Innovatief zuiveringsconcept verwijdert organische microverontreinigingen efficiënter

In Europa worden drinkwaterbronnen in toenemende mate verontreinigd door organische microverontreinigingen, zoals geneesmiddelen en hormoonverstorende stoffen. Ook in Nederland maken steeds meer partijen zich hier zorgen over. Zo waarschuwde de bestuursvoorzitter van Vitens, Lieve Declerq begin dit jaar tijdens een hoorzitting in de Tweede Kamer dat medicijnresten ook de toekomst van grondwaterbronnen in Nederland bedreigen. 

Innowatorproject ESTAB
De toenemende vervuiling van drinkwaterbronnen en het ontwikkelen van oplossingen waren voor een internationaal consortium de reden om in 2010 een subsidie aan te vragen voor een internationaal Innowatorproject. De Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (voormalig Agentschap NL) honoreerde de aanvraag, zodat verschillende partijen de afgelopen vier jaar een innovatief zuiveringsconcept konden ontwikkelen. Daarbij gaat het om KWR Watercycle Research Institute, Pentair Advanced Filtration (met X-Flow membraantechnologie), Veolia Water Solutions&Technologies Nederland, TU Delft, Vitens, Oasen, EPAS (België), De Watergroep (België) en het KompetenzZentrum Wasser Berlin (Duitsland) en de Berliner Wasserbetriebe (Duitsland). De resultaten zijn vorige maand gepresenteerd tijdens een congres bij Oasen in Gouda. 

Nanofiltratiemembraan

Erwin Beerendonk, projectmanager Drinkwaterbehandeling, van KWR licht de resultaten van het project toe. “Een van de innovaties is ontwikkeld door het toenmalige Norit, inmiddels Pentair. Daarbij gaat het om het X-Flow capillaire HF-nanofiltratiemembraan waarmee je in één enkele processtap microverontreinigingen kunt verwijderen. Bovendien is er minder voorzuivering nodig, waardoor het gehele zuiveringsproces goedkoper uitvalt.”

Zuiveringsresultaten

Door het nieuwe nanofiltratiemembraan te combineren met oeverfiltratie en actief koolfiltratie is het consortium erin geslaagd om goede zuiveringsresultaten te behalen. Zo blijkt uit een presentatie van Arne Verliefde van de TU Delft dat voor veel stoffen een rendement tussen de 97 en 100 procent werd gerealiseerd. De resultaten zijn veelbelovend; het onderzoek naar nieuwe membraan-concepten gaat door.
QSAR modellen
Daarnaast heeft het project volgens Beerendonk baanbrekende kennis opgeleverd over de toepassing van zogenaamde QSAR-modellen om de reactie van ongewenste stoffen op bepaalde zuiveringstechnieken te kunnen voorspellen. Toxicologen en milieuchemici maken hier al langer gebruik van in het kader van de risicobeoordeling van stoffen. Zo bepaalt de ordening van de atomen zoals koolstof, waterstof en zuurstof in een molecuul de oplosbaarheid in vet, en die oplosbaarheid bepaalt de giftigheid voor vissen. Zo’n verband heet een kwantitatieve structuur-activiteitsrelatie, afgekort QSAR. 
Voorspellen
Beerendonk wijst erop dat de waterzuiveringswereld steeds vaker met QSAR-modellen werkt. “Er komen immers steeds meer nieuwe stoffen bij. Door QSAR-modellen te gebruiken, extrapoleer je de kennis binnen een bepaald domein van chemische eigenschappen. Zo hoef je geen extra onderzoek uit te voeren om te kijken of een waterzuiveringsinstallatie deze stoffen wel aankan. Door de eigenschappen van de moleculen van de stoffen te koppelen aan de eigenschappen van het verwijderingsproces kun je de relatie in kaart brengen.”
Beerendonk benadrukt dat het niet voor ieder drinkwaterbedrijf is weggelegd. Om oeverfiltratie toe te passen, moet de installatie immers in de omgeving van een rivier liggen. Vitens is een van de drinkwaterbedrijven die inmiddels gebruik maakt van een vergelijkbaar zuiveringsconcept in Zwolle. 
Bronaanpak
Beerendonk wijst ook op het belang om de vervuiling bij de bron aan te pakken. De farmaceutische industrie, ziekenhuizen, artsen, apothekers en gebruikers kunnen bij het produceren, het voorschrijven en gebruiken van medicijnen een bijdrage leveren om het water minder te vervuilen. Wat er niet in komt, hoeft er ook niet uitgehaald te worden. 
Verschillende ziekenhuizen hebben hier inmiddels projecten voor. Een voorbeeld is Pharmafilter, een systeem voor verwerking van ziekenhuisafval en afvalwater. Een ander voorbeeld is Waterschap Groot Salland met het project ‘Grip op geneesmiddelen in de waterkringloop’. Daarin wordt onder meer gekeken onder welke voorwaarden medicijngebruikers bereid zijn hun urine op te vangen zodat medicijnresten niet in het riool komen.