WATERHERGEBRUIK IN DE AUTOMOBIELINDUSTRIE

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "WATERHERGEBRUIK IN DE AUTOMOBIELINDUSTRIE"

Samuël Hendrickx
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 AQUARAMA TNAV WORKSHOP - 22 mei 2007 Duurzaam watergebruik in de industrie WATERHERGEBRUIK IN DE AUTOMOBIELINDUSTRIE Kringloopsluiting in de fosfatatiezone via omgekeerde osmose Jan Gruwez TREVI nv TREVI nv Dulle-Grietlaan 17/1 B-9050 Gentbrugge Tel Fax

fosfatatiezone via omgekeerde osmose Jan Gruwez TREVI nv TREVI nv

2 INHOUD Watergebruik in de automobielindustrie Situering project RO in fosfatatiezone Bespreking pilootproeven Implementatie RO bij Volvo Cars Gent Kostenbaten analyse Tot slot 2

3 Industriële waterverbruikers 3 Lasfabriek Koelwater Paint-shop Voorbehandeling (ontvetting, fosfatatie en passivatie) Electrocoat Systeemtanks watergordijnen Bevochtiging spuitcabines Eindassemblage Waterdichtheidstest Carwash Nutsvoorzieningen Regeneratie waterverzachters Regeneratie IE en/of drain RO

Systeemtanks watergordijnen Bevochtiging spuitcabines Eindassemblage

4 Waterverbruikers: debiet nutsvoorziening 10% eindassemblage 1% lasfabriek 4% paint-shop 85% voorbehandeling 68% electrocoat 6% niet-kleur 3% kleur 8% Afdeling met grootste waterverbruik is paint-shop waarvan grootste gedeelte in de voorbehandeling (*) (*) sanitair afvalwater buiten beschouwing gelaten 4

Afdeling met grootste waterverbruik is paint-shop waarvan grootste gedeelte

5 Voorbehandelingslijn LASFABRIEK PAINT-SHOP EINDASSEMBLAGE VOORBEHANDELING NIET KLEUR KLEUR FINISHING 5

6 Voorbehandelingslijn LASFABRIEK PAINT-SHOP EINDASSEMBLAGE FOSFATEERLIJN VOORBEHANDELING ELECTROCOAT 6

7 Voorbehandelingslijn LASFABRIEK PAINT-SHOP EINDASSEMBLAGE ONTVETTING VOORBEHANDELING FOSFATEERLIJN ACTIVATIE FOSFATATIE PASSIVATIE processproeibad procesdompelbad spoelsproeibad spoeldompelbad

ACTIVATIE FOSFATATIE PASSIVATIE processproeibad

8 Voorbehandeling Volvo Cars Gent ONTVETTING ACTIVATIE FOSFATATIE PASSIVATIE drain Hergebruik spoelwater ter compensatie verdamping procesbaden en reiniging skids Beperkte drain naar afvalwaterzuivering stadswater demiwater demiwater skidcleaning drain Overloop 10 m 3 /h spoelwater naar waterzuivering IE drain regeneratie Closed loop via ionenwisselaars Afvalwater regeneratie naar waterzuivering 8

afvalwaterzuivering stadswater demiwater demiwater skidcleaning drain Overloop 10 m 3 /h spoelwater naar

9 Originele situatie VCG Demiwater suppletie: 1 m³/h INSLEEP (1 m³/h) Verdamping : 1 m³/h FOSFATATIEBAD Productieflow auto s (max. 90 auto s/uur) UITSLEEP (1m³/h) SPROEI SPOELEN Demiwater suppletie : 10 m³/h DOMPEL SPOELEN Bedrijfsafvalwater : 10 m³/h (ongeveer m³/jaar) 9

90 auto s/uur) UITSLEEP (1m³/h) SPROEI SPOELEN Demiwater suppletie :

10 Relevante parameters 10 Parameter ph Geleidbaarheid Zink Nikkel Mangaan Fosfaat Nitraat Fluoride Eenheid - µs/cm mg Zn/l mg Ni/l mg Mn/l mg P/l mg N/l mg F/l Fosfaatbad 3, Fosfatatiezone Spoelbad 1 Zeer hoge concentraties aan zware metalen (zink, nikkel, mangaan), nitraat, fosfaat en fluoriden Hoog demiwaterverbruik in spoelzone Fysicochemische behandeling van het spoelwater vereist (hoog chemicaliënverbruik en productie van zuiveringsslib) 3, Spoelbad 2 4,

metalen (zink, nikkel, mangaan), nitraat, fosfaat en fluoriden Hoog demiwaterverbruik in spoelzone Fysicochemische behandeling van het

11 Principe closed loop Productieflow auto s (max. 90 auto s/uur) INSLEEP (1 m³/h) Verdamping : 1 m³/h FOSFATATIEBAD UITSLEEP (1m³/h) SPROEI SPOELEN 10 m³/h Demiwater suppletie : 1 m³/h DOMPEL SPOELEN Concentraat 1 m³/h MEMBRAAN FILTRATIE UNIT Permeaat 9 m³/h 11

FOSFATATIEBAD UITSLEEP (1m³/h) SPROEI SPOELEN 10 m³/h Demiwater

12 Projectmotivatie: aluminium 12 Gebruikte substraten Cold rolled steel Electro galvanised steel Hot dipped galvanised steel Galvannealed Plastic Aluminium Introductie aluminium Gewichtsreductie Anno 1998 Motorkap Kofferdeksel Impact op productie Meer fluoride in fosfatiebad Vorming van kryoliet Impact op waterzuivering Extra productdosering vereist voor verwijdering aluminium

Gewichtsreductie Anno 1998 Motorkap Kofferdeksel Impact op productie Meer fluoride in

13 Testen fluorideverwijdering Verhogen initiële fluorconcentratie in waterzuivering resulteert in een significant hoger verwijderingsrendement 2 m 3 /h aan 100 mg/l fluor is bijvoorbeeld veel efficiënter te behandelen dan 10 m 3 /h aan 20 mg/l fluor concentratie (ppm) productdose ring (g/l) 13

/h aan 100 mg/l fluor is bijvoorbeeld veel efficiënter te behandelen dan 10 m 3

14 Voordelen closed loop fosfatatie Reductie demiwaterverbruik Reductie hoeveelheid bedrijfsafvalwater Lagere werkingskost in fysico-chemische waterzuivering Minder afvalwater te behandelen Hogere concentraties resulteren in betere rendementen Reductie hoeveelheid zuiveringsslib Reductie emissie zware metalen (Ni, Zn, Mn, ) en nutriënten (N, P) in het milieu Vrije capaciteit in de waterzuivering voor toekomstige projecten (bv. verhoging van de productie) 14

betere rendementen Reductie hoeveelheid zuiveringsslib Reductie emissie zware metalen (Ni, Zn, Mn, ) en nutriënten

15 Pilootproef: 1 trap Demiwater suppletie niveausensor menger TESTBAD FOSFATATIE SIMULATIE INSLEEP TESTBAD SPOELEN Permeaat Q p = 300 l/h thermometer RO - verwarming PILOOT menger ph NaOH zand- en actief kool filter Voeding Q f = 400 l/h Concentraat Q c = 100 l/h naar afvalwater 15

thermometer RO - verwarming PILOOT menger ph NaOH zand- en actief

16 Membraaneigenschappen 16 FilmTec BW (DOW) Spiraalgewonden Dunlaag composiet polyamide Karakteristieken Max. werkdruk: 69 bar Max. werktemperatuur: 45 C Max. vrij chloorgehalte: 0,1 mg/l ph tijdens werking: 2-11 ph tijdens reiniging: 1 12 Instellingen Werkdruk: 20 bar Insleep: 5,4 l/h Permeaat: 300 l/h Concentraat: 100 l/h Recovery: 75%

vrij chloorgehalte: 0,1 mg/l ph tijdens werking: 2-11 ph tijdens reiniging: 1 12

17 Opbouw membraan toevoernet voeding membraan concentraat permeaat voeding afvoernet permeaat membraan 17

18 Invloed van de ph Fluorretentie versus relatieve cyclusduur (%) ,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 ph Fluorretentie Relatieve cyclusduur Zowel de fluorideverwijdering als de cyclusduur zijn zeer sterk afhankelijk van de ph! 18

19 Fluxdaling Flux (l/m².h) ph 4,0 ph 5, Werktijd (minuten) Chemische reiniging van de membranen Cyclusduur bij ph 4,0 is significant hoger dan bij ph 5,5 (verstopping van het membraan door metaalhydroxides) 19

20 Pilootproef: 2 trappen Demiwater suppletie niveausensor Permeaat Q p = 450 l/h RO - PILOOT TRAP 2 menger TESTBAD FOSFATATIE NaOH Voeding Q f = 500 l/h SIMULATIE INSLEEP ph menger TESTBAD SPOELEN thermometer Permeaat Q p = 300 l/h verwarming RO - PILOOT TRAP 1 menger Voeding Q f = 400 l/h zand- en actief kool filter 20 Concentraat Q c = 50 l/h naar afvalwater Concentraat Q c = 100 l/h

SPOELEN thermometer Permeaat Q p = 300 l/h verwarming RO - PILOOT TRAP 1 menger Voeding Q f =

21 Membraaneigenschappen 21 Karakteristieken Idem Instellingen trap 1 FilmTec BW Werkdruk: bar Permeaat: 300 l/h Concentraat: 100 l/h Recovery: 75 % Instellingen trap 2 FilmTec BW Werkdruk: bar Permeaat: 450 l/h Concentraat: 50 l/h Recovery: 90 %

22 Fluxdaling Flux (l/m ².h) trap 2 trap Werktijd (minuten) Chemische reiniging van de membranen Lagere temperatuur na weekend Aanvaardbare cyclusduur voor beide trappen! 22

23 Analyses Parameter ph Geleidbaarheid Zink Nikkel Mangaan Fosfaat Nitraat Fluoride Eenheid - µs/cm mg Zn/l mg Ni/l mg Mn/l mg P/l mg N/l mg F/l Spoelbad 3, Ook voor de kleinere ionen (zoals nitraat en fluoride) wordt finaal een voldoende hoog verwijderingsrendement bereikt! Rendement tweetraps RO Permeaat 6,6 100 < 0,2 < 0,1 < 0,2 < 0, Rendement - 93 % > 99 % > 99 % > 97 % > 99 % 95 % 86 % 23

24 Chemische reiniging Zure reiniging membranen P3-Ultrasil 75 (Henkel Ecolab) Op basis van salpeterzuur (max. 30 % HNO 3 ) Dosering: 0,3 % (4,2 g/l) Temperatuur: werktemperatuur + 5 C Duur: 30 circuleren, 10 naspoelen met demiwater Alkalische reiniging membranen P3-Ultrasil 11 (Henkel Ecolab) Op basis van natriumhydroxide (max. 30 % NaOH) Dosering: 0,5 % (5,0 g/l) Temperatuur: werktemperatuur + 5 C Duur: 30 circuleren, 60 naspoelen met demiwater 24

25 Installatie Volvo Cars Gent l/h BUFFERTANK CONCENTRAAT naar afvalwater 3500 l/h Permeaat 3500 l/h 500 l/h 1000 l/h RO TRAP 2 (3 membranen) FOSFATATIE BAD ph NaOH menger BUFFER INSLEEP buffer tank 4000 l/h 500 l/h 1000 l/h SPOELBAD zand filter RO TRAP 1 (6 membranen) actief kool filter 1 µm 5000 l/h actief kool filter 10 µm microfilters Demiwater suppletie 1500 l/h centrifuge H 3 PO 4 ph menger BUFFER

26 Installatie Volvo Cars Gent Membraanmodules Reinigingseenheid 26

27 Gerealiseerde besparingen Voor introductie RO 1 m³/h 1 m³/h 10 m³/h FOSFATATIEBAD SPOELBAD 10 m³/h Na introductie RO 1 m³/h 7 m³/h 3 m³/h FOSFATATIEBAD SPOELBAD 10 m³/h 1 m³/h 2 m³/h Zonder RO Met RO Verschil Waterverbruik 11 m 3 /h 3 m 3 /h 8 m 3 /h Afvalwater 10 m 3 /h 2 m 3 /h 8 m 3 /h 27

28 Gerealiseerde besparingen Reductie demiwaterverbruik Daalde met m 3 /jaar Resulteert in besparing van EUR/jaar Dit is omgerekend 0,18 m 3 /auto of 0,35 EUR/auto Daling werkingskosten afvalwaterbehandeling Hoeveelheid nam af met m 3 /jaar (lager chemicaliënverbruik en minder slibproductie) Productdosering voor fluorverwijdering daalde significant Totale besparing bedraagt EUR/jaar Dit is omgerekend 0,18 m 3 /auto of 0,71 EUR/auto Totale besparing Bedraagt ongeveer EUR/jaar Dit is omgerekend 1,06 EUR/auto 28

29 Werkingskosten en pay-back Werkingskosten Energie: Chemicaliën: Membranen: Manuren: Totaal: EUR/jaar EUR/jaar EUR/jaar EUR/jaar EUR/jaar Nettowinst EUR/jaar EUR/jaar = EUR/jaar Investeringen Ongeveer EUR Terugverdientijd Grootteorde 3 jaar 29

30 Tot slot Hoeveelheid bedrijfsafvalwater per eenheid van productie Gedaald tot 0,72 m 3 per auto Fluorideconcentratie in effluent zuivering Ver onder de norm van 15 mg/l (gemiddeld < 5 mg/l) Eerste closed loop fosfatatiezone in Europa die gebruik maakt van deze techniek Projectnominatie EEP-AWARD (Pollutec Paris 2003) 2,0 1,5 1,0 0,18 0,5 1,44 1,65 1,83 1,37 1,13 0,72 0,0 industrieel afvalwater (in m³/wagen) 30

31 31 Uit de pers

32 32 Uit de pers

Vergelijkbare documenten

Waterhergebruik in de automobielindustrie

Volvo Cars Gent Waterhergebruik in de automobielindustrie Omgekeerde osmose in het fosfatatieproces Overzicht resultaten pilootproeven Volvo Cars Gent - Editie 2 - No part of this publication may be reproduced