Zuiver rioolwater

r. Jaap van der Graaf (CiTG) van de afdeling watermanagement, sectie gezondheidstechniek

Tussenstand: Ravazzini hoopt te promoveren in november 2006

“In Zuid-Italië, en op heel veel andere plekken in de wereld, wordt schoon drinkwater steeds schaarser, terwijl het aantal watergebruikers steeds groter wordt. Afvalwater is daarentegen wel overal in overvloed aanwezig. Ik onderzoek daarom mogelijkheden om rioolwater na een kort zuiveringsproces direct te hergebruiken voor bijvoorbeeld irrigatie, het doorspoelen van het toilet of voor industriële processen. Voor veel van die toepassingen zou rioolwater dat wel gezuiverd is, maar niet zover dat het drinkbaar is, al voldoende kwaliteit hebben. Het is natuurlijk heel onlogisch dat boeren veel geld uitgeven aan kunstmest, en vervolgens ook aan de waterzuiveringsinstallatie om al die voedingsstoffen weer uit het afvalwater te verwijderen.

In het laboratorium zuiver ik rioolwater met ultrafiltratie, waarbij het water onder druk door een membraan met superfijne poriën wordt geperst. In het rioolwater bevinden zich zwevende stoffen, zoals zanddeeltjes, organisch materiaal, voedingsstoffen zoals fosfaat en nitraat, en bacteriën. Met de ultrafiltratie verwijder ik alle grote deeltjes. In het gezuiverde water bevinden zich alleen nog voedingsstoffen en organische verbindingen, omdat alleen ionen en macromoleculen door de kleine poriën van het membraan passen.

Het gezuiverde water is prima geschikt om robuuste gewassen mee te irrigeren. Tarwe, bijvoorbeeld, of soja en fruitbomen. Ik zie voor me dat een boer een ultrafiltratie-installatie op zijn land zet en deze aansluit op de dichtstbijzijnde rioolpijp.

Tot nu toe werd ultrafiltratie alleen toegepast als laatste stap in een zuiveringsproces, dus met vrijwel zuiver water en nooit direct voor vuil water. Verwacht werd namelijk dat de poriën van het membraan meteen zouden verstoppen met de zwevende stoffen. Maar ik heb in het laboratorium gemerkt dat onder bepaalde omstandigheden het membraan in het begin wel vervuilt, maar nog prima functioneert. Bovendien vervuilt het daarna niet verder. Ik denk dus dat het wel mogelijk is om ultrafiltratie toe te passen op rioolwater.

Ik onderzoek ook wat de effecten zijn op het zuiveringsrendement, als afvalwater eerst gezuiverd wordt met ultrafiltratie. Wanneer de capaciteit van de aanwezige zuiveringsinstallaties tijdelijk te klein is, in de zomer bijvoorbeeld, zou een extra ultrafiltratie het teveel aan afvalwater kunnen voorzuiveren.

Eventueel zou in de toekomst slechts een deel van het water gezuiverd kunnen worden tot drinkwaterkwaliteit. Dat verder zuiveren kan dan bijvoorbeeld met omgekeerde osmose. Dat is een andere membraanfiltratietechniek met nog veel fijnere poriën, waardoor ook ionen worden afgescheiden, en je echt zuiver water overhoudt – puur H2O dus. Er bestaan ook goedkopere technieken om tot drinkwaterkwaliteit te zuiveren. Aan mij de taak om een optimum te vinden tussen de extra kosten en de extra kwaliteit van verder zuiveren.” (IdB)

www.watermanagement.tudelft.nl

Naam: Aldo Ravazzini (28)

Nationaliteit: Italiaans

Onderwerp: Direct ultrafiltration of municipal waste water

Promotor: prof.ir. Jaap van der Graaf (CiTG) van de afdeling watermanagement, sectie gezondheidstechniek

Tussenstand: Ravazzini hoopt te promoveren in november 2006

“In Zuid-Italië, en op heel veel andere plekken in de wereld, wordt schoon drinkwater steeds schaarser, terwijl het aantal watergebruikers steeds groter wordt. Afvalwater is daarentegen wel overal in overvloed aanwezig. Ik onderzoek daarom mogelijkheden om rioolwater na een kort zuiveringsproces direct te hergebruiken voor bijvoorbeeld irrigatie, het doorspoelen van het toilet of voor industriële processen. Voor veel van die toepassingen zou rioolwater dat wel gezuiverd is, maar niet zover dat het drinkbaar is, al voldoende kwaliteit hebben. Het is natuurlijk heel onlogisch dat boeren veel geld uitgeven aan kunstmest, en vervolgens ook aan de waterzuiveringsinstallatie om al die voedingsstoffen weer uit het afvalwater te verwijderen.

In het laboratorium zuiver ik rioolwater met ultrafiltratie, waarbij het water onder druk door een membraan met superfijne poriën wordt geperst. In het rioolwater bevinden zich zwevende stoffen, zoals zanddeeltjes, organisch materiaal, voedingsstoffen zoals fosfaat en nitraat, en bacteriën. Met de ultrafiltratie verwijder ik alle grote deeltjes. In het gezuiverde water bevinden zich alleen nog voedingsstoffen en organische verbindingen, omdat alleen ionen en macromoleculen door de kleine poriën van het membraan passen.

Het gezuiverde water is prima geschikt om robuuste gewassen mee te irrigeren. Tarwe, bijvoorbeeld, of soja en fruitbomen. Ik zie voor me dat een boer een ultrafiltratie-installatie op zijn land zet en deze aansluit op de dichtstbijzijnde rioolpijp.

Tot nu toe werd ultrafiltratie alleen toegepast als laatste stap in een zuiveringsproces, dus met vrijwel zuiver water en nooit direct voor vuil water. Verwacht werd namelijk dat de poriën van het membraan meteen zouden verstoppen met de zwevende stoffen. Maar ik heb in het laboratorium gemerkt dat onder bepaalde omstandigheden het membraan in het begin wel vervuilt, maar nog prima functioneert. Bovendien vervuilt het daarna niet verder. Ik denk dus dat het wel mogelijk is om ultrafiltratie toe te passen op rioolwater.

Ik onderzoek ook wat de effecten zijn op het zuiveringsrendement, als afvalwater eerst gezuiverd wordt met ultrafiltratie. Wanneer de capaciteit van de aanwezige zuiveringsinstallaties tijdelijk te klein is, in de zomer bijvoorbeeld, zou een extra ultrafiltratie het teveel aan afvalwater kunnen voorzuiveren.

Eventueel zou in de toekomst slechts een deel van het water gezuiverd kunnen worden tot drinkwaterkwaliteit. Dat verder zuiveren kan dan bijvoorbeeld met omgekeerde osmose. Dat is een andere membraanfiltratietechniek met nog veel fijnere poriën, waardoor ook ionen worden afgescheiden, en je echt zuiver water overhoudt – puur H2O dus. Er bestaan ook goedkopere technieken om tot drinkwaterkwaliteit te zuiveren. Aan mij de taak om een optimum te vinden tussen de extra kosten en de extra kwaliteit van verder zuiveren.” (IdB)

www.watermanagement.tudelft.nl