Nieuwe waterzuivering wast ultraschoon

In Nederland hebben we wat drinkwatervoorziening betreft niet te klagen. Schadelijke stoffen worden verwijderd door actieve koolfiltratie, snelfiltratie, zandfiltratie, enzovoort. Maar verwijderen deze technieken a’lle schadelijke stoffen? Het zou goed kunnen dat organische microverontreinigingen, die ongemerkt in lage concentraties aanwezig zijn, door het zuiveringssysteem heen glippen. De behandeling is namelijk gebaseerd op bekende stoffen, waarvan na de zuivering kan worden aangetoond dat ze uit het water zijn gevist.

Een nieuwe, wellicht betere manier, om water te zuiveren is geavanceerde oxidatie. Bij deze techniek wordt waterstofperoxide toegevoegd aan het water en vervolgens bestraald met UV-licht. Door de hoge energie splitsen de waterstofperoxidedeeltjes op in hydroxylmoleculen. Deze deeltjes zijn zeer reactief. Het zijn zogenaamde radicalen, vergelijkbaar met de vrije radicalen die in het lichaam DNA beschadigen. Ze vernietigen vrijwel alle organische moleculen die ze tegenkomen. Ook stoffen die bij de huidige filtertechnieken misschien de dans ontspringen.

Het waterzuiveringsbedrijf PWN in het Noord-Hollandse Andijk zuivert water uit het IJsselmeer op deze manier. Het is het eerste bedrijf ter wereld dat ermee experimenteert. Hoewel het goed lijkt te werken, kost het nog klauwen met geld. “De hoge kostenpost is energie in de vorm van UV-straling”, vertelt David de Ridder (23) van civiele techniek. Vorige week studeerde hij af op een onderzoek naar een efficiënter gebruik van UV-straling, in opdracht van PWN.

Het probleem waar De Ridder mee geconfronteerd werd, is dat het water van het IJsselmeer vol nitraat zit en grote, niet zo schadelijke organische verbindingen. Deze stoffen absorberen ook UV-licht. Hierdoor blijft er minder over voor het waterstofperoxide. “Hoeveel hydroxylradicalen ontstaan, is niet meetbaar, omdat de radicalen maar een levensduur hebben van enkele miljardste seconden”, vertelt De Ridder. “Voor de zekerheid wordt het water daarom maar in overvloed beschenen.”

Om dit detectieprobleem te omzeilen, maakte De Ridder een ijklijn, die aangeeft wat het effect is van verschillende concentraties opgeloste stoffen op de vorming van de radicalen. Hij maakte de referentielijn door te experimenteren met water met talloze verschillende hoeveelheden opgelost nitraat en organische deeltjes. Aan deze oplossingen voegde hij een stof toe, pCBA, die reageert met radicalen en waarvan het eindproduct wel te meten is.

Het waterbedrijf kan zijn uitkomsten gebruiken om te bepalen hoeveel UV-licht het moet gebruiken bij verschillende types IJsselmeerwater. De samenstelling van dat water fluctueert gedurende het jaar. Volgens dr.ir. Luuk Rietveld, de begeleider van De Ridder, levert dit het bedrijf een energiebesparing op van 5 â 10 procent. “Het klinkt als weinig”, aldus Rietveld, “maar voor dit bedrijf, dat zo’n dertig miljoen kubieke meter drinkwater per jaar produceert, zorgt dat al snel voor een winst van zeshonderdduizend euro per jaar.”

In Nederland hebben we wat drinkwatervoorziening betreft niet te klagen. Schadelijke stoffen worden verwijderd door actieve koolfiltratie, snelfiltratie, zandfiltratie, enzovoort. Maar verwijderen deze technieken a’lle schadelijke stoffen? Het zou goed kunnen dat organische microverontreinigingen, die ongemerkt in lage concentraties aanwezig zijn, door het zuiveringssysteem heen glippen. De behandeling is namelijk gebaseerd op bekende stoffen, waarvan na de zuivering kan worden aangetoond dat ze uit het water zijn gevist.

Een nieuwe, wellicht betere manier, om water te zuiveren is geavanceerde oxidatie. Bij deze techniek wordt waterstofperoxide toegevoegd aan het water en vervolgens bestraald met UV-licht. Door de hoge energie splitsen de waterstofperoxidedeeltjes op in hydroxylmoleculen. Deze deeltjes zijn zeer reactief. Het zijn zogenaamde radicalen, vergelijkbaar met de vrije radicalen die in het lichaam DNA beschadigen. Ze vernietigen vrijwel alle organische moleculen die ze tegenkomen. Ook stoffen die bij de huidige filtertechnieken misschien de dans ontspringen.

Het waterzuiveringsbedrijf PWN in het Noord-Hollandse Andijk zuivert water uit het IJsselmeer op deze manier. Het is het eerste bedrijf ter wereld dat ermee experimenteert. Hoewel het goed lijkt te werken, kost het nog klauwen met geld. “De hoge kostenpost is energie in de vorm van UV-straling”, vertelt David de Ridder (23) van civiele techniek. Vorige week studeerde hij af op een onderzoek naar een efficiënter gebruik van UV-straling, in opdracht van PWN.

Het probleem waar De Ridder mee geconfronteerd werd, is dat het water van het IJsselmeer vol nitraat zit en grote, niet zo schadelijke organische verbindingen. Deze stoffen absorberen ook UV-licht. Hierdoor blijft er minder over voor het waterstofperoxide. “Hoeveel hydroxylradicalen ontstaan, is niet meetbaar, omdat de radicalen maar een levensduur hebben van enkele miljardste seconden”, vertelt De Ridder. “Voor de zekerheid wordt het water daarom maar in overvloed beschenen.”

Om dit detectieprobleem te omzeilen, maakte De Ridder een ijklijn, die aangeeft wat het effect is van verschillende concentraties opgeloste stoffen op de vorming van de radicalen. Hij maakte de referentielijn door te experimenteren met water met talloze verschillende hoeveelheden opgelost nitraat en organische deeltjes. Aan deze oplossingen voegde hij een stof toe, pCBA, die reageert met radicalen en waarvan het eindproduct wel te meten is.

Het waterbedrijf kan zijn uitkomsten gebruiken om te bepalen hoeveel UV-licht het moet gebruiken bij verschillende types IJsselmeerwater. De samenstelling van dat water fluctueert gedurende het jaar. Volgens dr.ir. Luuk Rietveld, de begeleider van De Ridder, levert dit het bedrijf een energiebesparing op van 5 â 10 procent. “Het klinkt als weinig”, aldus Rietveld, “maar voor dit bedrijf, dat zo’n dertig miljoen kubieke meter drinkwater per jaar produceert, zorgt dat al snel voor een winst van zeshonderdduizend euro per jaar.”