Innovatief ZLD-hybridsysteem voor de hoogste kostenefficiëntie

Met het nieuwe proces ZLD.eco van Hager + Elsässer en zijn zusterbedrijf MFT kan de energiebehoefte aanzienlijk worden verminderd door een sterk gereduceerde verdampingsstap.

Voorbeeld van een verdampereenheid die deel uitmaakt van een ZLD-proces.

Het model van waterloze productie – Zero Liquid Discharge (ZLD) – wint aan populariteit in verschillende industrieën. In plaats van zo schoon mogelijk water te gebruiken, moet in de toekomst helemaal geen water meer worden vrijgegeven uit productieprocessen. Hager + Elsässer (H+E) heeft samen met haar zusterbedrijf Membran Filtrations Technik (MFT) een nieuw ZLD-proces ontwikkeld, waarbij door een reeks innovatieve filtratie- en scheidingstechnieken, inclusief drie omgekeerde osmose-stappen, de afsluitende verdamping van de resterende afvalstoffen tot een minimum kan worden beperkt.

Wereldwijd zijn er al ongeveer 400 ZLD-installaties in gebruik. De motieven verschillen per wereldregio: terwijl het in waterschaarse gebieden zoals Zuid-Frankrijk vooral gaat om onafhankelijkheid van de lokale watervoorziening, worden in Duitsland strengere milieueisen vastgesteld, bijvoorbeeld voor de lozing van zoutladingen. In landen zoals India of Zuid-Amerika zijn er vaak geen zuiveringsinstallaties, waardoor ZLD als vervanging dient. Bedrijven in Europese landen gebruiken ZLD-processen daarentegen voor de nazorg na het eigenlijke zuiveringsproces.

Tot nu toe spraken de hoge investerings- en bedrijfskosten van waterloze productie tegen ZLD. Vooral het energieverbruik is hoog.

Hager + Elsässer, een van de wereldwijde toonaangevende oplossingenaanbieders voor een geïntegreerd waterbeheer, heeft nu samen met haar zusterbedrijf MFT (Membran-Filtrations-Technik) een nieuw ZLD-proces ontwikkeld, waarbij het energieverbruik aanzienlijk is verlaagd door een sterk gereduceerde verdampingsstap: ZLD.eco.

Hogedruk-membraanstap met Circular Disc Module

Het kernonderdeel van de installatie is een nieuwe hogedruk-omgekeerde osmose-stap. Hierbij wordt na een voorbehandelingsproces – afhankelijk van de toepassing chemisch-fysisch of biologisch – en een ultrafiltratiestap, die de resterende organische stoffen eruit filtert, een meervoudige membraantechnologie ingezet om de niet-organische afvalstoffen sterker te concentreren. Na de eerste twee omgekeerde osmose-stappen, waarbij drukken tot 80 bar worden gebruikt, blijft er een concentraat over van ongeveer 20 procent van de totale afvalwaterhoeveelheid, dat wordt doorgeleid naar een derde omgekeerde osmose-stap. Deze derde stap betreft een hogedrukproces met drukken tot 200 bar. Daarbij wordt een door MFT ontwikkeld speciaal module gebruikt, dat Circular Disc Module (CD Module) wordt genoemd. In tegenstelling tot andere modules, die meanderend doorstromen, stroomt het water cirkelvormig door het CD Module, waardoor het drukverlies lager is.

Het door de hoge druk ontstane, ongeveer 70°C warme concentraat wordt in een daaropvolgende onderdrukstap, die samen met de membraantechniek een ‘hybridesysteem’ vormt, tot een hanteerbare consistentie ingedampt. De warmte-energie wordt daarbij teruggevoerd in het systeem en gebruikt om de efficiëntie te verhogen. Hierdoor wordt het energieverbruik van het gehele systeem sterk verminderd. De resthoeveelheid afvalstoffen die na de maximale voorconcentratie door de hogedrukmembraantechniek overblijft, is aanzienlijk lager dan bij conventionele processen. Daardoor kan de verdampingsstap bij ZLD.eco veel korter worden uitgevoerd.

In vergelijking met conventionele systemen zonder voorconcentratie verbruikt ZLD.eco ongeveer 20 procent minder energie. Bovendien is bij de kleinere verdampingsinstallatie ook minder koelenergie nodig voor condensatie. Deze besparing kan oplopen tot 80 procent. Verdere besparingen ontstaan door de modulaire opbouw van de installatie. De daarmee behaalde besparing op personeelskosten ligt rond de 20 procent. De kosten voor ingebruikname zijn eveneens 20 procent lager. Niet in de laatste plaats is het chemiegebruik geringer. De investering in ZLD.eco verdient zich door de besparingen op verschillende niveaus al na korte tijd terug.