In deze module gaan we het hebben over deeltjesverwijdering, een zeer belangrijke stap in waterhergebruik en aanwezig in bijna alle waterhergebruiktoepassingen.

We laten zien hoe dit op een slimme manier kan worden gedaan met behulp van ultrafiltratie en door wat intelligentie toe te voegen aan het waterhergebruiksysteem.

Het hart van een waterher-gebruikproces wordt gevormd door én ultrafiltratie-unit voor deeltjesverwijdering.

De ultrafiltratie-membraantechnologie wordt gedefinieerd door een poriegrootte tussen de 0,01 en 0,1 micrometer.

Hierdoor kunnen alle zwevende deeltjes en bacteriën worden verwijderd.

Afhankelijk van het niveau of de combinatie van organische en anorganische inhoud van het afvalwater, kunnen er indien nodig andere behandelingsstappen worden toegevoegd aan de toevoerzijde en de filtratiezijde.

Het water is dan klaar voor de volgende fase van het behandelingsproces voor hergebruik.

Laten we toevoerzijde en de terugspoelzijde van de ultrafiltratie-unit eens wat beter gaan bekijken.

De filtratiecyclus begint met het verpompen van het voorbehandelde water door de ultrafiltratiemembranen.

Ultrafiltratiesystemen draaien het grootste deel van de tijd tijdens het gebruik in de filtratiemodus. Een optimale werking van het filtratiemembraan vereist een constant debiet.

Dit is mogelijk met een toerentalgeregelde pomp.

Op een bepaald moment is het noodzakelijk om een terugspoeling uit te voeren om het membraan te reinigen, omdat onzuiverheden en vervuilende stoffen de poreusheid blokkeren, waardoor de transmembraandruk zal stijgen.

De terugspoelcyclus wordt gebruikt om het membraan te reinigen, meestal door het ultragefilterde waterproduct in de tegenovergestelde richting te pompen van de filtratiestroom om alle vervuilende stoffen in het membraan te spoelen.

Dit proces, vaak uitgevoerd op basis van tijd-in-productie of per batch (bijvoorbeeld na een vaste hoeveelheid gefilterde vloeistof), kan inefficiënt zijn als de reiniging op vaste tijden plaatsvindt, dus ook wanneer het niet nodig is, waarbij waardevol, al gefilterd water wordt gebruikt.

Chemisch verbeterde terugspoeling vergroot de reinigingseffectiviteit door het toevoegen van chemicaliën zoals chloor of een zure of basische oplossing aan de terugspoelstroom, afhankelijk van de fouling.

Hiervoor is precisiedosering nodig, niet alleen  voor de proceseffectiviteit, maar ook om het gebruik van chemicaliën te verminderen.

Met intelligente bediening wordt het terugspoelproces zeer efficiënt.

De luchtventilatiecyclus wordt gebruikt om deeltjes los te maken die zijn afgezet aan de buitenkant van het membraanoppervlak.

Wat de reden ook is achter een beslissing om een waterhergebruiksysteem aan de industriële processen toe te voegen, er moet rekening worden gehouden met de totale cost of ownership van het systeem.

Naast de ultrafiltratie, de processen aan de toevoer- en de terugspoelzijde en de energiekosten dient bij de berekening van de totale kosten ook rekening gehouden te worden met de kosten van chemicaliën, verbruiksartikelen, werkuren, afschrijvingen en uitvaltijd.

Dit zijn allemaal gebieden die kunnen worden geoptimaliseerd door een slimmere aanpak van op ultrafiltratie gebaseerde waterhergebruiksysteem.

Aan de toevoerzijde van én ultrafiltratie- systeem bevat een intelligente oplossing bijvoorbeeld sensoren voor druk, debiet en chemische parameters.

Aan de achterzijde bevinden zich ook sensoren voor druk, debiet en chemische parameters.

Intelligente pompen bevatten ingebouwde monitoring en foutvoorspelling, een debietmeter en drukmonitoring.

Externe connectiviteit met PLC, Cloud en Internet of Things-oplossingen bieden toegang tot datavisualisaties en voorspellende onderhoudsdiensten.

Verder werkt Grundfos aan én operationele ‘digitale tweeling’ van een cruciaal proces dat wordt uitgevoerd via een IoT-platform.

Dit houdt in dat er automatisch adaptieve controle mogelijk is over de flocculatie, kalkaanslag, vervuiling, filtratie, terugspoeling en reiniging krijgt.

Voordelen van onze intelligente aanpak

Laten we een samenvatting geven van de potentiële voordelen van onze intelligente aanpak, die wij Grundfos iSOLUTIONS noemen, door middel van de volgende scenario's:

Verminderen gebruik chemicaliën:

• Digitale doseerpompen maken én nauwkeurige dosering mogelijk, besparen op het gebruik van chemicaliën en zorgen voor een optimaal gebruik van chemicaliën
• Intelligent gebruik van chemisch vlokmiddel vermindert de hoeveelheid slib die wordt geproduceerd terwijl de prestaties van uw filtratiesysteem worden geoptimaliseerd.
• Wanneer er een risico op kalkaanslag en vervuiling bestaat, kan er een intelligente terugspoeling worden geïmplementeerd.

Dit optimaliseert de hoeveelheid chemicaliën en water dat tijdens het reinigingsproces wordt gebruikt.

Kostenbesparingen op hulpbronnen:

• Bespaar op water, energie en het gebruik van chemicaliën
• Chemisch verlengde terugspoeling vindt plaats naargelang de systeemeisen
• Het geoptimaliseerde systeem geeft een betere controle over de chemicaliënopslag, de bestelling kan op aanvraag door het systeem worden gedaan door de ERP-systemen.

Procesoptimalisatie:

- De geoptimaliseerde controle over het interval tussen filtratie en terugspoeling bespaart water en energie en verlengt de levensduur van het ultrafiltratiemembraan, en verhoogt zo de algehele efficiëntie van het systeem.

- Ongeacht de veranderingen of variabiliteit in de ruwe waterkwaliteit, zal de in het systeem ingebouwde intelligentie zich aanpassen om de omstandigheden en prestaties optimaal te houden.

Samenvatting

- Een ultrafiltratie-unit vormt het hart van een waterhergebruiksysteem.

- Door het  systeem aan de toevoerzijde en de terugspoelzijde van de ultrafiltratie-unit te optimaliseren, kan er worden bespaard op de totale cost of ownership.

- Een intelligente systeembenadering biedt winst op het gebied van efficiëntie en kostenbesparingen voor flocculatie, kalkaanslag, vervuiling, filtratie, terugspoeling en reiniging.