Welke technieken voor waterbehandeling zijn er?
Als onderhoudsspecialist werkt Abalco al vele jaren aan koeltechnische installaties met chemische waterbehandeling. Gezien de toenemende druk vanuit de overheid en de vraag naar verduurzaming vanuit onze klanten hebben we de verschillende mogelijkheden voor een groene waterbehandeling onderzocht. We hebben ons daarbij gericht op de technieken zoals aangedragen in de nota van Rijkswaterstaat, namelijk:
- Hydrodynamische cavitatie
- Ozonoxidatie
- UV-C (ultraviolet)
- Elektrolyse
Hydrodynamische cavitatie (IVG-CT)
Hydrodynamische cavitatie, ook wel Industrial Vortex Generator Cooling Tower (IVG-CT) genoemd, is een proces waarbij luchtbellen in een vloeistof imploderen als gevolg van snelle drukveranderingen. Dit fenomeen kan worden toegepast in waterbehandeling voor verschillende doeleinden, zoals desinfectie, oxidatie en verwijdering van verontreinigingen.
Hoe het werkt
Hydrodynamische cavitatie begint met het creëren van luchtbellen in de vloeistof. Het water stroomt door een bepaald systeem waarin de cavitatie plaatsvindt. Dit kan een pijpleiding, een speciale reactor of een ander apparaat zijn. De stroming van de vloeistof wordt versneld, wat leidt tot drukverlaging. Wanneer de vloeistofstroom versnelt, neemt de druk af. Dit veroorzaakt de implosie van de luchtbellen die in de vloeistof aanwezig zijn. De implosie van deze bellen creëert extreme omstandigheden, zoals hoge temperaturen en drukverschillen.Hierdoor kunnen organische verontreinigingen afbreken, terwijl de vrije radicalen micro-organismen kunnen doden en oxidatie van verontreinigingen kunnen bevorderen.
Wat zijn de voordelen?
Hydrodynamische cavitatie biedt een effectieve desinfectie en oxidatie van water zonder de noodzaak van chemische desinfectiemiddelen. Een ander voordeel is het lage aantal bewegende delen.
Wat zijn de nadelen?
Apparatuurslijtage door de implosie van cavitatiebellen, complexiteit in ontwerp en optimalisatie, hoge geluidsniveau’s, mogelijkheid tot bijproductvorming en gevoeligheid voor verontreinigingen zijn uitdagingen die gepaard gaan met dit proces. Vaak is een voorbehandeling van het water nodig.
Ozonoxidatie
Waterbehandeling met ozonoxidatie is een proces waarbij ozon (O3), een krachtig oxidatiemiddel, wordt gebruikt om organische en anorganische verontreinigingen in water te verwijderen.
Hoe het werkt
Ozon wordt geproduceerd door zuurstof (O2) bloot te stellen aan een elektrische ontlading, zoals een hoogspanningscorona-ontlader. Hierdoor wordt een deel van de zuurstofmoleculen gesplitst en gevormd tot ozonmoleculen (O3). Ozon is een krachtig oxidatiemiddel, wat betekent dat het de neiging heeft om elektronen te accepteren van andere stoffen. Tijdens het ozonoxidatieproces reageert ozon met organische en anorganische verontreinigingen in het water. Deze reacties kunnen verschillende effecten hebben, zoals de afbraak van organische verbindingen, desinfectie van micro-organismen en oxidatie van metalen en andere anorganische stoffen.
Na het ozonoxidatieproces kunnen optionele vervolgstappen worden toegepast, afhankelijk van de specifieke behoeften van de waterbehandeling. Dit kan onder meer filtratie, sedimentatie of actieve kooladsorptie omvatten om resterende ozon, bijproducten of neergeslagen deeltjes te verwijderen.
Wat zijn de voordelen?
Voordelen van waterbehandeling met ozonoxidatie zijn onder meer de effectiviteit bij het verwijderen van een breed scala aan verontreinigingen en het ontbreken van de vorming van schadelijke bijproducten.
Wat zijn de nadelen?
Allereerst zijn er aanzienlijke initiële kosten verbonden aan de aanschaf en installatie van ozongeneratoren en de benodigde apparatuur. De ozonbehandeling kan beïnvloed worden door de aanwezigheid van organische stoffen in het water, wat de snelheid van ozonafbraak kan verhogen. Het technisch complexe karakter van ozonoxidatie en de vereiste zuivere zuurstofbron maken het implementeren en onderhouden van het systeem uitdagender.
UV-C (ultraviolet)
Waterbehandeling met UV-C (ultraviolet-C) is een proces waarbij water wordt blootgesteld aan ultraviolette straling met een golflengte tussen 200 en 280 nanometer. Deze UV-C-straling heeft voldoende energie om de genetische structuur van micro-organismen te beschadigen, waardoor ze niet langer in staat zijn zich voort te planten en zichzelf te vernietigen.
Hoe het werkt
In een UV-C waterbehandelingssysteem worden speciale UV-C lampen gebruikt om de ultraviolette straling te genereren. Water stroomt door een kamer waarin de UV-C lampen zijn geplaatst. Tijdens dit proces wordt het water blootgesteld aan de UV-C straling die afkomstig is van de lampen. De micro-organismen in het water absorberen de UV-C straling, wat leidt tot beschadiging van hun DNA of RNA. Dit voorkomt dat ze zich kunnen vermenigvuldigen of normale biologische functies kunnen uitvoeren.
Wat zijn de voordelen?
Een belangrijk voordeel is de afwezigheid van chemicaliën, waardoor het proces veilig is voor mens en milieu. UV-C behandeling is snel, efficiënt en elimineert microbiële risico’s zonder bijproducten achter te laten. Er zijn geen bewegende onderdelen.
Wat zijn de nadelen?
UV-C-licht heeft beperkt doordringingsvermogen, waardoor het alleen effectief is in water dat direct wordt blootgesteld aan het licht. Dit kan problemen veroorzaken in water met hoge troebelheid. De UV-lampen moeten ook periodiek worden vervangen, en er is geen resterende bescherming na de behandeling. Tenslotte biedt UV-C geen bescherming tegen kalkneerslag; de werking is enkel als desinfectant.
Elektrolyse
Koelwaterbehandeling met elektrolyse is een methode om koelwatersystemen te behandelen met behulp van elektrolytische processen om de groei van microbiële organismen en de vorming van schadelijke afzettingen, zoals kalkaanslag en corrosie, te beheersen.
Hoe het werkt
Een elektrolysecel wordt geïnstalleerd in het koelwatersysteem. Deze cel bestaat uit elektroden die zijn ondergedompeld in het koelwater. Wanneer een elektrische stroom door de elektrolysecel wordt geleid, vinden elektrolytische reacties plaats aan de elektroden. Deze reacties genereren reactieve zuurstofcomponenten, zoals hydroxylradicalen, die kunnen bijdragen aan de oxidatie van organische en anorganische verontreinigingen in het water.
Wat zijn de voordelen?
Koelwaterbehandeling met elektrolyse biedt een brede bescherming zoals de controle van microbiële groei, vermindering van magenesium- en kalkaanslag en bescherming tegen corrosie. De installatie is relatief compact en eenvoudig van opzet, en kan daarom makkelijk geintegreerd worden.
Wat zijn de nadelen?
De efficiëntie van het systeem kan worden beïnvloed de aanwezigheid van organische verontreinigingen. De samenstelling van het koelwater zal daarom moeten worden meegenomen bij het evalueren van elektrolyse als waterbehandelingsmethode. Het verwijderen van neerslag gebeurt mechanisch, preventief onderhoud is daarbij 1x per jaar aanbevolen.