Inzicht in complexe waterchemie met behulp van Phreecq

Herkent u ook deze vraag: Hoe kan ik (zware)metalen, zouten of organische stoffen (selectief) verwijderen of terugwinnen? Vaak ligt de oplossing bij in technieken zoals strippen (vooral bij ammoniak, BTEX of vetzuren), neerslagreacties of kristalliseren. Verder is de conditionering van het water belangrijk voor de (selectieve) verwijdering/terugwinning van een stofje. Om het water zodanig te conditioneren dat de reactie kan plaatsvinden, worden chemicaliën gedoseerd.

Verwijderen of terugwinnen van metalen

Maar hoe weet je nu welke chemicaliën je moet doseren om het gewenste metaal (selectief) te verwijderen? Bij een simpele watersamenstelling met 1 of 2 stofjes/ionen is dit nog overzichtelijk. Echter, als het aantal stoffen/ionen toeneemt is het in vele gevallen zo complex dat extra onderzoek nodig is. Vaak zijn deze onderzoeken puur gebaseerd op verscheidene labtesten die zeer kostbaar en tijdsintensief zijn en daarnaast niet direct inzicht geven in wat er daadwerkelijk gebeurt in het water. Voor dit soort situaties biedt het simulatieprogramma Phreeqc een uitkomst.

Simuleren met Phreeqc

Wij hebben uitgebreide ervaring met Phreeqc. Dit softwareprogramma heeft als doel om chemische reacties te simuleren en daarmee de (water)chemie inzichtelijk te maken. In dit programma kunnen o.a. de volgende reacties gesimuleerd worden: het doseren van chemicaliën (titratie curves), neerslagreacties, temperatuursveranderingen, ionenwisselaars, RO/NF efficiëntie en maximale recovery, of gas-water evenwichten (strippers en wassers). Voor het simuleren van de chemische reacties zijn de waterkwaliteit van het te behandelen water, pH en temperatuur benodigd. Deze informatie gebruiken wij om het model op te zetten.

Wanneer het model af is, kunnen in een kort tijdsbestek meerdere simulaties worden uitgevoerd en geanalyseerd. Hierbij kan gevarieerd worden met de pH (doseren van zuur of loog), type chemicaliën wat gedoseerd wordt en de hoeveelheid chemicaliën.

De simulatie uitkomsten kunnen direct vertaald worden naar de praktijk, maar: “Alle modellen zijn per definitie incorrect maar sommige zijn wel bruikbaar!”. Daarom verifiëren wij de simulatie uitkomsten met een stel gerichte labtesten, wat veel tijd en geld bespaart. 

In de praktijk

Een mijnbouwbedrijf heeft een afvalwaterzuivering waarbij meerdere (zware)metalen (~10) moeten worden verwijderd om te voldoen aan de effluent eisen. In de huidige zuivering wordt dit gedaan door eerst sulfide te doseren in een zure omgeving, waarmee een deel van de metalen neerslaat als metaalsulfide. De overige metalen worden vervolgens verder verwijderd door kalkmelk te doseren. Echter, de metaalvrachten zijn zeer groot (tonnen per dag), waardoor automatisch de benodigde chemische dosering ook groot wordt. De klant wilde graag beide chemicaliëndoseringen optimaliseren en onderzoeken welke zouten teruggewonnen kunnen worden om daarmee kosten voor de waterzuivering te besparen.

Om voor elk te verwijderen metaalsoort labtesten uit te voeren zou zeer tijd- en geldrovend zijn. Daarnaast zou de vorming van H2S gas een risico zijn tijdens de labtesten. H2S is een zeer giftig gas. 

Onze oplossing

Eerst hebben wij een paar oplossingsgedachtes gesimuleerd met bepaalde watersamenstellingen. Hierdoor konden wij nagaan welk metaal volgens welke chemische reactie neerslaat, wat hiervoor de optimale pH is en wat de bijbehorende chemicaliën doseringen zouden zijn. Met dit inzicht hebben wij gericht labtesten uitgevoerd en daarmee ook simulatie resultaten gevalideerd. 

Met behulp van Phreeqc zijn wij in staat om complexe waterchemie snel inzichtelijk te maken voor u. Deze werkwijze brengt u effectief en snel tot de gewenste oplossing voor uitdagingen om metalen, zouten of organische moleculen effectief tegen de laagste kosten te verwijderen of terug te winnen.

Onderzoek / project uitvoering:

Moniek Beelen - Process Engineer Industrial Water
Marco Kerstholt - Process Engineer / Specialist Industrial Water

Vraag of opmerking?  - Neem contact op met onze Watertechnologie experts!

Vraag of opmerking?

Neem contact op met onze Watertechnologie experts!

Language is changing...