PWN start bouw innovatieve voorzuiveringsinstallatie in Andijk
|
 |
PWN Waterleidingbedrijf Noord-Holland start woensdag 25 januari in Andijk met de bouw van een innovatieve voorzuiveringsinstallatie van 50 miljoen euro voor de productie van drinkwater. Daarbij gaat het bedrijf als eerste ter wereld gebruik maken van ionenwisseling als eerste stap in het zuiveringsproces van oppervlaktewater. "Ruim zeven jaar onderzoek ging vooraf aan de bouw van de nieuwe installatie", stelt R&D-directeur Gilbert Galjaard van PWN Technologies BV. De volle dochter van het nutsbedrijf is speciaal opgericht om soortgelijke oplossingen wereldwijd aan te bieden aan drinkwaterproductiebedrijven.
"Zeven jaar geleden zijn wij met een aantal partijen, waaronder de Universiteit Twente en installatiebouwer RWB, ondersteund door een subsidie van Economische Zaken, gestart met het onderzoek naar het gebruik van ionenwisseling als eerste stap in het zuiveringsproces", vertelt Galjaard. Ionenwisseling komt neer op het gebruik van kleine bolletjes kunsthars om bepaalde bestanddelen (ionen) uit vloeistoffen, zoals water, te verwijderen. De bolletjes wisselen, in het geval van een anionhars, chloride ionen uit tegen andere negatief geladen ionen en zijn meestal verpakt in een kolom of een harscilinder. Deze harsen zijn, nadat ze beladen zijn met het verwijderde bestanddeel, opnieuw te gebruiken door deze te spoelen (regeneren) met hoge concentraties zout (chloride).
Uitdagingen
Volgens Galjaard werd het team tijdens de start van het project geconfronteerd met een aantal uitdagingen. "Zo was de bestaande drinkwaterinstallatie in Andijk uit 1968 verouderd. Ook moesten we de capaciteit van de voorzuiveringsinstallatie vergroten van 3200 kubieke meter per uur naar 5000 kubieke meter per uur. Alleen op die manier kunnen we in de komende decennia de leveringszekerheid van drinkwater in Noord-Holland garanderen. Verder vereist het water uit het IJsselmeer, dat wij voor drinkwater gebruiken, door de wisselende waterkwaliteit, een zuiveringstap waarmee alle deeltjes uit het water worden verwijderd."
Zuiveren met ionenwisseling
De wens was om een zogenaamde absolute filtratiestap te gebruiken zoals ultra- of microfiltratie in plaats van de huidige zandfilters. De polymere ultrafiltratiemembranen die PWN in haar onderzoek in eerste instantie gebruikte om het water voor te zuiveren, bleken veel te snel met organische stoffen te vervuilen. "Daarom zijn wij op zoek gegaan naar manieren om de organische vervuiling van de membranen terug te dringen. En die hebben we gevonden in de vorm van ionenwisseling (SIX). Grootste uitdaging in het gebruik van ionenwisseling als eerste stap in het zuiveringsproces van oppervlaktewater is het voorkomen van de vorming van een biofilm op het hars. Door zo'n biofilm kan het hars geen ionen meer wisselen en gaat het proces in plaats van organische stoffen verwijderen, juist organische stoffen produceren."
Energiebesparing
Naast de verwijdering van opgeloste organische stoffen, verwijdert ionenwisseling eveneens nitraat en verbetert het de doorlaatbaarheid van UV-licht aanzienlijk. Deze combinatie past uitstekend bij het proces van geavanceerde oxidatie met UV en waterstofperoxide, dat PWN eveneens als eerste ter wereld introduceerde in Andijk. Deze techniek vormt een universele barrière tegen organische microverontreinigingen, zoals bestrijdingsmiddelen en medicijnresten. Door de verbetering van de waterkwaliteit met ionenwisseling voorafgaand aan geavanceerde oxidatie neemt het energieverbruik met gemiddeld 30 procent af", aldus Galjaard.
Keramische membranen
Uit de eerste experimenten met polymeermembranen bleek dat het verwijderen van de organische bestanddelen met ionenwisseling een positieve invloed had op de stabiliteit van het ultrafiltratieproces. Deze polymeermembranen hebben echter een gemiddelde levensduur van vijf tot zeven jaar. Het naar voren halen van de waterstofperoxide dosering (nodig voor de geavanceerde oxidatie) verbeterde de prestaties van de membranen, maar kwam de levensduur niet ten goede. Galjaard: "Daarom hebben we samen met het toenmalige NGK (nu Metawater) de mogelijkheden van keramische membranen onderzocht. Keramische membranen zijn resistent tegen chemicaliën en zij hebben een langere levensduur (15-20 jaar). De eerste testen zagen er veelbelovend uit, maar door de hogere investeringskosten twijfelden wij in eerste instantie of dit proces economisch haalbaar zou zijn. Daarom zijn wij in 2007 afgereisd naar Japan waar we een aantal grote installaties die met deze membranen werken, hebben bekeken."
Na afloop van de reis werd al snel duidelijk dat onder meer de grote hoeveelheden staal en kleppen die in de Japanse installaties werden gebruikt de economische haalbaarheid van de Nederlandse installatie in de weg zou staan. Samen met RWB in Almelo en Deltares in Delft, en met behulp van een innowatersubsidie, werd een oplossing gevonden door circa 200 keramische membranen in één drukvat te plaatsen. Galjaard: "Daardoor konden we het aantal kleppen en de hoeveelheid staal, enorm terugbrengen. Belangrijker was echter de enorme verbetering die behaald werd in de recovery. In het Ceramac-concept worden namelijk 200 membranen tegelijkertijd teruggespoeld ten opzichte van maximaal 10 membranen in het bestaande Japanse ontwerp. Bij vergelijking van de kosten werd het gebruik van keramische membranen in dit vernieuwde Ceramac-ontwerp wel economisch aantrekkelijk."
Verschillende voordelen
De combinatie van de verschillende technologieën heeft veel voordelen. Zo resulteert het gebruik niet alleen in een hogere waterkwaliteit, maar ook in een lager energieverbruik, een lager chemicaliënverbruik en een lagere milieubelasting. "We hebben een aantal problemen waar veel waterleidingbedrijven mee kampen, opgelost. Daarom was er veel belangstelling, ook vanuit het buitenland. Singapore meldde zich als eerste. Daar staat sinds de opening van de International Water Week in juli 2011 een kopie van de Ceramac proefinstallatie in Andijk. De Public Utility Board van Singapore is zeer enthousiast over de eerste resultaten en neemt deze mee in haar visie op de noodzakelijke aanpassingen voor huidige en toekomstige installaties. Daarnaast hebben waterleidingbedrijven uit het Verenigd Koninkrijk, de VS en Australië belangstelling getoond voor Ceramac, SIX en de combinatie van beide technieken", besluit Galjaard.
(WaterForum Online, 24 januari 2012) |
