INDUSTRIEEL WATER: WAAR ZE VANDAAN KOMEN, SAMENSTELLING, SOORTEN, BEHANDELINGEN - MILIEU - 2024

Het industriële water is het water dat wordt gebruikt bij industriële en commerciële activiteiten en vervolgens wordt weggegooid als afval of schroot. Als afval worden ze industrieel afvalwater of rioolwater genoemd.

Industrieel water wordt voor verschillende doeleinden gebruikt, zoals grondstof, oplosmiddelen, energiebron en hygiëne van ruimtes, werktuigen en personeel. Ze zijn afkomstig uit natuurlijke bronnen of uit de recycling van industrieel afvalwater. Als industrieel afvalwater zijn de bronnen zeer divers, afhankelijk van elk van de industrieën waar ze vandaan komen.

Water in de hydro-elektrische industrie. Bron: vadimpl

De samenstelling van bedrijfsafvalwater varieert met name per bedrijfstak, ook binnen dezelfde bedrijfstak met een grote diversiteit aan chemische stoffen.

Industrieel afvalwater kan zware metalen, kleurstoffen, vetten, oliën, detergenten, zuren en medicijnen bevatten. Ze kunnen ook dierlijke en plantaardige derivaten van verschillende aard bevatten.

De soorten industrieel afvalwater variëren naargelang de industriële oorsprong, het gebruik dat eraan wordt gegeven en de gebruikte grondstoffen. Ze kunnen ook worden ingedeeld volgens het overheersende type stoffen dat erin is opgelost. De behandelingen die worden toegepast om industrieel afvalwater te zuiveren, variëren afhankelijk van het type aanwezige verontreinigende stoffen.

Waar komen industriële wateren vandaan?

De industrie ontvangt water uit het openbare netwerk, putten, rivieren, zeewater of gerecycled water uit de industriële processen zelf. Bij gebruik in verschillende processen, zoals het wassen van faciliteiten, gebruik als oplosmiddel, energieproductie, destillatie, filtratie en persoonlijke hygiëne, wordt afvalwater geproduceerd.

De papier- en kartonindustrie

Het is een van de industrieën die het meeste water verbruikt in zijn processen en tegelijkertijd een grote hoeveelheid industrieel afvalwater genereert. Deze industrie verbruikt 27% van het industriewater van de hele industrie.

Slechts 5 tot 10% van het gebruikte water wordt verbruikt, de rest is nodig om de rest te verwerken als industrieel afvalwater.

Textielindustrie

Water in de textielindustrie. Bron: Enric

Het heeft een hoog waterverbruik en een grote productie van industrieel afvalwater en voor elke kilo textiel is ongeveer 200 liter water nodig. Anderzijds bereikt industrieel afvalwater een hoge mate van verontreiniging door het gebruik van verschillende chemische stoffen.

Chemische industrie

Het heeft een hoog waterverbruik en genereert grote hoeveelheden industrieel afvalwater. De verontreiniging van deze wateren is hoog en de opgeloste verontreinigingen zijn in de meeste gevallen zeer giftig.

Agribusiness

Het verbruikt ongeveer 17% van het industriële water, hoewel het in sommige gebieden, zoals de drankenindustrie, grotendeels in het eindproduct wordt verwerkt. Binnen deze branche varieert industrieel afvalwater enorm, afhankelijk van de specifieke branche. Onder andere de vlees-, zuivel-, dranken-, conserven- en suikerindustrie.

Farmaceutische industrie

Industrieel afvalwater van de farmaceutische industrie veroorzaakt ernstige vervuilingsproblemen. Dit geldt met name in landen als India en China, waar er weinig controle is op industriële lozingen.

In deze industriële wateren bevinden zich medicijnen, zoals antibiotica, die eenmaal in het milieu resistentie kunnen genereren bij stammen van pathogene bacteriën.

Mijnbouw en metaalverwerking

Er worden grote hoeveelheden water verbruikt en het wordt gebruikt als een hydraulische impuls om het gesteente af te breken op zoek naar mineralen. Vervolgens wordt in de metaalverwerkende industrie water vooral als koelmiddel gebruikt.

Thermo-elektrische en nucleaire installaties

In deze energieopwekkende industrieën wordt water gebruikt als koelmiddel, waardoor grote hoeveelheden industrieel afvalwater worden geproduceerd. Deze wateren zijn zeer vervuilend en kunnen zware metalen en zelfs radioactieve elementen bevatten.

Samenstelling

Industrieel afvalwater. Bron: Nigel Wylie

De samenstelling van industrieel afvalwater is zeer variabel, aangezien het afhankelijk is van de industriële processen die het produceren. Over het algemeen hebben ze een relatief laag gehalte aan organische stof en zijn zware metalen de belangrijkste verontreinigende stoffen in industrieel afvalwater.

Zware metalen

De belangrijkste verontreinigende stoffen in deze groep zijn lood, kwik, cadmium en arseen. Zware metalen zijn afvalproducten in verschillende industrieën, met name metaalverwerking, olie en chemicaliën.

In specifieke gevallen, zoals kwik, is een belangrijke bron industrieel afvalwater van op kolen gebaseerde thermo-elektrische centrales.

Koolwaterstoffen

Ze worden door verschillende industrieën, met name olie en petrochemie, in industrieel afvalwater verwerkt.

Fenolen

Ze zijn vooral relevant in industrieel afvalwater van de leerlooierij.

Oppervlakteactieve stoffen

Dit zijn zepen en wasmiddelen en komen voor in veel soorten industrieel afvalwater. Dit komt omdat ze veel worden gebruikt bij het reinigen van ruimtes en werktuigen, maar ook bij de verwerking van grondstoffen. Ze zijn bijzonder vervuilend vanwege hun negatieve effect op celmembranen.

Kleurstoffen

In verschillende industriële branches wordt een grote verscheidenheid aan kleurstoffen gebruikt, bijvoorbeeld in de papier-, textiel-, voedingsmiddelen- en chemische industrie.

Vezels en cellulose

In industrieel afvalwater van de papier- en textielindustrie is de aanwezigheid van plantcomponenten zoals vezels en cellulose relevant.

Organisch materiaal

Industrieel afvalwater van de voedselverwerkende industrie is bijzonder rijk aan organisch materiaal, zowel van plantaardige als van dierlijke oorsprong. Bovendien kunnen ze een verscheidenheid aan micro-organismen bevatten, waarvan sommige pathogenen zijn voor dieren, planten of mensen.

Diverse chemicaliën

De industrie gebruikt een grote verscheidenheid aan chemicaliën in industriële processen, hetzij als grondstof, hetzij als bemiddelaars van verschillende reacties. Veel van deze elementen en chemische verbindingen gaan als vervuilend afval in industrieel water.

Verdovende middelen

Een van de grote industriële takken is de farmacie, die verschillende organische en anorganische chemicaliën gebruikt. Met deze medicinale verbindingen worden gemaakt, waarvan sporen in veel gevallen in industrieel afvalwater terecht komen.

Drugs zijn opkomende verontreinigende stoffen geworden, van groot belang voor de volksgezondheid. In sommige wateren zijn relevante hoeveelheden antibiotica, analgetica en andere geneesmiddelen aangetroffen.

Soorten industriële wateren

Industriewater kan vanuit verschillende invalshoeken worden geclassificeerd, hetzij door het gebruik ervan door de industrie of door de industriële sector. In elk geval zullen de eigenschappen van het resulterende industriële afvalwater variëren.

- Voor zijn gebruik

Sanitair

Ze worden gebruikt bij het reinigen van processen van grondstoffen, faciliteiten, apparatuur en in de hygiënische behoeften van personeel.

Warmteoverdracht of koeling

In dit geval dienen industriële wateren als thermische voertuigen, hetzij om warmte te onttrekken aan een proces of om deze over te dragen. Gebruik bijvoorbeeld als koudemiddel in de metaalverwerkende industrie en om te koken in de voedingsmiddelenindustrie.

Stoomproductie

Waterstoom wordt gebruikt om stoomturbines aan te drijven, maar ook bij sterilisatie-, verwarmings-, reinigings-, hydratatie- en humificeringsprocessen.

Grondstof

Industrieel water wordt direct als grondstof gebruikt, vooral in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, en het meeste verlaat het systeem als onderdeel van het product.

Oplosmiddel

Het karakter van water als universeel oplosmiddel maakt dit een belangrijk gebruik van industriewater. In veel processen in onder meer de chemische, voedsel-, papier-, textielindustrie wordt het voor dit doel gebruikt en genereert het grote hoeveelheden industrieel afvalwater.

Krachtbron

Water wordt ook gebruikt om hydraulische energie op te wekken, in de hydro-elektrische industrie. Het heeft een lage mate van chemische verontreiniging, maar thermische verontreiniging is belangrijk.

Zuiveringsinstallaties

Industriële waterzuiveringsinstallatie. Bron: Annabel

Bij het afvalwaterzuiveringsproces wordt een eindresidu gegenereerd dat in hetzelfde proces kan worden gerecycled. Een bepaalde hoeveelheid kan echter niet worden teruggewonnen, zoals bij sedimentatiebehandelingen waarbij tot 75% van het gewicht van het uiteindelijke slib water is.

- Per bedrijfstak

Industrieel water kan ook worden geclassificeerd als takken van verschillende industrieën, zoals onder andere petrochemie, voedsel, papier, textiel, metaalbewerking, mijnbouw. De classificatie van industriewater kan telkens op zijn beurt worden onderverdeeld volgens de specialisatie van de specifieke industriële installatie.

Behandelingen

Industriële waterzuiveringsinstallatie. Bron: Xavigivax

Afhankelijk van het type industrie, de processen en de gebruikte grondstoffen, zullen de hoeveelheid en de eigenschappen van industrieel afvalwater afhangen. De keuze van de behandeling om ze te zuiveren hangt samen met het type afvalwater en de vereiste mate van zuivering.

- Parameters

Zowel voorafgaand aan elke behandeling als daarna is het noodzakelijk om bepaalde kwaliteitsparameters van industrieel afvalwater te evalueren. Deze omvatten chemisch zuurstofverbruik (CZV), totaal gesuspendeerde vaste stoffen (TSS) en de aanwezigheid van specifieke verbindingen.

Chemisch zuurstofverbruik

Het is de meest prominente parameter bij de evaluatie van waterverontreiniging, bij het meten van de hoeveelheid oxideerbare stoffen die in het water aanwezig zijn. Het is vooral bedoeld om de hoeveelheid organische stof die aanwezig is als verbruiksfactor voor opgeloste zuurstof vast te stellen.

Totaal zwevende vaste stoffen

Deze parameter is erg belangrijk in industrieel afvalwater dat is gebruikt als oplosmiddel of reiniging. De hoeveelheid vaste niet-sedimenteerbare deeltjes in industrieel afvalwater wordt gemeten.

Detectie van specifieke verbindingen

Afhankelijk van de aard van het industrieel afvalwater wordt het getest op specifieke elementen of verbindingen. Bijvoorbeeld de aanwezigheid van zware metalen, organohalogeenverbindingen, dioxines, onder anderen.

- Behandelingsprocedures

Er zijn primaire behandelingsprocedures die sedimentatie- en flotatiefasen omvatten die de scheiding van een deel van de verontreinigende stoffen mogelijk maken. In dit geval gaat het om die materiaaldeeltjes die ofwel bezinken vanwege hun gewicht of drijven vanwege hun dichtheid.

Voor niet-sedimenteerbare deeltjes wordt coagulatie-flocculatie of chemische precipitatie gebruikt.

Coagulatie-flocculatie

Om sedimentatie van de niet-sedimenteerbare zwevende deeltjes te bereiken, wordt een coagulant toegevoegd aan het industriële afvalwater. Dit is een verbinding die de gesuspendeerde deeltjes aantrekt en vlokken of stolsels vormt die worden geëxtraheerd in een bezinktank.

Overige primaire processen

Er zijn veel specifieke processen, bijvoorbeeld het ontharden van kalk om calcium- en magnesiumzouten uit industrieel water te verwijderen.

Secundaire behandelingen

Nadat de voorgaande behandelingen zijn toegepast, worden de industriële wateren aan verschillende secundaire behandelingen onderworpen. Hiertoe behoren onder meer actief slib of slib (aërobe biologische afbraak), anaërobe biologische afbraak, chemische oxidatie.

Tertiaire behandelingen

Ten slotte worden derde-orde behandelingen zoals filteren, ionenwisseling of extractie toegepast op industrieel afvalwater. Er is ook sprake van omgekeerde osmose, verbranding of elektrochemische behandelingen.

Andere desinfectiebehandelingen zijn ozonisatie, ultraviolette straling, hitte of chlorering. Sommige zijn zeer specifiek, zoals ontgassen of strippen, om waterstofsulfide, ammoniak, alcoholen, fenolen en sulfiden te scheiden.

Referenties

1. Veranderende markten en Ecostorm (2016). Antibioticaresistentie: hoe vervuiling door medicijnfabrieken in India en China de opkomst van superbacteriën veroorzaakt. Spaanse vertaling van ecologen in actie.
2. COTEC Stichting voor technologische innovatie (1999). 10. Industrieel afvalwater. COTEC-documenten over technologische behoeften.
3. Gilpavas, E., Arbeláez-Castaño, PE, Medina-Arroyave, JD en Gómez-Atehortua, CM (2018). Behandeling van afvalwater uit de textielindustrie door chemische coagulatie gekoppeld aan Fenton-processen versterkt met laagfrequente echografie. International Journal of Environmental Pollution.
4. Nationaal Instituut voor Statistiek (2012). Enquête over het milieu in de industrie. Resultaten met betrekking tot de afvalproductie in het industriejaar 2010. Persberichten.
5. López-Grimau, V. en Crespi-Rosell, M. (2015). Beheer van afvalwater uit de textielindustrie. Project Verbetering van regionale economieën en lokale ontwikkeling. Technologisch notitieboek nr. 18.
6. Mänttäri, M., Viitikko, K. en Nyström, M. (2006). Nanofiltratie van biologisch behandeld afvalwater uit de pulp- en papierindustrie. Journal of Membrane Science.
7. Muñoz-Lucas, S. en Sánchez-García, R. (2018). Water in de voedingsindustrie. Bulletin van de Spaanse Vereniging voor Medische Hydrologie.
8. Muzzarelli, RAA, Weckx, M., Filippini, O. en Sigon, F. (1989). Verwijdering van sporenmetaalionen uit industriewater, nucleair afvalwater en drinkwater met behulp van verknoopt N-carboxymethylchitosan. Koolhydraatpolymeren.
9. Rodríguez-Fernández-Alba, A., Pedro Letón-García, P., Rosal-García, R., Dorado-Valiño, M., Villar-Fernández, S. en Sanz-García, JM (2006). Geavanceerde industriële afvalwaterbehandeling. Technology Watch-rapport 2.
10. Romero-López, T. de J., Rodríguez-Fiallo, H. en Masó-Mosqueda, A. (2016). Karakterisering van het afvalwater dat wordt gegenereerd in een Cubaanse textielindustrie. Hydraulische en milieutechniek.