Waterrecycling en procesoptimalisatie in papierfabrieken:verhoog de efficiëntie, verlaag de kosten en bescherm het milieu

De pulp- en papierindustrie behoort tot de grootste verbruikers van water in de industrie. Afhankelijk van het gebruikte proces en de gebruikte papiersoort kan er tussen de 10.000 en 100.000 liter water nodig zijn om één ton papier te produceren. Omdat zoetwatervoorraden steeds schaarser worden, stijgen de kosten voor waterzuivering; daarom is waterrecycling in papierfabrieken een zakelijke kans en een milieuvereiste geworden. Wateroptimalisatie bespaart niet alleen de exploitatiekosten, maar brengt de bedrijven ook in de richting van duurzaamheid, waar belanghebbenden en regelgevende instanties steeds meer behoefte aan hebben.

Proceswater in de papierproductie begrijpen

Proceswater in de context van de papierproductie verwijst naar al het water dat wordt gebruikt bij het verpulveren, bleken en papiermaken. Er zit meestal een restant van vezels, chemicaliën, vulstoffen en kleurstoffen in dit water, waardoor het niet geschikt is voor directe lozing. Proceswater kan ook een aanzienlijk probleem voor het milieu zijn en de kosten van afvalwaterbeheer verhogen als er geen goede behandeling plaatsvindt. Bijgevolg is de behandeling van proceswater een van de fundamentele pijlers van de hedendaagse fabrieken.

Er zijn een aantal belangrijke processen bij proceswaterbeheer:

1. Verzameling en scheiding van afvalwaterstromen – Scheiden van met vezels belast water en met chemicaliën beladen afvalwater.
2. Behandeling en conditionering – De mechanische, chemische of biologische vermindering van vaste stoffen, kleur en chemische belasting.
3. Hergebruik en recycling – gebruikt of behandeld water kan in het proces worden gerecycled, waardoor het zoetwaterverbruik wordt verlaagd.

Industrieel waterhergebruik:een strategische noodzaak

Industrieel hergebruik van water is niet louter een nalevingsproces, het is een operationeel beleid. In de papierindustrie omvat het hergebruik van industrieel water het hergebruik van behandeld afvalwater in niet-draagbare procestoepassingen, waaronder:

• Voorraadvoorbereiding
• Papiermachinedouches
• Koelsystemen
• Pulpwassen

Hergebruik van water zal de afhankelijkheid van de gemeentelijke watervoorziening verminderen, de energiekosten voor verwarming en het oppompen van water verlagen en de ecologische voetafdruk verkleinen. Bovendien krijgen industriële ondernemingen die hergebruikstrategieën op industriewater hebben geïmplementeerd doorgaans groene kwalificaties, wat het merkimago en het concurrentievermogen vergroot. 

Waterhergebruiksystemen in de pulp- en papierindustrie

De hergebruiksystemen die in de moderne pulp- en papierindustrie worden gebruikt, maken gebruik van een combinatie van mechanische, chemische en biologische behandelingen. De systemen zijn bedoeld om het water dat bij verschillende productieprocessen wordt gebruikt, te recyclen. Belangrijke componenten zijn onder meer:

• Zuiveraars en sedimentatietanks – om zwevende deeltjes te verwijderen
• Chemische doseersystemen – voor pH-aanpassing en coagulatie
• Filtratie-eenheden – met behulp van zandfilters, membraanfilters of ultrafiltratie
• Biologische behandeling – voor het verminderen van de organische belasting in afvalwater
• Slibbeheersystemen – voor veilige verwijdering of omzetting in bijproducten met toegevoegde waarde

De systemen werken zo in harmonie dat ze het proceswater bij de papierproductie optimaliseren om te garanderen dat er sprake is van hergebruik van water van de juiste kwaliteit en van de kwaliteit van het product. 

De rol van hergebruik van behandeld afvalwater in papierfabrieken

Een van de meest effectieve manieren om het zoetwaterverbruik te verminderen is het hergebruik van gezuiverd afvalwater in papierfabrieken. Hergebruik van behandeld afvalwater in daaropvolgende stappen heeft geen invloed op de kwaliteit van het papier en is mogelijk zolang het water voldoet aan bepaalde kwaliteitseisen van water, zoals pH, geleidbaarheid, totaal opgeloste vaste stoffen (TDS) en microbiële inhoud.

Hergebruik van behandeld water biedt meerdere voordelen:

• Verminderde zoetwateronttrekking, waardoor de druk op lokale waterbronnen wordt verlicht
• Lagere lozingskosten voor afvalwater
• Geminimaliseerd chemicaliënverbruik bij papierverwerking
• Verbeterde naleving van milieuregelgeving

Oplossingen voor het recyclen en hergebruiken van water in papierfabrieken zorgen voor 50-60 procent van het totale waterverbruik in veel hedendaagse fabrieken, wat aangeeft dat dergelijke oplossingen haalbaar zijn en kunnen worden opgeschaald naar grootschalige processen.

Proceswaterterugwinningssystemen:ontwerp en implementatie

Pulp- en papierfabrieken moeten over holistische kennis beschikken over het runnen van fabrieken om proceswaterterugwinningssystemen te kunnen implementeren. De terugwinningssystemen zijn opgezet om het water te zuiveren tot het gewenste kwaliteitsniveau dat kan worden hergebruikt om de totale watervoetafdruk te verkleinen.

Belangrijke overwegingen zijn onder meer:

• Waterbalansanalyse :Bepalen van de locatie van watergebruik, verlies of lozing.
• Kwaliteitsmonitoring: Constante evaluatie van TDS, kleur en biologische belasting om de geschiktheid van hergebruik vast te stellen.
• Gefaseerde hergebruikstrategie: Direct hergebruik in processen van lage kwaliteit (zoals koeling) en geavanceerde verwerking van hoogwaardige procestoepassingen. 
• Integratie met productieplanning: Planning van processen die veel water verbruiken op het moment van piekbeschikbaarheid.

Naast het leveren van een betere duurzaamheidsmaatstaf, vergroten herstelsystemen ook de operationele veerkracht onder omstandigheden van waterschaarste.

Strategieën voor industrieel waterhergebruik voor papierproductie-eenheden

Molens die zeer waterefficiënt zijn, zullen strategieën voor industrieel waterhergebruik implementeren die technologie, procesoptimalisatie en operationele best practices zullen combineren. Dit kunnen enkele van de strategieën zijn:

• Watercircuits met lus: Gesloten watersystemen verminderen het geloosde water in het watersysteem en hergebruiken zoveel mogelijk.
• Batchgewijze waterterugwinning: Terugwinning van water dat wordt gebruikt bij het verpulveren en bleken.
• Hybride behandelbenaderingen: Fysische, chemische en biologische behandelingen worden gecombineerd om de beste waterkwaliteit te bereiken.
• Digitale monitoring: Installatie van realtime sensoren voor het volgen van de waterkwaliteit en het verbruik en op IoT gebaseerde systemen. 
• Opleiding en bewustwording van medewerkers: Informeer en train werknemers over de noodzaak om water te optimaliseren.

De strategieën helpen de fabrieken een evenwicht te vinden tussen rentmeesterschap en kosteneffectiviteit op het gebied van milieubeheer en het handhaven van duurzaamheid op de lange termijn.

Vragen en antwoorden:veel voorkomende zorgen in de sector

V:Kan gerecycled water de papierkwaliteit beïnvloeden?

A:Goed behandeld water kan processpecifieke kwaliteitsparameters doorstaan en er wordt geen concessies gedaan aan de sterkte van het papier, de helderheid of de bedrukbaarheid.

V:Wat is het typische herstelpercentage voor water in een moderne molen?

A:Het is mogelijk om 40-60 procent van het proceswater terug te winnen in moderne fabrieken, en er zijn gesloten systemen die geen enkele beperking stellen aan het maximale percentage hergebruik. 

V:Welke invloed heeft hergebruik van water op de bedrijfskosten?

A:De initiële investering in behandelingssystemen kan aanzienlijk zijn, maar in de meeste gevallen plukken fabrieken binnen drie tot vijf jaar de vruchten van de investering, met besparingen op zoetwater, afvalwaterzuivering en energie. 

V:Zijn er wettelijke voordelen verbonden aan waterrecycling?

EEN:Ja. De meeste gebieden hebben prikkels om minder zoetwater te verbruiken en de naleving van de regels voor waterrecycling maakt het vaak gemakkelijk om aan het milieu te voldoen. 

Verklarende woordenlijst met belangrijke termen

Proceswateroptimalisatie: Het waterbehoud en het recyclen van water zonder dat de kwaliteit van het product wordt aangetast.
 
Industrieel waterhergebruik: Hergebruik en hergebruik van het afvalwater in het kader van het industriële proces voor ander gebruik in de faciliteit.

Millwaterbeheer: Strategische planning van watervoorraden en operationele controle in een papierfabriek.

Behandeld afvalwater: Het afvalwater dat mogelijk een fysische, chemische of biologische behandeling heeft ondergaan om aan bepaalde vereisten voor hergebruik of lozing te voldoen. 

Stapsgewijze aanpak van waterrecycling in papierfabrieken

1. Beoordeling: Voer alle wateraudits uit en breng het verbruik, de verliezen en de afvalwaterstromen in kaart.
2. Segregatie: Uit het verontreinigde afvalwater wordt onderscheidend hoogzuiver water gescheiden.
3. Behandeling: Pas mechanische, chemische en biologische behandelingsprocedures toe.
4. Herstel en hergebruik: Installeer een waterrecyclinginstallatie op strategische locaties in de molen.
5. Toezicht: Realtime waterkwaliteit- en verbruikssensoren en data-analyse.
6. Optimalisatie: Het beste is om de behandel- en hergebruikmethoden voortdurend te ontwikkelen om het gebruik efficiënter te maken en de kosten te verlagen.

Voorbeeld van een casestudy:toonaangevende papierfabriek maakt gebruik van volledig waterhergebruik

Een van de meest succesvolle papierfabrikanten in Europa installeerde een uitgebreide proceswaterterugwinning in hun pulp- en papierproductieprocessen. De fabriek halveerde het zoetwaterverbruik en verlaagde de afvalwaterlozingskosten met 60 procent door de installatie van meertrapsfiltratie en biologische behandelingseenheden. Het systeem maakte hergebruik van het behandelde afvalwater mogelijk in de papierfabrieken waar het laagwaardige water werd gebruikt, terwijl gerecycled water van hogere kwaliteit werd gepompt voor het bleken en de voorraadbereiding.

Deze casestudy kan worden gebruikt om te laten zien hoe waterrecycling en hergebruik van water in de papierfabrieken niet louter hypothetische ideeën zijn, maar een praktisch economisch en milieueffect hebben.

Industriële checklist voor waterbeheer in papierfabrieken

• Voer regelmatig wateraudits uit om het hergebruik vast te stellen.
• Gescheiden stromen proceswater om het optimaal te behandelen.
• Installeer de juiste apparatuur voor de behandeling van zwevende vaste stoffen, kleurstoffen en chemische stoffen.
• Installeer toezichtmaatregelen die garanderen dat de waterkwaliteit wordt nageleefd.
• Leer het personeel op over de beste praktijken op het gebied van waterbehoud.
• Organiseer de uitgebreide implementatie van geavanceerde herstel- en hergebruiksystemen.

De businesscase voor wateroptimalisatie

De opbrengst van proceswateroptimalisatie bij de papierproductie is meer dan alleen het verlagen van de kosten, het voldoen aan wettelijke vereisten, het verbeteren van de duurzaamheid en het verminderen van de impact op het milieu.

Het concurrentievoordeel ligt zowel in de operationele besparingen als in het voldoen aan de behoeften van klanten en belanghebbenden met betrekking tot duurzame productie.

De bedrijven die het initiatief nemen om industriële processen voor hergebruik van water in de papierproductie-eenheden te implementeren, worden een koploper in de wereldwijde transitie naar de cirkeleconomie. Het is interessant om op te merken dat waterefficiënte fabrieken over het algemeen hogere beoordelingen hebben op het gebied van duurzaamheid van bedrijven en andere positieve relaties met de gemeenschappen en toezichthouders.

Conclusie

Er is een toenemende druk op de pulp- en papierindustrie om de impact op water en milieu te minimaliseren. De papierfabrieken met waterrecycling, een hoger niveau van proceswaterbehandeling en een goede waterbehandeling van de fabriek zijn een van de mogelijke manieren om te verduurzamen. Het gebruik van systemen voor waterhergebruik bij de activiteiten van de pulp- en papierindustrie zal ervoor zorgen dat het behandelde water veilig kan worden hergebruikt in het proces om de efficiëntie te maximaliseren en de kosten te verlagen.

De industrie kan haar operationele prestaties, milieubeheer en de economische levensvatbaarheid van het bedrijf op de lange termijn in evenwicht brengen door de toepassing van proceswateroptimalisatie bij de papierproductie, hergebruik van gezuiverd afvalwater in papierfabrieken en strategieën voor hergebruik van industrieel water in papierproductie-eenheden. De papierfabrieken die klaar zijn voor de toekomst zullen degenen zijn die water niet beschouwen als een hulpbron die moet worden weggegooid, maar in plaats daarvan als een hulpbron die moet worden teruggewonnen, hergebruikt en geoptimaliseerd gedurende het hele productieproces.