Medicijnresten beter verwijderbaar uit afvalwater met tweetrapszuivering

In de pilot, onderdeel van het TKI-programma van de Topsector Water, worden bestaande technieken en onderzoeksresultaten slim gecombineerd. Hofman-Caris: “Aangezien de meeste geneesmiddelen hydrofiel en goed oplosbaar in water zijn, zijn ze niet eenvoudig te verwijderen. Toch lukt het over het algemeen vrij goed om ze in drinkwater af te breken met behulp van geavanceerde oxidatie, zoals UV/peroxide proces”, vertelt ze. “Maar het probleem van afvalwater is dat er heel veel organisch materiaal in zit dat stoort bij  de afbraak van die medicijnresten. Het organisch materiaal zorgt voor een lage UV-transmissie, het licht komt moeilijk door het water heen.”


Roberta Hofman-Caris, KWR, bij de proefopstelling.     >foto: still video KWR

Geavanceerde oxidatie
Daardoor is UV/waterstofperoxide (UV/H202) in afvalwater tot nog toe alleen effectief wanneer er enorm veel energie wordt gebruikt. Dit bracht de projectpartners tot de gedachte dat het effectief kan zijn om eerst het organisch materiaal uit het water te halen voordat geavanceerde oxidatie wordt ingezet.
Voor aanvang van de pilot werd in het laboratorium gekeken naar diverse methoden voor die eerste zuiveringsstap. Ionenwisseling bleek een effectieve methode om organisch materiaal te verwijderen. Hofman-Caris: “Met name de humuszuurfractie is hiermee goed te verwijderen uit afvalwater. En onze indruk is dat dit met name een storende factor is het zuiveren op medicijnresten.”

Energiezuinig
KWR werkt in dit project samen met PureBlue Water, Waterschapsbedrijf Limburg (WBL) en Waterleidingmaatschappij Limburg (WML). Het waterschapsbedrijf maakte het mogelijk deze innovatie te testen in een pilot-opstelling bij RWZI Panheel. Hier bleek dat de humuszuren inderdaad door ionenwisseling uit het effluent worden verwijderd. De waterkwaliteit verbeterde hierdoor dusdanig, dat het oxidatieproces veel effectiever werd. Ook bleek het energieverbruik van het oxidatieproces significant lager te zijn na voorbehandeling. Hofman-Caris: “Het scheelt uiteindelijk in het hele zuiveringsproces meer dan tachtig procent energie.”Daarmee wordt de tweetrapsmethode ook economisch aantrekkelijk. Hofman-Caris stelt dat de geschatte kosten, zo’n 20-30 cent per kuub, vergelijkbaar zijn met de schattingen voor andere processen, zoals filtratie over actieve kool en ozonisatie. “Al met al vormt dit de gehoopte uitkomst”, aldus de KWR-onderzoeker.

Actieve kool
Actieve koolfiltratie als nageschakelde zuivering wordt op dit moment in Duitsland volop onderzocht. Ook STOWA doet hier onderzoek naar. Hofman-Caris verwacht dat de combinatie van ionenwisseling en geavanceerde oxidatie voor Nederland een veelbelovend alternatief is. “Actieve kool is op zich wel geschikt om bepaalde geneesmiddelen te zuiveren uit water. Maar in hoeverre dat  goed gaat als je ook veel organisch materiaal in het water hebt, is de vraag. In het lab hebben we gezien dat het ook na het verwijderen van organisch materiaal lastig blijft om de wateroplosbare geneesmiddelen uit het water te halen.”

Ozon
Ozon wordt in Zwitserland, waar de grote RWZI’s verplicht medicijnresten uit het afvalwater moeten verwijderen, op grote schaal ingezet. Een voor Nederland minder geschikte methode, verwacht Hofman-Caris.“ Wij hebben vrij veel bromide in het water en dat maakt het tot een slecht idee om daar alleen ozon in te gooien. Ozon met bromide geeft kankerverwekkend bromaat. Dan moet je dus allerlei trucs verzinnen om onder de bromaat-norm te blijven.”

Veel belangstelling
De pilot op RWZI Panheel leidde tot veel belangstelling voor de tweetrapsverwijderingsaanpak uit het buitenland. Duitse collega’s namen een kijkje bij de proefopstelling en zijn met KWR in gesprek over de mogelijkheden. Hofman-Caris: “Ik hoop dat we ook over de grens hiermee verder kunnen.”

Bekijk hier een video over de pilot op rwzi Panheel