Van rioolwater tot ultrapuur water: oplossing voor het medicijnrestenprobleem

Dinsdagavond 19 maart 2024

 

De laatste van de waterlezingenserie in Wetsus

Medicijnrestenproblematiek in ons water

Wetsus en de Leeuwarder Courant organiseren publiekslezingen, die de grenzen van nieuwsgierigheid verleggen. Deze lezingen over watertechnologie zijn bedoeld om de fascinerende wereld van kennis en innovatie te ontdekken. 

Vanavond vindt één van die lezingen - de laatste van de serie van zes - plaats in Wetsus te Leeuwarden.

Het thema van deze avondlezing is: ‘Van rioolwater tot ultrapuur water: oplossing voor het medicijnrestenprobleem.’

De sprekers vanavond zijn Roel Meulepas van Wetsus en Gerrit Veenendaal van NieuWater.

Meulepas en Veenendaal presenteren ons vanavond een oplossing voor het medicijnrestenprobleem door het transformeren van rioolwater tot ultrapuur water. Zo leren wij meer over deze innovatieve aanpak en over de mogelijke impact ervan op ons milieu.

Lezing van Roel Meulepas van Wetsus

Het wateronderzoek in het laboratorium speelt zich onderin het gebouw van Wetsus af. Bij Wetsus werken wetenschappers en bedrijven (meer dan 100) en hoogleraren (meer dan 50) met elkaar samen.

Wetsus onderscheidt daarbij de volgende vier onderzoekslijnen: 

1. Duurzaam water, 
2. Gezond milieu, 
3. Droogte-weerbaarheid en 
4. Teruggewonnen grondstoffen. 

In de rioolwaterzuiveringsinstallaties komt zeer verontreinigd water binnen. Dat wordt in de volgende vier fasen behandeld: Voorbezinkers, Oxidatiesloot, Bezinker, Oppervlaktewater.

Ons natuurlijke oppervlaktewater is beter van kwaliteit dan wat op het oppervlaktewater wordt geloosd na de rioolwaterzuivering. 

Nóg zuiverder is ons drinkwater, en het meest zuivere water is ultrapuur water (daar zijn nagenoeg alle mineralen onder andere uit verwijderd). Dit ultrapuur water is geschikt voor sommige industriële bedrijven. 

In water dat op het oppervlaktewater wordt geloosd vanuit de rioolwaterzuiveraar kunnen nog wel medicijnresten zitten (zoals bijvoorbeeld antidepressiva, pijnstillers; weliswaar heel weinig), die men er eigenlijk nog wel uit wil halen. 

Vissen en schelpdieren die in het oppervlaktewater te maken krijgen met die medicijnrestenvervuiling kunnen hier wel problemen mee ervaren. Bij mensen verwacht men die problemen niet; alleen als er sprake zou zijn van heel lange belasting van het water met medicijnresten.

Bij de ontwikkeling van medicijnen wordt nu al geprobeerd ze nog beter te maken, of ze nog minder te laten gebruiken, of te kijken hoe je de schadelijke stoffen voor ons oppervlaktewater er nog uit kunt halen. Wat je er niet in stopt, hoef je er uiteraard later ook niet uit te halen, immers.

Waterschappen en rioolzuiveraars hebben programma’s om die technologie van het verdergaand zuiveren van rioolwater verder door te ontwikkelen. Eén van die technologieën wordt nu vanavond gepresenteerd.

Lezing van Gerrit Veenendaal van NieuWater

Zo'n technologie wordt al zo'n 14 jaar toegepast bij NieuWater in Emmen.

Ze hebben een waterkringloopsluiting voor een optimaal waterbeheer.

We zullen er voor moeten zorgen dat we het in Nederland toch wel beperkt beschikbare zoetwater kunnen gaan hergebruiken.

Dat wordt gedaan in de ultrapuur-waterfabriek van NieuWater in Emmen. 

In ultrapuur water zit eigenlijk niets meer aan verontreiniging. Die zuivering wordt met zo weinig mogelijk chemicaliën gedaan, om te voorkomen dat ze meer dan het nodige afval creëren. Dat doen ze dan met membramen, met membraanfiltratie. Daarmee verwijderen ze onder andere medicijnresten, virussen, calcium en zout, totdat je alleen nog maar ultrapuur water overhoudt. 

Membraan is gemaakt van polymeer. Dat is heel sterk, en kan wel verstoppen, maar polymeer lost niet op en schuurt niet af bij waterzuivering. 

Je kunt ook door destilleren zuiver water verkrijgen, maar het is duidelijk dat het gezuiverde water op die manier minder schoon is dan zoals men dat momenteel in Emmen bij NieuWater doet met het onderstaande zuiveringsproces:

• 1. Ultrafiltratie wordt gedaan met rietjes in cassettes in een rek, en daardoor krijg je al heel schoon water.
• 2 In de gebruikte Bodac-filters zit actieve kool. Dat heeft een gigantisch oppervlak om er gedurende de benodigde tijd bacteriën op te laten groeien. Met deze filters verwijder je ook medicijnresten, wat door de bacteriën in die filters wordt gedaan. 
• 3. Dan volgt de zogenoemde Omgekeerde osmose, met veel membramen in buizen, met een totale oppervlakte van 40.000 m2; en dan ook nog tweemaal achterelkaar, waarbij beide keren zo'n 98% vervuiling wordt afgevangen.
• 4. Bij de laatste fase van Electro De-ionisatie, worden de zouten verwijderd zonder chemicaliën.

Door en na deze vier zuiveringsfasen verkrijg je ongekend schoon water, het zogenoemde ultrapure water. 

De olie-industrie gebruikt ultraschoon water, want olie moet je opwarmen, en dat doe je met stoom, onder een temperatuur van 326 graden, en dat kan met ultrapuur water. Verder gaat puurwater naar de chemische industrie, wordt het gebruikt voor stadsverwarming, en tevens door de farmaceutische industrie. 

Het eindproduct ultraschoon water kost overigens ongeveer 3 euro per kuub water. 

Deze fabriek van NieuWater draait al 14 jaar, en levert bijna zuiver water, waar bijna niets mee in zit.

Ultrapuur water is prima geschikt om bijvoorbeeld voor de productie van waterstof te worden gebruikt.

Eén van de ontwikkelingen is dat momenteel wordt onderzocht of voortaan met ultra-schoonwaterfabriek kan worden gewerkt, die rioolwater zover kunnen zuiveren dat het gezuiverde water rechtstreeks als drinkwater kan worden gebruikt. Daarbij wordt dan onderzocht of je de huidige water-uitstroom aan het eind van de rioolwaterzuivering kunt gebruiken om dat nog verder te zuiveren tot drinkwater. Dat testen wordt door Wetsus in Leeuwarden gedaan, met heel veel onderzoek.

Roel Meulepas over de Bodac-technologie.

Bij de Bodac-technologie wordt gewerkt met actieve kool, dat een heel groot oppervlakte heeft vanwege alle kanalen en poriën van dat kool. Actieve kool kan door gebruik te maken van die enorme oppervlakte veel ongewenste stoffen uit water verwijderen door adsorptie.

Maar, je zou kunnen denken dat die oppervlakte van dat actieve kool op een gegeven momoment vol vervuiling zit, maar dat gebeurt niet bij dit Bodac-proces, want in de praktijk van alledag blijkt juist dat in dit proces als vanzelf voortdurend actieve kool wordt geregenereerd. Bij NieuWater blijkt bijvoorbeeld dat de actieve kool zelfs nu na 13 jaar (nog) niet vervangen hoeft te worden.

Er komt bij dit proces op die manier een biofilm (door biologische afbraak) op actieve koolkorrels. 

Bij biologische afbraak worden de moleculen steeds kleiner, totdat je ultrapuur water overhoudt.

De Bodac-filters zijn dus gevuld met actieve koolkorrels, en die blijven zitten en blijven werken.

Dit zuiveringsproces van deze Bodac-filters duurt slechts enkele minuten, want actieve kool doet onmiddellijk zijn zuiverende werk.

Omgekeerde osmose na de BODAC

Er kan vervuiling optreden in de membranen, die bij de waterzuivering worden gebruikt. Dat kan bijvoorbeeld doordat microdeeltjes, organisch & anorganisch materiaal en het biofilm kan gaan groeien. 

Bodac zorgt er echter voor dat dat niet gebeurt. Het is namelijk zo dat in dit proces de mineralen heel goed worden verwijderd, zoals ijzer en mangaan. Het is daardoor dat de membranen heel goed (blijven) werken. 

Het wordt noodzakelijk geacht dat medicijnresten op termijn niet meer in gezuiverd water zitten. In het Bodac-proces worden hele goede condities gecreëerd om medicijnresten te verwijderen, namelijk biologisch en met mangaanoxide (met hele sterke oxidanten). Zo zijn er meerdere processen die een rol spelen bij de medicijnrestenverwijdering. Bodac zorgt dus ook voor de verwijdering van medicijnresten uit het water, en daarom is de conclusie gerechtvaardigd te zeggen dat Bodac een hele goede techniek van waterzuivering is.

Toch moet je stellen dat de momenteel beschikbare technologie nog niet helemaal afdoende is, want we kunnen nog niet alle medicijnresten afvangen, en ook stoffen zoals bepaalde metalen en radioactief materiaal kan met deze methode (nog) niet worden verwijderd. 

Bodac kan gaan zorgen voor de mogelijkheid van (meer) waterhergebruik, hetgeen we in de toekomst steeds meer moeten gaan doen, want ook in Nederland is zoet oppervlaktewater een schaars goed.