Project

Sluiten van de watercyclus

Effect van combinatie van ozon en keramische membraanfiltratie
Deze pagina is bijgewerkt op August 3, 2021
Sluiten van de watercyclus
Startdatum
15/09/2020
Einddatum
31/12/2022
Label
(Afval)waterhergebruik en resource recovery
Contact

Roberta Hofman-Caris
KWR Water Research Institute

Erwin Beerendonk
KWR Water Research Institute

Betrokken partijen

Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier, PWN Technologies R&D, PWN Waterleidingbedrijf Noord-Holland, Tata Steel IJmuiden b.v., Waternet

Voor het sluiten van de watercyclus moeten stappen worden gemaakt om effluent te zuiveren van organische microverontreinigingen. Huidige RWZI’s zijn niet specifiek ontworpen om dergelijke stoffen – die een breed scala kunnen beslaan – uit het afvalwater te verwijderen. Wanneer dit wel het geval is, neemt de kwaliteit van het effluent aanzienlijk toe. Dit biedt de mogelijkheid om het effluent niet te lozen op oppervlaktewater maar in te zetten voor andere, hoogwaardigere toepassingen. In eerder onderzoek is nagegaan in hoeverre het effluent van RWZI Wervershoof gezuiverd zou moeten worden om aan dezelfde kwaliteitseisen te kunnen voldoen als het WRK-water (voorgezuiverd water uit het IJsselmeer). De vragen die hieruit naar voren kwamen moeten worden beantwoord voordat daadwerkelijk sprake kan zijn van een gesloten watercyclus.

Technologie

Het plan is om voor de effluentbehandeling in Wervershoof ozonatie te combineren met keramische membraanfiltratie. Uit internationale literatuur en uit onze vorige experimenten blijkt dat deze aanpak tot een synergetisch effect kan leiden, maar hoe dit precies ontstaat is nog onvoldoende bekend. Gedacht wordt aan de vorming van hydroxylradicalen, waardoor de interactie niet alleen tot minder fouling van de membranen leidt (zoals al is vastgesteld), maar ook tot extra afbraak van bijvoorbeeld organische microverontreinigingen. Voor optimalisering van dit effect en de daarmee samenhangende zuivering, is een beter begrip nodig van de processen die eraan ten grondslag liggen.

Een ander probleem bij het gebruik van ozon is de vorming van bromaat. Met innovatieve doseringstechnieken kunnen lokale ozonconcentraties mogelijk omlaag, wat bromaatvorming tegengaat. Ook zijn er aanwijzingen dat de combinatie van ozon met keramische membranen hierin helpt.

Uitdaging

Een betere waterkwaliteit, minder membraanvervuiling en het tegengaan van bromaatvorming: met meer begrip van onderliggende mechanismen kan ozonatie van effluent door afbraak van organische microverontreiniging mogelijk tot deze resultaten leiden. Vermoedelijk hangt het optimaliseren van ozonatie samen met een interactie tussen de TiO2-toplaag van het membraan en ozon, waarbij radicalen kunnen worden gevormd die organische microverontreinigingen afbreken. Daarnaast zal worden bestudeerd hoe een aangepaste ozondosering de bromaatvorming kan verminderen. Dit alles zou het proces niet alleen effectiever, maar ook efficiënter en daarmee goedkoper en minder milieubelastend maken. Ook wordt in dit onderzoek nagegaan in hoeverre het RWZI-effluent door de voorgestelde behandeling kan voldoen aan de hoge kwaliteitseisen voor WRK-water en welke andere toepassingen voor dit water in beeld komen.

Oplossingen

Onderzocht wordt welke processen bij de interactie van ozon met het keramische membraanoppervlak plaatsvinden. Wanneer hierbij inderdaad radicalen worden gevormd, gaat dit niet alleen membraanvervuiling tegen maar draagt dit mogelijk ook significant bij aan afbraak van organische microverontreinigingen en aan beperking van bromaatvorming. Dit betekent dat een beter begrip van de onderliggende processen helpt om het totale effect te optimaliseren. Daarnaast willen we, met behulp van door PWNT ontwikkelde technieken, de ozondosering zodanig aanpassen dat bromaatvorming wordt voorkomen of zoveel mogelijk beperkt.

Deel op