Elektrodialyse
- NCM
In het kort |
|---|
Bij elektrodialyse worden opgeloste zouten uit de dunne fractie van de mest gescheiden. Deze techniek maakt gebruik van membranen die in een elektrisch geladen veld zijn geplaatst. Het is een relatief nieuwe techniek waarbij zeer schone mineralenfracties uit mest kunnen worden gewonnen. Het wordt nog niet in de praktijk toegepast om mest of dunne fracties van mest te bewerken. Elektrodialyse |
Doel techniek |
|---|
Elektrodialyse kan worden toegepast bij het reinigen van dunne meststromen. Opgeloste zouten, zoals fosfaat, ammonium, carbonaat, chloride en kalium, kunnen met deze techniek uit dunne meststromen worden verwijderd. In de mestverwerking wordt elektrodialyse nog niet op praktijkschaal toegepast, wel vinden er proeven op praktijkschaal plaats. De techniek wordt wel al toegepast om uit mest gestripte ammoniak te concentreren. |
Omschrijving techniek |
|---|
Bij elektrodialyse wordt gebruik gemaakt van membranen die in een elektrisch geladen veld zijn geplaatst. De te reinigen mestvloeistof (influent) stroomt door dit elektrische veld. De positief geladen deeltjes (kationen) uit de vloeistof worden door de negatieve pool (kathode) aangetrokken. De negatief geladen deeltjes (anionen) worden door de positieve pool (anode) aangetrokken. Om bij deze elektrische polen te komen moeten de geladen deeltjes door een membraan. Er wordt gebruik gemaakt van twee soorten membranen, namelijk membranen die alleen positieve deeltjes doorlaten en membranen die alleen negatieve deeltjes doorlaten. Onderweg naar de elektrische polen komen de deeltjes nog een membraan tegen die ze niet kunnen passeren. Hierdoor kan het zout geconcentreerd afgevoerd worden. In het elektrodialyseproces worden ongeladen deeltjes, bijvoorbeeld niet opgeloste mestbestandsdelen, niet afgescheiden maar blijven ze in het effluent. Als vervuilingen worden aangetrokken naar het positieve of negatieve membraan, dan kan de vervuiling aanhechten aan het oppervlak van het membraan. Door de stroom te polen (min wordt plus en plus wordt min, ook wel electrodialysis charge reversal genoemd) kan de vervuiling relatief gemakkelijk uit het membraan worden gedrukt. Daarnaast zijn er geautomatiseerde periodieke reinigingen van de membranen. Desondanks is een goede voorfiltratie van de dunne mestfractie belang. De techniek kan ook worden toegepast in combinatie met bijvoorbeeld omgekeerde osmose, om hogere scheidingsrendementen, lagere (energie-)kosten en hogere mineralenconcentraties te verkrijgen. Elektrodialyse vraagt relatief weinig energie, omdat er met lage druk kan worden gewerkt. Het elektrische energieverbruik van het proces is ongeveer 30 Watt per m2 membraan4. Dit komt overeen met 4-5 kWh per m3 ingaande mest. Afhankelijk van de dichtheid van de ingaande dunne fractie kan het energieverbruik hoger of lager zijn. Hoe meer zouten uit de ingaande mestfractie gescheiden moeten worden, des te hoger het energieverbruik. |
Varianten |
|---|
Een variant die nog in ontwikkeling is, is de zogenaamde Bi-Polaire Membraan Elektro Dialyse (BPMED). Hier wordt een extra membraan geplaatst waar bijvoorbeeld ammonium wel door kan, maar grotere ionen (zouten) als calcium of kalium niet. Hierdoor kunnen de zouten selectiever worden gescheiden. |
Ingaande meststromen |
|---|
|
(Uitgaande) eindproducten |
|---|
Doordat de membranen alleen positieve of negatieve deeltjes doorlaten ontstaat er een geconcentreerde oplossingen die bestaat uit positieve deeltjes (H+, Na+, NH4+, K+, etc.) en negatief geladen deeltjes (HCO3- (waterstofcarbonaat)). De mineralenconcentraties zijn een factor 3 tot 4 hoger dan bij mineralenconcentraat3. (Persoonlijke mededeling:) aangezien het concentraat amper organische stof bevat, zal het voldoen aan de RENURE -criteria. De pH van het concentraat zal in de praktijk tussen pH 7 en 8 liggen.
Het effluent is een dunne mestfractie die is ontdaan van de zouten/ionen, maar waarin nog wel organische stof, organisch gebonden nutriënten en andere deeltjes aanwezig zijn. |
Bronnen en interessante links |
|---|
1. EMIS. (2010, Februari). Elektrodialyse. Opgeroepen op juli 25, 2023, van emis: https://emis.vito.be/nl/bbt/bbt-tools/techniekfiches/elektrodialyse 2. Lenntech. (2022). Elektrodialyse. Opgehaald van Lenntech: https://www.lenntech.nl/elektrodialyse.htm 3. Van Baak, W. (2023, 9 november). DGA / CEO owner van Water Future BV. 4. Van Gastel, J., & Vrielink, M. (1996). Reiniging van dunne meststromen door middel van elektrodialyse. Opgehaald van WUR: https://edepot.wur.nl/49158 5. Verdoes, N., Maasdam, R., Melse, R., Van Gastel, J., Gollenbeek, L., Bussmann, P., . . . Roefs, J. (2021). Overzicht en beoordeling van technologie voor verwaarden van mest. Wageningen: Wageningen Livestock Research. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/539373 |
Bijlages |
|---|
|
Bedrijven |
|---|
Voorbeelden van bedrijven die deze techniek ontwikkelen zijn:
|
Heb je vragen, opmerkingen of aanvullingen? Stuur dan een mail naar info@wikimest.nl.