De verborgen afvalstroom
Elke keer dat een roestvrijstalen of titanium dompelverwarmer uit een procesbad wordt gehaald voor zure ontkalking, genereert de reiniging een afvalstroom. Het gebruikte beitszuur-doorgaans geremd zoutzuur of salpeterzuur-bevat opgeloste metaalaanslag, sporen van de procesbadchemie en resterende remmerchemicaliën. Het is bijtend, giftig en wordt in de meeste rechtsgebieden geclassificeerd als gevaarlijk afval.
Het afvalzuur moet vóór verwijdering worden geneutraliseerd. Voor neutralisatie is bijtende soda of kalk nodig, waardoor een slib ontstaat dat moet worden ontwaterd en als gevaarlijk vast afval moet worden afgevoerd. Het kan zijn dat de geneutraliseerde vloeistof een aanvullende behandeling nodig heeft voordat deze op riool of oppervlaktewater wordt geloosd.
Deze afvalbeheerketen treedt in werking telkens wanneer een metalen verwarmingselement wordt gereinigd. Voor een installatie met 20 tanks en een tweemaandelijkse reiniging genereren 120 ontkalkingsoperaties jaarlijks 120 batches afvalzuur. Elke batch brengt chemicaliën, arbeidskosten en verwijderingskosten met zich mee. PTFE-warmtewisselaars elimineren de ontkalkingsstap en de gehele bijbehorende afvalstroom.
De hoeveelheid en samenstelling van het afvalzuur
Bij een typische ontkalkingsbewerking voor een middelgroot- elektrisch verwarmingselement wordt 20-40 liter zuuroplossing gebruikt. Na het reinigen bevat het afgewerkte zuur de opgeloste kalkaanslag-voornamelijk ijzer-, nikkel-, chroom- en calciumverbindingen, in concentraties van 5.000-20.000 ppm totale metalen. De pH is lager dan 1. De oplossing wordt geclassificeerd als gevaarlijk afval onder de corrosiviteitskarakteristiek (D002) en mogelijk onder de toxiciteitskarakteristiek voor metalen (D006-D008).
Neutralisatie met natriumhydroxide verhoogt de pH tot 6-9, waarbij de opgeloste metalen neerslaan als hydroxideslib. Het slibvolume bedraagt circa 5-10% van het oorspronkelijke zuurvolume. Het slib is geclassificeerd als gevaarlijk afval (F006 voor afvalwaterzuiveringsslib afkomstig van galvanische bewerkingen) en moet worden afgevoerd naar een erkende installatie voor gevaarlijk afval.
Tabel 1: Jaarlijkse kosten voor neutralisatie van afvalzuur voor een faciliteit met 20 tanks (tweemaandelijkse schoonmaak)
| Kostenelement | Per schoonmaakgebeurtenis | Jaarlijks (120 evenementen) |
|---|---|---|
| Verse zuuroplossing (25L × $3/L) | $75 | $9,000 |
| Natriumhydroxide voor neutralisatie (5 kg × $ 1,50/kg) | $7.50 | $900 |
| Arbeid: omgaan met chemicaliën en neutralisatie (0,75 uur × $ 65/uur) | $48.75 | $5,850 |
| Persoonlijke beschermingsmiddelen | $5 | $600 |
| Gevaarlijk afval slibafvoer ($2,50/kg, 3 kg slib/gebeurtenis) | $7.50 | $900 |
| Naleving van de lozing van afvalwater testen | $15 | $1,800 |
| Regelgevende manifestatie en documentatie | $25 | $3,000 |
| Totaal per gebeurtenis | $183.75 | – |
| Totale jaarlijkse afvalbeheerkosten | – | $22,050 |
De PTFE-afvaleliminatie
Bij PTFE-warmtewisselaars is geen zure ontkalking vereist. Het niet-aanbakoppervlak voorkomt een sterke hechting van kalkaanslag. Afzettingen die zich toch vormen, zitten losjes vast en kunnen worden afgespoeld met water of voorzichtig worden afgeveegd tijdens normaal gebruik van de tank. Er wordt geen zuur gebruikt. Er ontstaat geen gevaarlijk afval. Er vindt geen neutralisatie plaats.
De hele keten van afvalbeheer-de aankoop van zuur, de aankoop van bijtende stoffen, neutralisatiearbeid, slibverwijdering, testen op naleving en manifestatie-verdwijnt. De jaarlijkse kosten van $ 22.050 in het bovenstaande voorbeeld worden volledig vermeden.
Deze kostenvermijding is permanent en terugkerend. Gedurende de levensduur van 10+ jaar van de PTFE-wisselaars bedraagt de cumulatieve besparing op afvalbeheerkosten meer dan $ 220.000 voor een installatie met 20 tanks. Dit enkele kostenelement is vaak groter dan de kapitaalkosten van de PTFE-conversie.
De vereenvoudiging van de naleving van de regelgeving
Naast de directe kosten vereenvoudigt het elimineren van de afvalstroom de naleving van de regelgeving. De productie van gevaarlijk afval brengt vereisten met zich mee onder RCRA (in de VS) of gelijkwaardige regelgeving elders: planning voor afvalminimalisatie, tweejaarlijkse rapportage, noodplanning en personeelstraining. Elke vereiste vergt de aandacht van het management en brengt het risico met zich mee van boetes voor niet-naleving.
Een faciliteit die jaarlijks 120 gevaarlijke afvalproductie-evenementen elimineert, verkleint de voetafdruk van de regelgeving meetbaar. Deze reductie kan de status van de producent van de faciliteit verlagen (bijvoorbeeld van een generator van grote hoeveelheden naar een generator van kleine hoeveelheden), waardoor de nalevingsverplichtingen en de daarmee samenhangende kosten verder worden verminderd.
Samenvatting
Het elimineren van zure ontkalking door middel van de conversie van PTFE-warmtewisselaars vermijdt jaarlijks ongeveer $ 22.000 aan afvalzuurneutralisatie- en verwijderingskosten voor een installatie met 20 tanks en tweemaandelijkse reiniging. Over een levensduur van 10 jaar bedraagt de cumulatieve kostenbesparing op afvalbeheer meer dan $220.000.
Het extra voordeel van vereenvoudigde naleving van de regelgeving-verminderde generatorstatus, minder rapportageverplichtingen, lager boeterisico- voegt nog meer waarde toe naast het vermijden van directe kosten. Alleen al het afvaleliminatievoordeel kan de PTFE-conversie rechtvaardigen, onafhankelijk van de onderhouds-, stilstand- en prestatievoordelen.
Technische ondersteuning voor de kwantificering van de afvalstroomkosten onder specifieke faciliteitsomstandigheden is beschikbaar na indiening van de huidige ontkalkingsprocedures, afvalverwijderingsmanifesten, aankoopgegevens van chemicaliën en toepasselijke regelgeving voor gevaarlijk afval.
