Watervisie Platform Archieven - Utilities

Hét industriewatercongres Watervisie gaat in 2021 door als online evenement. Via een live talkshow vanuit de Oranjerie van Paleis Soestdijk discussiëren we donderdag 11 februari met de koplopers over de waarde van water. Want hoewel de coronacrisis momenteel alle aandacht vraagt, investeren steeds meer bedrijven in verduurzaming van hun productieareaal. Water speelt daar een sleutelrol in. Schrijf dus snel in, deelname is kosteloos.

De gevolgen van klimaatverandering worden steeds meer zichtbaar. Als reactie hierop passen overheden hun beleid aan en nemen bedrijven duurzaamheid steeds explicieter op in hun strategische doelen. Om de ecologische voetafdruk te verkleinen, verduurzamen bedrijven hun energievoorziening en sluiten ze de industriële grondstoffenkringloop. Water heeft in deze strategie, als grondstof en medium, nog meer waarde.

In de transitie naar een duurzame en circulaire industrie spelen industrie- en afvalwater een belangrijke rol. Steeds meer partijen weten de bron van energie en grondstoffen te ontginnen. Tijdens Watervisie 2021 discussiëren we via een live online talkshow over de huidige en toekomstige (on)mogelijkheden van water mining. Maar ook over de waarde van water als grondstof, energiedrager en koelmiddel.

Met tafelgasten uit de procesindustrie, industriewaterexperts en beleidsmakers belooft Watervisie 2021 spectaculairder dan ooit te worden.

Live talkshow

Dit jaar zenden we live uit vanaf de Oranjerie van Paleis Soestdijk. In twee talkshows bespreken we het heden en de toekomst van onder andere water mining. U kunt online actief meediscussiëren. Bovendien biedt de NetwerkApp voldoende mogelijkheden om na te praten over de congresthema’s of met elkaar in contact te komen tijdens een virtuele borrel.

Schrijf hier in voor het gratis evenement

Water Innovator of the Year

Ook dit jaar zoeken we de Water Innvator of the Year. Wie is de opvolger van waterinvesteringsalgoritme AquaVest? Onderdeel van het Watervisie congres zijn de pitches van drie vooruitstrevende waterinnovators.

Noteer vast in uw agenda

Wat: Watervisie: De waarde van water

Live Talkshow vanuit Oranjerie Paleis Soestdijk

Wanneer: Donderdag 11 februari 2021, 13.00 tot 15.15

Met voorprogramma van 10.00 tot 11.55 uur

Het algoritme dat investeringsbeslissingen in de waterketen ondersteunt AquaVest is Water Innovator of the Year 2020. De vakjury was onder de indruk van de holistische benadering van Frontier Ventures, dat AquaVest ontwikkelde. Behalve kostenbesparingen tot twintig procent, toont de software ook wie, wanneer en hoeveel moet investeren. Dat is een goede basis voor meer samenwerking in de waterketen.

Om weloverwogen keuzes te kunnen maken, ontwikkelde Frontier Ventures een algoritme dat de variabelen en afhankelijkheden binnen de waterketen doorrekent en vertaalt naar investeringsbeslissingen. De ervaring van Duska Disselhoff van Frontier Ventures met complexe systemen zoals de waterketen stond aan de basis van het algoritme dat ze AquaVest noemde.

‘Om de waterzekerheid ook in de toekomst te borgen, zullen de publieke en private partijen nu al moeten nadenken over noodzakelijke investeringen in het watersysteem’, zegt Disselhoff. ‘Grote uitdaging daarbij is dat het systeem op microniveau al complex kan zijn. Laat staan dat ze het overzicht op gebiedsniveau hebben. Het algoritme dat wij ontwikkelden, kan dat overzicht wel bieden. Het houdt daarbij rekening met zowel economische als ecologische belangen.’

Water Innovator of the Year

Tijdens het congres Watervisie 2020 pitchten drie kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing. Naast AquaVest lieten ook Vivimag en Zero Brine zien hoe zij de waterketen kunnen verduurzamen. Vivimag door het mijnen van vivianiet en Zero Brine door het scheiden van zouten in brijn.

Jury

De jury van de Water Innovator of the Year-verkiezing bestond uit Niels Groot, waterspecialist bij Dow Terneuzen, Antoine van Hoorn van SKIW en Frank Oesterholt van KWR. De jury was positief verrast door de holistische benadering van AquaVest. Het algoritme biedt een uitstekende tool om de complexe waterketen inzichtelijk te maken en investeringsbeslissingen te timen.

Bekijk hier de film van AquaVest

De Water Innovator of the Year en het Watervisie congres zijn onderdeel van het Watervisie platform (www.watervisie.com). Dit een samenwerkingsverband van de vakbladen Petrochem en Utilities, belangenvereniging voor energie en watergebruikers VEMW en industriewaterexpert Evides Industriewater.

De watervoorziening van Tata Steel is direct gerelateerd aan de diverse processen en daarmee vaak ook de procesveiligheid. Procestechnoloog Sander Kuipers geeft tijdens het Watervisie Congres inzicht in de diverse waterstromen bij het staalbedrijf en de maatregelen die hij neemt om de staalkwaliteit en procesveiligheid te borgen.

Wie nog nooit in een staalfabriek is geweest, zal zijn ogen uitkijken bij Tata Steel in IJmuiden. De site ter grootte van een dorp herbergt vele fabrieken, die allemaal zo hun eigen bijdrage hebben in het kunnen maken en leveren van de producten voor klanten over de hele wereld. Zo biedt de site ruimte aan een fabriek die kolen bewerkt tot cokes voor de productie van ruwijzer, hoogovens die ijzer maken uit de diverse voorbewerkte ertsen en grondstoffen, een oxystaalfabriek die staal maakt van het ruwijzer en diverse walserijen en staalveredelingsbedrijven.

Het waterverbruik van de site is navenant indrukwekkend: circa driehonderd miljoen kuub per jaar. Het utilitiesbedrijf van Tata Steel, het energiebedrijf, levert niet alleen elektriciteit aan de diverse werkeenheden, maar zorgt ook voor het verstromen van diverse productiegassen, technische gassen en diverse watersoorten.

Redundant

Procestechnoloog Sander Kuipers is binnen het energiebedrijf de waterspecialist. Hij zorgt onder andere voor kwaliteitsbewaking, procesoptimalisaties en draagt bij aan het oplossen van verstoringen en uitvoeren van projecten. Geen onbelangrijke taak aangezien de watervoorziening direct gerelateerd is aan de diverse processen en daarmee vaak ook de procesveiligheid. Kuipers: ‘Waternet levert de hoofdmoot zoetwater. Dit water onttrekt het waterbedrijf uit het Lekkanaal nabij Nieuwegein, maar ook uit het IJsselmeer. Zoals veel van onze processen is ook de kritische watervoorziening redundant ingericht. Het Lekwater is dankzij de twee pompstations in Nieuwegein en het IJsselmeer een zeer betrouwbaar en robuust systeem. En beide pompstations kennen ook weer redundantie in pompen en leidingwerk.

Bijkomend voordeel is dat Tata Steel direct aan zee ligt. Dat is heel erg handig voor de diverse transporten die per boot gebeuren, maar ook qua koelwatervoorzieningen is het meer dan handig om aan zee te zitten. De droge zomer van 2018 leverde voor onze site dan ook nauwelijks problemen op.’

Alle soorten

Water heeft diverse functies op de site IJmuiden en het energiebedrijf levert dan ook ongeveer alle kwaliteiten water. Een aantal fabrieken gebruikt ook nog eigen behandelingsstappen. ‘Een deel van het water gaat nagenoeg onbehandeld naar de koelprocessen’, zegt Kuipers. ‘We voegen nog een klein beetje natriumhypochloriet toe aan ons zeewater tegen organische en minerale vervuiling, waarna het water richting de pompstations gaat. Die koelen uiteindelijk de beide hoogovens.

Ook in de cokesproductie is water een cruciale factor. In blustoren, die door omwonenden ook wel beter bekend staat als de wolkenfabriek, worden de cokes geblust en zorgen daar voor grote stoomwolken.’

Open systeem

Hergebruik van het koelwater is volgens Kuipers uitdagend. ‘We komen bijvoorbeeld in de pompstations tot nog toe niet verder dan een indikkingsfactor van ongeveer anderhalf. Dat heeft met name te maken met de aard van onze processen, maar ook met het ontwerp van het koelwatersysteem, dat grotendeels open is. De staalindustrie is heel grondstoffelijk. We gebruiken ijzererts als basis en mengen de verschillende kwaliteiten ter plekke in de open lucht. We proberen stofoverlast tot een minimum te beperken door belangrijke delen te overkappen. En bijvoorbeeld door in de warme periodes de storten en velden nat te houden.

Maar je kunt je voorstellen dat je nooit honderd procent kunt voorkomen dat een deel van het stof neerdwarrelt in de open koelwatersystemen. Het is dan ook bijna niet mogelijk om die indikkingsfactor te verbeteren zonder andere maatregelen. We onderzoeken wel of extra filterstappen in dit koelproces zouden kunnen bijdragen aan een hogere indikking, wat water- en chemie bespaart.

Tot nog toe gaat er nog steeds veel aandacht in de koelwatersystemen uit naar legionellapreventie. Warm stilstaand water vormt de ideale omgeving voor de bacteriën. Continue zorg en aandacht hiervoor blijft noodzakelijk, zeker in dergelijke industriële installaties.

Stoom

De demineralisatieplant filtert een deel van het zogenaamde lekwater tot zuiver water. Dit water zet men in voor stoomproductie op zowel hoge, lage en middendruk. Met een deel van het stoom wekt het energiebedrijf elektriciteit op, wat ook zijn oorsprong vindt in de veiligheidsvoorschriften. Kuipers: ‘We werken hier op het terrein met processen op hoge temperaturen. De processen zelf, maar ook de procesbesturing en veiligheidssystemen zijn zowel afhankelijk van stoom als stroom. Een black out in de energievoorziening kan voor grote problemen zorgen en de veiligheid in gevaar brengen. En dus maken we zowel gebruik van het net als van onze eigen voorzieningen, waarmee we in geval van een landelijke storing, toch veilig kunnen afregelen.’

De voorbehandeling van het ketelwater is redelijk recht toe recht aan. Na een koude kalkontharding met nageschakelde zandfilters, gaat het water naar de ionenwisselaars. Kuipers: ‘Ook hier geldt dat de robuustheid van het systeem leidend is. Behalve dat we de ionenwisseling al lang gebruiken en deze economisch is afgeschreven, is het ook bewezen techniek.’

Windmachine

Andere grote stoomgebruikers zijn de zogenaamde windmachines. Kuipers: ‘Deze stoomaangedreven persluchtcompressoren van de hoogovens stuwen blaaswind van onderaf door de cokes en ijzererts, voor koolstofreductie. Zowel de cokes als het erts drijven als het ware op de luchtdruk. Als de stoomvoorziening zou wegvallen, zou dat een enorme calamiteit betekenen.’

Ook niet onbelangrijk is de koeling van het staal zelf. De staalplakken moeten worden gewalst tot staalrollen. Het staal is zo heet dat het de rollen die het moeten begeleiden zouden smelten als de buitenkant van de plak en de rollen zelf niet gekoeld worden. Ook wordt er water op de plak gespoten om de gevormde oxidehuid weg te spuiten. Omdat het water hier bijna direct verdampt, zijn de kwaliteitseisen weer heel anders dan de eisen die worden gesteld bij het maken van gedemineraliseerd water.

U kunt vanaf nu stemmen op uw favoriete Water Innovator of the Year 2020. Bekijk de filmpjes en breng uw stem uit. De drie innovators verzorgen een pitch tijdens het congres Watervisie 2020 dat op 13 februari wordt gehouden bij Tata Steel Velsen-Noord.

Voor de Water Innovator of the Year zijn we op zoek gegaan naar innovatieve bedrijven, start-ups of overheidsinstellingen die innovatie, duurzaamheid, publiek-private samenwerking hoog in het vaandel hebben staan. We zochten naar innovaties die het gebruik van (industrie)water goedkoper, duurzamer of efficiënter maken. Daarbij kijken we niet alleen naar technologie, maar ook naar samenwerking binnen de waterketen.

Vivimag

Onderzoekers van Wetsus ontdekten dat ze eenvoudig vivianiet uit afvalwater konden verwijderen met behulp van een magneet uit de mijnbouw. Dit mineraal ontstaat bij het doseren van ijzerzouten voor fosfaatverwijdering en heeft een aantal interessante eigenschappen. Vivimag is dan ook een volgende stap in urban mining.

AquaVest

Het algoritme van AquaVest rekent de variabelen en afhankelijkheden binnen de waterketen door en vertaalt ze naar investeringsbeslissingen. Behalve kostenbesparingen tot twintig procent, toont de software ook wie, wanneer en hoeveel moet investeren. Dat is een goede basis voor meer samenwerking in de waterketen.

Zero Brine

Brijn, de zoute stroom die overblijft na waterzuiveringsprocessen, vormt een beperking voor circulaire waterprojecten. Een Europees onderzoeksconsortium, Zero Brine, onder leiding van de TU Delft weet de waardevolle zouten selectief te splitsen. Daarmee is brijn een waardevolle bron van magnesium, calcium, natrium en schoon water.

De genomineerden voor de award zullen tijdens Watervisie 2020 tijdens een pitch hun innovatie tonen aan het publiek. Uiteindelijk bepaalt een vakjury, samen met het publiek en de internetstemmers de uiteindelijke winnaar. Breng dus snel uw stem uit.

Om veranderingen in te zetten, moet je de verbinding aangaan. Klinkt misschien een beetje zweverig, maar geldt ook voor de keiharde industriële werkelijkheid van Nedmag. Bert Jan Bruning legt de verbinding tussen bedrijven onderling, maar ook met de burger, de gemeente en provincie. Dat gaat in Groningen misschien iets gemakkelijker dan in meer industrie-intensieve gebieden. De basis blijft echter ook buiten Groningen overeind staan: je kunt in een wereld in transitie niet meer alleen opereren. 

Nedmag is eigenlijk een bedrijf met twee gezichten. Er zijn de twee mijnbouwlocaties, waar men het zeer zuivere magnesiumzout op een diepte van tweeduizend meter oplost en oppompt. En er is een productielocatie die het zout verwerkt tot dead burned magnesia (DBM), magnesiumhydroxide en calciumchloride. De unieke geologische omstandigheden zorgen ervoor dat het zout dat uit Veendam komt een zuiverheid kent van 99 procent. Iets wat wereldwijd alleen maar kan worden nagedaan door uitentreuren te blijven scheiden en zuiveren. 

Voor beide werelden geldt dat energie en water de belangrijkste hulpstoffen zijn. Bruning: ‘Tot een paar  jaar geleden was energie voor ons iets wat bij wijze van spreken uit het stopcontact kwam en was water ruim voorhanden. Met de klimmaatdiscussie veranderde de kijk op ons energieverbruik. We hadden een strategie bedacht om er de komende twintig jaar zeker van te zijn dat we genoeg magnesiumzout zouden hebben, maar hadden dat niet voor energie en water. Ook die utilities zijn we gaan benaderen als strategische grondstoffen. Met welke scenario’s moeten we rekening houden en hoe kunnen we tekorten zoveel mogelijk voorkomen? Allemaal vragen waar we ons eerder niet mee bezig hoefden te houden.  

Waterstress

Nedmag neemt water in van het A.G. Wildervanckkanaal en werkt dat op tot proceswater, dat het deelt met het naastgelegen Kisuma. Het afvalwater gaat via een dertig kilometer lange leiding naar Delfzijl, waar Northwater het behandelt in de zoutwaterafvalwaterzuiveringsinstallatie (ZAWZI). Die leiding gaf Nedmag het afgelopen jaar een hoop hoofdbrekens vanwege lekkages. Uiteindelijk besloot het bedrijf delen van de leiding te vervangen. De vier kilometer leiding die Nedmag zelf beheert, de rest is overgedragen aan de waterschappen, zal in 2020 zelfs volledig worden vervangen. 

Dat klimaatverandering ook de watervoorziening op scherp stelt, ondervond Nedmag vorig jaar aan den lijve. Bruning: ‘Tijdens de droge zomer van vorig jaar kregen we van het waterschap te horen dat we misschien geen water meer mochten onttrekken. Dat zou een kleine ramp betekenen omdat we dan zouden moeten stoppen met onze processen. Daarvoor zouden we sowieso een heel afschakelprotocol moeten volgen omdat anders onze droogovens en andere temperatuurgevoelige assets stuk zouden gaan. Je kunt onze fabriek niet zomaar even stoppen en de volgende dag weer doorgaan.  

Het deed me inzien hoe slecht de industrie is vertegenwoordigd bij de waterschappen. Wat betreft droogte, horen we meestal de kant van de boeren. Als die niet meer kunnen spuiten, is dat nadelig voor de oogst. Wanneer wij niet meer kunnen koelen, kan dat gevaarlijke situaties opleveren. Ook de scheepvaart en scheepsbouw heeft last van droogte, maar wordt nauwelijks gehoord.’ 

Waterschap

Bruning besloot te solliciteren naar de functie van lid van het algemeen bestuur van waterschap Hunze en Aa’s. ‘Die sollicitatieprocedure gaat via een heel traject via de Kamer van Koophandel, waarin je via een aantal rondes door een commissie wordt beoordeeld op deskundigheid en integriteit. Ik ben van origine een watertechnoloog, dus dat kennisdeel zit wel goed, en wat integriteit betreft is dat heel goed geregeld. De andere leden komen ook van partijen die op een of andere manier afhankelijk zijn van de lokale watervoorziening. De waterschapsbesturen zijn juist opgericht op alle partijen te betrekken bij de besluitvorming. Het zou dan ook raar zijn als de industrie daar niet bij zit. Mochten er over zaken gestemd moeten worden waar Nedmag direct voordeel of nadeel zou van kunnen ondervinden, onthoud ik mij van stemming. Net als een boerenbedrijf dat zou doen als het over zijn belangen gaat. 

Uiteindelijk ben ik aangenomen en ben in ieder geval de komende vier jaar algemeen bestuurslid van Waterschap Hunze en Aa’s. Ook hier hoop ik de verbinding aan te gaan tussen de waterbedrijven, de regio en de industrie. Aardappelproducent Avebe huist bijvoorbeeld eveneens in het verzorgingsgebied van het waterschap en kent net als veel bedrijven uitdagingen op het gebied van proces- en afvalwater.’ 

 Koppelen 

Bruning: ‘De waterwereld lijkt misschien wat minder dynamisch dan de energiewereld, maar niets is minder waar. De onderlinge verbondenheid is groot: water is een belangrijke drager van energie en je zult moeten blijven balanceren tussen energie- en waterbesparing. Willen we een gesloten watersysteem inrichten? Dat kan, maar dat kost wel veel energie.  

Door juist deze twee werelden te koppelen, zijn grote verduurzamingsslagen te halen. Zo is de afvoer van zout water jarenlang een grote uitdaging geweest. Nu komt er binnenkort een zoete koelwaterstroom uit de datacenters van Google. Waar zoet en zout water samenkomen, kan je elektriciteit opwekken uit en potentiaalverschil. Zo zie je maar weer dat als je met andere ogen naar problemen kijkt, je tot creatieve oplossingen komt.’

Watervisie 2020

Door klimaatverandering is de toegang tot zoetwater in de toekomst niet meer zo vanzelfsprekend. Als de watervoorziening van burgers in gevaar komt, dreigen bedrijven hun license-to-operate te verliezen. De industrie wordt vaak gezien als veroorzaker van het probleem, maar kan juist deel van de oplossing zijn. Technische innovatie, grensoverschrijdende samenwerking en industriële symbiose kunnen van de water- en energietransitie een succesverhaal maken. 

Tijdens Watervisie 2020, dat traditioneel weer begin februari plaatsvindt, houden drie potentiële waterministers een pleidooi . Kijk hier voor meer informatie. 

Vivimag, AquaVest en Zero Brine dingen mee naar de titel: Water Innovator of the Year 2020. Waar Vivimag fosfaten terugwint als vivianiet, ondersteunt AquaVest de watersector bij het nemen van investeringsbeslissingen. Zero Brine wint waardevolle zouten uit brijn. Alle drie de kandidaten pitchen tijdens het Watervisie Congres 2020 dat 13 februari wordt gehouden bij Tata Steel.

De Water Innovator of the Year verkiezing is een onderdeel tijdens het Watervisie congres. We gaan op zoek naar innovatieve bedrijven, start-ups of overheidsinstellingen die innovatie, duurzaamheid, publiek-private samenwerking hoog in het vaandel hebben staan. We zoeken naar innovaties die het gebruik van (industrie)water goedkoper, duurzamer of efficiënter maken. Daarbij kijken we niet alleen naar technologie, maar ook naar samenwerking binnen de waterketen.

Vivimag

Onderzoekers van Wetsus ontdekten dat ze eenvoudig viviantiet uit afvalwater konden verwijderen met behulp van een magneet uit de mijnbouw. Dit mineraal ontstaat bij het doseren van ijzerzouten voor fosfaatverwijdering en heeft een aantal interessante eigenschappen. Vivimag is dan ook een volgende stap in urban mining.

AquaVest

Het algoritme van AquaVest rekent de variabelen en afhankelijkheden binnen de waterketen door en vertaalt ze naar investeringsbeslissingen. Behalve kostenbesparingen tot twintig procent, toont de software ook wie, wanneer en hoeveel moet investeren. Dat is een goede basis voor meer samenwerking in de waterketen.

Zero Brine

Brijn, de zoute stroom die overblijft na waterzuiveringsprocessen, vormt een beperking voor circulaire waterprojecten. Een Europees onderzoeksconsortium, Zero Brine, onder leiding van de TU Delft weet de waardevolle zouten selectief te splitsen. Daarmee is brijn een waardevolle bron van magnesium, calcium, natrium en schoon water.

De genomineerden voor de award zullen tijdens Watervisie 2020 tijdens een pitch hun innovatie tonen aan het publiek. Uiteindelijk bepaalt een vakjury, samen met het publiek en de internetstemmers de uiteindelijke winnaar.

Zero Brine is een van de kandidaten van de Water Innovator of the Year-verkiezing. Brijn, de zoute stroom die overblijft na waterzuiveringsprocessen, vormt een beperking voor circulaire waterprojecten. Een Europees onderzoeksconsortium onder leiding van de TU Delft weet de waardevolle zouten selectief te splitsen. Daarmee is brijn een waardevolle bron van magnesium, calcium, natrium en schoon water. Bekijk hier de film van Zero Brine

Toenemende waterschaarste dwingt bedrijven in een aantal landen nu al om extreme maatregelen te nemen. In droge gebieden dwingen overheden steeds vaker af dat bedrijven geen druppel water afvoeren, ook wel zero liquid discharge (ZLD) genoemd. Nu zijn de huidige zuiveringstechnieken zo goed dat zelfs redelijk vervuild water na behandeling als proceswater of ketelwater kan worden gebruikt. Groot minpunt van technieken als ionenwisseling en omgekeerde osmose is echter dat na zuivering een sterk zoute waterstroom overblijft: brijn. Soms kan deze brijn in zee worden geloosd, maar aan lozingen zitten ook restricties. Zeker als bedrijven ver van de zee zitten, kunnen de brijnstromen een beperking vormen voor circulaire waterprojecten. 

Vier pilotlocaties 

Onderzoekers van de TU Delft in samenwerking met een aantal bedrijven en universiteiten in Italië, Griekenland, Verenigd koninkrijk en Polen bundelden hun krachten om het brijnprobleem aan te pakken. Het project wordt Zero Brine genoemd. Uitgangspunt was om de waardevolle stoffen in het mengsel van zouten en water te extraheren. Universitair hoofddocent Henri Spanjers is coördinator voor de TU Delft van het Europese project dat zich op vier Europese pilotlocaties voltrekt.

‘Er zijn vele processen waar brijn een probleem kan vormen’, zegt Spanjers. ‘De mijnbouw zoals kolenmijnen, maar bijvoorbeeld ook de siliciumindustrie en de textielindustrie kampen allemaal met overschotten aan brijn. De enige oplossing voor deze bedrijven is tot nog toe om het zeer zoute water te lozen. Dat belast niet alleen het milieu, maar is ook zonde omdat er waardevolle grondstoffen in zitten.’  

De mix van zouten bevat naast natrium ook de waardevollere tweewaardige ionen calcium en magnesium. Spanjers: ‘In kleinere concentraties zitten er ook nog wat zeldzamere zouten in en vergeet ook niet de waarde van zoet water. Enige probleem is dat de zouten en het water lastig te scheiden zijn. Toch zijn er interessante ontwikkelingen geweest die het mogelijk maken de zouten selectief te laten kristalliseren en te scheiden. Wij onderzoeken nu hoe we met een combinatie van technieken zoveel mogelijk waarde uit het brijn kunnen halen tegen de laagst mogelijke kosten.’ 

Kristalliseren 

‘De eerste techniek die we nu testen is een combinatie van nanofiltratiekristallisatie en verdamping’, zegt Spanjers. ‘De eerste stap produceert een permeaat met eenwaardige ionen en een concentraat met tweewaardige ionenDe kristallisatie-unit kan tweewaardige ionen na elkaar laten kristalliseren. Deze kristallen kunnen dan van elkaar worden gescheiden, waarna ze gedroogd worden.  Het permeaat van de nanofiltatie en het effluent van de kristallisatiereactor worden samengevoegd en in de verdamper geconcentreerd. Hierbij ontstaat condensaat: schoon water. Idealiter zal dit verdampingsproces met restwarmte uit de industrie worden gevoed, wat gunstiger is voor de businesscase.’

De bron van het brijn is in dit geval het water uit de ionenwisselaars van Evides Industriewater. Spanjers: De demiwaterplant (DWP) van de industriewaterspecialist maakt proceswater van oppervlaktewater en houdt daarbij brijn als residu over. Evides mag die zoute stroom wel lozen op het nabijgelegen oppervlaktewater, maar is geïnteresseerd in de toegevoegde waarde van een dergelijke circulaire aanpakAls de businesscase gunstig uitpakt, kan dit aanleiding zijn voor verdere investeringen. Met name magnesium heeft een hoge marktwaarde.  

Pilot 

De proefopstelling van Zero Brine staat niet geheel toevallig in PlantOne, de testfaciliteit op het terrein van chemiebedrijf Huntsman, waar ook DWP staat. Inmiddels draait de proef volop en de eerste resultaten zijn veelbelovend. Twee clusters van vier nanofiltratiemembranen van Lenntech zorgen ervoor dat het permeaat met natrium wordt gescheiden van het concentraat met de tweewaardige ionen calcium en magnesium. Het concentraat gaat naar de kristallisatiereactor waarin loog wordt toegevoegd aan concentraat. Een speciale techniek maakt het mogelijk calciumhydroxide en magnesiumhydroxide afzonderlijk te laten kristalliseren.   

De slurry met calcium, dan wel magnesium sproeit men op een ronddraaiende trommelzeefEen vacuüm aan de binnenkant van de zeef trekt het water er doorheen, terwijl de vaste stof achterblijft. Daarna is het een kwestie van schrapen. 

Het water uit de trommelzeef wordt samengevoegd met het permeaat van de nanofiltratie. Dit water, dat vooral natriumchloride bevat, wordt in de verdamper verder ingedampt. 

Eutectische vrieskristallisatie

Spanjers: ‘Na deze test willen we ook nog het concentraat van de omgekeerde osmose van DWP behandelen. We gebruiken eutectische vrieskristallisatie (EFC): een redelijk nieuwe techniek dat koude gebruikt voor de kristalvorming. Via deze weg kunnen we sulfaatzouten terugwinnen en uiteraard ook weer keukenzout en water.’ 

Uitgangspunt voor het Zero Brine project is om zeventig procent van de waardevolle stoffen in brijn te gebruiken in de processen. Maar daarbij proberen de onderzoekers ook de energiebalans in evenwicht te houden. Door restwarmte te gebruiken voor verdamping of de koude die ontstaat bij EFC in andere processen in te zetten, blijft het energieverbruik binnen de perken.

Water Innovator of the Year 2020

Zero Brine is een van de drie kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing. Tijdens het congres Watervisie 2020 pitchen Aquavest, Vivimag en Zero Brine hun innovatie en kan het publiek zijn vragen stellen. Schrijf u snel in voor het Watervisie Congres, waar u ook de watervisie kunt horen van FrieslandCampina, Northwater, Tata Steel, Nedmag, Vitens en Dow Terneuzen.

Vivimag is een van de kandidaten van de Water Innovator of the Year-verkiezing. Onderzoekers van Wetsus ontdekten dat ze eenvoudig viviantiet uit afvalwater konden verwijderen met behulp van een magneet uit de mijnbouw. Dit mineraal ontstaat bij het doseren van ijzerzouten voor fosfaatverwijdering en heeft een aantal interessante eigenschappen. Vivimag is dan ook een volgende stap in urban mining.  Bekijk hier de film van Vivimag

Hoewel fosfaat een waardevolle en steeds zeldzamere grondstof is, vormt de meststof een probleem als het in groten getale in de natuur terechtkomt. Teveel fosfaat in oppervlaktewater leidt tot ongebreidelde algenbloei waardoor het waterleven verstikt. Afvalwaterzuiveringen zijn dan ook verplicht fosfaat te verwijderen. De Nederlandse afvalwaterzuiveringen kozen daarbij grotendeels voor biologische verwijdering van fosfaten, maar het gros van de wereldwijde zuiveringen gebruikt een andere methode. Ze doseren ijzerzouten aan het afvalwater waardoor de fosfaten zich binden en neerslaan. De fosfaten kunnen uiteindelijk wel uit het slib worden verwijderd, maar dat is redelijk ingewikkeld. In de meeste gevallen verbrandt men het slib en dus ook het fosfaat. 

Vivianiet

Onderzoekers van Wetsus ontdekten dat de combinatie van ijzer en fosfaat reageert tot het mineraal vivianiet. Dit gehydrateerde ferrofosfaat is vooral opvallend vanwege zijn kleur. Het begint kleurloos en wordt dan blauw. Het mineraal wordt dan ook gebruikt als blauwe kleurstof.  

Een van de eigenschappen van Vivianiet is dat het paramagnetisch is. Dat wil zeggen dat het materiaal magnetisch wordt zodra er een sterke magneet in de buurt wordt gehouden. Het idee ontstond al snel om deze eigenschap te gebruiken om het fosfaat te scheiden van het slib. Verscheidene pogingen met sterke magneten mislukten, tot men een uitstapje maakte naar de mijnbouw. Daar zet men magneten in om zwak magnetische metalen en mineralen te winnen uit waterige oplossingen. Iets wat de onderzoekers wel heel bekend voorkwam.  

Minder slib 

Leon Korving is als wetenschappelijk projectmanager betrokken bij het Europese project. ‘Nederland is redelijk uniek in de manier waarop wij fosfaten verwijderen uit afvalwater’, zegt Korving. ‘Het doseren van ijzerzouten is een stuk eenvoudiger en wordt veel vaker gebruikt als oplossing. De potentie van het Vivimag-concept is dan ook behoorlijk groot.

Hoewel op de traditionele manier ook een deel van het fosfaat kan worden teruggewonnen, doet Vivimag dat een stuk efficiënter en sneller. Het voordeel van de mijnbouwtechniek is dat we het slib niet eerst hoeven te drogen voordat we het fosfaat er uit kunnen halen. Doordat we al waardevolle stoffen aan het slib onttrekken, blijft er bovendien minder slib overWaterschappen betalen geld voor het afvoeren en verbranden van slib, ze besparen dus ook nog eens kosten. Het slib heeft ook nog eens een hogere verbrandingswaarde, aangezien het vivianiet niet brandbaar is en we dit deel uit het slib halen. 

Magneet 

De magneet komt van het Finse mijnbouwbedrijf OutotecHet principe is redelijk eenvoudig. Een ring met metalen staafjes draait door het slibHet deel van de ring dat in het slib gedompeld wordt, wordt van buiten gemagnetiseerd met een sterke elektromagneet waardoor het vivianiet aan de ring gaat plakken.  Na een halve omwenteling komt de ring buiten het magnetisch veld en laat het vivianiet los zodat het kan worden opgevangen. Korving noemt Vivimag dan ook een perfect voorbeeld van urban mining. 

Grondstoffen 

Korving: ‘We onderzoeken bovendien hoe we het fosfaat en ijzer weer zo efficiënt mogelijk kunnen scheiden. Dan kan de landbouw het fosfaat inzetten als meststof terwijl de afvalwaterzuivering het ijzerpoeder opnieuw kan gebruiken. Daarmee maak je fosfaatverwijdering een stuk milieuvriendelijker.  

Het vivianiet kan ook rechtstreeks in de landbouw worden ingezet als ijzerkunstmest. Met name olijfbomen, wijnranken en citrusbomen hebben vaak last van ijzertekorten.’ 

Brandvertrager

Korving onderzoekt ook nog andere hoogwaardige toepassingen van vivianiet. Zo kijkt Wetsus samen met de Susphos naar omzetting in een fosfaathoudende brandvertraging. Fosfaathoudende brandvertragers vormen een milieuvriendelijk alternatief voor broomhoudende brandvertragers. Broomhoudende brandvertragers zijn toxisch en worden daardoor steeds minder vaak toegepast. 

Ook wijst literatuuronderzoek uit dat vivianiet bruikbaar is als grondstof voor lithium-ijzer-fosfaat batterijen.  Korving: ‘Beide toepassingen hebben een fors hogere toegevoegde waarde dan fosfaat en ijzer, dus dit is zeker het onderzoeken waard. Bovendien hoeven we de stoffen dan ook niet meer te scheiden.’ 

Pilot 

Inmiddels is de werking van de magnetische fosfaatverwijdering ook in de praktijk getest. Een proefopstelling bij rioolwaterzuivering Nieuwveer van waterschap Brabantse Delta bewees de werking van het principe. De magneet verwijderde tachtig procent van het vivianiet in het slibresidu dat uit de vergistingstank kwam. Dit betekent dat zuiveringen die voldoende ijzer doseren tot wel zeventig procent van het fosfaat uit het inkomende rioolwater kunnen terugwinnen als vivianiet. Het fosfaatgehalte van het vivianiet was elf procent. Wat dicht tegen het fosfaatgehalte van puur vivianiet zit. Bovendien waren er geen negatieve effecten te zien op de ontwaterbaarheid van het slib.  

Na de succesvolle pilot willen de onderzoekers de werking aantonen in een langere duurproef. Korving: ‘Als het langere tijd lukt om één kuub slib per uur te kunnen verwerken, wordt het interessant om de technologie toe te passen op bestaande RWZI’s. Als ze het dan ook nog voor elkaar te krijgen om meer fosfaat als vivianiet te laten neerslaan en af te scheiden, is dit een belangrijke stap naar circulaire rioolwaterzuiveringen.’ 

Water Innovator of the Year 2020

Vivimag is een van de drie kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing. Tijdens het congres Watervisie 2020 pitchen Aquavest, Vivimag en Zero Brine hun innovatie en kan het publiek zijn vragen stellen. Schrijf u snel in voor het Watervisie Congres, waar u ook de watervisie kunt horen van FrieslandCampina, Northwater, Tata Steel, Nedmag, Vitens en Dow Terneuzen.

AquaVest van Frontier Ventures is een van de kandidaten van de Water Innovator of the Year-verkiezing. Het algoritme rekent de variabelen en afhankelijkheden binnen de waterketen door en vertaalt ze naar investeringsbeslissingen. Behalve kostenbesparingen tot twintig procent, toont de software ook wie, wanneer en hoeveel moet investeren. Dat is een goede basis voor meer samenwerking in de waterketen. Bekijk hier de film van Frontier Ventures’ AquaVest.

Nu schoon, zoet water ook in Nederland schaarser wordt, zullen de spelers in de waterketen meer moeten gaan samenwerken. De industriële watergebruiker wedijvert daarbij met drinkwaterbedrijven, boeren, natuurbeheerders, waterschappen en ga zo nog maar even door. De verschillende watergebruikers beschikken vandaag de dag nog over een keur aan waterbronnen zoals grondwater en oppervlaktewater van rivieren, meren en waterbekkens.

De verwachting is dat de beschikbaarheid van die bronnen de komende jaren behoorlijk onder druk komt te staan. De gestage bevolkingsgroei leidt tot verstedelijking en meer watervraag vanuit de landbouw en industrie, terwijl het aanbod van water juist daalt door de effecten van klimaatverandering zoals de langere periodes van droogte die de concentraties van vervuilingen in het water ook nog eens verhogen.

AquaVest

Deze ontwikkelingen zijn best zorgwekkend en dus willen de verschillende spelers in de waterketen nu al anticiperen op mogelijke toekomstscenario’s. Gezien de vele variabelen en keuzemogelijkheden is dit een complexe opgave die het menselijk brein niet meer kan bevatten. Zeker niet als deze keuzemogelijkheden ook nog eens over lange periodes van soms wel twintig tot dertig jaar moeten worden uitgezet.

Om toch weloverwogen keuzes te kunnen maken, ontwikkelde Frontier Ventures een algoritme dat de variabelen en afhankelijkheden binnen de waterketen doorrekent en vertaalt naar investeringsbeslissingen. De ervaring van Duska Disselhoff van Frontier Ventures met complexe systemen zoals de waterketen stond aan de basis van het algoritme dat ze AquaVest noemde.

‘Om de waterzekerheid ook in de toekomst te borgen, zullen de publieke en private partijen nu al moeten nadenken over noodzakelijke investeringen in het watersysteem’, zegt Disselhoff. ‘Grote uitdaging daarbij is dat het systeem op microniveau al complex kan zijn, laat staan dat ze het overzicht op gebiedsniveau hebben.’

Samenwerking

Nu hebben de meeste partijen wel data beschikbaar over hun eigen bronnen en de benodigde waterkwaliteit. Ze houden daarbij echter nog te weinig rekening met andere watergebruikers in de regio. Dat is zonde omdat ze elkaar zowel positief als negatief kunnen beïnvloeden. Zo kan industrieel effluent voor het eigen proces niet meer bruikbaar zijn, terwijl een naastgelegen glastuinbouwer het water kan gebruiken als gietwater. Dat industriële bedrijf onttrekt op zijn beurt weer oppervlaktewater terwijl het misschien ook wel effluent uit een RWZI kan gebruiken.

Bedrijven en publieke partijen zoals gemeentes, provincies en waterschappen zullen eerst inzicht moeten hebben in de keuzemogelijkheden. Daarbij willen ze ook weten hoeveel ze moeten investeren om de watervoorziening in de toekomst te borgen. Of het nu om investeringen in waterberging, transport of bijvoorbeeld waterbehandeling gaat.

Nog beter is als ze ook weten wannéér ze die investeringen het beste kunnen doen. Helaas is de informatievoorziening over het watersysteem te fragmentarisch en zijn de onderlinge afhankelijkheden te complex om alle opties een voor een door te kunnen rekenen. Dat is niet heel raar: als je moet kiezen tussen twee investeringen beperkt de keuze zich nog tot het kwadraat ervan, dus vier opties. Neem je de factor tijd mee, met bijvoorbeeld de mogelijkheid om de twee investeringen op tien verschillende momenten over de komende twintig tot dertig jaar te doen, dan heb je al twee tot de macht twintig aan keuzemogelijkheden. Dat is al meer dan één miljoen. De meeste partijen zullen echter moeten nadenken over tien tot misschien wel vijftig investeringen. In dat laatste geval zit je al snel aan astronomische getallen van twee tot de macht vijfhonderd.

TCO

Het mooie van een algoritme is dat deze het effect van bepaalde keuzes op systeemniveau heel snel kan doorrekenen, en zelf de beste systeemoplossing tegen de laagste kosten identificeert. Vervolgens laat het algoritme zien wat de kosten en opbrengsten zijn voor elk van de betrokken partijen die bij die systeemoplossing horen. En omdat het algoritme dit doet over een tijdsperiode van twintig tot dertig jaar, kunnen bedrijven hun investeringen zo plannen dat dit tegen een zo laag mogelijke total cost of ownership gebeurt.’

Behalve dat deze aanpak een kostenbesparing kan opleveren van gemiddeld vijftien tot twintig procent, dus in de combinatie van capex en opex, levert het dus ook inzicht op in de verdeling van kosten en opbrengsten. ‘Investeringen in de waterketen worden nog wel eens uitgesteld omdat niet duidelijk is wie van welke investeringen profiteert’, zegt Disselhoff. ‘De industrie wijst al snel naar de overheid om te investeren in infrastructuur of andere grensoverschrijdende assets, terwijl de overheid in principe geen commerciële taken mag uitvoeren. Als de business propositie vanaf het begin duidelijk is, kunnen partijen meer gefundeerd discussiëren over kostenverdelingen, opbrengsten, risicospreiding, en eventueel gezamenlijke investeringen

Wellicht kan een bedrijf dat grondwater onttrekt beter investeren in bodemverbetering of precisie-irrigatie bij een boer in de buurt om zijn waterbronnen te beschermen. Bij slechte bodemretentie verdwijnt namelijk tot wel veertig procent van het gietwater als run-off dat vaak ook nog eens veel nutriënten bevat. Als dat bedrijf met de relatief kleine investering in bodemverbetering zijn eigen grondwaterbronnen kan beschermen tegen verontreinigingen, zou dat wel eens goedkoper kunnen zijn dan het aanschaffen van een waterzuiveringsinstallatie of het overstappen op drinkwater. En misschien kunnen bedrijven in dezelfde regio gezamenlijk investeren in een centrale waterzuivering of ondergrondse wateropslag. Als de kosten en baten helder zijn, nodigt dit uit tot samenwerking.’

Watertransitie

Dat AquaVest werkt, heeft de software al in de praktijk bewezen. Inmiddels heeft zich ook al de eerste klant gemeld. Disselhoff: ‘We bieden nu nog een combinatie van een dienst en een softwareproduct aan. Maar het is de bedoeling dat bedrijven of bijvoorbeeld gebiedsbeheerders AquaVest in de toekomst zelf gaan inzetten om hun eigen opties door te rekenen. We hebben inmiddels genoeg belangstelling, en willen het liefste zoveel mogelijk gebieden in kaart gaan brengen. Water is te waardevol om te verspillen, en dus moeten we nu de watertransitie gaan inzetten.’

Water Innovator of the Year 2020

AquaVest is een van de drie kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing. Tijdens het congres Watervisie 2020 pitchen Aquavest, Vivimag en Zero Brine hun innovatie en kan het publiek zijn vragen stellen. Schrijf u snel in voor het Watervisie Congres, waar u ook de watervisie kunt horen van FrieslandCampina, Northwater, Tata Steel, Nedmag, Vitens en Dow Terneuzen.

U kunt vanaf nu stemmen op uw favoriete Water Innovator of the Year 2019. Bekijk de filmpjes en breng uw stem uit. De drie innovators verzorgen een pitch tijdens het Watervisie Congres 2019 dat op 14 februari wordt gehouden bij Heineken Zoeterwoude.

Voor de Water Innovator of the Year zijn we op zoek gegaan naar innovatieve bedrijven, start-ups of overheidsinstellingen die innovatie, duurzaamheid, publiek-private samenwerking hoog in het vaandel hebben staan. We zochten naar innovaties die het gebruik van (industrie)water goedkoper, duurzamer of efficiënter maken. Daarbij kijken we niet alleen naar technologie, maar ook naar samenwerking binnen de waterketen.

Industriewater Eerbeek – Afvalwater als proceswater

Industriewater Eerbeek had al langer de wens gezuiverd water te retourneren naar de papierfabrieken van wie het bedrijf het afvalwater zuivert. Daarop is directeur van Industriewater Eerbeek Walter Hulshof aan de slag gegaan met een even simpele als doeltreffende fysisch-chemische reactie om het in het water aanwezige calcium te verwijderen. ‘Dat is mogelijk door de balans van bicarbonaat, CO2 en calciumcarbonaat in het water te verstoren. Wij doen dat in ons proces door CO2 te strippen, waardoor het calcium neerslaat in de zuiveringsbekkens.’

Om dat proces te kunnen aantonen is Hulshof in het lab van Industriewater zelfs aan de slag gegaan met vijf aaneengesloten melkpakken. ‘We kregen het wel voor elkaar in batch, maar niet in een continu proces. Totdat ik dacht: ik maak vijf kleine aaneengeschakelde ‘reactoren’, door in ons lab vijf melkpakken aan elkaar te knopen. Dat bleek te werken: door ze achter elkaar te zetten en in iedere reactor weer steeds meer calcium te laten neerslaan is het water aan het eind van de vijfde reactor voldoende vrij van calcium.’ 

Metal Membranes – Metalen membranen reinigen zichzelf

Metalmembranes ontwikkelde een nieuw type membranen die door licht kunnen worden gereinigd. Het unieke aan deze membranen is dat de bovenste laag van deze filters bestaat uit een fotokatalytische laag van titaniumdioxide (TiO2). Wanneer die laag met UV-licht wordt beschenen, kan het bijna alle organische verbindingen verbreken.

Sybrand Metz: ‘Metalen membranen kennen een zeer hoge doorstroomsnelheid, zijn robuust, chemisch inert, functioneren bij hoge temperaturen en zijn eenvoudig in te bouwen in een systeem. Desondanks hebben ook onze membranen op den duur last van biofouling. Nu ontwikkelden we in eigen huis een zelfreinigend oppervlak dat onderhoud straks overbodig maakt en de biofouling doet verdwijnen. We zetten het oppervlak van de filters om in titaniumdioxide via onze elektrochemische processen. Een bekende eigenschap van de stof is dat het onder invloed van UV-licht als katalysator gaat werken. Hierdoor verbreekt het organische verbindingen, waaronder bacteriën. We zijn nu bezig een interne lichtbron aan de membranen toe te voegen die de membranen zelfreinigend maken. Daardoor voorkom je de inzet van chemicaliën voor reiniging en bespaar je ook energie doordat de poriën niet meer verstoppen.’

Sponsh – Slim textiel trekt water uit de lucht

Kijkend naar hoe de natuur werkt in droge kustgebieden, ontwikkelden onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven een temperatuurgevoelig, slim textiel. ’s Nachts, wanneer de temperaturen laag zijn, is het materiaal super hydrofiel. Overdag, wanneer de temperaturen hoog zijn, wordt het materiaal super hydrofoob. De vezels trekken samen en persen het water uit als een spons. Voorlopig onderzoek toont aan dat het materiaal in staat is om elke cyclus water te absorberen en af te geven over driemaal het eigen gewicht. Door de huidige resultaten te extrapoleren, wordt verwacht dat één vierkante meter tot 1,3 liter per dag zal produceren.

Kurt Hamming: ‘Je kunt hiermee bijvoorbeeld bomen en planten van water voorzien, maar er zijn ook heel andere toepassingen mogelijk zoals vochtregulatie bij airco’s. De Wageningen Universiteit stelde voor het doek in te zetten voor het ontvochtigen van kassen. Het is zelfs mogelijk het textiel in een kist te stoppen om er drinkwater mee te maken. Inmiddels is het materiaal opgeschaald van een vierkante centimeter voor de proof of concept naar een demonstratie van vijftig vierkante centimeter.

Watervisie 2019

Energietransitie vraagt om waterstrategie

De Water Innovator of the Year verkiezing is onderdeel van het Watervisie Congres dat op 14 februari wordt gehouden. Heineken Nederland in Zoeterwoude is deze keer gastheer van het Watervisie Congres. De brouwer heeft zijn eigen watervisie vastgelegd in de Brewing a Better World strategie.