NL2009751C2 - Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting. - Google Patents

Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL2009751C2
NL2009751C2 NL2009751A NL2009751A NL2009751C2 NL 2009751 C2 NL2009751 C2 NL 2009751C2 NL 2009751 A NL2009751 A NL 2009751A NL 2009751 A NL2009751 A NL 2009751A NL 2009751 C2 NL2009751 C2 NL 2009751C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sub
water
stream
ion exchange
subjected
Prior art date
Application number
NL2009751A
Other languages
English (en)
Inventor
Simon Marinus Bakker
Jacobus Antonius Maria Paassen
Doeke Schippers
Original Assignee
Vitens N V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitens N V filed Critical Vitens N V
Priority to NL2009751A priority Critical patent/NL2009751C2/nl
Priority to EP13191301.4A priority patent/EP2727883B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2009751C2 publication Critical patent/NL2009751C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58Multistep processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting.
Beschrijving 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water onder toepassing van een aantal deelstappen, waaronder (membraan)filtratie, ontharding, ionenwisseling en beluchting. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van voornoemde werkwijze.
10 Drinkwater wordt in het algemeen gewonnen door oppompen van grondwater en inname van oppervlaktewater. Daarnaast is het ook mogelijk om drinkwater te verkrijgen door ontzilting van zeewater. Grondwater is hoofdzakelijk regenwater dat in de grond zakt tot het water een ondoordringbare laag tegenkomt. Bij bepaalde bronnen bevat het voor de drinkwaterbereiding opgepompte grondwater 15 een bepaalde hoeveelheid methaan. De aanwezigheid van methaan wordt veelal toegeschreven aan de aanwezigheid van veenlagen waarbij de hoeveelheid methaan in bepaalde gevallen 40 mg/l of meer kan bedragen. De aanwezigheid van methaan in het te zuiveren water is ongewenst, in het bijzonder vanuit het oogpunt van bacteriegroei die bij bepaalde processtappen, in het bijzonder bij toepassing van 20 filters, tot ongewenste situaties kan leiden, en dient derhalve uit het water te worden verwijderd, bijvoorbeeld door de toepassing van bijvoorbeeld plaatbeluchters. Een nadeel van dergelijke plaatbeluchters is dat het methaan naar de atmosfeer wordt uitgestoten waardoor methaan in het milieu terechtkomt. Methaan wordt gezien als een gas dat van invloed is op het broeikaseffect. Het is aldus gewenst om de uitstoot 25 van methaan naar de atmosfeer te verlagen.
De Amerikaanse publicatie US 2005/0139546 heeft betrekking op een methode voor het verwijderen van stikstof uit een anaëroob vergiste meststroom, waarbij de daarmee teruggewonnen stikstof kan worden toegepast om bijvoorbeeld kunstmest te bereiden. Verder openbaart dit Amerikaans document een 30 striptoren waarbij methaan ontstaat dat, na verbranding, kan worden toegepast om stroom te produceren voor het aandrijven van turbines.
De Amerikaanse publicatie US 2012/0137883 heeft betrekking op een methode voor het, onder toepassing van gebruikelijke zuiveringsstappen, zoals een membraanbioreactor en een membraaninstallatie, behandelen van een gas- 2 watermengsel om tenslotte water te bereiden, waarbij een gas-waterscheiding plaatsvindt zonder nader aan te geven wat met het daarmee verkregen gas wordt gedaan.
De Amerikaanse publicatie US 2006/0272500 heeft betrekking op 5 een methode voor het verwijderen van vluchtige bestanddelen uit een waterige stroom, waarbij vacuüm wordt toegepast om gas aan een vloeistofstroom te onttrekken, in combinatie met een membraaninstallatie.
De Amerikaanse publicatie US 2006/0196836 heeft betrekking op een methode voor het, onder toepassing van gebruikelijke zuiveringsstappen, 10 behandelen van zout water, waarbij aan het water een reagens wordt toegevoegd om een neerslagreactie tot stand te brengen, waarna het aldus gevormde vaste product wordt onttrokken
De Amerikaanse publicatie US 2010/0288308 heeft betrekking op een methode voor het bereiden van zeer zuiver water, waarbij een aantal 15 zuiveringsstappen in serie wordt toegepast, onder meer omvattende een ontgassingsstap waarbij vacuüm wordt toegepast.
De Internationale aanvrage WO 2010/115233 heeft betrekking op een methode voor het bereiden van drinkwater, waarbij een aantal unit operations in serie is gerangschikt, onder meer omvattende een ontgassingsstap, een 20 beluchtingsstap, een nitrificatiestap, een denitrificatiestap en een oxidatiestap.
De Amerikaanse publicatie US 2012/0039792 heeft betrekking op een methode voor het behandelen van water waarbij in een eerste stap het te behandelen water van gassen en vluchtige organische bestanddelen wordt ontdaan door het water te strippen met stikstof of kooldioxide, waarna het aldus ontgaste 25 water aan een aantal unit operations wordt onderworpen.
De Amerikaanse publicatie US 2011/0303090 heeft betrekking op een methode voor het verwijderen van methaan uit bijvoorbeeld een waterige stroom, waarbij het te behandelen water aan een scheidingskamer wordt toegevoerd en aldaar wordt gescheiden in een methaanstroom die via een afvoer als 30 energiebron wordt afgevoerd en via een andere afvoer verder wordt verwerkt.
De Britse publicatie GB 2 381 761 heeft betrekking op een methode voor het verwijderen van methaan uit een vloeistof, waarbij methaan uit de te behandelen waterige stroom wordt verwijderd, waarna het mengsel van lucht en methaan kan worden verbrand of verder behandeld.
3
Een doel van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water waarbij de in het te zuiveren water aanwezige gassen nuttig worden hergebruikt.
Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van 5 een werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water waarbij uitstoot naar de atmosfeer van de in het te behandelen water aanwezige gassen tot een minimum wordt beperkt.
Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water waarbij de in het te 10 behandelen water aanwezige gassen worden teruggewonnen en waarbij dergelijke gassen worden omgezet in producten of energiestromen die bij de verdere behandeling van het te zuiveren water kunnen worden ingezet.
De onderhavige uitvinding, zoals vermeld in de aanhef, wordt gekenmerkt doordat de werkwijze de volgende stappen omvat: 15 i) het ontgassen van water ii) de bij stap ii) verkregen gassen verbranden, iii) het in een of meer deelstappen verder behandelen van het in stap i) ontgaste water, waarbij de bij stap ii) vrijkomende verbrandingsproducten, in het 20 bijzonder C02 en water, energie, warmte voor ten minste een deel nuttig worden hergebruikt in een of meer voornoemde deelstappen.
Onder toepassing van voornoemde stappen i) - ii) kan aan een of meer van voornoemde doelstellingen worden voldaan. In het bijzonder wordt in stap i) een zogenaamde vacuümontgassing toegepast waarbij een onderdruk van ongeveer 25 0,8 bar wordt gecreëerd waardoor het in het grondwater opgeloste methaan vrijkomt en door het vacuüm wordt getransporteerd naar een gasopslag. Om de verwijdering van de in het water aanwezige gassen zo goed mogelijk te laten plaatsvinden, wordt bij het vacuüm-ontgassen in de zogenaamde ontgassingsketel gebruik gemaakt van pakkings- of vulmiddelen, in het bijzonder ringen. Aldus is het volgens de 30 onderhavige uitvinding mogelijk meer dan 90% van het in het water aanwezige methaan te onttrekken en verder te verwerken. De aldus in stap i) verkregen gassen worden aansluitend in een stap ii) verbrand, waarbij onder toepassing van een gasturbine elektriciteit wordt opgewekt, welke elektriciteit in het verdere proces van het duurzaam zuiveren van water kan worden toegepast. Niet alleen wordt bij het 4 verbranden van methaan elektriciteit opgewekt, maar ook ontstaan nuttig her te gebruiken gasstromen, in het bijzonder koolstofdioxide (C02) en water.
Het aldus aan vacuüm-ontgassen onderworpen water wordt bij voorkeur onderworpen aan een deelstap a) te weten voorfiltratie, in het bijzonder 5 een zandfilter, waarna het aldus voorgefiltreerde water bij voorkeur wordt onderworpen aan een deelstap b), te weten een ontharding, waarbij aan deelstap b) ten minste een deel van het in stap ii) gevormde C02 wordt toegevoerd. Bij stap a) wordt ook een concentraatstroom verkregen die verder kan worden behandeld, zoals hierna zal worden toegelicht.
10 In een bijzondere uitvoeringsvorm is het ook mogelijk dat, voordat deelstap a), te weten voorfiltratie, plaatsvindt, het ontgaste water aan een zogenaamde plaatbeluchting te onderwerpen waarbij de nog resterende hoeveelheden methaan uit het reeds ontgaste water worden verwijderd, waarbij ook andere opgeloste gassen aanvullend kunnen worden verwijderd, waaronder C02. 15 Omdat reeds in stap i) een ontgassing van water heeft plaatsgevonden, is minder beluchting bij de plaatbeluchting nodig, oftewel minder capaciteit aan plaatbeluchters noodzakelijk, ten opzichte van een waterzuiveringsproces waarbij geen vacuümontgassing vooraf is toegepast.
Het is wenselijk dat de in deelstap b) toegepaste ontharding een 20 ionenuitwisselingsproces en een pelletontharding omvat, waarbij het in deelstap a) aan voorfiltratie onderworpen water voor een deel direct aan het ionenuitwisselingsproces en voor een deel direct aan de pelletontharding van deelstap b) wordt toegevoerd.
Het is met name wenselijk om kooldioxide, gevormd in stap ii) bij het 25 verbranden van het uit het water verkregen methaan, toe te passen als toevoerstroom in het ionenuitwisselingsproces dat in deelstap b) plaatsvindt. Het ionenuitwisselingsproces, zoals toegepast in deelstap b), omvat in het bijzonder een gemengd bed van een zwak zure ionenwisselaar in de vrije zure vorm en een sterk basische ionenwisselaar in de waterstofcarbonaatvorm, waarbij de aan de deelstap 30 b) toegevoerde waterstroom wordt ontdaan van een of meer bestanddelen gekozen uit de groep van met name Ca, Mg en in mindere mate de anionen S04, NO3 en Cl. Kooldioxide wordt in voornoemd ionenuitwisselingsproces toegepast voor de regeneratie van het daarin toegepast hars. Bij voornoemde regeneratie ontstaat HC03 uit 4 C02 + 4 H20 -► H2C03 -► 4 H+ + 4 HC03- (bij 6 bar). Aldus wordt 5 C02 hergebruikt. Het is mogelijk gebleken een regeneratie van ongeveer 95% te behalen.
In het hiervoor genoemde ionenuitwisselingsproces wordt een reststroom verkregen, welke reststroom wordt toegevoerd naar de pelletontharding.
5 Deze reststroom van voornamelijk CaC03 wordt in de pelletontharding in het daarbij toegepast zand, dat als dragermateriaal geschikt is, ingebouwd. De pellets van zand en CaC03, ook wel entzand en calciet, kunnen uit het proces worden weggenomen en aan afnemers worden verkocht voor verdere toepassing. Dergelijke pellets kunnen ook voor ontzuringsdoeleinden worden ingezet.
10 In de pelletonthardingsstap ontstaat een reststroom van CaC03, welke
CaC03 reststroom kan worden verbrand tot CaO en vervolgens in contact gebracht met demiwater, in het bijzonder verkregen bij het uitvoeren van stap ii), waarbij de aldus verkregen kalkmelk wordt toegevoerd aan de pelletontharding. Aldus wordt niet alleen de bij stap ii) gevormde C02 teruggevoerd in het waterzuiveringsproces, 15 in het bijzonder in deelstap b), maar ook de in stap ii) gevormde waterstroom.
In de onderhavige werkwijze wordt geen entzand gebruikt maar kristallisatiekernen bestaande uit CaC03. Een voordeel hiervan is dat anders CaO en entzand van elkaar gescheiden moeten worden. In een eerste uitvoeringsvorm wordt voor de behandeling van de afvalstroom entzand gebruikt en NaOH, en 20 worden de pellets gebruikt voor ontzuringsprocessen of afgevoerd naar externe afnemer. Volgens een tweede uitvoeringsvorm worden voor de behandeling van de reststroom kristallisatiekernen van CaC03 en kalkmelk toegepast. Deze kalkmelk wordt verkregen door verbranding van pellets uit de onderhavige werkwijze. Hierdoor ontstaat ongebluste kalk (CaO), dat wordt geblust met het demiwater zoals 25 verkregen bij de verbranding van het gasmengsel in stap ii), na ontgassing van het ruwe water volgens stap i).
De in de onderhavige aanvrage van toepassing zijnde deelstap b), te weten de ontharding, is aldus op te vatten als een ionenuitwisselingsproces en een pelletontharding, waarbij een reststroom van het ionenuitwisselingsproces wordt 30 toegevoerd aan de pelletontharding. Daarnaast wordt het ionenuitwisselingsproces voorzien van C02 zoals verkregen bij het ontgassen van water, zoals hiervoor besproken in stap i). Vanwege het hergebruik van C02 in het ionenuitwisselingsproces is een gunstig gebruik van reststromen gerealiseerd.
6
Uit de hiervoor besproken deelstap b) wordt derhalve een waterstroom verkregen die van een of meer bestanddelen, gekozen uit de groep van met name Ca, Mg, en in mindere mate S04, N03 en Cl, is ontdaan, welke aldus ontharde waterstroom bij voorkeur aan een na-filtratie, in het bijzonder een zandfilter, wordt 5 onderworpen, welke processtap als deelstap c) wordt aangeduid.
Bij de na-filtratie in deelstap c) wordt een concentraatstroom verkregen, welke concentraatstroom bij voorkeur wordt gemengd met de hiervoor reeds besproken, in deelstap a) verkregen concentraatstroom, waarna aldus een deelstap f) wordt uitgevoerd, in het bijzonder een ultrafiltratie. In een bijzondere 10 uitvoeringsvorm is het aldus wenselijk dat de bij deelstap c) verkregen concentraatstroom en/of de bij deelstap a) verkregen concentraatstroom worden toegevoerd aan een deelstap f), te weten een ultrafiltratiestap, waarbij de bij deelstap f) verkregen productstroom eventueel wordt onderworpen aan een deelstap g), te weten een behandeling met UV-straling. Aldus wordt na stap g) een 15 gezuiverde waterstroom verkregen die opnieuw in een van de onderhavige deelstappen nuttig kan worden ingezet.
Voor het verwijderen van kleurvormende bestanddelen is het verder wenselijk dat de aan deelstap c) onderworpen waterstroom verder wordt behandeld in een deelstap d), te weten een ionenuitwisselingsproces waarbij kleurvormende 20 bestanddelen worden verwijderd. De bij een dergelijk proces toegepaste harssamenstelling wordt geregenereerd onder toepassing van een zoutstroom, waarbij een aanzienlijke reductie van de toe te passen zouthoeveelheid kan worden gerealiseerd door de bij deelstap d) verkregen brijnstroom te onderworpen aan een deelstap k), te weten nanofiltratie, waarbij in deelstap k) een concentraatstroom 25 wordt verkregen die voor regeneratie van het in deelstap d) toegepaste ionenuitwisselingshars wordt toegepast. In de onderhavige werkwijze is het zelfs mogelijk gebleken om 60% van de zoutbehoefte terug te winnen, waarbij dus bij de regeneratie een zouthoeveelheid van ongeveer 40% wordt verbruikt. In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm is het verder nog wenselijk dat het 30 concentraat wordt nog verder behandeld door middel van diafiltratie waardoor het zoutverbruik met nog eens 20% wordt verminderd en pure NOM (natural organic matter) met een gering gehalte zout wordt gewonnen. Dit brengt het rendement van de terugwinning van zout op een waarde van ongeveer 80% en daarnaast wordt 7 tevens nagenoeg zuivere NOM gewonnen, welke reststroom nuttig kan worden ingezet in andere processen.
De onderhavige uitvinding ziet er op toe dat ten minste een deel van de in stap ii) verkregen energie wordt toegepast als elektrische energie bij het 5 uitvoeren van een of meer deelstappen a)-h). Het is verder wenselijk dat bij deelstap k) verkregen productstroom, welke productstroom rijk aan NOM (natural organic matter) is, wordt afgevoerd en eventueel voor verder gebruik kan worden toegepast, in het bijzonder vanwege de samenstelling hiervan, bijvoorbeeld als voedingsbestanddeel voor agrarische toepassing, te weten als plantenvoeding.
10 In een bijzondere uitvoeringsvorm is het wenselijk dat ten minste een deel van het in stap ii) gevormde C02 wordt toegepast in een of meer van deelstappen a)-h) voor een correctie van de pH.
Het is daarentegen ook mogelijk dat ten minste een deel van de in stap i) verkregen gassen, in het bijzonder CH4, wordt gecomprimeerd tot vloeibaar gas, 15 welk vloeibaar gemaakt gas nuttig kan worden hergebruikt.
In een bijzondere uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur dat ten minste een deel van de in stap ii) verkregen warmte wordt toegepast voor het drogen van vaste stoffen bevattende reststromen, ontstaan bij een of meer deelstappen a)- h).
20 Voor een gunstig energieverbruik is het wenselijk dat ten minste een deel van de in stap ii) verkregen energie wordt toegepast als elektrische energie bij het uitvoeren van een of meer deelstappen a)-h).
Op basis van de onderhavige uitvinding is het aldus mogelijk gebleken, in het bijzonder door de toepassing van de vacuümontgassing in stap i), een forse 25 ontlasting van het milieu te realiseren door de reductie van de uitstoot van het broeikasgas methaan. Bovendien is de concentratie van het voor de bacteriegroei schadelijke methaan aanzienlijk verlaagd. Het is wenselijk een gehalte methaan van < 200 pg/l in de te behandelen waterstroom te bereiken om excessieve biologische groei in de filters te voorkomen. Een bijkomend voordeel van de onderhavige 30 uitvinding is het nuttig hergebruiken van de waterstromen, bijvoorbeeld voor het blussen van kalk waarbij de verkregen producten in de onthardingsstap kunnen worden toegepast, maar nog meer de nuttige inzet van het teruggewonnen methaan voor elektriciteitsopwekking en het nuttig toepassen van de bij de verbranding in stap ii) verkregen koolstofdioxide voor het in deelstap b) toegepaste 8 ionenuitwisselingsproces. Indien echter het in stap i) teruggewonnen methaangas niet volledig wordt ingezet bij het verbrandingsproces in stap ii), dan is het ook mogelijk het gas elders nuttig te verwerken, bijvoorbeeld voor levering aan derden, in het bijzonder het gasnet. Voornoemde levering aan het gasnet vereist echter wel een 5 behandeling van het te leveren gas, in het bijzonder vanwege de hoge concentratie C02 in het ruwe gasmengsel.
De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een figuur nader worden toegelicht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval tot een dergelijke bijzondere uitvoeringsvorm is beperkt.
10 De ingesloten figuur toont schematisch de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.
Grondwater wordt opgepompt en vervolgens aan een vacuümontgassing in stap i) onderworpen, waarbij de daarbij verkregen gassen, in het bijzonder methaan, worden verbrand waarbij energie via een gasturbine wordt 15 opgewekt. De daarbij verkregen processtromen, in het bijzonder elektriciteit, warmte, C02 en demiwater, zijn voor verdere toepassing in het onderhavige waterzuiveringsproces geschikt. Het aldus in stap i) ontgaste water kan aanvullend aan een plaatbeluchting in deelstap h) worden onderworpen, waarbij resterende gashoeveelheden uit het water worden verwijderd, in het bijzonder methaan en C02. 20 Dergelijke teruggewonnen gassen kunnen, indien gewenst, worden toegevoerd aan de reeds in stap i) verkregen gassen. Het is echter ook mogelijk voornoemde gassen, die slechts kleine hoeveelheden omvatten, naar de atmosfeer uit te stoten. Vervolgens vindt een voorfiltratie in deelstap a) plaats, waarbij het aldus voorgefiltreerde water aan een ontharding in deelstap b) wordt onderworpen. De bij 25 de voorfiltratie verkregen concentraatstroom wordt aan een deelstap f), te weten een ultrafiltratiestap, toegevoerd, bij welke ultrafiltratiestap ijzerslib wordt verkregen. De verkregen ijzerslib kan bijvoorbeeld worden ingedikt waarbij opnieuw gebruik kan worden gemaakt van de in stap ii) verkregen energiestromen Na voornoemde ultrafiltratie vindt een behandeling met UV-straling in deelstap g) plaats.
30 De in de figuur getoonde deelstap b) is op te vatten als een ionenuitwisselingsproces en een pelletontharding, waarbij de in stap i) bij het vacuüm ontgassen verkregen C02 wordt toegevoerd aan het ionenuitwisselingsproces, welk proces hiervoor uitvoerig is beschreven. Bij het ionenuitwisselingsproces ontstaat een reststroom die aan de pelletontharding wordt 9 toegevoerd. Bij de pelletontharding ontstaat een calciumcarbonaat bevattende reststroom die, na verbranden en mengen met demiwater, als kalkmelk wordt teruggevoerd naar de pelletontharding. De aldus aan deelstap b) onderworpen waterstroom wordt aan een na-filtratie in deelstap c) onderworpen, waarbij de na-5 filtratie in deelstap c) ook kan worden gevoed met de uit de UV-straling van deelstap g) tredende waterstroom. In de onderhavige figuur wordt aldus een na-filtratie op een tweetal stromen uitgevoerd, te weten de uit deelstap b) tredende waterstroom en de uit deelstap g) tredende waterstroom. De pellets kunnen voor verschillende doeleinden worden toegepast, te weten via een verbrandingsstap en blussen ter 10 vorming van kalkmelk, maar ook voor zuiveringsprocessen.
Bij de na-filtratie in deelstap c) ontstaat een concentraatstroom die aan de hiervoor besproken ultrafiltratie in deelstap f) kan worden toegevoerd, eventueel samen met de concentraatstroom verkregen in voorfiltratie van deelstap a).
Het aldus in deelstap c) behandelde water wordt verder behandeld in 15 een ontkleuringsstap d) waarbij ook sprake is van een ionenuitwisselingsproces. De uit deelstap d) verkregen concentraatstroom, ook wel brijnoplossing of brijnstroom .vanwege de hoge concentratie zout, genoemd, wordt aan een deelstap k) toegevoerd, te weten nanofiltratie, waarbij een productstroom rijk aan NOM (natural organic matter) wordt verkregen en de bij de nanofiltratie verkregen zoutstroom 20 wordt teruggeleid naar deelstap d). Aldus wordt het verbruik van zout in een deelstap d) tot een minimum beperkt. Tenslotte wordt het aldus in voornoemde deelstappen gereinigde water opgeslagen in een zogenaamde reinwaterkelder, te weten deelstap e) .
De onderhavige uitvinding ziet met name toe op het ontgassen van 25 grondwater waarbij teruggewonnen methaan wordt verbrand waarbij energie wordt opgewekt en een C02 bevattende stroom wordt verkregen, welke C02 bevattende stroom nuttig wordt hergebruikt in het onthardingsproces. Verder ziet de onderhavige uitvinding ziet met name toe op het nuttig hergebruiken van waterstromen, in het bijzonder spoelwater, in diverse deelstappen. Ook is een nuttige toepassing van 30 NOM bevattende productstroom voorzien. Daarnaast is het zoutverbruik aanzienlijk teruggebracht door terugwinnen van de zoutstroom en hergebruik in de regeneratie van de daarbij toegepaste harssamenstelling. Bovendien wordt een ijzerrijke slibstroom verkregen die, na eventueel indikken onder gebruikmaking van de bij eerdere stappen vrijkomende warmte, nuttig kan worden toegepast.
10
Een dergelijke integratie van reststromen in de onderhavige werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water is een van de belangrijke doelstellingen van de onderhavige uitvinding.
5

Claims (19)

1. Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water onder toepassing van een aantal deelstappen waaronder (membraan)filtratie, ontharding en 5 beluchting, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: i) het ontgassen van water ii) de bij stap ii) verkregen gassen verbranden, iii) het in een of meer deelstappen verder behandelen van het in stap i) ontgaste water, 10 waarbij de bij stap ii) vrijkomende verbrandingsproducten, in het bijzonder C02 en water, energie, warmte voor ten minste een deel nuttig worden hergebruikt in een of meer voornoemde deelstappen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het in stap i) ontgaste water wordt onderworpen aan een deelstap a) te weten voorfiltratie, in het 15 bijzonder een zandfilter, waarna het aldus voorgefiltreerde water wordt onderworpen aan een deelstap b), te weten een ontharding, waarbij aan deelstap b) ten minste een deel van het in stap ii) gevormde C02 wordt toegevoerd.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de in deelstap b) toegepaste ontharding een ionenuitwisselingsproces en een pelletontharding omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het in deelstap a) aan voorfiltratie onderworpen water voor een deel direct aan het ionenuitwisselingsproces en voor een deel direct aan de pelletontharding van deelstap b) wordt toegevoerd.
5. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-4, met het 25 kenmerk, dat het in stap ii) gevormde C02 wordt toegevoerd aan het ionenuitwisselingsproces.
6. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 2-5, met het kenmerk, dat het in deelstap b) toegepaste ionenuitwisselingsproces een gemengd bed van een zwak zure ionenwisselaar in de vrije zure vorm en een sterk basische 30 ionenwisselaar in de waterstofcarbonaatvorm omvat, waarbij de aan de deelstap b) toegevoerde waterstroom wordt ontdaan van een of meer bestanddelen gekozen uit de groep van Ca, Mg, S04, N03 en Cl.
7. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 3-6, met het kenmerk, dat een reststroom, verkregen bij het in deelstap b) toegepaste ionenuitwisselingsproces, wordt toegevoerd naar de pelletontharding
8. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 3-7, met het 5 kenmerk, dat bij de in deelstap b) toegepaste pelletontharding een reststroom van CaC03 wordt verkregen, welke CaC03 reststroom wordt verbrand tot CaO en vervolgens in contact gebracht met water, in het bijzonder verkregen bij het uitvoeren van stap ii), waarbij de aldus verkregen kalkmelk wordt toegevoerd aan de pelletontharding.
9. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aan deelstap b) onderworpen waterstroom, in het bijzonder afkomstig van het ionenuitwisselingsproces en de pelletontharding, verder wordt behandeld in een deelstap c), te weten een na-filtratiestap, in het bijzonder een zandfilter.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de aan deelstap c) onderworpen stroom verder wordt behandeld in een deelstap d), te weten een ionenwisselingsproces voor het verwijderen van kleurvormende bestanddelen.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat bij deelstap d) verkregen brijnstroom wordt onderworpen aan een deelstap k), te weten nanofiltratie, 20 waarbij in deelstap k) een concentraatstroom wordt verkregen die voor regeneratie van het in deelstap d) toegepaste ionenuitwisselingshars wordt toegepast.
12. Werkwijze volgens conclusies 10-11, met het kenmerk, dat bij deelstap k) verkregen productstroom, welke productstroom rijk aan NOM (natural organic matter) is, wordt afgevoerd.
13. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bij deelstap c) verkregen concentraatstroom en/of de bij deelstap a) verkregen concentraatstroom worden toegevoerd aan een deelstap f), te weten een ultrafiltratiestap, waarbij de bij deelstap f) verkregen productstroom eventueel wordt onderworpen aan een deelstap g), te weten een behandeling met UV-straling.
14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat bij deelstap f) verkregen concentraatstroom wordt afgevoerd.
15. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat, voordat deelstap a) wordt uitgevoerd, het in stap i) ontgaste water wordt onderworpen aan een deelstap h), te weten een beluchtingsstap om restgassen, zoals CH4 en C02, uit het reeds ontgaste water afkomstig van stap i) te verwijderen, welke restgassen in het bijzonder naar de atmosfeer worden afgevoerd.
16. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een deel van het in stap ii) gevormde C02 wordt toegepast 5 in een of meer van deelstappen a)-h) voor een correctie van de pH.
17. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de in stap i) verkregen gassen, in het bijzonder CH4, wordt gecomprimeerd tot vloeibaar gas, welk vloeibaar gemaakt gas wordt toegepast als brandstofbestanddeel voor motorvoertuigen.
18. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de in stap ii) verkregen warmte wordt toegepast voor het drogen van vaste stoffen bevattende reststromen, ontstaan bij een of meer deelstappen a)-h).
19. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het 15 kenmerk, dat ten minste een deel van de in stap ii) verkregen energie wordt toegepast als elektrische energie bij het uitvoeren van een of meer deelstappen a)-h). 20
NL2009751A 2012-11-02 2012-11-02 Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting. NL2009751C2 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009751A NL2009751C2 (nl) 2012-11-02 2012-11-02 Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting.
EP13191301.4A EP2727883B1 (en) 2012-11-02 2013-11-01 Process for the sustainable purification of water and a suitable apparatus therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009751A NL2009751C2 (nl) 2012-11-02 2012-11-02 Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting.
NL2009751 2012-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2009751C2 true NL2009751C2 (nl) 2014-05-08

Family

ID=47190099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2009751A NL2009751C2 (nl) 2012-11-02 2012-11-02 Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2727883B1 (nl)
NL (1) NL2009751C2 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015109822A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Methan aus anaeroben Abwässern
PL425449A1 (pl) 2018-05-02 2019-11-04 Aqua Vivre Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Układ technologiczny do odgazowania wody do celów spożywczych

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2381761A (en) * 2002-09-24 2003-05-14 Geoffrey Kevin Ellison Apparatus and method for removing dissolved methane from a liquid.
US20050139546A1 (en) * 2002-07-22 2005-06-30 Burke Dennis A. Nitrogen recovery system and method using heated air as stripping gas
US20060196836A1 (en) * 2002-11-05 2006-09-07 Aharon Arakel Process and apparatus for the treatment of saline water
US20060272500A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Keller Arturo A System and method for removing volatile and semi-volatile compounds from an aqueous stream
WO2010115233A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-14 Dewatering Filtration Technology Services Pty Ltd Process and system for producing potable water
US20100288308A1 (en) * 2007-11-06 2010-11-18 Kurita Water Industries Ltd. Method and system for producing ultrapure water, and method and system for washing electronic component members
US20110303090A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-15 Bret Hettinger Wolz Process and apparatus for removing methane or another fluid from a fluid mixture
US20120039792A1 (en) * 2004-12-30 2012-02-16 Gheorghe Duta Method for ground water and wastewater treatment
US20120137883A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Hpd, Llc Method for recovering gas from shale reservoirs and purifying resulting produced water to allow the produced water to be used as drilling or frac water, or discharged to the environment

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7270229B2 (en) 2004-11-05 2007-09-18 New England Machinery, Inc. Container unscrambler system having adjustable track and method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050139546A1 (en) * 2002-07-22 2005-06-30 Burke Dennis A. Nitrogen recovery system and method using heated air as stripping gas
GB2381761A (en) * 2002-09-24 2003-05-14 Geoffrey Kevin Ellison Apparatus and method for removing dissolved methane from a liquid.
US20060196836A1 (en) * 2002-11-05 2006-09-07 Aharon Arakel Process and apparatus for the treatment of saline water
US20120039792A1 (en) * 2004-12-30 2012-02-16 Gheorghe Duta Method for ground water and wastewater treatment
US20060272500A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Keller Arturo A System and method for removing volatile and semi-volatile compounds from an aqueous stream
US20100288308A1 (en) * 2007-11-06 2010-11-18 Kurita Water Industries Ltd. Method and system for producing ultrapure water, and method and system for washing electronic component members
WO2010115233A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-14 Dewatering Filtration Technology Services Pty Ltd Process and system for producing potable water
US20110303090A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-15 Bret Hettinger Wolz Process and apparatus for removing methane or another fluid from a fluid mixture
US20120137883A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Hpd, Llc Method for recovering gas from shale reservoirs and purifying resulting produced water to allow the produced water to be used as drilling or frac water, or discharged to the environment

Also Published As

Publication number Publication date
EP2727883B1 (en) 2018-07-11
EP2727883A1 (en) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4319981B2 (ja) フィッシャー・トロプシュ生成水の浄化方法
CN103771650B (zh) 一种煤气化废水的处理方法
US20110062079A1 (en) Process for treating water by a nanofiltration or reverse osmosis membrane system enabling high conversion rates due to the elimination of organic matter
EP3160622B1 (fr) Procédé de traitement d&#39;un flux d&#39;eaux usées par filtration basse pression
Zhang et al. Necessity of direct energy and ammonium recovery for carbon neutral municipal wastewater reclamation in an innovative anaerobic MBR-biochar adsorption-reverse osmosis process
CN105417898A (zh) 一种处理双膜法系统中反渗透浓水和超滤反洗水的方法
NL2009751C2 (nl) Werkwijze voor het duurzaam zuiveren van water en een daarvoor geschikte inrichting.
CN111268859A (zh) 一种利用反渗透浓盐水同时制备盐酸和氢氧化钠的方法
CN108395040B (zh) 一种余热锅炉补给水的制备方法
EP3219680A1 (en) Purine treatment method
CN217809125U (zh) 一种自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理系统
EP2746231A1 (en) Method and apparatus for the treatment of process water from a hydrothermal organic material conversion process
EP2653452B1 (en) Method for the treatment of process water from a hydrothermal organic conversion process
KR101269379B1 (ko) 폐수 처리 방법
JP2002308688A (ja) 有機廃棄物を原料とした肥料の製造方法及びその装置
Pratap et al. Ammonia recovery from anaerobic digestate
CN106673331A (zh) 脱氨处理后的垃圾渗滤液的处理方法
JP6772536B2 (ja) Cod含有水の処理方法及び処理装置
JP2023177366A (ja) アンモニア回収装置
CN106698835A (zh) 煤气发生炉产生的酚氰废水的处理方法
CN106746250A (zh) 红薯酒精废水的处理方法
CN106746290A (zh) 煤气发生炉产生的酚氰废水的处理方法
CN106517686A (zh) 煤焦油废水的处理方法
CN107253779A (zh) 低浓度含油废水的处理工艺
CN106630460A (zh) 煤气发生炉产生的酚氰废水的处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20191201