Vergelijkende prestatie-evaluatie van chemische coagulanten bij zuivering van zuivelafvalwater: een meercriteria-besluitvormingsaanpak

Waarom melkfabrieken en rivieren met elkaar verbonden zijn

Achter elk glas melk of stukje kaas schuilt een verborgen stroom vervuild water. Zuivelfabrieken gebruiken grote hoeveelheden water om te spoelen, reinigen en produceren, en dit afvalwater zit vol melkresten, vetten en reinigingsmiddelen. Als het niet goed wordt behandeld, kunnen nabijgelegen rivieren en meren snel zuurstof verliezen en moeite hebben om vis en ander leven te ondersteunen. Deze studie onderzoekt hoe een grote zuivelfabriek in Bangladesh haar afvalwater reinigt en hoe eenvoudige, betaalbare chemicaliën die reiniging zowel effectiever als makkelijker beheersbaar kunnen maken.

Hoe een zuivelfabriek het water reinigt

De onderzoekers concentreerden zich op een zuiveringsinstallatie gekoppeld aan een grote zuivelfabriek nabij Dhaka, Bangladesh. Deze installatie combineert twee veelgebruikte biologische processen: één die microben inzet in aanwezigheid van zuurstof en één die zonder werkt. Samen breken ze het organische materiaal af dat achterblijft na melkverwerking. Het team verzamelde watermonsters bij de inlaat en uitlaat van de zuiveringsinstallatie tijdens drie verschillende seizoenen — moesson, winter en zomer — om te onderzoeken of de installatie onder wisselende weers- en productieomstandigheden goed bleef functioneren.

Controleren of het water aan de regels voldoet

Om de prestaties te beoordelen volgden de wetenschappers verschillende standaardindicatoren voor waterkwaliteit. Daartoe behoorden maten voor hoeveel zuurstof het afvalwater zou verbruiken tijdens afbraak (BOD en COD), hoeveel opgeloste mineralen het bevat (TDS) en hoeveel fijne deeltjes het meevoert (TSS), samen met de zuurtegraad (pH). Ze vergeleken het gezuiverde water van de installatie met nieuwe nationale lozingslimieten in Bangladesh. In alle drie de seizoenen verminderde de installatie consequent BOD en COD met ongeveer 97–98% en verminderde opgeloste en zwevende vaste stoffen met meer dan 90%. De pH van het water verschuifde van licht zuur bij de inlaat naar een veilige, neutrale range bij de uitlaat. Simpel gezegd zette het bestaande behandelingssysteem zeer vervuild zuivelafvalwater om in water dat schoon genoeg is om aan de nieuwste milieunormen van het land te voldoen.

Waarom een chemische hulpstap toevoegen

Zelfs met goede biologische behandeling profiteren fabrieken vaak van een "primaire" behandelingsstap die eerder plaatsvindt. In deze studie onderzocht het team zo’n stap gebaseerd op chemische coagulatie, waarbij toegevoegde chemicaliën kleine deeltjes en sommige opgeloste stoffen samenklonteren en bezinken. Ze testten drie veelgebruikte, goedkope coagulanten — ijzer(III)chloride (ferric chloride), ijzer(II)sulfaat (ferrous sulfate) en polyaluminiumchloride — in combinatie met kalk, die helpt de zuurgraad aan te passen en de klontering te versterken. Met potproeven die echte tanks nabootsen, probeerden ze verschillende dosiscombinaties en maten vervolgens hoeveel extra vervuiling werd verwijderd. Geen enkele chemische mix was het beste voor alle verontreinigende stoffen, wat een praktijkprobleem oplevert: welke optie moet een installatie kiezen als ze meerdere waterkwaliteitsproblemen tegelijk wil aanpakken?

De besluitvormingshulpmiddelen de voorkeur laten kiezen

Om dat dilemma op te lossen, gebruikten de onderzoekers methoden uit de besluitvormingstheorie die bekendstaan als meercriteria-besluitvormingsmethoden. In plaats van elke chemische combinatie te beoordelen op één enkele maat, wegen deze methoden de prestaties over meerdere doelstellingen tegelijk — in dit geval verbetering van BOD, COD, TDS en TSS. Het team paste drie afzonderlijke rangschikkingstechnieken toe, elk met een andere mathematische benadering maar met gelijke belangrijkheid toegekend aan alle vier de vervuilingsmaatregelen. Opmerkelijk genoeg wezen alle drie methoden naar dezelfde winnaar: een mengsel van kalk en ijzer(II)sulfaat, beide op 100 milligram per liter. Deze combinatie verwijderde ongeveer 94% van BOD, 86% van COD, 52% van opgeloste vaste stoffen en 94% van de zwevende vaste stoffen, en bood een sterke, goed gebalanceerde prestatie in plaats van op slechts één maat uit te blinken.

Wat dit betekent voor schoner water en betaalbare behandeling

Voor niet-specialisten is de kernboodschap dat relatief eenvoudige chemie, begeleid door zorgvuldige vergelijkende instrumenten, de zuivering van zuivelafvalwater zowel schoner als betrouwbaarder kan maken. De Bangladeshse installatie voldoet al aan strikte nationale regels, maar het toevoegen van een geoptimaliseerde chemische voorbehandeling — met name kalk plus ijzer(II)sulfaat bij de geïdentificeerde dosis — kan de belasting van de biologische units verlichten en een veiligheidsmarge bieden naarmate de productie toeneemt. De studie laat zien dat installatiebeheerders, in plaats van te gokken of zich te richten op één enkele vervuilingsmaat, gestructureerde rangschikkingsmethoden kunnen gebruiken om het chemische recept te kiezen dat rivieren en gemeenschappen het beste beschermt, terwijl het betaalbaar en praktisch blijft in gebruik.

Bronvermelding: Al Jobair, A., Kwoshik, M.M.K., Ahmed, T. et al. Comparative performance evaluation of chemical coagulants in dairy wastewater treatment: a multi-criteria decision-making approach. Sci Rep 16, 13097 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42339-9

Trefwoorden: zuivelafvalwater, coagulatiebehandeling, industrie Bangladesh, lozingsnormen, besluitvormingsmethoden