery bij RO zonder bijkomende zoutgebruik Economisch haalbaar onder sommige omstandigheden Nieuwe technieken zoals NF/ED/MD beschikbaar om valorisatie zoutstromen mogelijk te maken.

27 VIS-traject De Blauwe Cirkel Technologiecampus Gent

Vergelijkbare documenten

Duurzaam verhogen van de waterefficiëntie bij RO. Aquarama 12/10/2016 Marjolein Vanoppen (UGent)

Duurzaam verhogen van de waterefficiëntie bij RO Aquarama 12/10/2016 Marjolein Vanoppen (UGent) De Blauwe Cirkel Vlaams InnovatieSamenwerkingsverband 1,80 M waarvan 1,36 M gesubsidieerd 1/7/2012 30/6/2016