Wat doe je met industrieel afvalwater dat niet geloosd mag worden? In zijn

geheel afvoeren naar de afvalverwerker is kostbaar, terwijl zelf zuiveren door

filtreren of indampen ingewikkeld en tijdrovend is. Een ogenschijnlijk simpele

installatie die berust op het principe dat droge lucht vocht opneemt, lijkt het ei

van Columbus. Thales uit Hengelo heeft als eerste schaap de stap over de dam

gewaagd. Sinds vorige zomer wordt bij dit bedrijf naar alle tevredenheid het

Galicos-systeem toegepast om het afvalwater uit de productie van printplaten

snel en met restwarmte van compressoren in te dikken tot 20 procent van het

oorspronkelijke volume.

Energietechniek 5 - mei 2004

klant 18

Marjolein Roggen

Indampen met Indampen met Vernuftig systeemhelpt Thales metconcentrerenafvalwater

Experimentele Galicos-installatie in het

ketelhuis bij Thales. Aan de rechterzijde

een multibox met resistwater.

(illustraties: Najade Seperation)

zo een, twee, drie aan. Huysman bere-kende dat het onbehandeld afvoerennaar een verwerkingsbedrijf aanzien-lijk goedkoper zou zijn. En dus zat erniets anders op dan het afvalwater opte slaan in buffertanks en die elke drieweken leeg te laten zuigen door eentankwagen. Deze tankwagen vervoerdehet afvalwater naar een afvalverwer-ker, die het verder behandelde voorverbranding in de avi. Vijftienduizendliter per drie weken voor een verwer-kingsprijs en transportkosten van 5500 euro per maand. Dat was altijdnog goedkoper dan de vacuümverdam-per. Totdat huisadviseur en technoloog R. de Boer van DHV Water met het Galicos-systeem van Najade Separationop de proppen kwam. Hoewel het con-cept nog in de kinderschoenen stond,was een proef met 100 liter resistwatereind 2000 zo veelbelovend en zo over-tuigend eenvoudig dat Thales eengrootschalig experiment met eenindampinstallatie van 6 vierkantemeter wel aandurfde. Zeker met desteun van Senter uit het potje voor SRM (Subsidie ReferentieprojectenMilieutechnologie).Zo staat sinds vorige zomer de indam-pingsinstallatie in het ketelhuis vanThales naar volle tevredenheid zijnwerk te doen. Met een fractie van hetonderhoud, de energie en de ruimtevan de oude vacuümverdamper en noggeen kwart van de transport- en ver-werkingskosten van tankauto en afval-verwerker.

GalicosHet principe van Galicos (Gas LiquidContact System) berust op de opnamevan vocht door droge lucht (figuur 1).De in te dampen vloeistof bevindt zichin het onderste reservoir. Een pompvan 1 kW pompt het afvalwateromhoog om daar als dunne, film-vormige vloeistofstromen gelijk eenwaterval, langs hellende geperforeerderoestvaststalen platen naar beneden testromen. Het geheim van de smid isdat de perforaties een louvrevorm heb-ben waarvan de opening stroomaf-waarts is gericht, te vergelijken meteen rasp. Het effect van deze vorm isdat de langsstromende vloeistof eenventuri- of zuigwerking in de openin-gen veroorzaakt. Deze zuigwerkingmaakt het mogelijk om een groteluchtstroom onder geringe aanvoer-druk door de perforatieopeningen tevoeren. Een ander effect van de louvre-vorm is dat geen vloeistof door de ope-ningen kan dringen en de platen aande luchttoevoerzijde schoon en droogblijven. Doordat de druk van de luchtna het verlaten van de openingen prak-tisch gelijk is aan de statische druk vande waterfilm, expandeert de lucht nietmaar wordt als dunne, langgerekteluchtbellen over een relatief lang tra-ject in de turbulente waterfilm meege-voerd. Zoals zich achter een steen ineen snelstromende beek luchtbellenkunnen vormen. De droge luchtbellenkomen zo tamelijk lang in contact methet afvalwater en onttrekken daaraan

Energietechniek 5 - mei 2004

klant 19

Thales, beter bekend als het voorma-lige Hollandse Signaal Apparaten, pro-duceert met 2000 mensen sinds jaar endag militaire radarapparatuur. Essen-tieel onderdeel hiervan zijn de specia-listische printplaten. De printplatenworden tijdens de productie tijdelijkbedekt met resist dat fotografischwordt aangebracht. Resist is eengroene, klevende, organische kunststofdie oplost in water. Deze resist wordter naderhand weer afgespoeld. Ditafvalwater waarin ook nog een geringehoeveelheid koper zit, mag het bedrijfniet zomaar op het naastgelegen Twentekanaal lozen en de eigen water-zuivering heeft onvoldoende capaciteitom de verontreiniging eruit te halen.Tot voor een aantal jaar had Thalesdaarom een vacuümverdamper inbedrijf. Deze verdamper haalde meteen tweetraps kookproces bij verlaagdetemperatuur nagenoeg al het water uitde oplossing, waardoor een stroperigtot droog materiaal achterbleef dat ineen afvalverbrandingsinstallatie ver-brand kon worden. Deze verdampings-installatie met zeven vacuümpompen,een verdamper en een condensorraakte echter om de haverklap zo ern-stig vervuild dat de pompen om debeurt uit elkaar gehaald moesten wor-den, weet de Henk Huysman van Thales zich nog goed te herinneren.‘Om de 2000 uur moesten de pompenuit elkaar. We waren dus voortdurendbezig een van de pompen te demonte-ren en te repareren. Dat kostte alleenaan onderdelen al 35.000 euro per jaar.Bovendien waren we nog wel een uurper dag bezig om de verdamper aan degang te houden, om nog maar te zwij-gen van de talloze storingen. Die instal-latie kostte goud geld.’ Daar kwamen de torenhoge energie-kosten van de zeven 3,0 kW-pompen ende stank nog eens bij. In 1999 was demaat vol, aldus ing. J. Smelt van Thales.De installatie werd uit bedrijf geno-men en raakt nu in een aparte ruimtelangzaam in de vergetelheid.

TankwagenEen goed alternatief diende zich niet

restwarmterestwarmteDe lucht die vanaf de rechterzijde door de

louvre-openingen gaat, expandeert niet

maar wordt als dunne, langgerekte lucht-

bellen over een relatief lang traject in de

turbulente waterfilm meegevoerd.

schone waterdamp tot ze verzadigdzijn. De verontreinigingen verdampenniet en blijven in het afvalwater aan-wezig. De met waterdamp verzadigdeluchtbellen verlaten de filmvormigewaterstroom waarna de lucht via eenventilator naar buiten wordt afgevoerd.Het afvalwater stroomt weer in hetonderste reservoir waarna het proceszich herhaalt. Aldus dikt het afvalwater in tot onge-veer 20 procent van zijn oorspronke-lijke volume. Dat is voor dit afvalwaterongeveer het maximum. Een verdereconcentratie leidt tot een blauwekauwgomachtige substantie die gaatsamenklonteren en zich zal vastzettenop diverse oppervlakken in de installa-tie. Het ingedikte afvalwater gaat inkunststof multiboxen van duizend liternaar de afvalverwerker Sita. Tegen deverwachting in hoefde deze zijn ver-werkingsproces niet aan te passen aande dikkere afvalstroom.

Geen vervuilingDe ongevoeligheid voor vervuiling is dekracht van het Galicos-systeem. Bij con-ventionele apparatuur zoals gaswassersen striptorens wordt meestal de lucht-stroom van onderen naar boven dooreen dicht opeengepakt bed met platenof vullichamen gevoerd. De luchtstrijkt daarbij langs het oppervlak van

Energietechniek 5 - mei 2004

klant 20

de vloeistof die boven het gepakt bedwordt versproeid en vervolgens overhet oppervlak naar beneden stroomt.Indien de vloeistof of de lucht veront-reinigd is vindt al snel afzetting vandeze verontreinigingen op de opper-vlakken van het gepakt bed plaats,waardoor er voorkeurstromen ontstaandie de werking na verloop van tijdsterk verminderen. Bij het Galicos-systeem strijkt het gasniet langs een vloeistofoppervlak maarwordt als langgerekte bellen met dievloeistof gemengd. Het contact vindtdus plaats ín de vloeistof waardoor degeperforeerde platen vrij blijven vanaanslag of afzettingen. De afzettingendie zich sinds de zomer aan de omkas-ting hebben gehecht zijn er volgensHuysman met warm water simpelwegaf te spoelen. In de driekwart jaar datde indamper nu in bedrijf is, heeftmen die moeite nog niet eens geno-men omdat het proces er niet doorbeïnvloed wordt. Bovendien kan vol-gens A. van Duijn van Najade Separa-tion, waar het gepatenteerde Galicos-systeem ontwikkeld is, de hele unitmet uitneembare panelen tijdensbedrijf schoongespoten worden.

RestwarmteIn de Galicos-behuizing bij Thales staatéén module van tien platen achter

elkaar, in een harmonicavorm om detoegankelijkheid te verbeteren en hetreinigen te vereenvoudigen. Het totaleplaatoppervlak bedraagt 6 vierkantemeter. De hele kast meet niet meer dan2,5 meter bij 1,20 meter en is 1,50meter hoog, waar de vacuümverdam-per toch al gauw een fabriekshogeruimte van tien bij vijf in beslag nam.De roestvaststalen installatie staat inhet ketelhuis. Niet voor niets, de omge-vingstemperatuur is daar ongeveer 24 graden. Deze warmte is nodig voorhet verdampingsproces: hoe hoger deluchttemperatuur hoe meer vochtopgenomen kan worden en hoe hogerde capaciteit. Hoewel uit de praktijk-test bleek dat de benodigde capaciteitreeds bij die luchttemperatuur bereiktwerd (4000 liter per week), heeft Thaleshet besluit genomen om de warmtevan de compressoren die in de ruimteernaast staan, voor een deel te benut-ten. Deze warmte van zo’n 45 gradenCelsius verdwijnt nu ongebruikt in debuitenlucht. Met deze warmte kan hetproces nog sneller verlopen en kan deinstallatie korter draaien zodat nog ophet eigen energieverbruik van 2,5 kWbespaard kan worden. Sinds half maartis de unit op de koellucht van de com-pressoren aangesloten en is de verdam-pingscapaciteit tot 1000 liter per daggestegen.

Figuur 1Schematische voorstellingen van het Galicos-principe

AutomatischAfgezien van te veel schuimvorming inhet begin hebben zich tot nog toe geennoemenswaardige tegenvallers voorge-daan. De unit werd tot medio maart2004 handmatig bediend. Daarna heefthet bedrijf Wolter & Dros de unit voor-zien van een systeem voor het aanvoe-ren van de compressor-koellucht enhet afvalwater uit de printplatenpro-ductie en voor het constant houdenvan de (instelbare) indikkingfactorgecombineerd met een toerengere-gelde ventilator en de diverse beveili-gingen. Op het moment dat het procesvolledig automatisch verloopt kan Tha-les beginnen met de fijnafstelling vande aan- en afvoer, de toerengeregeldepomp en ventilator. Huysman ver-wacht dat daar nog meer besparingenmee te behalen zijn, omdat de pompen ventilator nu al veelal niet meerdan op de helft van hun capaciteit hoe-ven te draaien: 2 kW vermogen voorpomp en ventilator moet voldoendezijn. Dat is al gauw een factor tienlager dan de vacuümverdamper.De ene kast met 10 platen is ruim vol-

De eenvoud en het ontbreken van veeldraaiende onderdelen, bekoort de tech-nici: er kan weinig fout gaan. Ook deeconomen kunnen tevreden zijn. Demaandelijkse afvoerkosten zijn terug-gebracht van 5500 naar 1600 euro permaand. De investering van 63.000 euroin het systeem inclusief leidingen, ver-dient zich aldus binnen anderhalf jaarterug. Daar kan het bedrijf zich geenbult aan vallen.

■

Energietechniek 5 - mei 2004

klant 21

Toepassingen Galicos

Het Galicos-systeem is volgens Van Duijn, behalve voorhet indampen van moeilijk behandelbaar afvalwater,toepasbaar op een heel scala van mogelijke toepassin-gen die deels nog op een eerste praktijktest wachten. Te denken valt aan de warmteuitwisseling tussen vloei-stoffen (met K-waardes tot 27 kW/m2.°K) beluchting vanwater (met 3,5 kg zuurstof/kWh), destillatie van demi-water, het wassen van hete, verontreinigde gassen, koe-len van gassen en vloeistoffen, verwijderen vangeurcomponenten en ammoniak uit ventilatielucht engassen, en het strippen van vluchtige componenten uitvloeistoffen. Kortweg, overal waar vloeistof en gas metelkaar in contact komen.Een voorbeeld is het EET-gesubsidieerde ‘Hercules’-project voor de varkensstal van de toekomst. Het Galicos-systeem wordt momenteel beproefd bij hetpraktijkcentrum voor de varkenshouderij in Sterksel. Het onttrekt ammoniak aan de ventilatielucht van destal door deze lucht in aanraking te brengen met de metzwavelzuur aangezuurde dunne gier van de varkens.

De gier wordt daarbij met de warmte uit de stalluchtingedampt, terwijl de ammoniak als ammoniumsulfaatin de geconcentreerde gier achterblijft. Vervolgens door-stroomt de ventilatielucht een tweede Galicos-modulewaar de geurcomponenten worden uitgewassen in eenalkalische vloeistof. Ook hier was schuimvorming aan-vankelijk een knelpunt. Door een afbreekbaar anti-schuimmiddel lijkt dit inmiddels verholpen.Een andere reeds met succes gerealiseerde toepassingbevindt zich bij een bedrijf dat zit met drainagewatervan de opslag van kolen. Dit water heeft als eigen-schap dat het bijzonder veel scaling veroorzaakt waar-door de noodzakelijke verwijdering van PAK’s enzwavelwaterstof met conventionele stripapparatuur totvoor kort zeer problematisch was.

doende om de wekelijkse hoeveelheidvan 5 m3 resist afvalwater in te dampen.Smelt verwacht zelfs dat de installatieniet continu hoeft te werken omdat erdomweg niet meer afvalwater is. Huysman en Smelt zijn dan ook zeer inhun nopjes met de nieuwe installatie.

Een werkende galicosmodule

met reservoir, pomp en

geperforeerde platen.