industriewater Archieven - Utilities

Klimaatverandering en zorgen om de waterkwaliteit zetten zowel waterinname als -lozing onder druk. Industriële grootverbruikers van zoetwater zetten daarom steeds vaker alternatieve bronnen in voor drink- of grondwater. Die keuze kunnen ze maken dankzij membraantechnologie. Afgeleide voordelen als warmte- en grondstoffenterugwinning maakt de businesscase nog interessanter.

Hoewel de waterwereld inmiddels veelvuldig gebruik maakt van membraantechnologie, is de discipline nog relatief jong. Vijftig jaar geleden begonnen de eerste pioniers water te zuiveren of vloeistofstromen in te dikken met membranen. Sindsdien heeft de scheidingstechnologie een grote vlucht genomen. En dat is niet voor niets want membranen zijn energiezuinig, schaalbaar en kennen een redelijk eenvoudige procesvoering. Bovendien is er nog steeds veel innovatie op het gebied van materialen, configuraties en toepassingen waardoor steeds weer nieuwe te scheiden stromen in het bereik van de technologie komen. En dat is hard nodig, want de industriële transitie naar emissievrij, klimaatneutraal en circulair zet de waterketen op zijn kop. De industriële emissies moeten omlaag terwijl de beschikbaarheid van schoon zoetwater onder druk staat. Een oplossing voor beide uitdagingen is te vinden in membraantechnologie.

Stroperige olie

Emiel Nijhuis van RWB heeft al heel wat projecten opgeleverd en ziet de vraag naar membraantechnologie nog steeds toenemen. ‘Tot voor kort hadden we het nog niet veel over waterschaarste. Omdat drinkwater overvloedig aanwezig was en relatief goedkoop was de businesscase voor membraanfiltratie vaak moeilijk rond te krijgen. Alleen in de gebieden die kampten met verdroging of verzilting moest men wel overschakelen op alternatieve bronnen. Dat zag je bijvoorbeeld bij de Nederlandse olievelden rondom Schoonebeek. Om de stroperige olie nog te kunnen winnen, moest men de viscositeit verlagen met stoom. Daarvoor was heel veel demiwater nodig en dat in een gebied dat vanwege de zandgrond veel last heeft van verdroging. Men vond de oplossing door een alternatieve waterstroom in te zetten: effluent uit de lokale rioolwaterzuivering.’

Emiel Nijhuis: ‘De bedrijven zullen terug naar de tekentafel moeten om hun waterhuishouding opnieuw onder de loep te nemen.’

Watermaatschappij Drenthe en Waterschap Vechtstromen besloten in 2011 samen een waterfabriek te bouwen en noemden deze Nieuwater. De fabriek werkt effluent van de rioolwaterzuivering in Nieuw-Amsterdam op tot demiwater. Men vond de oplossing in een combinatie van ultrafiltratie, een biologisch actief koolfilter, reverse osmose en elektrodeïonisatie. De fabriek produceert al ruim tien jaar dagelijks achtduizend kuub water met een geleidbaarheid van 0,065 micro Siemens per centimeter.

Restwaterstromen

Het voorbeeld van Nieuwater zal voor steeds meer bedrijven gelden, stelt Nijhuis: ‘Water wordt schaarser en dus heroverwegen Provinciale bestuurders en waterschappen vergunningen voor grondwateronttrekking aan banden te leggen. De bedrijven in die gebieden zullen terug naar de tekentafel moeten om hun waterhuishouding opnieuw onder de loep te nemen. Welke kwaliteit water hebben ze echt nodig? En welke bronnen kunnen ze daarvoor inzetten? Zo zie je steeds meer bedrijven overstappen op oppervlaktewater. Membraanfiltratie is een mooie manier om dit water op te werken.’

Veel bedrijven lozen ook nog hun restwaterstromen in het riool, terwijl die met een kleine reinigingsstap eenvoudig weer terug zijn te leiden in het proces, stelt Nijhuis. ‘De vestiging van FrieslandCampina in Borculo gebruikte bijvoorbeeld condensaatwater als koelwater en loosde het daarna op het schoonwaterriool en de rivier de Berkel. Ook zij lopen steeds meer tegen lokale droogteproblemen aan en wilden voorkomen dat ze in een droge zomer moeten worden afgeschakeld. Met een combinatie van een keramische membraaninstallatie en reverse osmose kon de melkfabriek het water opwerken tot demiwaterkwaliteit en inzetten in zijn processen.’

Energiebesparing

De installatie van aardappelproducent Lamb Weston Meijer laat zich gemakkelijk vergelijken met de andere voorbeelden. Het bedrijf heeft zich ten doel gesteld een deel van haar afvalwaterstromen opnieuw in te zetten in de processen. De vestiging in Kruiningen had een eigen biologische zuivering en dankzij een combinatie van ultrafiltratie en reverse osmose produceert men nu zeventig kuub proceswater per uur.

Met een combinatie van een keramische membraaninstallatie en reverse osmose kan de melkfabriek van FrieslandCampina water opwerken tot demiwaterkwaliteit en inzetten in zijn processen.

Ook Grolsch zette een behoorlijke besparingsstap met membraantechnologie. De brouwerij in Enschede mag nog wel grondwater onttrekken als grondstof voor het bier. Om dit water geschikt te maken voor de brouwerij, wordt het bewerkt. Een van de bewerkingsstappen is een zandfilter, die regelmatig moet worden gespoeld om er ijzer en mangaan uit te halen. Dit spoelwater ging normaal gesproken naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Door er een membraanfiltratie tussen te zetten kon Grolsch het opnieuw inzetten als spoelwater. Bijkomend voordeel van deze stap is dat het te koude spoelwater niet gunstig was voor de biologie in de afvalwaterzuivering. Door deze stroom te hergebruiken, bespaarde Grolsch indirect dus ook energie. ‘Die afgeleide voordelen kunnen in sommige gevallen de businesscase voor waterprojecten net de goede kant op laten vallen’, zegt Nijhuis. ‘Helemaal als er nog waardevolle grondstoffen in de reststromen zitten.’

Watermining

Met name de voedingsmiddelenindustrie richt zich steeds meer op watermining. Zo concentreert aardappelproducent Avebe zijn aardappelsap met membraantechnologie. Dat levert het bedrijf niet alleen direct zuiver water op, maar het ingedikte sap bevat ook nog waardevolle eiwitten die een mooie vervanger zijn voor dierlijke eiwitten.

Colubris Cleantech kent gelijksoortige voorbeelden van resource recovery bij aardappelproducenten en de groenteverwerkende industrie. ‘Eenvoudig gezegd bevat afvalwater stoffen die je ergens in het proces bent kwijtgeraakt’, zegt technologie- en R&D-manager Lex van Dijk. ‘Nu zijn die stoffen in sommige gevallen een goede bron voor vergisting, maar als je de waardevolle producten eruit haalt, hebben die een veel hogere waarde. Zo snijdt een groenteverwerker een breed scala aan groenten en houdt een suikerrijke stroom over. De suikers zijn een prima zoetstof die op tarwe gebaseerde zoetstoffen kunnen vervangen. Als je de juiste membranen toepast, kan je heel selectief de waardevolle stoffen eruit halen.’

Ook het aardappeleiwit heeft toegevoegde waarde omdat steeds meer mensen duurzame alternatieven zoeken voor vlees, weet Van Dijk. ‘Het vervangen van vlees is al duurzaam, maar als die ook nog eens van eiwitten uit reststromen zijn gemaakt, levert dat dubbele winst op voor het milieu.’

Colubris heeft veel projecten buiten Nederland in zijn portfolio, met name in gebieden met meer waterstress. Van Dijk: ‘De waterschaarste in India en andere delen van Azië zorgen ervoor dat de overheden zero liquid discharge afdwingen. Met name de textielindustrie is ruim vertegenwoordigd in die landen. De textielbedrijven mogen geen druppel water lozen en kozen daarom in het verleden voor het indampen van hun reststromen. Membranen bieden hiervoor een energiezuinig alternatief.’

Lex van Dijk: ‘Eenvoudig gezegd bevat afvalwater stoffen die je ergens in het proces bent kwijtgeraakt.’

William van Steenbruggen Area Sales Manager van Colubris heeft ook dichter bij huis vergelijkbare voorbeelden. ‘Een Duitse pluimveeslachterij loosde tot voor kort zijn afvalwater op de lokale beek. Toen de droogte in het gebied toesloeg, kon het bedrijf veel minder grondwater onttrekken. Een waterleiding doortrekken zou te duur worden en dus besloot het bedrijf het afvalwater weer op te werken tot productiewater. Vanwege hygiënische voorschriften mag dit water niet met het vlees in aanraking komen, maar er zijn genoeg processen waar het wel kan worden ingezet. Bijkomend voordeel is dat het water ongeveer twintig graden warmer is dan het grondwater. Daarmee gaat de gasrekening ook nog eens omlaag.’

Afvalwaterbehandeling

Hoewel zero liquid discharge in Nederland nog geen verplichting is, worden de eisen aan het lozen van afvalwater wel steeds strenger. Ook hier kunnen membranen een oplossing bieden. Van Dijk: ‘Neem zeer zorgwekkende stoffen zoals PFAS. De stof is onder meer terug te vinden in het percolaat van vuilstortplaatsen. Met membranen zijn die stoffen te concentreren zodat je ze kunt immobiliseren.’

Hoe waardevol membraanscheiding ook is, er zijn ook wel degelijk uitdagingen. ‘Uiteindelijk concentreer je de stoffen die in het water zitten’, zegt Nijhuis. ‘Het is natuurlijk mooi dat je oppervlaktewater kunt inzetten als proceswater, maar je houdt een concentraat over. Nu kan je zeggen dat alles wat je hebt geconcentreerd in het water zat en dus ook weer terug mag worden geloosd op het oppervlaktewater. Maar de vergunningsverlener is het daar niet altijd mee eens.’ Ook de opwerking van afvalwater tot demiwater levert lastige reststromen op. Met name brijn levert nog wel eens hoofdbrekens op.

Waar alle membraanexperts het over eens zijn, is dat eigenlijk elk project dat ze hebben uitgevoerd maatwerk vereist. Nijhuis: ‘Hoewel er veel parallellen te trekken zijn tussen de verschillende projecten, zijn de parameters per project zo verschillend dat je ze niet zomaar kunt kopiëren. De samenstelling van het water dat je bewerkt en de kwaliteit die je nodig hebt, is steeds anders en vraagt net een andere voorbehandeling, configuratie of procesvoering. Je moet dan ook altijd beginnen met een pilotinstallatie om te kunnen finetunen.’

Waterbedrijf Groningen en Evides Industriewater werken samen aan het plan om de regio Delfzijl te voorzien van industriewater. Ze willen hiervoor onder andere een industriewaterleiding aanleggen tussen Garmerwolde en Delfzijl.

Sinds enkele maanden heeft de Eemshaven de beschikking over industriewater op basis van oppervlaktewater. Een nieuwe industriewaterzuivering in Garmerwolde produceert het water, waarna dit via een aparte leiding wordt geleverd aan de industrie. Op die manier wordt er geen kostbaar drinkwater gebruikt voor industriële doeleinden.

De industrie in de regio Delfzijl is volop in ontwikkeling en kent, net als de Eemshaven, een stijgende watervraag voor de industrie. Dat er nu een soortgelijk plan ligt om ook het Oosterhorngebied in Delfzijl te voorzien van industriewater, is haast een logisch vervolg.

Demiwatervoorziening

Daarvoor is een industriewaterleiding nodig tussen Garmerwolde en Delfzijl. Door deze aan te sluiten op de industriewaterleiding Garmerwolde-Eemshaven wordt het mogelijk om industriewater vanuit de nieuwe industriewaterzuivering Garmerwolde te leveren aan de regio Delfzijl.

De partners, verenigd in dochter North Water, willen in het Oosterhorngebied ook een lokaal distributieleidingnet aanleggen. Daarnaast komt er een industriewaterpompstation en een demiwatervoorziening. Bovendien wordt de bestaande afvalwaterzuivering uitgebreid.

Het duurt nog wel even voordat de leiding daadwerkelijk in de grond ligt en de overige projectonderdelen op het haventerrein zijn gerealiseerd. De oplevering en ingebruikname is gepland voor eind 2023.

Samen met organisaties, bedrijven en mede-overheden hebben ministeries 37 voorstellen ingediend voor een administratieve en procedurele toetsing door de Toegangspoort van het Nationaal Groeifonds. Opvallend zijn dat er twee waterstofprojecten meedingen, maar ook een groeiplan watertechnologie.

Afgelopen voorjaar maakten de ministers van Economische Zaken en Klimaat (EZK) en Financiën bekend dat zij 646 miljoen euro investeren en 3,5 miljard euro reserveren voor tien projecten die moeten zorgen voor meer economische groei in Nederland.

Uit 244 ideeën, zijn nu 37 voorstellen geselecteerd. De volgende stap is dat de voorstellen worden voorgelegd aan de commissie. Naar verwachting wordt in januari bekend welke voorstellen hiervoor in aanmerking komen. De commissie licht deze selectie inhoudelijk door met behulp van experts. Per voorstel brengt de commissie advies uit aan het kabinet om wel of geen bijdrage te leveren. Het kabinet maakt naar verwachting in april 2022 bekend welke voorstellen een investering zullen ontvangen. Het parlement moet vervolgens nog goedkeuring verlenen voordat de bijdragen definitief worden toegekend.

Bij de voorstellen zitten ook voor de industrie interessante projecten. Zoals een voorstel voor een honder megawatt elektrolyzer, een offshore waterstofleiding, een groeiplan watertechnologie, duurzame materialen voor duurzame energie en circulaire plastics. En de verduurzaming van de luchtvaart zal gepaard gaan met de bouw van fabrieken voor synthetische vliegtuigbrandstof.

Groenvermogen II

Waterstof speelt een belangrijke rol in onze economie. Nederland is met 16,5 miljard m3 per jaar, de op één na grootste speler in Europa. Om die positie te behouden in een klimaatneutrale wereld moet groene waterstofproductie worden opgeschaald. Dit programma maakt dat mogelijk door een tender uit te schrijven voor elektrolysefaciliteiten van minimaal 100 MW. Enerzijds bieden deze elektrolysers direct groene waterstofproductie, maar ze zijn ook essentieel om te leren hoe de opschaling van waterstof naar de uiteindelijk benodigde 1000 MW schaal mogelijk is.

H2opZee

Voor de Nederlandse energietransitie is duurzame energie uit de Noordzee essentieel. Aanlanding en integratie van die energie is een belangrijke barrière voor het tijdig, betaalbaar en optimaal benutten van de Noordzee. Het ver weg op zee produceren van groene waterstof met additionele

windenergie en die aanlanden met een (bestaande) pijpleiding zal helpen de energietransitie te versnellen en kostenefficiënter te maken. Eén pijpleiding vervoert immers evenveel energie als 5-10 elektriciteitskabels, die in realisatie kostbaar en complex zijn.

Groeiplan Watertechnologie

Waterschaarste vormt wereldwijd een van de grootste bedreigingen voor de welvaart (World Economic Forum). Dit betekent een grote kans voor de op exportgerichte Nederlandse watertechnologiesector. Het Groeiplan Watertechnologie geeft een belangrijke impuls aan uitbreiding en export van de sector. Het plan zorgt er tevens voor dat in Nederland voldoende schoon water beschikbaar is, zowel voor drinkwater en natuur als voor de veel waterverbruikende (exporterende) land- en tuinbouw en industrie.

Duurzame materialen NL

Opschaling van duurzame materiaalinnovaties biedt oplossingen voor de energietransitie en duurzaamheidsvraagstukken en tegelijkertijd een enorme economische kans. Op weg naar een duurzame toekomst is er dringend behoefte aan innovatieve manieren om CO2-emissie en materiaalverspilling terug te dringen. Functionele, duurzame en circulaire materiaalinnovaties zijn hiervoor essentieel. Met dit Groeifondsvoorstel pakken meer dan 300 samenwerkende partijen drie belangrijke materiaalsectoren met grote economische en duurzaamheidspotentie aan: Energiematerialen, Constructieve materialen en Circulaire plastics. Het voorstel ontwikkelt 12 Demonstrators voor nieuwe technologieën waarmee duurzame materialeninnovaties van het lab naar de praktijk kunnen worden gebracht.

Luchtvaart in Transitie

De Nederlandse luchtvaartsector heeft de kans om als pionier in Europa te acteren in de transitie naar duurzame luchtvaart. Hiervoor ontwikkelt Luchtvaart in Transitie technologie, producten en kennis waarvoor sterk toenemende vraag uit de wereldmarkt bestaat. Dit programma lost deze knelpunten op door de luchtvaartsector te verenigen en bouwt hiervoor een open innovatie-infrastructuur door het realiseren van fabrieken voor synthetische vliegtuigbrandstof. Ook wil men duurzame ultra-efficiënte demonstratievliegtuigen ontwikkelen met doorbraaktechnologie voor waterstofaandrijving, materialen en systemen.

Bekijk hier alle projectvoorstellen

Watertechnoloog Niels Groot van Dow Terneuzen leidde een ISPT-project naar stoom en condensaatkwaliteit. Als de resultaten van het onderzoek naar filmvormende amines en condensaatbehandeling ook in de praktijk standhouden, kan dit tot forse waterbesparingen leiden.

Een groot deel van het industriële waterverbruik is gerelateerd aan de inzet van stoom. Verhitting van demiwater zorgt voor flexibele en veilige warmteoverdracht bij diverse chemische processen. Na de hitteoverdracht, condenseert het water waarna het wordt teruggeleid naar de stoomketel. Waar de cyclus weer begint. Helaas is deze cyclus eindig. Omdat er altijd wel verliezen zijn, dikt het water in en neemt de warmteoverdracht af. Maar ook vervuiling uit het stoomsysteem zelf vormt een probleem. Vandaar dat stoom-water systemen in de petrochemische industrie slechts veertig tot zestig procent van het condensaat kunnen hergebruiken. Met dat zogenaamde off spec-condensaat gaat niet alleen restwarmte verloren, maar ook kostbaar demiwater.

Om het stoom-watersysteem te beschermen, voegen bedrijven diverse chemicaliën toe die corrosie zoveel mogelijk moeten beperken. Aan de ene kant vermindert dit vervuiling van condensaat door corrosie tegen te gaan. Maar tegelijk kunnen bepaalde hulpstoffen zelf juist voor vervuiling zorgen via de afbraakproducten ervan.

Al enkele decennia maken alkaliserende en filmvormende amines een langzame opmars in het voorkomen van corrosie van stoom- en watersystemen. Dit zijn organische conditioneringsmiddelen, die de pH van het water verhogen en leidingen van een stoomsysteem met een afdichtende laag bedekken. Theoretisch zou behandeling met dit soort producten er toe moeten leiden dat bedrijven hun stoomsystemen beter kunnen bedrijven, met een lagere faalkans.

‘We maakten ons vooral zorgen om de afbraakproducten die zouden kunnen ontstaan.’

Niels Groot, waterspecialist Dow Terneuzen

Filmvormende amines

Dow en de bedrijven op het Chemelot-terrein zijn zeer geïnteresseerd in ontwikkelingen die hun bedrijfsvoering efficiënter en betrouwbaarder kunnen maken. Zij gaan daarbij echter niet over één nacht ijs. Het afbreukrisico is daarvoor eenvoudigweg te groot. Watertechnoloog Niels Groot van Dow Terneuzen leidde een ISPT-project naar stoom en condensaatkwaliteit, dat mede werd gefinancierd door de Topsector Energie. Samen met David Moed van Evides Industriewater en Peter Janssen van Sitech Services kijkt hij terug op een geslaagd onderzoek. ‘Hoewel er in andere toepassingen al goede resultaten zijn behaald met filmvormende amines, is er nog onvoldoende ervaring met onze productieomstandigheden’, zegt Groot. ‘We maakten ons vooral zorgen om de afbraakproducten die zouden kunnen ontstaan bij de hoge temperaturen en drukken waarop Dow, maar ook vele andere chemische bedrijven opereren.’

Chemelot gebruikt al jaren naar tevredenheid Film Forming Amines (FFA), dus hadden de onderzoekers de mogelijkheid praktijkonderzoek te doen. Tegelijkertijd wilde het onderzoekconsortium met de Universiteit van Gent, Evides Industriewater, Sitech Services, ISPT, KWR en Kurita Europe weten in hoeverre het mogelijk was het off spec-condensaat te polishen en her te gebruiken.

Om de kwaliteit van het ketelwater met de FFA te meten, trok het consortium alles uit de kast. Ze gebruikten een keur aan analytische technieken, zoals vloeistofchromatografie-hoge resolutie massa spectometrie, ionenchromatografie, gaschromatografie en massaspectometrie, high performance liquid chromatografie in combinatie met UV fluorescentie en een total organic carbon-bepaling. De combinatie van technieken is nooit eerder ingezet. Verschillende bemonsteringsrondes lieten zien dat er geen afbraakproducten werden gevormd die corrosie zouden kunnen veroorzaken. Daarmee staafden de onderzoekers de ervaringen van Chemelot met wetenschappelijk gevalideerde feiten.

Condensaatbehandeling

De industriewaterspecialisten wilden ook weten in hoeverre het mogelijk was de condensaatstromen te behandelen, zodat ze weer naar de ketel konden worden geleid. Dat zou wel eens goedkoper en milieuvriendelijker kunnen zijn dan steeds weer vers demiwater te voeden. Daarbij maakten ze wel onderscheid tussen licht en zwaar verontreinigde stromen. De lichtvervuilde stromen kwamen met name uit de ketels zelf, terwijl condensaat uit stoomkraakprocessen vaak zwaarder vervuild zijn met organische en anorganische deeltjes.

Voor de eerste stroom testten de onderzoekers van Universiteit Gent een tweetal technieken, met als referentietechniek de inzet van reeds beproefde mengbed Ionenwisselaars. De eerste techniek heet strong acid cation exchange. De installatie wisselt kationen zoals ammonium en natrium in het water om met protonen. Hierna ging het water ook nog eens langs de mengbed ionenwisselaar, waarbij men ook de toename in prestatie van het mengbed toetste.

De tweede techniek die werd getest was actief kool: een biologische koolstoffilter dat organische componenten afvangt. Na deze stap zuiverde een reverse osmosis membraan het water verder en kwam weer de mengbed ionenwisselaar in actie.

Grof gezegd kwam het eerste alternatief, strong acid exchange, als winnaar uit de bus. Hoewel het tweede wel tot een iets betere kwaliteit water leidde, wegen de extra kosten daar niet tegenop.

Hoge investering

Voor het zwaarder vervuilde water vergeleken de onderzoekers Direct Contact Membrane Distillation (DCMD) met biologische behandeling via een membraanbeluchte biofilmreactor (MABR). Ze testten op labschaal DCMD met twee verschillende membraantypen: een hydrofoob en een oleofoob polyethyleen membraan. De watertechnologen maakten zelf een organisch mengsel, dat ze vervolgens met de twee filters zuiverden. Het oleofobe membraan kon ruim 97 procent van de organische componenten verwijderen, terwijl het hydrofobe membraan doorslag vertoonde door wetting. Dit laatste verschijnsel is een bekend probleem van dit soort membranen. Doordat zich water ophoopt, vormt dit een geleider voor de vloeistofstroom die daardoor ongefilterd doorstroomt.

(c) Adobestock

Bij de MABR-route kon men tot 85 procent van de voornaamste verontreinigingen verwijderen. Maar dan was wel een verblijftijd nodig van acht uur per reactor. Aangezien de gewenste verblijftijd van 3,3 uur aanzienlijk korter is, namen ze deze tijd als referentie. En dan was nog maar zestig procent van de TOC verwijderd. Een nabehandeling met reverse osmose en membraandistillatie kon dit wel oplossen. De onderzoekers concludeerden dan ook dat MABR in vergelijking met een conventioneel biologisch actief slib-systeem weliswaar een wezenlijk kleinere fysieke voetafdruk en lagere operationele kosten heeft maar dat de investeringssom wel aanzienlijk hoger is. Daarmee levert het in deze casus nog niet direct een aantrekkelijke oplossing.

Corrosie

Als laatste onderzocht het consortium of de combinatie van bescherming met filmvormende amines en de afbraakproducten daarvan, nog steeds tot goede bescherming zou leiden. Corrosie kan funest zijn voor het volledige stoom-watersysteem. Uiteindelijk konden ze vaststellen dat alleen de vorming van azijnzuur een bedreiging kon vormen. De FFA-doseringen bleken ook gunstig uit te pakken, met inachtneming van potentieel corrosieve afbraakproducten. Uit de metingen bleek dat een beschermende magnetietlaag was gevormd met een hydrofoob oppervlak. De beschermlaag bleek steviger, gladder en meer uniform dan bij gebruik van louter ammoniakconditionering.

Waterbesparing

De onderzoekers hebben meer vertrouwen gekregen in de inzet van FFA’s in de petrochemie. Ook zeggen de consortiumpartners meer inzicht te hebben gekregen in het opwerken van retourcondensaatstromen. Waardoor ze condensaat-polishing efficiënter en kosteneffectiever kunnen ontwerpen.

Dow Benelux in Terneuzen stelde inmiddels samen met Evides Industriewater een opwerkingsfabriek in bedrijf, die is gebaseerd op de combinatie van strong acid cation exchange in combinatie met mengbed Ionenwisselaars. Dow overweegt ook het hergebruik van zwaar verontreinigd condensaat als proceswater. Men is er echter nog niet uit wat de beste techniek hiervoor is. De belofte is echter groot omdat dit jaarlijks ruim één miljoen kuub waterbesparing kan opleveren.

Vlaanderen behoort tot de regio’s in Europa met de grootste waterschaarste. De toestand vormt ook een bedreiging voor de Vlaamse economie. Daarom brengt het SmartWaterUse project de waterrisico’s in kaart en zoekt het naar oplossingen voor de sectoren (zee)voeding, aquacultuur, textiel en toerisme. Het project pakt uit met een WaterBarometer voor bedrijven. Die koppelt gedetailleerde informatie over de bedrijfswaterstromen aan de mogelijkheden van lokale, alternatieve waterbronnen.

De bedrijfswereld beseft stilaan de ernst, maar zoekt nog naar oplossingen voor de precaire waterbeschikbaarheid in Vlaanderen. Uit een VOKA-bevraging blijkt dat zeventig procent van de ondernemingen wel watertekorten vrezen, maar dat negentig procent nog geen noodplan heeft. Bovendien kan tachtig procent niet overschakelen op een alternatieve waterbron en kan 81 procent op korte termijn geen preventieve maatregelen nemen om het waterverbruik tijdelijk en significant te verminderen. Het SmartWaterUse project komt dus niets te vroeg.

WaterBarometer

Centraal in het project staat de WaterBarometer. Deze tool, een ontwikkeling met VITO in de lead, verschaft bedrijven dieper inzicht in hun watermanagement en stelt gerichte optimaliseringsacties voor. Een uitgebreide waterbalans met alle waterstromen en gerelateerde kosten worden visueel gepresenteerd en hun risico’s worden bepaald. Tegelijk krijgen de bedrijven een omgevingsanalyse met nabijgelegen alternatieve, duurzame waterbronnen. Voor deze waterbronnen wordt ook telkens een geschikte behandeling gepresenteerd.

Daarnaast plant het SmartWaterUse project ook een reeks demonstratieworkshops met informatie over de mogelijkheden van de monitoring en dataverwerking. Tegelijk wordt de geldende wetgeving van de alternatieve waterbronnen overzichtelijk gepresenteerd voor bedrijven.

Waterschap Brabantse Delta en Evides Industriewater onderzoeken of gezuiverd afvalwater (effluent) van de RWZI in Bath kan worden opgewerkt tot proceswater. De inzet van effluent als proceswater, leidt tot minder grondwateronttrekkingen. Er is dan meer grondwater beschikbaar voor bijvoorbeeld drinkwater.

Zorgen voor voldoende zoet water van goede kwaliteit. Dat is een uitdaging voor Nederland, vooral wanneer langere droge periodes en hevige neerslag elkaar gaan afwisselen door een veranderend klimaat. Het bewust omgaan met beschikbare zoetwatervoorraden is dus van belang. Hergebruik van water is een manier om de zoetwatervoorziening vorm te geven.

Onderzoek

Evides plaatste een pilotinstallatie op het terrein van RWZI Bath, de grootste rioolwaterzuivering van waterschap Brabantse Delta. De RWZI Bath zuivert dagelijks gemiddeld zo’n 100.000 kuub afvalwater.

De pilotinstallatie neemt een deelstroom effluent in. Via bewezen en bekende technieken als ultrafiltratie en reverse osmose werkt Evides het effluent op tot proceswater.

De kwaliteit van het effluent van de RWZI Bath voldoet aan de eisen, maar het heeft wel wat bijzondere uitdagingen. Denk bijvoorbeeld aan een hogere zoutconcentratie. Gedurende de pilot onderzoekt men de optimale procesomstandigheden voor dit relatief zoute water.

Pilotperiode

Omdat het afvalwater in Bath het hele jaar door wordt gezuiverd, is het gezuiverde water ook in droge tijden beschikbaar. Het onderzoeksproject loopt nu en duurt tot oktober 2021. Na deze pilotperiode kan er bij goed resultaat een nieuw (deel)traject richting een full scale toepassing volgen.

Toekomstbestendig

Waterschap Brabantse Delta en Evides Industriewater hebben een maatschappelijke verantwoordelijkheid om actief een rol te pakken in het toekomstbestendig maken van watervoorziening. Zij hebben de ambitie om volledig klimaatneutraal en circulair te zijn en een wezenlijke bijdrage te leveren aan een klimaatbestendige en vitale leefomgeving. Het hergebruiken van gezuiverd afvalwater voor proceswater draagt daaraan bij. Er wordt een nieuwe waterbron gecreëerd die een bijdrage levert aan de zoetwatervoorziening.

 

Waterbedrijf Groningen en North Water nemen de nieuwe industriewaterzuivering Garmerwolde en de nieuwe transportleidingen voor drink- en industriewater in gebruik. Hiermee leveren de bedrijven op een duurzame manier water aan de industrie in de Eemshaven met Google als eerste grote afnemer.

De Eemshaven is de laatste jaren flink in ontwikkeling. Dit betekent eveneens een toenemende vraag vanuit Noordoost-Groningen naar water om te gebruiken als koel- en proceswater. North Water, een gezamenlijke industriewaterdochter van Waterbedrijf Groningen en Evides Industriewater, levert het water op maat.

Samen met waterschap Noorderzijlvest koos North Water voor het RWZI-terrein Garmerwolde als locatie. Vanaf hier is voldoende oppervlaktewater van goede kwaliteit uit het Eemskanaal beschikbaar als bron voor industriewater. Daarnaast biedt het maximale kansen voor het hergebruik van slib en het gezuiverde rioolafvalwater (effluent).  Momenteel vindt een verkenning plaats naar de mogelijkheden om in de nabije toekomst het effluent te kunnen hergebruiken.

Nieuw leidingentracé

Om het industriewater vanuit Garmerwolde aan de Eemshaven te kunnen leveren werd er ook een heel nieuw transportleidingtracé voor industriewater aangelegd. Waterbedrijf Groningen legde gelijktijdig een nieuwe drinkwaterwaterleiding aan over grotendeels hetzelfde tracé. Om daarmee te zorgen voor een robuuste drinkwaterinfrastructuur voor het leveringsgebied Noordoost-Groningen. Werk met werk combineren is een win-win voor alle betrokkenen: een in plaats van twee keer aanleggen scheelt in kosten maar zeker ook in de overlast.

 

Chemelot wil het watersysteem op de site klaarmaken voor de toekomst. Ze wil haar watergebruik verminderen, componenten beter uit water halen en waar mogelijk hergebruiken. Daarvoor start op 1 maart onder de vlag van Brightsite het programma ‘Circulair water voor Chemelot’. Een consortium ondertekende hier onlangs een intentieverklaring voor.

Water is op de Chemelot site noodzakelijk voor koeling, verwarming (stoom), als proceswater en als bluswater. Chemelot is zich ervan bewust dat zij een behoorlijke impact heeft op het oppervlaktewatersysteem van Limburg. Ze haalt water uit het Julianakanaal. Een derde van dat water gaat verloren tijdens gebruik, met name door verdamping. De rest wordt gezuiverd in de Integrale Afvalwater Zuiveringsinstallatie (IAZI) en geloosd op de Maas via een zijtak van de Ur.

Brightsite gaat het programma ‘Circulair water voor Chemelot’ vormgeven. Het consortium bestaat verder uit Sitech Services, Utility Support Group, Waterschapsbedrijf Limburg en Waterleiding Maatschappij Limburg. De verwachting is dat ook andere partijen, zoals kennisleveranciers en technologie-ontwikkelaars en de fabrieken op de site mee gaan doen.

Het sluiten van de waterketen vraagt om een integrale benadering en is verbonden met de duurzaamheidsontwikkelingen op Chemelot en in de omgeving. Het uiteindelijke doel is een nullozing, oftewel circulair water. Dat lukt niet alleen met het optimaliseren van processen, daarvoor zijn nieuwe technologieën nodig en moet er met een frisse blik worden gekeken naar het totale watersysteem op de site. Circulair water gaat volgens Chemelot over het sluiten van cirkels – van kleine cirkels rondom een fabriek tot grote, site-brede cirkels – en over zowel watergebruik als de stoffen in het afvalwater.

BASF Antwerpen is al jaren bezig met duurzaamheid op het gebied van water. Ze wisselde ooit al van het gebruik van drinkwater naar oppervlaktewater, maar de toekomst vraagt om meer verandering. Vlaanderen ligt bijvoorbeeld in een waterstressgebied. Tijdens het congres Watervisie 2021 vertelde operations manager utilities Jürgen Moors op welke manieren er nog meer duurzaam met water wordt omgegaan.

Water wordt bij BASF op verschillende manieren gebruikt. In processen zelf kan het dienen als scheidingsstof of als een soort oplosmiddel. Wat veel mensen volgens Moors niet weten is dat het in de chemie de grootste waarde heeft als energiedrager. ‘Het kan een energiedrager zijn op het gebied van warmte, in de vorm van stoom en calorieën. Of het kan dienen als koelwater.’De Verbundsite van BASF in Antwerpen, waar 56 fabrieken staan, leent zich goed om zo weinig mogelijk verliezen van water te realiseren. Dat doet het chemiebedrijf met behulp van cascadering. Moors heeft er drie voorbeelden van.

Koelwater

Het eerste gaat over koelwater. Dat pompt BASF op uit een dok. Dat water heeft, in een normale lente of zomer, een temperatuur van 20 tot 25 graden. ‘Dat water brengen we naar bedrijven die hun warmte kwijt moeten’, legt Moors uit. ‘Zij verhogen de koelwatertemperatuur naar 25 tot 30 graden. Daarna transporteren we het water naar bedrijven die een hoger warmteniveau hebben. Zij verwarmen het water uiteindelijk tot 35 of 40 graden. Vervolgens koelen we het in een koeltoren af om het opnieuw in te kunnen zetten. Op deze manier kunnen we het koelwater een aantal keer achter elkaar gebruiken.’

Stoom

Hetzelfde principe past het chemiebedrijf toe bij stoom. Moors: ‘Stoom produceren we bij bedrijven die warmte op een hoog niveau produceren. Dan hebben we het over meer dan honderd bar. Vervolgens gaan we in verschillende cascades naar beneden zodat bedrijven de warmte in kunnen zetten op het niveau dat ze nodig hebben. Zo link je eigenlijk alles aan elkaar.’

Afvalwater

Ook bij afvalwater gebruikt BASF weer cascadering. ‘Afvalwater van het ene bedrijf bevat soms wel verontreinigingen, maar die storen absoluut niet in het proces van een ander bedrijf. Dat water transfereren wij ook weer via een cascade voordat we het naar onze waterzuivering brengen.’

‘We hebben gekozen voor een technologie op basis van membranen om zeker te zijn dat we die stap altijd kunnen zetten.’

Jürgen Moors, manager utilities BASF Antwerpen

Het zijn drie voorbeelden van hoe BASF op het moment werkt aan waterduurzaamheid. In de toekomst wil ze nog meer doen. Daarom bouwt ze bijvoorbeeld met Evides Industriewater aan een nieuwe demiwaterfabriek. In het ontwerp van de demiwaterinstallatie is ingezet op het optimaliseren van het proces door hergebruik van verschillende waterstromen uit de productie en gebruik van restwarmte uit condensaat. Dit resulteert in efficiënter watergebruik en een lagere energie- en chemicaliënverbruik. Moors: ‘We hebben gekozen voor een technologie op basis van membranen om zeker te zijn dat afhankelijk van de richting die we uitgaan, we die stap altijd kunnen zetten.’

Met de membraantechnologie zet BASF nu al een stap naar zuiverder water. In de toekomst moet de techniek ook de kern zijn om andere bronnen aan te boren door bijvoorbeeld nog een extra stap voor of na te schakelen. De bouw van de fabriek is momenteel bezig. De verwachting is dat Evides in het voorjaar van 2022 het eerste water zuivert.

Grens

Daarnaast kijkt BASF naar andere mogelijkheden zoals het samenwerken met andere partijen in de omgeving op het gebied van water. Moors: ‘Er is al een pijpleidingennetwerk voor andere producten zoals stikstof en waterstof. Ik denk dat we meer en meer naar een maatschappij evolueren waar ook deze aspecten worden onderzocht. Denk maar aan CO2 dat ook een van de parameters is. Ik denk dat dat ook de toekomst voor water is. In de Antwerpse haven wordt er al naar gekeken om op de middellange termijn die richting op te bewegen en waarom zouden we de grens niet oversteken op termijn?

Centrale Afvalwaterzuivering Botlek

Evides Industriewater is Centrale Afvalwaterzuivering Botlek (CAB) aan het opstarten. Dat vertelde directeur Jan Robert Huisman. De CAB staat op het terrein van Huntsman in de Botlek, waar verschillende ondernemingen uit de petrochemische chemie zijn gevestigd. ‘Het is complex afvalwater’, zegt Huisman. ‘Maak maar eens van die complexe soep schoon afvalwater dat je netjes kunt lozen.’

water

Jan Robert Huisman, Evides Industriewater

Duurzaamheid speelt bij elk project een grote rol voor Evides. ‘Circulariteit is altijd ons uitgangspunt’, zegt Huisman. ‘Maar dat is niet iets dat je vaak in de volle breedte in één keer kunt ontwikkelen. Soms moet dat stap voor stap. Bij de CAB is het al een hele uitdaging dat de installatie goed draait. Dus we beginnen om hem goed in te regelen en te zorgen dat we aan de vergunning voldoen. Vervolgens zijn er natuurlijk nog mogelijkheden om hergebruik toe te passen.’

Niet al het afvalwater hoeft bijvoorbeeld direct naar de zuivering. Dat zie je bij BASF. Huisman neemt stoomcondensaat als voorbeeld. ‘Vaak is het de gewoonte om dat via het riool naar de zuivering te laten lopen. Maar het is relatief schoon water dat je met een vrij eenvoudige techniek op specificatie kunt brengen. Dat ontlast de zuivering, maakt de investering lager en je bent sneller circulair. Je moet meer naar het totale system kijken.’

Het Nationaal Programma Groningen kent een subsidie toe aan North Water voor een industriewatertransportleiding naar Delfzijl. Deze leiding verbetert het economische vestigingsklimaat in Delfzijl en vergroot de beschikbaarheid van drinkwater voor Groningers. Ook in perioden van langdurige droogte.

De regio Delfzijl is momenteel volop in ontwikkeling. De groei van industriële activiteit en de komst van de bio-based chemie en waterstof-economie zorgen voor een toenemende watervraag. Om dit ‘industriewater op maat’ te kunnen leveren, onderzoekt North Water de mogelijkheid voor een duurzame industriewatervoorziening en -infrastructuur.

Nortwater wil een nieuwe transportleiding tussen Delfzijl en Appingedam aanleggen en deze aansluiten op de industriewaterleiding Garmerwolde-Eemshaven. Daarmee kan het bedrijf industriewater op basis van oppervlaktewater leveren aan de regio Delfzijl. Dit industriewater komt van de industriewaterzuivering Garmerwolde dat oppervlaktewater – en op termijn mogelijk ook RWZI effluent na aanvullende zuivering – als duurzame bron voor industriewater gebruikt. North Water bouwt ook aan lokale distributie, een verdeelstation en een verdere opwerkingsstap voor een deel van het water.

Duurzame bijdrage aan de regio

Met deze nieuwe waterinfrastructuur krijgen bedrijven die zich vestigen in Delfzijl toegang tot industriewater en voorkomt North Water onnodig drinkwatergebruik door de industrie. Perry van der Marel, Managing Director North Water: ‘Door te investeren in een duurzame industriewatervoorziening kunnen we industriewater leveren met oppervlaktewater als bron. Daardoor blijven drinkwaterbronnen behouden voor de drinkwatervoorziening en dragen we bij aan een toekomstbestendige regio Delfzijl. De toekenning van de bijdrage van het Nationaal Programma Groningen onderstreept dit.’

Nationaal Programma Groningen

De toekenning vanuit Nationaal Programma Groningen is voor North Water het startsein om de plannen samen met de diverse partijen en partners waaronder LTO Noord, provincie, Groningen Seaports, gemeente en de industrie Delfzijl verder uit te werken en op economische haalbaarheid te beoordelen. Van der Marel: ‘Voordat de leiding daadwerkelijk in de grond ligt, moeten er veel zaken worden geregeld. Zoals het ontwerp uitwerken, bestek opstellen, vergunningen aanvragen, met verschillende stakeholders overleggen en overeenkomsten afsluiten met landeigenaren en afnemers.’