NN31545.087B
O T A 8 7 T 6 f.
f f r l f t, .
u W fSeptember I975
Instituut voor Cultuurtechniek en Waterhuishouding Wageningen
KWANTITATIEVE EN KWALITATIEVE ASPECTEN
VAN HET WATERVERBRUIK IN DE INDUSTRIE
J . D r e n t , J . Hoeks en J . H . A . M . Steenvoorden
STA;
N o t a ' s van het Instituut zijn in p r i n c i p e i n t e r n e c o m m u n i c a t i e m i d -delen dus geen officiële p u b l i k a t i e s .
Hun inhoud v a r i e e r t s t e r k en kan zowel b e t r e k k i n g hebben op een eenvoudige w e e r g a v e van c i j f e r r e e k s e n , als op een c o n c l u d e r e n d e d i s c u s s i e van o n d e r z o e k s r e s u l t a t e n . In de m e e s t e gevallen zullen de c o n c l u s i e s e c h t e r van voorlopige a a r d zijn omdat het onderzoek nog niet is afgesloten.
B e p a a l d e n o t a ' s komen niet voor v e r s p r e i d i n g buiten het Instituut in a a n m e r k i n g
isAj zomens
CENTRALE LANDBOUWCATALOGUS
I N H O U D
biz.
1. INLEIDING 1 2. WATERVERBRUIK IN DE INDUSTRIE NAAR
HOEVEELHEDEN 2
3. KWALITEITSEISEN TEN BEHOEVE VAN DE
DRINK-WATERVOORZIENING 7
4 . KWALITEITSEISEN TEN BEHOEVE VAN DE INDUSTRIE 9
4 . 1 . K o e l w a t e r 9 4 . 2 . K e t e l v o e d i n g s w a t e r 12 4 . 3 . P r o c e s w a t e r 15 4 . 3 . 1 . C h e m i s c h e i n d u s t r i e 15 4 . 3 . 2 . M e t a a l indi s t r i e 15 4 . 3 . 3 . P a p i e r i n d u s t r i e 16 4 . 3 . 4 . T e x t i e l i n d u s t r i e 17 4 . 3 . 5 . V o e d i n g s - en g e n o t m i d d e l e n i n d u s t r i e 19
5. KWALITEITSEISEN TEN BEHOEVE VAN DE LANDBOUW 24
6. ONTWIKKELINGEN VAN HET WATERVERBRUIK IN
DE INDUSTRIE 25
7. SLOTBESCHOUWING 28
1. INLEIDING
Het m e e s t e w a t e r voor i n d u s t r i ë l e p r o c e s s e n wordt lokaal ontt r o k k e n en is m e ontt r e l a ontt i e f goedkope v o o r b e h a n d e l i n g s p r o c e s s e n g e s c h i k t te m a k e n voor g e b r u i k . E r o n t s t a a n dan ook nauwelijks p r o b l e -m e n zolang de kwaliteit van het b e s c h i k b a r e w a t e r ongeveer constant blijft. V e r a n d e r i n g e n in die kwaliteit kunnen afwijkingen in het p r o -d u k t i e p r o c e s v e r o o r z a k e n en -d a a r -d o o r aanlei-ding zijn voor n a -d e r on-d e r z o e k en m a a t r e g e l e n tot v e r b e t e r i n g van on-de w a t e r k w a l i t e i t . In v e l e gevallen kunnen de k w a l i t e i t s e i s e n voor het w a t e r dan ook niet w o r d e n g e f o r m u l e e r d , omdat e r in het p r o d u k t i e p r o c e s van bepaalde
v e r o n t r e i n i g i n g e n geen nadelige invloeden zijn g e c o n s t a t e e r d . De natuurlijke kwaliteit van het lokale w a t e r w o r d t a a n v a a r d en als z o -danig w o r d e n de k w a l i t e i t s e i s e n v e e l a l afgestemd op de p l a a t s e l i j k v o o r k o m e n d e e i g e n s c h a p p e n .
De te s t e l l e n e i s e n zijn afhankelijk van het doel w a a r v o o r het w a t e r w o r d t g e b r u i k t . Het p r o d u k t i e p r o c e s m o e t o n g e s t o o r d kunnen v e r l o p e n , de kwaliteit van het produkt m a g niet w o r d e n bei'nvloed door v e r o n t r e i n i g i n g e n in het w a t e r . Ook uit het oogpunt van gezondheid m o e t e n s o m s bepaalde e i s e n w o r d e n g e s t e l d a a n de kwaliteit van het p r o d u k t .
Bij een t o e n e m e n d e v e r s l e c h t e r i n g van de w a t e r k w a l i t e i t zal er m e e r aandacht aan de factor w a t e r binnen het bedrijf w o r d e n geschon-ken. Goed w a t e r wordt s c h a a r s e r en dus d u u r d e r , zodat de economie van het w a t e r in de i n d u s t r i e een rol gaat s p e l e n . Een bijkomende b e -langrijke factor is de heffing op de lozing van het afvalwater, welke de i n d u s t r i e e r t o e dwingt de waterhuishouding in het bedrijf n a u w l e t -tend onder c o n t r ô l e te houden. Vooral het a s p e c t van het afvalwater heeft een kleine ' n a t t e ' r e v o l u t i e in gang g e z e t . Het gevolg is dat er in het w a t e r v e r b r u i k s t e r k uiteenlopende s i t u a t i e s ontstaan; dezelfde
typen fabrieken kunnen s t e r k uiteenlopende hoeveelheden w a t e r v e r -b r u i k e n .
De grote v e r s c h e i d e n h e i d van i n d u s t r i e ë n , p r o c e s s e n en p r o -duktkwaliteiten m a a k t het onmogelijk om a l g e m e n e n o r m e n aan te leggen voor de v e r s c h i l l e n d e stoffen die in het w a t e r kunnen v o o r k o -m e n . In deze nota is dan ook e e r s t ingegaan op een aantal kwantitat i e v e gegevens en v e r v o l g e n s i s p e r i n d u s kwantitat r i e kwantitat a k een o v e r z i c h kwantitat g e g e -ven van de k w a l i t e i t s e i s e n van het w a t e r w a a r b i j zoveel mogelijk het effect van v e r s c h i l l e n d e v e r o n t r e i n i g e n d e b e s t a n d d e l e n op de k w a l i -teit van het produkt is aangegeven.
2. WATERVERBRUIK IN DE INDUSTRIE NAAR HOEVEELHEDEN
Bij het v e r b r u i k van w a t e r in de i n d u s t r i e kan o n d e r s c h e i d w o r d e n gemaakt t u s s e n de hoeveelheid w a t e r die b e t r o k k e n wordt van de w a t e r l e i d i n g b e d r i j v e n en de hoeveelheid die door de i n d u s t r i e zelf w o r d t gewonnen uit g r o n d w a t e r en/of o p p e r v l a k t e w a t e r . De k w a n t i t a -t i e v e v e r d e l i n g over de d r i e w a -t e r s o o r -t e n ( l e i d i n g w a -t e r , g r o n d w a -t e r en o p p e r v l a k t e w a t e r ) hangt s t e r k af van de k w a l i t e i t s e i s e n die een
bepaalde i n d u s t r i e t a k s t e l t aan dit w a t e r , v e r d e r van de b e s c h i k b a a r h e i d en kwaliteit van grond en o p p e r v l a k t e w a t e r en van de doeleinden w a a r -voor het w a t e r w o r d t g e b r u i k t .
Het w a t e r v e r b r u i k in de i n d u s t r i e kan n a a r g e b r u i k s d o e l w o r d e n o n d e r v e r d e e l d in d r i e c a t e g o r i e ë n : - k o e l w a t e r
- k e t e l v o e d i n g s w a t e r - p r o c e s w a t e r
De hoeveelheden w a t e r die in N e d e r l a n d w o r d e n v e r b r u i k t door de i n d u s t r i e s t a a n w e e r g e g e v e n in tabel 1 ( C . B . S . , 1969). De v e r m e l d e c i j f e r s hebben b e t r e k k i n g op 95% van het totale i n d u s t r i ë l e gebruik over 1967 (en zijn v e r z a m e l d door middel van een enquête onder de b e l a n g r i j k s t e w a t e r v e r b r u i k e n d e i n d u s t r i e ë n ) .
Uit n a d e r e a n a l y s e van het w a t e r v e r b r u i k bij enkele i n d u s t r i e ë n blijkt dat gemiddeld c a . 5 7o van het totaal b e s t e m d is voor k e t e l v o e -d i n g s w a t e r . Bij -de c h e m i s c h e i n -d u s t r i e ligt -dit p e r c e n t a g e op c a . ij%.
T a b e l 1. W a t e r v e r b r u i k in i n d u s t r i e en landbouw (1967, r e s p . 1970) en p r o c e n t u e l e v e r d e l i n g over k o e l w a t e r en n i e t - k o e l w a t e r
Totaal verbruik Koelwater Niet-koelwater 10 m / j r . f o t o t . v e r b r . % t o t . v e r b r . chemische industrie metaalindustrie papierindustrie textielindustrie voedingsmiddelenindustrie overige industrieën landbouw (1970) 1751* 203 191 65 366 150 160 91 80 53 38 68 -9 20 47 62 32 -100 / 3
* waarvan 1448.10 m / j r door de chemische industrie in Zuid-Holland
Wat een en a n d e r betekent voor het w a t e r v e r b r u i k van de o n d e r s c h e i -den c a t o g o r i e ë n is w e e r g e g e v e n in tabel 2.
T a b e l 2. W a t e r v e r b r u i k voor k o e l w a t e r , k e t e l v o e d i n g s w a t e r en p r o c e s w a t e r in 1967 (l()6m3)
Elektriciteits- Ned. Chem.ind.
centrales industrie Z-Holland Landbouw
2171 108 607 1410 20 18 koelwater 5588 ketelvoedingswater proceswater - 607 18 160 totaal 5588 2886 1448 160
Uit de t a b e l l e n 1 en 2 blijkt, dat de e l e k t r i c i t e i t s c e n t r a l e s en de c h e m i s c h e i n d u s t r i e in ZuidHolland (voornamelijk de p e t r o -c h e m i s -c h e i n d u s t r i e in Rijnmond) een bijzondere p o s i t i e innemen, e n e r z i j d s vanwege het z e e r grote v e r b r u i k ten opzichte van de o v e r i -ge i n d u s t r i e , a n d e r z i j d s omdat het w a t e r v o o r n a m e l i j k als k o e l w a t e r w o r d t g e b r u i k t .
De e l e k t r i c i t e i t s c e n t r a l e s g e b r u i k e n voor k o e l w a t e r nagenoeg a l l e e n o p p e r v l a k t e w a t e r . Het v e r b r u i k o v e r t r e f t in omvang a a n m e r -kelijk alle a n d e r e w a t e r v e r b r u i k e r s .
C h e m i s c h e i n d u s t r i e
De c h e m i s c h e i n d u s t r i e n e e m t 60% van het t o t a l e i n d u s t r i ë l e w a t e r v e r b r u i k voor zijn r e k e n i n g . De p e t r o c h e m i s c h e i n d u s t r i e is een tak van i n d u s t r i e m e t een g r o t e e n e r g i e b e h o e f t e . De v r i j k o m e n -de afvalwarmte wordt afgevoerd m e t het k o e l w a t e r . P r a k t i s c h al het o n t t r o k k e n o p p e r v l a k t e w a t e r (99, 5%) w o r d t voor koeling g e b r u i k t . Van het opgepompte g r o n d w a t e r wordt c a . 80% voor koeling g e b r u i k t . H i e r m e e behoort de c h e m i s c h e i n d u s t r i e s a m e n m e t de o p e n b a r e e l e k t r i -c i t e i t s b e d r i j v e n tot de g r o o t s t e v e r b r u i k e r s van k o e l w a t e r (tabel 2). Bij de f a b r i c a g e van s y n t h e t i s c h e g a r e n s liggen de v e r h o u d i n gen duidelijk a n d e r s . H i e r w o r d t 50 60 %van het t o t a l e w a t e r v e r -b r u i k ge-bruikt als k o e l w a t e r en 40 - 50 % als p r o c e s w a t e r (grondstof, r e i n i g i n g s m i d d e l en s p o e l w a t e r ) . Voor k e t e l v o e d i n g s w a t e r wordt c a . 3% g e b r u i k t .
P a p i e r i n d u s t r i e
In de p a p i e r i n d u s t r i e is 50% van het w a t e r v e r b r u i k b e s t e m d voor koeling en 50% voor het p r o d u k t i e p r o c e s . Van het k o e l w a t e r w o r d t c a . 80% a a n het o p p e r v l a k t e w a t e r o n t t r o k k e n . De g r o n d w a t e r o n t t r e k k i n -gen vinden in hoofdzaak p l a a t s in de p r o v i n c i e s G r o n i n g e n , G e l d e r l a n d en L i m b u r g . I n t e r e s s a n t is de ontwikkeling van het w a t e r v e r b r u i k p e r ton p r o d u k t . Uit een studie van C a s e y (I960) van het v e r b r u i k bij v e r schillende A m e r i k a a n s e p a p i e r en pulpfabrieken blijkt voor het p r o
-'s
d u c e r e n van houtpulp 200 300 m / t o n nodig te zijn. Voor de p r o d u k -tie van v e r s c h i l l e n d e p a p i e r s o o r t e n is nog eens e x t r a nodig:
k r a n t e n p a p i e r 100 m / t o n
o
gebleekt p a p i e r 400 m / t o n ongebleekt p a p i e r 200 m / t o n
Uit de C B S - c i j f e r s over 1967 (CBS, 1969) blijkt het w a t e r v e r b r u i k , inclusief k o e l w a t e r , c a . 180 m / t o n te b e d r a g e n . Volgens een m e d e -deling van de V e r e n i g i n g van N e d e r l a n d s e P a p i e r f a b r i k a n t e n is het w a t e r v e r b r u i k bij de p a p i e r b e r e i d i n g in N e d e r l a n d m o m e n t e e l (1972)
gemiddeld 100 m / t o n , inclusief k o e l w a t e r en 50 m / t o n , exclusief k o e l w a t e r . Uit bovenstaande blijkt dat e r een duidelijke ontwikkeling is n a a r het b e p e r k e n van het w a t e r v e r b r u i k . In hoofdstuk 6 zal h i e r o p n a d e r w o r d e n ingegaan.
T e x t i e l i n d u s t r i e
Van het totale i n d u s t r i ë l e w a t e r v e r b r u i k komt c a . 2% voor
rekening van de t e x t i e l i n d u s t r i e . C a . 40% van het g e b r u i k s w a t e r wordt aangewend als k o e l w a t e r en c a . 60% voor het p r o d u k t i e p r o c e s . De g r o n d w a t e r o n t t r e k k i n g e n vinden in hoofdzaak p l a a t s in de p r o v i n c i e s O v e r i j s s e l , G e l d e r l a n d en N o o r d - B r a b a n t . Het w a t e r v e r b r u i k in deze tak van i n d u s t r i e kan s t e r k v a r i ë r e n , afhankelijk van de gebruikte m a -c h i n e s , verfstoffen en het te b e w e r k e n p r o d u k t . Voor het w a s s e n in loog, het bleken en het m e r c e r i s e r e n van katoen wordt p e r 100 kg
3
produkt r e s p . 2 10, 5 10 en 25 m w a t e r v e r b r u i k t . Voor het v e r -3 ven van katoen v a r i e e r t de hoeveelheid w a t e r van 3 - 22 m p e r 100 kg p r o d u k t .
V o e d i n g s m i d d e l e n i n d u s t r i e
De voedings,- en g e n o t m i d d e l e n i n d u s t r i e n e e m t de tweede p l a a t s in voor wat het t o t a l e w a t e r v e r b r u i k b e t r e f t . Het w a t e r v e r v u l t in deze i n d u s t r i e dan ook e e n belangrijke functie. Het dient niet a l l e e n voor het t r a n s p o r t e r e n , schoonmaken en c o n s e r v e r e n van grondstoffen, m a a r is vaak zelf één van de hoofdbestanddelen van het g e r e d e produkt
( f r i s d r a n k e n , b i e r , m e l k p r o d u k t e n , e t c ) . Voor de v e r w e r k i n g van 3
g r o e n t e is c a . 25 m w a t e r p e r ton produkt v e r e i s t , voor het s l a c h t e n van k l e i n en groot vee is p e r slachting c a . 500 1 nodig. In de zuivelin -d u s t r i e is voor -de v e r w e r k i n g van 1 1 m e l k gemi-d-del-d 12 1 w a t e r no-dig.
9 6 Voor de totale m e l k - p r o d u k t i e van r u i m 8.10 1 m e l k is dus c a . 100.10
3
m w a t e r nodig.
De a a r d a p p e l m e e l i n d u s t r i e v e r b r u i k t e tot nu toe gedurende de c a m p a g n e van s e p t e m b e r - d e c e m b e r 20.10 m w a t e r , w a a r v a n c a . 50% aan het g r o n d w a t e r w o r d t o n t t r o k k e n . Met de nieuw ontwikkelde p r o -d u k t i e p r o c e -d é ' s kan het v e r b r u i k m e t een factor 10 w o r -d e n b e p e r k t .
M e t a a l i n d u s t r i e
In de m e t a a l i n d u s t r i e wordt 80% van het w a t e r als k o e l w a t e r g e b r u i k t , de o v e r i g e 20% n i e t - k o e l w a t e r betreft in hoofdzaak w a t e r dat v e r d a m p t tijdens de v e r s c h i l l e n d e p r o d u k t i e p r o c e d é ' s , dit w a t e r m o e t w o r d e n aangevuld. Het is niet eenvoudig om aan te geven hoe groot het v e r b r u i k is p e r ton produkt omdat de v e r s c h e i d e n h e i d aan
Produkten groot is en Ket niet altijd duidelijk i s , w a a r een v e r m e l d getal betrekking op heeft. OTTS (1967) n e e m t 130 m / t o n ' i n g o t ' s t a a l en 9 m / t o n i j z e r e r t s . Volgens de C B S - g e g e v e n s van 1967 is p e r ton
3
ruw s t a a l 34n w a t e r nodig.
Landbouw
Wat de landbouw betreft is in de t a b e l l e n 1 en 2 a l l e e n a a n g e -geven de hoeveelheid die door m e c h a n i s c h e m i d d e l e n a a n g r o n d - of o p p e r v l a k t e w a t e r wordt onttrokken, t e r w i j l de eenvoudige inlaat van o p p e r v l a k t e w a t e r d a a r b i j niet is i n b e g r e p e n .
Uit de o p s o m m i n g van het w a t e r v e r b r u i k bij de v e r s c h i l l e n d e takken van i n d u s t r i e blijkt h e t t o t a l e v e r b r u i k s t e r k af te hangen van de benodigde hoeveelheid k o e l w a t e r . Vooral w a n n e e r voor koeling het zgn. d o o r s t r o o m s y s t e e m ( ' o n c e t h r o u g h ' s y s t e e m ) wordt t o e g e -p a s t zijn g r o t e hoeveelheden w a t e r nodig. Is in de omgeving voldoen-de o p p e r v l a k t e w a t e r b e s c h i k b a a r , zoals het geval is bij ligging aan een r i v i e r of aan de k u s t , dan zal dit v e e l a l geen p r o b l e e m zijn. Moet ten gevolge van de omstandigheden g r o n d w a t e r w o r d e n gebruikt, dan kan e e r d e r de noodzaak ontstaan a n d e r e k o e l s y s t e m e n toe te p a s s e n , w a a r bij h e t k o e l w a t e r r e c i r c u l e e r t . Het w a t e r v e r b r u i k kan dan a a n z i e n -lijk w o r d e n v e r m i n d e r d . E e n o v e r z i c h t van het t o t a l e w a t e r v e r b r u i k in N e d e r l a n d wordt gegeven in fig. .1 en fig. 2. In deze figuren is het k o e l w a t e r v e r b r u i k van de e l e k t r i c i t e i t s c e n t r a l e s niet opgenomen. Uit fig. 1 blijkt dat de g r o e i van het w a t e r v e r b r u i k overwegend is toe te s c h r i j v e n aan de s t e r k e ontwikkeling van het i n d u s t r i e e l g e -b r u i k voor k o e l w a t e r . Deze t o e n a m e wordt g r o t e n d e e l s g e r e a l i s e e r d door t o e n a m e in het gebruik van o p p e r v l a k t e w a t e r (fig. 2). Vooral de c h e m i s c h e i n d u s t r i e in Zuid-Holland r o n d o m de Nieuwe W a t e r w e g en de Nieuwe Maas heeft aan deze stijging b i j g e d r a g e n .
De t o e n a m e in het gebruik van n i e t k o e l w a t e r , welke v o o r n a -m e l i j k wordt gedekt door i n d u s t r i ë l e winning,van grondwater en de l e v e r i n g van l e i d i n g w a t e r door de o p e n b a r e b e d r i j v e n , i s s l e c h t s g e -r i n g . Uit fig. 2 blijkt dat deze t o e n a m e geheel wo-rdt ingenomen doo-r het toegenomen v e r b r u i k van leidingwater, hetgeen in belangrijke m a t e wordt v e r o o r z a a k t door de b e v o l k i n g s t o e n a m e . G e c o n c l u d e e r d kan w o r d e n dat het gebruik van i n d u s t r i e e l p r o c e s w a t e r en k e t e l v o e d i n g s
-niet-Koelwater _l_ 1957 1962 1967 1972 j a r e n F i g . 1. Ontwikkeling w a t e r v e r -b r u i k in N e d e r l a n d tus-sen 1957 en 1972, i n c l . het huishoudelijk v e r -b r u i k (CBS, 1974) h u i s h . v e r h r . ' 6 7 : 5 9 2 m i l j . m _ '72:780 m i l j . m miljoen m' 4 0 0 0 3 0 0 0 -2000 1000-_L oppervlaktewater _l_ 1957 1962 leidingwater j L 1967 1972 F i g . 2 . Ontwikkeling w a t e r v e r b r u i k in N e d e r l a n d t u s s e n 1957 en 1972 v e r d e e l d in o p p - , grond-en l e i d i n g w a t e r , i n c l . het huis-houdelijk v e r b r u i k ( C B S , 1974) h u i s h . v e r b r . ' 6 7 : 5 9 2 m i l j . m3 '72:780 m i l j . m3
w a t e r na 1957 p r a k t i s c h constant gebleven i s . Aangezien de p r o d u k tie aanzienlijk i s g e s t e g e n , m o e t dus het w a t e r v e r b r u i k p e r ton p r o -dukt a a n m e r k e l i j k zijn gedaald.
3 . KWALITEITSEISEN T E N BEHOEVE VAN DE DRINKWATER. VOORZIENING (RIJTEMA, 1974)
Aan de kwaliteit van d r i n k w a t e r m o e t e n uit een oogpunt van v o l k s -gezondheid hoge e i s e n w o r d e n g e s t e l d . De e i s e n ten a a n z i e n van de c h e m i s c h e v e r o n t r e i n i g i n g zullen e c h t e r s t e r k afhankelijk zijn van tijd en p l a a t s . De b e s c h i k b a r e grondstof is h i e r b i j bepalend omdat de opgeloste a n o r g a n i s c h e zouten a l l e e n m e t k o s t b a r e z u i v e r i n g s t e c h nieken zijn te v e r w i j d e r e n . In N e d e r l a n d w o r d t bijvoorbeeld d r i n k w a -t e r v e r l a n g d m e -t een c h l o r i d e g e h a l -t e van 150 - 200 m g / l . In -t a l r i j k e gebieden, m e t v e r z i l t i n g in de o n d e r g r o n d , is een d e r g e l i j k e e i s niet h a a l b a a r en m o e t e n c o n c e n t r a t i e s van 400 1000 m g / l w o r d e n a a n
-v a a r d . Hetzelfde gelft t e n a a n z i e n -van a n d e r e zouten. De k w a l i t e i t s e i s e n voor d r i n k w a t e r zoals die zijn v e r m e l d in t a b e l 3 zijn ontleend a a n de
E u r o p e a n and I n t e r n a t i o n a l S t a n d a r d s van de World Health O r g a n i s a t i o n . V e r d e r dient een aantal t o x i s c h e e l e m e n t e n als a r s e n i c u m ,
c a d m i u m , hexavalent c h r o o m , cyanide, kwik, lood, s e l e e n en r a d i o -a c t i v i t e i t bij v o o r k e u r -afwezig te zijn of is m -a x i m -a -a l in u i t e r s t g e r i n g e c o n c e n t r a t i e s t o e l a a t b a a r . T a b e l 3 . K w a l i t e i t s e i s e n voor d r i n k w a t e r , W . H . O. 1970/1971 ( m g / l , t e n z i j a n d e r s i s aangegeven) V e r o n t r e i n i g i n g t r o e b e l i n g (mg S . 02/ l ) k l e u r (mg Pt/ l ) t o t a a l zout t o t a l e h a r d h e i d ( m e q / l ) C a Mg (SO^" gehalte (SO. gehalte sulfaat c h l o r i d e z u u r g r a a d (pH) F e M n Cu Z n d e t e r g e n t e n m i n e r a l e olie phenol a m m o n i a k n i t r a a t c o l i b a c t e r i ë n p e r E - c o l i p e r <250 >250 mg/l) m g / l ) 3 100 cm (aantal) 100 c m (aantal) Bij v o o r k e u r l a g e r dan 5 5 500 2 75 150 30 200 200 7 . 0 - 8 . 0 . 0 . 0 . 5 . 0 . 0 . 0 . 0 . 50 3 0 5 1 05 05 0 2 01 001 0 5 M a x i m a a l t o e l a a t b a a r 25 50 1500 10 200 150 150 4 0 0 600 6 . 5 - 9 . 2 1 . 0 0 . 5 1 . 5 15 1.0 0.30 0.002 -100 10 1
Bij de b e r e i d i n g van d r i n k w a t e r uit o p p e r v l a k t e w a t e r zullen de m e e s t e v e r o n t r e i n i g i n g e n door z u i v e r i n g s m a a t r e g e l e n op b e t r e k k e l i j k eenvoudige wijze te v e r w i j d e r e n zijn. E e n u i t z o n d e r i n g m o e t e c h t e r w o r d e n gemaakt voor:
a. k l e u r , r e u k - en smaakstoffen, d e t e r g e n t e n , olie, phenolen, e . d . ; b . s o m m i g e a n o r g a n i s c h e zouten a l s c h l o r i d e n en sulfaten;
c. s o m m i g e t o x i s c h e stoffen.
Ten a a n z i e n van deze a s p e c t e n zal het o p p e r v l a k t e w a t e r r e e d s m o e t e n voldoen aan de e i s e n die voor d r i n k w a t e r w o r d e n g e s t e l d .
4 . KWALITEITSEISEN TEN BEHOEVE VAN DE INDUSTRIE
De e i s e n die w o r d e n g e s t e l d aan de kwaliteit van het w a t e r hangen t e n nauwste s a m e n m e t de doeleinden w a a r v o o r het w a t e r w o r d t g e b r u i k t . In de i n d u s t r i e kan d a a r t o e het w a t e r v e r b r u i k n a a r v i e r c a -t e g o r i e ë n w o r d e n o n d e r s c h e i d e n : - k o e l w a t e r - k e t e l v o e d i n g s w a t e r s a n i t a i r w a t e r - p r o c e s w a t e r
De e e r s t e d r i e c a t e g o r i e ë n kunnen als geheel w o r d e n behandeld, o m d a t deze niet p r o c e s g e b o n d e n zijn; e r zijn dan ook geen wezenlijke v e r s c h i l l e n in de k w a l i t e i t s e i s e n voor v e r s c h i l l e n d e takken van i n d u s -t r i e . Sani-tair w a -t e r is een kwan-ti-ta-tief g e r i n g e hoeveelheid en zal niet n a d e r w o r d e n behandeld. De n o r m e n voor de kwaliteit voor ind u s t r i ë l e p r o c e s s e n hangen nauw s a m e n m e t het g e p r o ind u c e e r ind e p r o -dukt, zodat de k w a l i t e i t s e i s e n z e e r specifiek kunnen zijn. H i e r v o o r m o e t e n de v e r s c h i l l e n d e takken van i n d u s t r i e dan ook afzonderlijk w o r d e n behandeld.
4 . 1 . K o e l w a t e r
De kwaliteit van het k o e l w a t e r dat door v e r s c h i l l e n d e takken van i n d u s t r i e w o r d t gebruikt, loopt u i t e e n van z e e w a t e r tot w a t e r van hoge kwaliteit (tenminste d r i n k w a t e r ) . Deze grote v e r s c h i l l e n w o r d e n v e r o o r z a a k t door de keuze van het k o e l s y s t e e m en de e i s e n die aan de kwaliteit van het k o e l w a t e r w o r d e n g e s t e l d in v e r b a n d m e t het p r o d u k -t i e p r o c e s . De volgende m e -t h o d e n van koeling komen voor:
1. het d o o r v o e r s y s t e e m ( ' o n c e - t h r o u g h cooling'): het w a t e r w o r d t s l e c h t s één k e e r opgewarmd en v e r v o l g e n s geloosd;
2. open en gesloten k o e l s y s t e m e n ( ' r e c i r c u l a t i o n cooling'), w a a r b i j h e t w a t e r na o p w a r m i n g w o r d t gekoeld (in k o e l t o r e n s of op a n d e -r e wijze) en v e -r v o l g e n s opnieuw g e b -r u i k t .
Indien in r u i m e m a t e o p p e r v l a k t e w a t e r aanwezig i s zal voornamelijk het d o o r v o e r s y s t e e m w o r d e n t o e g e p a s t , a a n g e z i e n dit v e r r e w e g het goedkoopst i s . W a n n e e r ten gevolge van bepaalde omstandigheden g r o n d w a t e r m o e t w o r d e n g e b r u i k t , zullen e e r d e r open en g e s l o t e n k o e l s y s t e m e n in a a n m e r k i n g k o m e n .
De e i s e n die in het a l g e m e e n aan k o e l w a t e r w o r d e n gesteld zijn:
a. h e t w a t e r m o e t een voldoende lage en liefst c o n s t a n t e t e m p e r a t u u r hebben;
b . e r m o g e n geen afzettingen in het k o e l s y s t e e m o n t s t a a n door s e d i -m e n t a t i e , door v o r -m i n g van k e t e l s t e e n of door o r g a n i s c h e g r o e i ( s l i j m v o r m i n g ) ;
c . h e t w a t e r m a g niet c o r r o s i e f zijn.
a d . a . t e m p e r a t u u r
De t o e v o e r t e m p e r a t u u r van het k o e l w a t e r is z e e r b e l a n g r i j k .
3 Des te l a g e r de t o e v o e r t e m p e r a t u u r , des te m e e r w a r m t e kan p e r m
k o e l w a t e r w o r d e n afgevoerd. Vooral ' s z o m e r s , als de t e m p e r a t u u r 3
van het o p p e r v l a k t e w a t e r hoog i s , kan m i n d e r w a r m t e p e r m w o r d e n af ge. afgevoerd en n e e m t het k o e l w a t e r v e r b r u i k t o e . Bij c i r c u l a t i e k o e l i n g is de t e m p e r a t u u r van het g e c i r c u l e e r d e w a t e r m e e s t a l hoger dan die van o p p e r v l a k t e w a t e r , n a m e l i j k 28 3 5 ° C . V e r d e r i s de t o e v o e r t e m -p e r a t u u r belangrijk in v e r b a n d m e t de -p r o c e s t e m -p e r a t u u r (BOOY, I 9 6 8 ) . N a a r m a t e de p r o c e s t e m p e r a t u u r h o g e r is m a g ook de t o e v o e r -t e m p e r a -t u u r hoger zijn en zijn de n o r m a l e -t e m p e r a -t u u r s c h o m m e l i n g e n van o p p e r v l a k t e w a t e r (025 C) e e r d e r t o e l a a t b a a r . Is de p r o c e s t e m -p e r a t u u r l a a g , dan zal het o -p -p e r v l a k t e w a t e r m e t een k o e l i n s t a l l a t i e m o e t e n w o r d e n voorgekoeld, of e r wordt g r o n d w a t e r voor de koeling g e b r u i k t .
In v e r b a n d m e t o n t o e l a a t b a r e t e m p e r a t u u r s c h o m m e l i n g e n in het o p p e r v l a k t e w a t e r is als eis gesteld dat de t e m p e r a t u u r van het o p p e r
v l a k t e w a t e r , op een van geval tot geval n a d e r t e bepalen afstand van de u i t l a a t niet h o g e r dan 30 °C m a g ' z i j n ( K E L L E R , 1970).
ad b . afzettingen
Om afzettingen door s e d i m e n t a t i e te v o o r k o m e n m a g het k o e l w a -t e r geen zwevende en/of drijvende b e s -t a n d d e l e n b e v a -t -t e n . G r o v e r e b e s t a n d d e l e n kunnen m e t v a n g r o o s t e r s w o r d e n v e r w i j d e r d . K e t e l s t e e n v o r m i n g in d o o r v o e r s y s t e m e n z a l bij gebruik van o p p e r v l a k t e -w a t e r van-wege de b e t r e k k e l i j k geringe o p -w a r m i n g -weinig v o o r k o m e n . Wordt g r o n d w a t e r gebruikt voor c i r c u i t k o e l i n g , dan zal dit w a t e r dikwijls voorbehandeld m o e t e n w o r d e n . O n t i j z e r i n g en v o o r o n t h a r -ding m e t k a l k s o d a vindt m e e s t a l p l a a t s , s o m s w o r d t defosfatering t o e g e p a s t , d a a r hoge o r t h o f o s f a a t g e h a l t e s de v o r m i n g van k e t e l -s t e e n kunnen b e v o r d e r e n . T o t a l e ontharding i-s vaak niet gewen-st, omdat een dunne afzetting van k e t e l s t e e n b e s c h e r m i n g kan geven t e gen c o r r o s i e . Voor gebruik in open of g e s l o t e n k o e l c i r c u i t s is n o r -m a a l l e i d i n g w a t e r dikwijls t e h a r d . In de s t a a l i n d u s t r i e bijvoorbeeld w o r d t l e i d i n g w a t e r gemengd m e t onthard w a t e r .
De groei van algen en b a c t e r i e s l i j m kan w o r d e n v o o r k o m e n door d e s i n f e c t i e m e t c h l o o r .
ad c . c o r r o s i e
C o r r o s i e moet in het d o e l s y s t e e m w o r d e n v e r m e d e n . In het d o o r v o e r s y s t e e m zal de c o r r o s i e v e w e r k i n g g e r i n g zijn, zodat h i e r v o o r z e e w a t e r kan w o r d e n g e b r u i k t . Z o d r a in c i r c u l a t i e s y s t e m e n wordt g e
-koeld kan c o r r o s i e een g e v a a r w o r d e n . Dikwijls is een p H - c o r r e c t i e nodig en m o e t de z o u t c o n c e n t r a t i e r e l a t i e f l a a g zijn.
Tengevolge van v e r d a m p i n g (koeltorens) vindt ophoping van zou-t e n p l a a zou-t s , zodazou-t af en zou-toe e e n hoeveelheid k o e l w a zou-t e r m o e zou-t w o r d e n ge-spuid en aangevuld m e t z o u t a r m w a t e r .
De A m e r i c a n W a t e r Works A s s o c i a t i o n geeft de volgende kwaliteits-n o r m e kwaliteits-n (tabel 4) voor k o e l w a t e r bij t o e p a s s i kwaliteits-n g ikwaliteits-n c i r c u l a t i e c i r c u i t s (OTTS, 1963).
T a b e l 4 . K w a l i t e i t s n o r m e n van k o e l w a t e r in c i r c u l a t i e c i r c u i t s v o o r g e s t e l d door de A m e r i c a n W a t e r Works A s s o c i a t i o n G r e n s w a a r d e (mg/l) z u u r g r a a d (pH) 6, 5 - 7 , 5 h a r d h e i d (CaCO-) 50 Mangaan (Mn) 0. 5 i j z e r (Fe) 0. 5 i j z e r + Mangaan 0 . 5 t r o e b e l h e i d 50 s l i j m v o r m i n g , o r g . g r o e i geen c o r r o s i v i t e i t geen t o t a a l zout 500 - 1200 In de v o e d i n g s - en g e n o t m i d d e l e n i n d u s t r i e kan het v o o r k o m e n dat leidingen van het k o e l c i r c u i t aanwezig zijn in r u i m t e n w a a r i n h e t produkt v o o r k o m t . In dat geval schrijft de W a r e n w e t voor dat h e t k o e l w a t e r moet voldoen aan de n o r m e n zoals die zijn v a s t g e l e g d voor d r i n k w a t e r . Dit v o o r s c h r i f t is opgesteld m e t het oog op e v e n t u e l e c a l a m i t e i t e n , w a a r b i j het k o e l w a t e r door lekkage in het k o e l
-s y -s t e e m in contact zou kunnen komen m e t het produkt.
4 . 2 . K e t e 1 v o e d i n g s w a t e r
De benodigde hoeveelheid k e t e l v o e d i n g s w a t e r i s , in verhouding tot de d r i e a n d e r e c a t e g o r i e ë n , r e l a t i e f g e r i n g , doch de e i s e n die w o r d e n g e s t e l d m e t b e t r e k k i n g tot de kwaliteit, zijn hoog. N a a r m a t e de k e t e l d r u k t o e n e e m t w o r d e n de e i s e n nog h o g e r . In h e t a l g e m e e n is bijvoorbeeld l e i d i n g w a t e r dan ook niet geschikt, e r is e e r s t een voorbehandeling nodig. Tengevolge van v e r l i e z e n in de k e t e l n e e m t h e t gehalte aan v e r s c h i l l e n d e opgeloste stoffen t o e , zodat aanvulling (suppletiewater) m e t z e e r zuiver w a t e r noodzakelijk i s , teneinde aan de k w a l i t e i t s n o r m e n te kunnen blijven voldoen. Het k e t e l v o e d i n g s -w a t e r m o e t h e l d e r en k l e u r l o o s zijn, ontharding is dik-wijls noodza-kelijk om k e t e l s t e e n v o r m i n g te v o o r k o m e n . V e r d e r m a g het w a t e r
geen stoffen bevatten die c o r r o s i e f zijn. Dit geldt ook voor g a s s e n als 0? en C O , . Het S.O_gehalte m o e t laag zijn t e r v o o r k o m i n g van k e t e l
s t e e n v o r m i n g . S.O? geeft m e t opgeloste zouten h a r d k e t e l s t e e n en
m e t Al een n e e r s l a g van a n a l c i e t . Bij voldoende a l k a l i n i t e i t (pH> 8) blijft s i l i c i u m in o p l o s s i n g . Het kan onder bepaalde o m s t a n d i g h e d e n d o e l m a t i g zijn dat het k e t e l v o e d i n g s w a t e r enig fosfaat bevat, w a a r -d o o r een in het w a t e r aanwezige r e s t h a r -d h e i -d als een p r a k t i s c h
onop-l o s b a r e gemakkeonop-lijk door spuien te v e r w i j d e r e n verbinding w o r d t af-g e s c h e i d e n . H o e z e e r de s t o o m d r u k bij h e t k e t e l v o e d i n af-g s w a t e r een rol s p e e l t blijkt uit het o v e r z i c h t van de g r e n s w a a r d e voor v e r s c h i l l e n d e stoffen (tabel 5). T a b e l 5. G r e n s w a a r d e n voor stoffen in k e t e l v o e d i n g s w a t e r in m g / l bij v e r s c h i l l e n d e k e t e l d r u k k e n p H S.O-1 2 Opgeloste zouten F e M n C u Olie
°2
c o
2 H2S H a r d h e i d °D N H4 O r g . z u r e n (COD) A l L (1 age druk -25 ato) 8 - 10 5 700 2 1 -2 0 , 1 25 2 0 , 1 1 5 0 , 1 Middelhoge d r u k (25-60 ato) 8 , 5 - 9 , 2 0 , 0 3 500 0 , 0 5 0, 03 0 , 0 1 0 , 5 0 , 0 3 20 0 0,02 1 0 , 5 0, 01 H o ( > 8 ge d r u k 60 ato) , 8 - 9 , 2 0 , 0 2 200 0 , 0 3 0,02 0 , 0 0 5 0 , 5 0,02 1 0 0 , 0 1 0 , 1 0 0 , 0 1Uit tabel 5 blijkt dat ook o r g a n i s c h e verbindingen als olie en o r g a n i s c h e z u r e n ongewenst zijn. O r g a n i s c h e z u r e n d r a g e n bij tot c o r r o s i e . Het N H . g e h a l t e m o e t l a a g zijn v o o r a l indien in de s t o o m l e i d i n -gen veel Cu en C u - l e g e r i n g e n v o o r k o m e n ,
Cu.
is n l . c o r r o s i e f voor
In t a b e l 6 is een o v e r z i c h t gegeven van de ongewenste effecten
die door v e r s c h i l l e n d e v e r o n t r e i n i g i n g e n w o r d e n v e r o o r z a a k t . T e v e n s is v e r m e l d op welke wijze de te hoge c o n c e n t r a t i e s kunnen w o r d e n g e -c o r r i g e e r d .
T a b e l 6. Ongewenste effecten van een a a n t a l v e r o n t r e i n i g i n g e n in k e t e l v o e d i n g s w a t e r en m e t h o d e n van v o o r b e h a n d e l i n g t e r c o r r e c t i e van te hoge c o n c e n t r a t i e s (OTTS, 1963)
Verontreiniging Koolzuur Zuurstof Ongewenst c o r r o s i e als teit laag is c o r r o s i e effect alkali -Voorbehandeliii aeratie, neutrali met alkali zouten ontluchting door verhitting afkoeling onder vacuum g satie Concentratie m g / l i t e r na voorbehandeling 5-10 < 0 , 0 0 7 0 , 1 - 0 , 3 Gesuspendeerde verstoppingen. s tof f en Alkaliteit Chloride Sulfaat Silicium ongunstige w a r m t e -overdracht schuimvorming, geeft CO2 in con-denstaat, verstoort. p H - c o r r e c t i e schuimvorming c o r r o s i e ketel steenvorming ketelsteenvorming Al+S.O,—* Analciet 1 2 I J z e r , mangaan c o r r o s i e , k e t e l s t e e n -vorming Calcium Magnesium Natrium Ammonium ketel st eenvorming ketel s teenvorming schuimvorming c o r r o s i e c o r r o s i e van Cu en Cu-legeringen sedimentatie en filtratie, evt. samen met c h e m i s c h e flocculatie kation- uitwis s eling (H-cyclus)
f nion-uitwisseling Ba-behandeling anion-uitwisseling adsorptie aan Fe(OH), of Mg(OH)2
anion-uitwisseling a-eratie gevolgd door filtratie, démine ralisatie kalkontharding ionen-uitwis s eling < 5 < 1 elk gewenst niveau 17-25 0- 3 0 , 1 0 - 0 , 30 0 , 1 - 0 , 3 koude kalksoda hete kalksoda kation-uitwisseling (Na- of H-cyclus) a l s Ca
kation- uitwis s eling (H-cyclus) 25-35 12-15 0- 5 0- 5 0- 5 0,01
N a a r m a t e de kwaliteit \ an het gebruikte k e t e l v o e d i n g s w a t e r b e t e r i s , n e e m t het aantal o n d e r h o u d s b e u r t e n af ( v e r w i j d e r i n g k e t e l s t e e n ) en zijn de stoomleidingen m i n d e r snel a a n v e r v a n g i n g t o e . Het is dan ook m e e s t a l een k w e s t i e van e c o n o m i e h o e v e r de v o o r b e h a n d e l i n g van het w a t e r moet gaan.
4 . 3 . P r o c e s w a t e r
Bij het p r o c e s w a t e r w o r d t de kwaliteit van h e t p r o c e s w a t e r in hoofdzaak bepaald door de specifieke e i s e n ten aanzien van het p r o dukt. Dit is de r e d e n dat in dit hoofdstuk over p r o c e s w a t e r de k w a l i -t e i -t s e i s e n voor een aan-tal i n d u s -t r i e ë n afzonderlijk w o r d e n b e s p r o k e n .
4 . 3 . 1 . C h e m i s c h e i n d u s t r i e
De hoeveelheid w a t e r die in de c h e m i s c h e en p e t r o - c h e m i s c h e i n d u s t r i e w o r d t gebruikt voor de v e r s c h i l l e n d e p r o d u k t i e p r o c e s s e n is gering in verhouding tot de h o e v e e l h e i d k o e l w a t e r . Het p r o c e s -w a t e r -w o r d t g e b r u i k t voor -w a s s e n en t r a n s p o r t van p r o d u k t e n en is dikwijls het m e d i u m w a a r i n p r o c e s s e n p l a a t s v i n d e n ( c h e m i s c h e r e a c t i e s , e . a . ) . Soms is het w a t e r een i n t e g r a a l deel van het p r o -dukt, in a n d e r e gevallen w o r d t het gebruikt a l s o p l o s m i d d e l voor v e r o n t r e i n i g i n g e n . E r w o r d t in de m e e s t e gevallen g r o n d - en/of l e i d i n g w a t e r gebruikt zonder v o o r b e h a n d e l i n g . Zolang het p r o c e s goed v e r l o o p t en e r geen k l a c h t e n zijn w o r d t v e r d e r weinig aandacht b e s t e e d aan de k w a l i t e i t . Dit is dan ook de r e d e n dat vele f a b r i k a n t e n weinig kunnen zeggen over de v e r e i s t e w a t e r k w a l i t e i t .
In de f a r m a c e u t i s c h e i n d u s t r i e , w o r d t e r g gewaakt voor een s l e c h t e r e u k en s m a a k van het p r o c e s w a t e r .
Het w a t e r m o e t een l a a g k l e u r g e t a l hebben ( ^ 5 mg P t / l ) en m i n -d e r -dan 10 m g f i l t r e e r r e s i -d u p e r l i t e r b e v a t t e n . De f l u o r i -d e r i n g van d r i n k w a t e r is voor de produktie van r e u k - en smaakstoffen funest. De fabriek zal dan m o e t e n o v e r g a a n op d e - f l u o r i d e r i n g . W a n n e e r e r twijfels b e s t a a n over de kwaliteit van het w a t e r w o r d t gewoonlijk o v e r g e g a a n op g e d e m i n e r a l i s e e r d w a t e r of w o r d t c o n d e n s a a t g e b r u i k t , omdat de e x t r a k o s t e n die h i e r m e e g e p a a r d gaan te v e r w a a r l o z e n zijn t e g e n o v e r de totale p r o d u k t i e k o s t e n van een p r o d u k t .
4 . 3 . 2 . M e t a a l i n d u s t r i e
Veel van het w a t e r w o r d t gebruikt voor d i r e c t e koeling (blussing) van h o o g o v e r s l a k k e n en s t a a l p r o d u k t e n in v e r s c h i l l e n d e s t a d i a van h e t p r o d u k t i e p r o c e s . V e r d e r w o r d t w a t e r gebruikt voor het u i t w a s s e n
van afvalgassen in g a s w a s s e r s . De k w a l i t e i t s e i s e n zijn dan ook niet s t r e n g : t e m p e r a t u u r C 25 ° C , Cl < 175 m g / l , pH t u s s e n 6, 8 en 7, 0, h a r d h e i d < 50 mg C a C O - / l , weinig o r g a n i s c h e stof en niet c o r r o s i e f (OTTS, 1967).
4 , 3 . 3 . P a p i e r i n d u s t r i e
N a a r m a t e de kwaliteit van het p a p i e r hoger w o r d t , n e m e n de e i s e n ten aanzien van de kwaliteit van het p r o c e s w a t e r t o e . Het w a t e r wordt
gebruikt voor het ontsluiten van h o u t s l i j p s e l , voor het w a s s e n van c e l l u l o s e p u l p , voor het t r a n s p o r t van pulp, voor gelijkmatige v e r d e -ling van de grondstof over de p a p i e r m a c h i n e en a n d e r e p r o c e s s e n . De ongewenste effecten van v e r s c h i l l e n d e v e r o n t r e i n i g i n g e n in het p r o c e s w a t e r w o r d e n w e e r g e g e v e n in t a b e l 7.
T a b e l 7. Ongewenste effecten van een aantal v e r o n t r e i n i g e n d e stoffen in de p a p i e r en p u l p i n d u s t r i e en methoden van v o o r b e h a n d e -ling t e r c o r r e c t i e van te hoge c o n c e n t r a t i e s
V e r o n t r e i n i g i n g Ongewenst effect op p a p i e r Voorbehandeling
Ge s^us_p^n<ie e^rcie _st offen b . v. k l e i d e e l t j e s , zand, v e z e l t j e s , m i c r o -o r g a n i s m e n , e. a. Kleurstoffen^ b . v . o r g a n i s c h e stof F e - z o u t e n S m a a k j _en_re H.ks_t of fen afbraakprodukten o r g . stof ( b . v . H , S ) chloor phenol en Olie Met_alen Al + O r T - * Al(OH) Kolloidaal F e , Mn F e , Mn en Cu Mn —* MnO " 4 H a r d h e i d
Y £.U iS-°olz ü.ur_(c ° 2 )
v e r m i n d e r i n g h e l d e r h e i d beïnvloeding k l e u r beïnvloeding s t e r k t e be vor de ring,ba et er ie gr oei
s t e r k e a d s o r p t i e aan p a p i e r -v e z e l -v e r o o r z a a k t k l e u r i n g
beïnvloeding v e r p a k k i n g s -m a t e r i a a l l e v e n s -m i d d e l e n
vlek vor m ing a a n t a s t i n g s t e r k t e a d s o r p t i e v e z e l s —in-k l e u r i n g k a t a l y t i s c h effect op ont-leding b l e e k m i d d e l e n v o r m i n g p e r m a n g a n a a t geeft r o o d k l e u r i n g v e z e l s v e r s t o p p i n g s p r o e i e r s t . g. v. k e t e l s t e e n p H - d a l i n g —» C O? v o r m i n g —» kleine gaatjes in p a p i e r g r o t e s c h o m m e l i n g e n in t e m p e r a t u u r —> ontvezeling van p a p i e r flocculatie, be zinking, f i l t r e r e n f l o c c u l a t i e s , f i l t r e r e n
actief kool, beluchting, c h l o r i n g m e t c h l o o r -dioxide
flotatie door beluchting beluchting —^onoplos-b a r e m e t a a l o x i d e n d a a r n a zand f i l t r a t i e pH c o r r e c t i e t e m p e r a t u u r -s t a b i l i -s a t i e 16
W a n n e e r o p p e r v l a k t e w a t e r w o r d t gebruikt, w o r d t dit a l g e m e e n e e r s t voor behandeld. H u m u s z u r e n (kleurbei'nvloeding ) w o r d e n v e r w i j d e r d door flocculatie en be zinking m e t aluin en n a t r i u m a l u m i n a a t . Na b e luchting en zandfiltratie w o r d e n F e en Mn v e r w i j d e r d . Ook g r o n d w a t e r kan kleurstoffen, m e t a a l i o n e n e . a . bevatten zodat v o o r b e h a n d e -ling noodzakelijk i s . In tabel 8 w o r d e n de k w a l i t e i t s e i s e n , afhanke-lijk van de p a p i e r s o o r t , w e e r g e g e v e n . De v e r m e l d e n o r m e n gelden a l g e m e e n voor de p a p i e r i n d u s t r i e (CASEY, I 9 6 0 ) .
T a b e l 8. G r e n s w a a r d e n voor v e r s c h i l l e n d e stoffen ( m g / l , tenzij an-d e r s aangegeven) in het p r o c e s w a t e r van an-de p a p i e r i n an-d u s t r i e , afhankelijk van de kwaliteit van het p a p i e r
V e r o n t r e i n i g i n g T r o e b e l i n g (als S . 02) Kleur (in P t - e e n h . ) T o t a l e h a r d h e i d (°D) C a l c i u m h a r d h e i d ( D) Alkaliteit (°D)
Koper (als Cu) I J z e r (als Fe) Mangaan (als Mn O p l o s b a r e S. (als S . 02) O p l o s b a r e stoffen V r i j koolzuur (als CO?) Olie pH M g F i j n p a p i e r 10 5 6 , 6 3, 3 5 0,15 0 , 1 0,05 20 200 10 0 6-10 12 G e s l e p e n p a p i e r 50 30 1 3 , 2 -10 0 , 0 5 0 , 3 0 , 1 50 500 10 0 6-10 12 K r a f t p a p i e r gebleekt ongebleekt 4 0 25 6 , 6 -5 0,05 0 , 2 0 , 1 50 300 10 0 6-10 12 1 0 0 100 13, 2 -10 0 , 0 5 1,0 0 , 5 100 500 10 0 6-10 12 4 . 3 . 4 . T e x t i e l i n d u s t r i e
In de t e x t i e l i n d u s t r i e wordt w a t e r voor v e r s c h i l l e n d e doeleinden gebruikt:
1. het bevochtigen van lucht in de spin- en w e e f k a m e r s 2. het reinigen, bleken, v e r v e n en spoelen
3 . koeling en v e r w a r m i n g
Voor het stijven van g a r e n w o r d e n de d r a d e n door een a p p r e t e e r -bad geleid. Natuurlijke v e z e l s w o r d e n g e r e i n i g d m e t n a t u u r l i j k e zeep en d e t e r g e n t e n teneinde kleefstoffen, was en olie te v e r w i j d e r e n v o o r -dat de vezel wordt gebleekt en geverfd. Voor het reinigen van katoen en wol zijn grote hoeveelheden w a t e r nodig w a a r a a n s t r e n g e e i s e n m e t betrekking tot de kwaliteit w o r d e n g e s t e l d . Katoen r e i n i g e n wordt gedaan b i j 80 - 120 C en een pH 12, w o l r e i n i g e n bij 4 5 - 6 5 C en pH 7 tot 10. Het bleken van t e x t i e l wordt of m e t chloor ôf m e t w a t e r -stofperoxide gedaan. Het c h l o o r b l e k e n (met h y p o c h l o r i e t ( NaCIO) ) vindt p l a a t s bij pH 9; rnet w a t e r s t o f p e r o x i d e (H~0_) is een pH v e r e i s t van 2, 5 tot 3. Het v e r v e n van katoen w o r d t bij een hoge pH u i t g e v o e r d , t e r w i j l w o l v e r v e n bij b e t r e k k e l i j k lage pH p l a a t s v i n d t . De v e r e i s t e pH voor het v e r v e n van s y n t h e t i s c h e v e z e l s is afhankelijk van het c h e m i s c h e k a r a k t e r van de g a r e n s . In t a b e l 9 wordt een o v e r z i c h t
gegeven van de k w a l i t e i t s e i s e n van het w a t e r voor v e r s c h i l l e n d e p r o c e s s e n in de t e x t i e l i n d u s t r i e . T a b e l 9. K w a l i t e i t s e i s e n (mg/l) van p r o c e s w a t e r voor v e r s c h i l l e n d e p r o d u k t i e p r o c e s s e n in de t e x t i e l i n d u s t r i e (N C W Q, 1968) V e r o n t r e i n i g i n g F e M n C u zwevende stof h a r d h e i d (Ca+Mg) p H - k a t o e n p H - s y n t h e t i s c h pH-wol K l e u r (mg P t / l ) A p p r e t e r e n 0, 3 0 , 0 5 0 , 0 5 5 1,5°D 6, 5-10 6 , 5 - 1 0 6 , 5 - 1 0 5 9 3, 3 Katoen, r e i n i g e n 0 , 1 0 , 0 1 0 , 0 1 5 1,5°D 0 - 1 0 , 5 0-10, 5 0 - 5 , 0 5 wol, synthe bleken 0 , 1 0 , 0 1 0 , 0 1 5 1,5°D 2 , 5 - 1 0 , 5 n . v . t . 2, 5 - 5 , 0 5 t i s c h v e r v e n ' 7 6 3 0 , 1 0 , 0 1 0 , 0 1 5 1,5°D 5 - 1 0 , 0 5 - 7 , 5 5 - 6 , 0 5 * afhankelijk van de t o e g e p a s t e bleektechniek
Uit tabel 9 blijkt dat het w a t e r zacht moet zijn. Hoge h a r d h e d e n v e r o o r z a k e n grote p r o b l e m e n . Bij p r o c e s s e n die een hoge pH v e r -e i s -e n m o -e t n -e -e r s l a g v o r m i n g van C a - -en M g - h y d r o x i d -e in h-et w -e -e f s -e l
w o r d e n v o o r k o m e n . Sommige verfstoffen geven m e t C a - en M g - i o n e n slecht o p l o s b a r e componenten, die het v e r f p r o c e s onmogelijk m a k e n wegens v e r s t o p p i n g van de verf a p p a r a t u u r . C a - en M g - n e e r s l a g e n kunnen v e r d e r de wrijfechtheid van het textiel beïnvloeden. F e en Mn geven
z w a r t e en bruine v e r k l e u r i n g e n bij c o n c e n t r a t i e s hoger dan 0, 1 m g / l . F e - c o n c e n t r a t i e s , g r o t e r dan 1 m g / l geven v e r g e l i n g van het gebleek-te produkt en mogelijk gebleek-ten gevolge van .katalytische p r o c e s s e n bij het w a t e r s t o f p e r o x i d e bleken, r e a c t i e s m e t afbraakprodukten van c e l l u l o s e . Het gevolg is dat de t r e k v a s t h e i d van de vezel v e r m i n d e r t . F e kan v e r -d e r katoen m e e r b r o s m a k e n bij c o n c e n t r a t i e s g r o t e r -dan 1 m g / l . Cu kan i n t e r f e r e r e n m e t v e r s c h i l l e n d e verfstoffen en v e r s c h i l l e n d e oxydaties k a t a l y s e r e n . Zwevende stof en kolloidaal m a t e r i a a l zijn ongewenst, v o o r a l indien onder druk wordt geverfd. Deze stoffen kun-nen zich dan als een filter g e d r a g e n en de verf a d s o r b e r e n .
C h l o r i d e en fosfaat moet bij de produktie van h y g i ë n i s c h e a r t i k e l e n a l s v e r b a n d en w a t t e n geheel afwezig zijn.
Bij gebruik wan g r o n d w a t e r als p r o c e s w a t e r zal v e e l a l v o o r b e -handeling noodzakelijk zijn. Ontharding m e t i o n e n w i s s e l a a r s is dik-wijls gewenst, v e r w i j d e r i n g van F e - en Mg-ionen door oxidatie en
z a n d f i l t r a t i e en uitvlokking m e t vlokmiddelen van g e s u s p e n d e e r d e en/of kolloidale d e e l t j e s . Wordt o p p e r v l a k t e w a t e r gebruikt dan is h e t tevens b e l a n g r i j k m e t chloorbleekloog het w a t e r te d e s i n f e c t e r e n t e r v e r m i j d i n g van b a c t e r i e g r o e i en voor het doden van algen.
4 . 3 . 5 . Voedings- en g e n o t m i d d e l e n i n d u s t r i e
In de v o e d i n g s m i d d e l e n i n d u s t r i e is w a t e r nodig voor de m e e s t uiteenlopende doeleinden. E e n aantal v o o r b e e l d e n geven h i e r v a n een indruk. 1. in het l e v e n s m i d d e l : f r i s d r a n k e n , i j s , s o e p , b l i k g r o e n t e 2. contact m e t l e v e n s m i d d e l : w a s s e n grondstoffen, t r a n s p o r t e r e n grondstoffen, weken, b l a n c h e r e n 3. m e d i u m w a a r i n p r o c e s s e n r b r o u w e r i j , a z i j n b e r e i d i n g plaatsvinden 4 . v e r h i t t i n g , koeling en : c o n s e r v e r e n , spoelen r e i n i g e n
Water dat op e n i g e r l i j wijze aan de f a b r i c a g e van v o e d i n g s m i d
d e l e n t e p a s komt m o e t zowel in m i c r o b i o l o g i s c h als in c h e m i s c h o p zicht t e n m i n s t e voldoen aan de e i s e n die aan d r i n k w a t e r w o r d e n g e -s t e l d . De w a r e n w e t -schrijft dit v o o r , volgen-s a r t i k e l 1 g van het a l g e m e e n besluit:
' de b e r e i d i n g , de verpakking of de behandeling van e e t of d r i n k -w a r e n m a g u i t s l u i t e n d g e s c h i e d e n in r u i m t e n , -welke zich bevinden in p e r c e l e n , w a a r i n a l s m i d d e l van w a t e r v o o r z i e n i n g u i t s l u i tend aanwezig is een a a n s l u i t i n g a a n de c e n t r a l e d r i n k w a t e r l e i -ding, w a a r i n in alle r u i m t e n w a a r i n de b e r e i d i n g , v e r p a k k i n g of behandeling van e e t en d r i n k w a r e n p l a a t s v i n d t , w a t e r kan w o r -den o n t t r o k k e n ' .
Voor bedrijven m e t eigen w a t e r w i n n i n g geldt a r t i k e l 2b onder aa van het genoemde besluit:
1 De d i r e c t e u r van de k e u r i n g s d i e n s t voor w a r e n kan t o e s t e m m i n g
v e r l e n e n dat in p l a a t s van bovengenoemde m i d d e l e n van w a t e r -v o o r z i e n i n g een ander middel -van w a t e r -v o o r z i e n i n g aanwezig is dat deugdelijk w a t e r in voldoende hoeveelheid o p l e v e r t . V o o r z o v e r betreft de b a c t e r i o l o g i s c h e b e o o r d e l i n g , wordt w a t e r s l e c h t s deugdelijk geacht, indien het voldoet aan de e i s e n , g e s t e l d in N o r m a a l b l a d N 1028 betreffende b a c t e r i o l o g i s c h - h y g i ë n i s c h e k e u r i n g van w a t e r ' .
In de m e e s t e gevallen m o e t het p r o c e s w a t e r dus a a n de n o r m e n van d r i n k w a t e r voldoen. Soms w o r d e n e r b i j z o n d e r e e i s e n g e s t e l d die afhankelijk zijn van de p r o d u k t e n en p r o c e s s e n in de f a b r i e k . H i e r v o o r is het noodzakelijk een a a n t a l takken van de v o e d i n g s m i d -d e l e n i n -d u s t r i e a p a r t te bekijken. In t a b e l 10 zijn -de k w a l i t e i t s e i s e n van het p r o c e s w a t e r voor de v e r s c h i l l e n d e i n d u s t r i e ë n s a m e n g e v a t (HART, 1974).
B i e r b r o u w e r i j
In d e z e tak van i n d u s t r i e w o r d t het w a t e r voor twee doeleinden gebruikt:
a. w a s s e n , p a s t e u r i s e r e n , koelen en f l e s s e n s p o e l e n .
Het w a t e r m o e t zacht zijn, b a c t e r i o l o g i s c h veilig en een laag m i -n e r a a l g e h a l t e hebbe-n. De t o t a l e h a r d h e i d m a g m a x i m a a l 50 m g C a C O o / l zijn t e r voorkoming van C a C O , -afzettingen op de f l e s j e s ;
b . in het produkt
De aanwezigheid van voldoende C a - i o n e n (tot 200 mg Ca / l ) is b e l a n g r i j k . Ca v o r m t m e t fosfaten uit de mout verbindingen die de pH doen dalen. Ca en Mg geven o n o p l o s b a r e v e r b i n d i n g e n m e t s o m -m i g e eiwitten uit het b e s l a g , ook deze r e a c t i e s v e r l a g e n de pH. De enzymen die v e r a n t w o o r d e l i j k zijn voor de splitsing van z e t -m e e l en eiwit tijdens het g i s t i n g s p r o c e s , hebben een p H - o p t i -m u -m van 4 - 6 , zodat Ca belangrijk b i j d r a a g t in h e t b e r e i k e n van een gunstige pH. Oxalaten kunnen het b i e r v e r t r o e b e l e n , Ca v o r m t m e t oxalaat o n o p l o s b a r e verbindingen die n e e r s l a a n en afgefil-t r e e r d kunnen w o r d e n .
2_
CO - - i o n e n v e r h o g e n de pH, hetgeen tot gevolg heeft dat de gisting m i n d e r goed v e r l o o p t . E r kan dan een t o e n a m e p l a a t s v i n d e n van niet afgebroken N-houdende verbindingen die kolloidaal zijn opgelost. De k l e u r van het b i e r w o r d t d o n k e r d e r bij h o g e r e p H ' s , als gevolg van m i n d e r volledige g i s t i n g s r e a c t i e s . N O , - g e h a l t e s g r o t e r dan 40 m g / l kunnen t o x i s c h zijn, w a n n e e r NO? wordt g e v o r m d . N i t r i e t r e m t v e r
-s c h i l l e n d e e n z y m r e a c t i e -s . Deze r e m m i n g w o r d t nog v e r -s t e r k t indien h e t Cl - g e h a l t e tot 300 m g / l oploopt. E e n C u - g e h a l t e g r o t e r dan 10 m g / l is toxisch voor g i s t . V r i j chloor boven 0, 5 m g / l geeft een on-gunstige s m a a k aan het b i e r . Hoge gehaltes aan Ni (>0, 1 m g / l ) kun-nen v r e e m d e v e r s c h i j n s e l e n v e r o o r z a k e n tijdens het tappen ( s p a t t e n ) . In v e r b a n d m e t de s m a a k m o e t e n eventueel aanwezige phenolen w o r -den v e r w i j d e r d , dit kan m e t pvpp (poly vinyl pyrrolydon) of m e t k o o l f i l t e r s .
Teneinde in de b i e r b r o u w e r i j over goed p r o c e s w a t e r te beschikken w o r d t dikwijls Ca toegevoegd in de v o r m van g i p s , dit p r o c e s wordt b u r t o n i s e r e n genoemd. In e x t r e m e gevallen wordt het w a t e r gedemine-r a l i s e e gedemine-r d en vindt v e gedemine-r v o l g e n s k u n s t m a t i g e toevoeging p l a a t s van alle gewenste ionen.
Z u i v e l i n d u s t r i e
O v e r e e n k o m s t i g de t o e p a s s i n g van w a t e r bij de b i e r b r o u w e r i j , wordt in de z u i v e l i n d u s t r i e het w a t e r gebruikt voor reiniging van a p p a r a t u u r , m e d i u m voor p r o c e s s e n en als b e s t a n d d e e l van het eind-produkt. Het p r o c e s w a t e r m o e t t e n m i n s t e voldoen aan de d r i n k w a t e r
n o r m e n (tabel 10). S m a a k - en reukstoffen dienen afwezig te zijn. F e , Mn en Cu kunnen v e r s c h i l l e n d e c h e m i s c h e r e a c t i e s k a t a l y s e r e n m e t als gevolg dat het w a t e r een s l e c h t e s m a a k krijgt en dus in kwaliteit a c h t e r u i t g a a t . E e n te hoog gehalte aan v r i j chloor (y 0, 3 m g / l ) b e invloedt de s m a a k van m e l k p r o d u k t e n als b o t e r en k a a s . C h l o o r p h e n o -l e n m o e t e n vo-l-ledig w o r d e n v e r w i j d e r d . NO ., kan, bij te hoge geha-ltes a l s gevolg van n i t r i e t v o r m i n g , schadelijk zijn voor de gezondheid. Vooral bij kindervoeding m o e t het n i t r a a t g e h a l t e laag zijn i . v . m . de ziekte m e t h a e m o g l o b i n e m i a . T a b e l 10. W a t e r k w a l i t e i t s e i s e n (hoogste g r e n s w a a r d e ) in de voedings-m i d d e l e n i n d u s t r i e ( voedings-m g / l , tenzij a n d e r s i s aangegeven) V e r o n t r e i n i g i n g p H k l e u r (mg P t / l ) t r o e b e l h e i d s m a a k en g e u r ( d r e m p e l -w a a r d e ) c a l c i u m (Ca) m a g n e s i u m (Mg) i j z e r (Fe) m a n g a a n (Mn) koper (Cu) c a r b o n a a t (CO,) sulfaat ( S 04) c h l o r i d e (Cl) n i t r a a t (NO,) fluoride (F) s i l i c a a t (S.O?) h a r d h e i d ( C a C O , a l k a l i t e i t ( C a C O , zwavelwaterstof ) (H2S) B i e r b r o u w e r i j licht b i e r 6 , 5 - 7 , 0 0-10 0-10 0-laag 100-200 30 0 , 1 - 1 , 0 0 , 1 * 0 , 1 50-68 60-100 10-30 1 , 0 50 75-80 0 , 2 donker b i e r 6 , 5 - 7 , 0 0-10 0-10 0 - l a a g 200-250 30 0 , 1 - 1 , 0 0 , 1 * 50-68 60-100 10-30 1 , 0 50 2 5 0 80-150 0 , 2 Z u i v e l i n d u s t r i e 6 , 5 - 8 , 0 0 0 1 0 , 1 0 , 1 * 0 60 30 30 1 8 0 0 , 2 Inblikken en d i e p v r i e z e n l e v e n s -m i d d e l e n 6 , 5 - 8 , 5 5 1-10 0 - l a a g 1 0 0 0 , 2 0 , 2 * 250 2 5 0 10 1 , 0 50 2 5 0 2 5 0 F r i s d r a n k e n 5-10 1-2 0 0 - l a a g 0 , 1 0 , 0 5 * 0, 1 5 2 5 0 2 5 0 1 , 0 200-250 200-250 50-70 0 - 0 , 2 * totaal F e en Mn C o n s e r v e n i n d u s t r i e
E e n belangrijk deel van het w a t e r w o r d t gebruikt voor het w a s s e n van g r o e n t e , fruit en a n d e r e p r o d u k t e n , voor het b e r e i d e n , k o e -len, afwerken en als hoofdbestanddeel van het produkt. De kwaliteitse i s kwaliteitse n (tabkwaliteitsel 10) m o kwaliteitse t kwaliteitse n t kwaliteitse n m i n s t kwaliteitse voldokwaliteitsen aan dkwaliteitse n o r m kwaliteitse n voor d r i n k -w a t e r . Stoffen die s m a a k en r e u k v e r o o r z a k e n , t r o e b e l i n g geven, afzettingen v o r m e n , t a a i h e i d v e r o o r z a k e n , kwaliteit en v i t a m i n e n g e
h a l t e v e r l a g e n , e . a. m o e t e n w o r d e n v e r m e d e n . Te hoge h a r d h e i d (Ca en Mg) v e r o o r z a a k t t a a i h e i d ( r e a c t i e van Ca en Mg m e t pectine) tijdens het b l a n c h e r e n van p e u l v r u c h t e n (bonen, erwten) en afzettin-gen op b i e t w o r t e l . Zacht w a t e r moet e c h t e r w o r d e n v e r m e d e n d a a r de g r o e n t e dan kan v e r s l a p p e n . E e n t o t a l e h a r d h e i d van 85-170 m g CaCO.,/1 wordt genoemd als een o p t i m u m . T o m a t e n geven de v o o r -k e u r aan v r i j h a r d w a t e r omdat v o r m i n g van C a - p e c t a a t de v r u c h t
s t e v i g e r m a a k t . In de loop van het s e i z o e n kunnen de e i s e n ten a a n -zien van w a t e r k w a l i t e i t v e r a n d e r e n . E r w t e n zijn aan het begin van de c a m p a g n e m e e s t a l zacht en v r a g e n om een behandeling m e t r e l a -tief h a r d w a t e r ; de h a r d e g r o e n t e n aan het eind van de c a m p a g n e kunnen b e t e r in zacht w a t e r w o r d e n g e b l a n c h e e r d . T e hoge F e g e h a l -t e s kunnen v e r k l e u r i n g e n geven als gevolg van ongewens-te r e a c -t i e s m e -t tauxinen (looistoffen bij a p p e l m o e s , tuinbonen, e . a . ) .
Het k o e l w a t e r voor blik en glas m o e t v r i j zacht zijn. H a r d w a t e r v e r o o r z a a k t een fijne n e e r s l a g op de verpakkingen, die zich s l e c h t s door afvegen laat v e r w i j d e r e n . I J z e r v e r b i n d i n g e n in het k o e l w a t e r kunnen n e e r s l a a n op blikverpakkingen en aanleiding geven tot r o e s t -v o r m i n g , de kwaliteit -van het produkt w o r d t h i e r d o o r niet bei'n-vloed doch het is uit e s t h e t i s c h oogpunt niet v e r a n t w o o r d in v e r b a n d m e t e x p o r t .
F r i s d r a n k i n d u s t r ie
De k w a l i t e i t s e i s e n die w o r d e n gesteld voor de c o n s e r v e n i n d u s t r i e gelden tevens voor de f r i s d r a n k p r o d u k t i e (tabel 10). Van belang is de a l k a l i t e i t van het p r o c e s w a t e r , deze m a g niet te hoog w o r d e n (tot 70 mg Ca.CO^/% omdat de m e e s t e f r i s d r a n k e n een z e k e r e z u u r g r a a d v e r l a n g e n in v e r b a n d m e t de h o u d b a a r h e i d . In v e r b a n d m e t o r -ganoleptische eigenschappen is een c o n s t a n t e alkaliteit z e e r gewenst. Het F e g e h a l t e m o e t l a g e r zijn dan 0, 1 mg F e / l . F e kan een g e k l e u r -de r i n g van f e r r i - h y d r o x i d e in -de fles geven. Bovendien kan i j z e r een ongunstige invloed hebben op de s m a a k .
5. KWALITEITSEISEN TEN B E H O E V E VAN D E L A N D B O U W
Het t o t a l e gebruik van w a t e r in de N e d e r l a n d s e landbouw (dat
3 t e v e n s vrijwel geheel v e r b r u i k is) b e d r a a g t m e e r dan 10 m i l j a r d m p e r j a a r en o v e r t r e f t d a a r m e e elk a n d e r g e b r u i k . Het m e e s t e h i e r -van komt b e s c h i k b a a r als r e g e n w a t e r dat k o r t e of l a n g e r e tijd in de grond geborgen w o r d t . D a a r o m b e p e r k e n we ons h i e r tot de 160 x 10 m p e r j a a r (1970) die w o r d e n opgepompt uit g r o n d of o p p e r v l a k t e -w a t e r .
D o o r s l a g g e v e n d voor de k w a l i t e i t s e i s van dit w a t e r is de v r a a g of het als enige w a t e r v o o r z i e n i n g s b r o n voor de g e w a s s e n dient, zoals in k a s s e n het geval i s , dan wel s l e c h t s dient als aanvulling op de door r e g e n en grond g e l e v e r d e w a t e r v o o r r a a d , zoals bij c u l t u r e s in de open lucht het geval i s .
Tijdens het g r o e i p r o c e s wordt w a t e r a a n de grond onttrokken, van de in de b o d e m o p l o s s i n g v o o r k o m e n d e zouten w o r d t s l e c h t s een b e p e r k t e hoeveelheid opgenomen. In k a s s e n vindt dus een l a n g z a m e zoutophoping p l a a t s die de g r o e i kan a f r e m m e n .
Over dit p r o c e s is veel nauwkeurig o n d e r z o e k v e r r i c h t , w a a r u i t de volgende c o n c l u s i e s kunnen w o r d e n getrokken:
E r b e s t a a n w e l i s w a a r duidelijke v e r s c h i l l e n in zoutgevoeligheid van v e r s c h i l l e n d e g e w a s s e n die in N e d e r l a n d onder glas w o r d e n geteeld, m a a r deze v a r i a t i e leidt m a a r tot kleine t o e l a a t b a r e v e r -s c h i l l e n in zoutgehalte van het gebruikte b e r e g e n i n g -s w a t e r . - De gevoeligheid voor zout betreft s o m s m e e r het totaal
zoutgehal-t e , s o m s m e e r hezoutgehal-t C l - i o n .
Uit e c o n o m i s c h e overwegingen m o e t het C l g e h a l t e van het g e b r u i k te w a t e r niet hoger zijn dan 150 à 200 m g C l / l i t e r , wat onder N e
-d e r l a n -d s e o m s t a n -d i g h e -d e n inhou-dt -dat het t o t a a l aan opgeloste zouten niet h o g e r m a g zijn dan 500 à 600 m g / l i t e r .
In de open lucht t r e e d t bij gebruik van b e r e g e n i n g s w a t e r v e r l a ging van de z o u t c o n c e n t r a t i e in de grond op door de n a t u u r l i j k e n e e r s l a g . De e i s e n zijn bij v o l l e g r o n d s t e e l t dan ook duidelijk l a g e r , t e r -wijl ook m e e r uiteenlopende w a a r d e n w o r d e n v e r k r e g e n a l s gevolg van de g r o t e r e v e r s c h i l l e n in zoutgevoeligheid van de g e w a s s e n . Voor
de m e e s t gevoelige g e w a s s e n is de g r e n s w a a r d e c a . 300 m g / l i t e r , v o o r a l op vaak b e r e g e n d e zandgronden, t e r w i j l voor de m i n d e r g e -voelige g e w a s s e n wel 1000 m g / l i t e r kan w o r d e n aangehouden.
Voor m e t a a l i o n e n die in te hoge c o n c e n t r a t i e het g r o e i p r o c e s s t o r e n , gelden in b e r e g e n i n g s w a t e r de volgende g r e n s w a a r d e n : B en As : 0, 3 m g / l i t e r Co : 0, 2 m g / l i t e r Ni : 0, 5 m g / l i t e r Zn : 2, 0 m g / l i t e r F : 0, 5 - 1, 0 m g / l i t e r
E e n b i j z o n d e r e p o s i t i e n e e m t het i j z e r in. Niet d i r e c t het g r o e i -p r o c e s m a a r de kwaliteit van -produkten kan lijden onder te hoge f e r r o - g e h a l t e n in het w a t e r (HIDDING, 1972). In de f r u i t t e e l t m a g h e t F e - g e h a l t e in b e r e g e n i n g s w a t e r niet h o g e r zijn dan 1, 5 à 2 , 0 m g F e / l i t e r in v e r b a n d m e t v r u c h t v e r r u w i n g . Bij g l a s t e e l t e n wordt een g r e n s van 5 m g / l i t e r aangehouden, a a n g e z i e n h o g e r e gehalten b r u i n v e r k l e u r i n g van het blad (sla) of b l a d v e r b r a n d i n g v e r o o r z a k e n . Om h i n d e r l i j k e vlekken, v o o r a l op b l a d e r e n van b l o e m e n te v o o r -k o m e n m o e t de h a r d h e i d l a g e r zijn dan 5 D .
Hoewel de hoeveelheid d r i n k w a t e r van het vee een r e l a t i e f gering gebruik v o o r s t e l t , w o r d t het z e e r diffuus onttrokken aan o p p e r -v l a k t e - en g r o n d w a t e r . De aan dit w a t e r te s t e l l e n e i s e n liggen -v o o r a l op het gebied van de N - en S - v e r b i n d i n g e n . Goed w a t e r m o e t , a l s het v o e d s e l NO-,-rijk i s , m i n d e r dan 30 mg N O ^ / l i t e r en m i n d e r dan 0, 5 mg N O?/ l i t e r b e v a t t e n , terwijl H?S afwezig m o e t zijn. De g r e n s
voor F e is 5 m g / l i t e r , die voor Cl 1200 m g / l i t e r .
6. ONTWIKKELINGEN VAN HET WATERVERBRUIK IN DE INDUSTRIE
T w e e f a c t o r e n hebben e r t o e geleid dat de i n d u s t r i e zich is gaan bezinnen op de mogelijkheden van b e p e r k i n g van het w a t e r v e r b r u i k .
1. De k o s t e n van b e h a n d e l i n g s t e c h n i e k e n om het g e b r u i k s w a t e r op de v e r e i s t e kwaliteit te b r e n g e n zijn aanzienlijk g e s t e g e n , e n e r z i j d s omdat de b e h a n d e l i n g s a p p a r a t u u r d u u r d e r is geworden, a n d e r z i j d s
omdat de kwaliteit van het g e b r u i k s w a t e r (met n a m e het o p p e r v l a k -t e w a -t e r ) is v e r s l e c h -t e r d , zoda-t voorbehandeling v a k e r noodzakelijk w o r d t .
2. De Wet V e r o n t r e i n i g i n g O p p e r v l a k t e w a t e r betekent hoge k o s t e n voor het lozen van het a f v a l w a t e r . Het p r o c e s w a t e r wordt i m m e r s uiteindelijk a l s afvalwater g e l o o s d . Zolang de i n d u s t r i e zelf niet
z u i v e r t , kan op de a a n s l a g a l l e e n w o r d e n bezuinigd, door het debiet van het afvalwater te b e p e r k e n (bij een v e r m i n d e r i n g van b i j v o o r -beeld 50% op het v o l u m e , wordt de a a n s l a g m e t 25% v e r l a a g d ) . Het afvalwater is dan m e e r g e c o n c e n t r e e r d , m a a r een g e r i n g e r volume v e r o o r z a a k t m i n d e r l a s t bij de z u i v e r i n g .
Voor de v e r l a g i n g van het w a t e r v e r b r u i k s t a a n twee wegen open:
1. T e g e n g a a n van v e r s p i l l i n g , m e t a n d e r e w o o r d e n , zuiniger zijn m e t w a t e r door niet m e e r te gebruiken dan nodig i s . H i e r t o e b e -hoeven nauwelijks ingrijpende m a a t r e g e l e n te w o r d e n genomen. Het i s v e e l a l een zaak van c o n t r ô l e en d i s c i p l i n e in de f a b r i e k . In de p a p i e r i n d u s t r i e is door bezuinigingen het totale w a t e r v e r -b r u i k p e r ton produkt in de l a a t s t e 10 j a a r g e h a l v e e r d .
2. Wijzigingen in het p r o c é d é .
T e r w i j l het e e r s t e punt m e t weinig k o s t e n g e p a a r d gaat, houdt h e t tweede in dat belangrijke i n v e s t e r i n g e n m o e t e n w o r d e n gedaan. Vooral punt 2 biedt mogelijkheden het w a t e r v e r b r u i k belangrijk t e r u g t e s c h r o e v e n . E e n aantal v o o r b e e l d e n m a k e n dit duidelijk.
a. In de a a r d a p p e l m e e l i n d u s t r i e w e r d tot voor k o r t het z e t m e e l u i t -3 g e w a s s e n m e t 8 m w a t e r p e r ton a a r d a p p e l e n . M o m e n t e e l kan h e t u i t w a s s e n p l a a t s v i n d e n volgens het t e g e n s t r o o m p r i n c i p e in h i e r v o o r geschikte a p p a r a t u u r . De p r o c e s w a t e r b e h o e f t e w o r d t 3 h i e r m e e t e r u g g e b r a c h t tot 0, 5 - 0 , 8 m p e r ton a a r d a p p e l e n .
b . In de t e x t i e l i n d u s t r i e vindt w a t e r b e s p a r i n g p l a a t s door wijzigingen in de s p o e l p r o c é d é ' s (van d o o r s t r o o m p r i n c i p e n a a r o v e r s c h a k e l e n op t e g e n s t r o o m ) . Het w a t e r v e r b r u i k kan h i e r m e e tot e e n d e r d e van het o o r s p r o n k e l i j k e w o r d e n t e r u g g e b r a c h t .
c. In de p a p i e r i n d u s t r i e is het w a t e r v e r b r u i k t e n m i n s t e g e h a l v e e r d
3 3
(60 à 70 m / t o n n a a r 30 à 35 m /ton) door e n e r z i j d s s c h e r p e r e c o n t r o l e op het v e r b r u i k en a n d e r z i j d s h e r g e b r u i k van het
afval-w a t e r na f i l t r a t i e en a n d e r e b e h a n d e l m e t h o d e n . 26
E e n belangrijke b e s p a r i n g kan w o r d e n b e r e i k t op het gebruik van k o e l w a t e r . Bij de t o e n e m e n d e s c h a a r s t e aan g r o n d en o p p e r v l a k t e -w a t e r voor koeling doet zich m e e r en m e e r de noodzaak voor het k o e l w a t e r v e r b r u i k te b e p e r k e n . M o m e n t e e l vindt overwegend door
s t r o o m k o e l i n g p l a a t s , d o c h in de t o e k o m s t zal h e r g e b r u i k door r e c i r -c u l a t e s t e e d s m e e r p l a a t s v i n d e n . Het o p g e w a r m d e k o e l w a t e r w o r d t door middel van k o e l t o r e n s afgekoeld aan de buitenlucht. Hoeveel het w a t e r v e r b r u i k h i e r m e e kan w o r d e n t e r u g g e b r a c h t w o r d t w e e r g e -geven in t a b e l 1 1 .
T a b e l 1 1 . W a t e r v e r b r u i k bij v e r s c h i l l e n d e k o e l s y s t e m e n in de olie r af finaar de r i j en
K o e l s y s t e e m W a t e r v e r b r u i k p e r ton ruwe olie
' o n c e - t h r o u g h ' koeling natte k o e l t o r e n d r o g e k o e l t o r e n 15 m 0, 5 m ' 0 , 0 1 m:
Bij een d r o g e k o e l t o r e n wordt de te koelen vloeistof door l e i -dingen m e t k o e l r i b b e n geleid, zodat een d i r e c t e koeling aan de lucht p l a a t s v i n d t . Bij dit s y s t e e m is het w a t e r v e r b r u i k p r a k t i s c h n i h i l . In W e s t D u i t s l a n d is de i n d u s t r i e v o o r a l in de j a r e n na I960 o v e r -gegaan op het gebruik van zowel n a t t e als d r o g e k o e l t o r e n s . Het w a t e r v e r b r u i k is d a a r d o o r in de p e t r o c h e m i s c h e i n d u s t r i e gedaald van 2 0 , 4 tot 5, 6 m / t o n ruwe olie (STECK, 1968).
Ook bij d o o r s t r o o m k o e l i n g kan h e t k o e l w a t e r v e r b r u i k w o r d e n b e p e r k t door een j u i s t e s e r i e s c h a k e l i n g (BOOY, 1968). Afhankelijk van het p r o d u k t i e p r o c e s blijkt het mogelijk te zijn op deze wijze een w a t e r b e s p a r i n g tot 25% te b e r e i k e n U i t e r a a r d is s e r i e s c h a k e l i n g
a l l e e n mogelijk indien er r e l a t i e f grote v e r s c h i l l e n zijn in de t e m p e -r a t u u -r van de te koelen p -r o d u k t e n .
Uit bovenstaande wordt het duidelijk dat h e r g e b r u i k van het p r o -c e s w a t e r al of niet na behandeling, een veel v o o r k o m e n d e methode is van s a n e r i n g in het w a t e r v e r b r u i k . Het w a t e r wordt op deze m a n i e r m e e r d e r e m a l e n gebruikt, a l v o r e n s het w o r d t geloosd. Het w e r k e -lijke w a t e r v e r b r u i k van de fabriek kan h i e r d o o r belangrijk l a g e r zijn dan de w a t e r b e h o e f t e .
