De patenten van een van origine Finse innovatie zijn in licentie genomen door een Belgische ondernemer. De elektrocoagulatie-flocculatie-flotatie installatie is van origine ontwikkeld om het afvalwater van de Scandinavische papierindustrie te zuiveren, maar Rik van Meirhaeghe en Dries Parmentier van NOAH Water Solutions hebben grootsere plannen voor de compacte en relatief goedkope installatie. Want ook de metaalindustrie, olie en gas, chemische industrie en bijvoorbeeld energiecentrales kunnen de technologie gebruiken om hun proceswater te ontdoen van organische vervuilingen of zware metalen. NOAH Water Solutions dingt dan ook mee naar de titel Water Innovator of the Year 2018.

Het idee van elektrocoagulatie is niet geheel nieuw. Men zet een spanning op een tweetal elektrodes waardoor aan de kant van de elektrode ijzer- of aluminiumionen vrijkomen en aan de kathodezijde waterstofgas en hydroxylionen. De ionen reageren tot metaalhydroxiden die colloïdale deeltjes en vervuilingen insluiten tot een slibmassa. Daardoor kunnen de meeste negatief geladen deeltjes zoals bacteriën en organische vervuilingen worden afgevangen, alsook fosfaten, zwarte metalen, fluoriden en cyaniden. Parmentier: ‘Bij traditionele coagulatie worden echter chloride- of sulfaatzouten van aluminium of ijzer aan het water toegevoegd. De anionen van deze zouten, zoals chloride of sulfaat, worden niet verwijderd en zorgen hierdoor voor een stijging van de geleidbaarheid van het effluent. In onze elektrische cel wordt zuiver ijzer of aluminium in het water gebracht met als nevenreactie de vorming van waterstof en hydroxides.’

Waterstof

Nu is het bijzondere van het ontwerp van NOAH dat men de vorming van waterstofgas in de reactor maximaal benut om het gevormde slib naar boven te stuwen, maar ook om emulsies te breken. Op deze manier gebruikt men de zwaartekracht om het slib binnen een half uur te scheiden van het gezuiverde water. Volgens Parmentier heeft deze manier van waterzuivering een groot aantal voordelen. ‘Ten eerste gebruiken we geen chemicaliën, maar offeren alleen een elektrode van ijzer of aluminium op. Het onderhoud aan de installatie beperkt zich dan ook tot het vervangen van die elektrode. Daarbij neemt de zoutconcentratie van het water niet toe en ook de temperatuur van het afvalwater gaat niet verloren, wat voordelig is wanneer het water wordt hergebruikt in een stoominstallatie. En omdat het een elektrochemisch proces is en geen biologisch, gaat het zuiveren ook nog een stuk sneller en kan het worden geautomatiseerd. De reactor is zeer compact en produceert minder en droger slib dan traditionele coagulatie-flocculatiemethoden.’

Percolaat

De technologie heeft zich inmiddels ook buiten de papierindustrie bewezen. Zo testte Parmentier in samenwerking met de Universiteit Gent de technologie op het percolaat van een tweetal afvalverwerkingsbedrijven en op het afvalwater van een spiegelfabriek. ‘De COD-verwijdering, afkomstig van moeilijk afbreekbare moleculen, was veel hoger dan vergelijkbare fysicochemische technieken voor de behandeling van percolaat’, aldus Parmentier. ‘Bovendien verwijderde de elektrocoagulatie-flocculatie-flotatie installatie de meeste metalen. Na behandeling moest nog wel actief kool worden ingezet om de lozingsnormen te halen, maar veel minder dan men gewend was.’

Spiegelfabriek

De resultaten in de spiegelfabriek waren misschien nog wel beter. ‘Bij het proces komen zilver en tin in het water’, zegt Parmentier. ‘Uiteraard mogen deze zware metalen niet worden geloosd en dus worden ze zoveel mogelijk teruggewonnen uit de afvalstromen. Desondanks blijft er aan het einde toch nog met zilver en tin vervuild water over. We slaagden er niet alleen in het water binnen de lozingsnormen te krijgen, maar ook nog tegen een zeer lage kostprijs van 36 tot 71 cent per kuub.’

Doorbraak

Parmentier verwacht dan ook dat 2018 een doorbraakjaar wordt voor de elektrocoalgulatie-flocculatie-flotatie reactor. ‘De techniek heeft zich in zeer uitdagende afvalwaterstromen bewezen en kan ook in andere waterstromen waar emulsies of metalen moeten worden verwijderd worden ingezet. De belangstelling is dan ook groot. Ook in Nederland, waar we samen met Evides Industriewater een testopstelling bouwden in de Stadsboerderij ‘Uit je eigen stad’ om nutriënten te verwijderen uit het industrieel afvalwater met het oog op recuperatie van waardevolle grondstoffen.