Technologie inzetten voor duurzaam watergebruik

Kennisgroep Watertechnologie

Evides Industriewater heeft een Demi Water Plant (DWP) ontworpen en gerealiseerd bij de Botlek in Rotterdam en daarbij de AiRO-technologie toegepast die ontwikkeld is door KWR.

Technologie inzetten voor duurzaam watergebruik De medewerkers van KWR’s kennisgroep ­Watertechnologie doen toegepast wetenschappelijk onderzoek in de watercyclus. Zij bouwen zo bruggen tussen de wetenschap en de eindgebruikers van ­technologie en leveren ‘wetenschap in dienst van de maatschappij’. De kennisgroep beschikt over expertise op uiteenlopende terreinen: • membraanfiltratie • ionenwisseling • adsorptietechnologie • geavanceerde oxidatie • ontharding • conventionele zuivering • energietechniek en warmtewisseling • biotechnologie • leidingtechniek • asset management • modellering van zuivering en distributie.

Research Het onderzoek van de Kennisgroep Watertechnologie wordt uitgevoerd in teams: Drinkwaterbehandeling, Waterinfrastructuur en Industrie, Afvalwater & Hergebruik. Contact: Jos Boere Hoofd kennisgroep Watertechnologie [email protected]

2

KWR Watercycle Research Institute De 170 medewerkers van KWR Watercycle Research Institute zijn deskundig in de meest uiteenlopende aspecten van de watercyclus en het wereldwijde water­ systeem. Zij zijn georganiseerd in teams binnen drie kennisgroepen, Water­ systemen, Watertechnologie en Waterkwaliteit & Gezondheid. Samen creëren zij waar mogelijk integrale oplossingen, die hun individuele vakgebieden overstijgen. KWR maakt zich sterk voor optimale afstemming van de verschillende activiteiten in de waterketen: met de omringende watersystemen en tussen de betrokken organisaties onderling. Alleen zo kunnen optimale, effectieve en efficiënte maatschappelijke innovaties worden gecreëerd, die bijdragen aan een duurzame watercyclus.

Opdrachtgevers KWR’s kennisgroep Watertechnologie werkt voor opdrachtgevers uit diverse branches: drinkwaterbedrijven, industriële watergebruikers, technologieleveranciers, waterschappen en andere regionale of landelijke overheidsinstanties. KWR-onderzoek wordt regelmatig (mede-)gefinancierd door specifieke onderzoeksfondsen.

Watertechnologie zorgt dat: • water in de juiste kwaliteit en hoeveelheid beschikbaar is; • overtollig water wordt afgevoerd en gezuiverd; • steeds meer (afval-)water en (afval-)stoffen worden hergebruikt.

Kennisgroep Watertechnologie

Watertechnologie voor de praktijk Over de hele wereld stelt de watercyclus de mens voor grote uit­dagingen. Verontreinigingen bedreigen mens en milieu, de beschikbaarheid van voldoende water komt in het gedrang en toenemende verstedelijking en klimaatverandering stellen nieuwe eisen aan waterhuishouding en watervoorziening. De kennisgroep Watertechnologie creëert hiervoor oplossingen die toegesneden zijn op de praktijk.

Naast zuivering en transport vormt hergebruik (van water, energie en stoffen) een steeds belangrijker onderwerp voor de kennisgroep Watertechnologie. Het onderzoek in de kennisgroep varieert van vergelijkende studies en optimalisatie van bestaande technieken tot ontwikkelen van innovatieve technieken. Voorbeelden daarvan vindt u op de volgende pagina’s. Veel onderzoeksprojecten worden uitgevoerd door medewerkers van de verschillende teams binnen de kennisgroep. Drinkwaterbehandeling De medewerkers van het team Drinkwaterbehandeling richten

Waterinfrastructuur Waterinfrastructuur richt zich primair op het drinkwaterleidingnet, waaronder ontwerp en materiaalkeuze, de waterkwaliteit tijdens distributie, het vastleggen van data voor bijvoorbeeld storingsregistratie, modellen voor afnamepatronen en GIS-technieken. Gezien het hoge kapitaalbeslag is veel aandacht gericht op asset management. Rond riolering werkt het team met andere kenniscentra samen.

Contact: Nellie Slaats Teamleider Waterinfrastructuur [email protected]

zich op thema’s als ‘nieuwe stoffen’ (genees­middelen, hormonen), verzilting van grondwater en doelstellingen rond­om duurzaamheid en efficiëntie. Het team heeft expertise op

Industrie, Afvalwater & Hergebruik

velerlei gebied, van membraanfiltratie tot geavanceerde

Industrie & Water en Afvalwater & Hergebruik richten zich

oxidatie, ontharding, actievekoolfiltratie en ionenwisseling.

op andere delen van de watergebruikscyclus. ­Onderzoek- en

Nieuwe onderzoeksrichtingen zijn de modellering van de

adviesopdrachten beslaan toepassingen als demiwaterproduc-

prestaties van zuiveringsprocessen en ontzouting van brak-

tie, koelwater, stoomketels en ­afvalwater. Leidend thema is

en zeewater.

het nuttig hergebruik van (afval-)water, zowel hergebruik van het water zelf als het terugwinnen van energie en waardevolle

Contact: Jan Post Teamleider Drinkwaterbehandeling [email protected]

componenten, zoals fosfaat.

Contact: Danny Traksel Teamleider Industrie, Afvalwater & Hergebruik [email protected]

3

Projecten kennisgroep Watertechnologie

4

Zeewater of brak water ontzouten

Snelle detectiemethode voor Legionella in

Reverse osmosis (RO) wordt vaak ingezet om zeewater of brak

warmwatersystemen

water te ontzouten. KWR onderzoekt innovatieve reinigings­

Voor beheerders van warmwater- en waterleidinginstallaties

methoden voor RO-membranen, het gebruik van een combinatie

is het uitermate belangrijk om de aanwezigheid van Legionella

van elektrodialyse en RO, methoden om biofouling in RO-

pneumophila snel en betrouwbaar te kunnen bepalen. KWR heeft

systemen te beheersen en oplossingen voor concentraat­

een snelle detectiemethode ontwikkeld die is gebaseerd op de

vraagstukken (zero liquid discharge).

PCR-techniek (polymerase chain reaction). Hierdoor is de analysetijd aanmerkelijk bekort: van een week naar enkele uren.

Forward osmosis: energie winnen uit afvalwater Hoe geconcentreerder afvalwater is, hoe eenvoudiger het is om

Efficiëntere actievekoolfiltratie voor de drinkwaterbereiding

uit dat afvalwater stoffen en energie terug te winnen voor nuttig

Vrijwel alle Nederlandse drinkwaterbedrijven die oppervlakte-

hergebruik. KWR doet hiervoor onderzoek naar forward osmosis:

water of oeverfiltraat gebruiken als grondstof, passen daarbij

een veelbelovende innovatieve techniek waarmee het water naar

actievekoolfilters toe. Om deze techniek efficiënter te maken,

een schone zoutoplossing wordt ‘getrokken’.

doet KWR onderzoek naar optimale reactivatie- en vervangingsfrequenties voor de actieve kool.

Zwemwater anders desinfecteren Chloor is een effectief desinfectiemiddel, maar bij gebruik in

Kleinschalige systemen voor de drinkwatervoorziening

zwembaden ontstaat een groot aantal ongewenste bijproduc­

Op sommige locaties is aansluiting op een gemeenschappelijke

ten. In een KWR-studie zijn alternatieve methoden geselecteerd

drinkwatervoorziening van goede kwaliteit niet haalbaar. Daar

die nu in een vervolgonderzoek onder praktijkcondities worden

zijn drinkwaterzuiveringsapparaten ter plaatse of point of use

getest.

(POU)-apparaten een alternatief. In samenwerking met leveranciers helpt KWR mee aan de ontwikkeling en toepassing van

Hergebruik van afvalwater, nutriënten en energie bij vergisting

POU-apparaten.

Door middel van een gedetailleerde scenariostudie heeft KWR een route gevonden om de digestaatstroom uit een

Modelleren van vloeistofstromen in reactoren voor

vergistingsinstallatie niet te hoeven lozen, maar te gebruiken

waterbehandeling: CFD

als gietwater in nabijgelegen kassen. Zo kunnen water, energie

Het stromingspatroon van water in een reactor is sterk bepalend

en nutriënten optimaal worden benut.

voor het succes van de zuiveringsprocessen die in die reactor moeten plaatsvinden. Met computational fluid dynamics ofwel CFD-modellering is KWR in staat het stromingspatroon in bijvoorbeeld UV-reactoren en onthardingsinstallaties te simuleren en te verbeteren.

Een nieuw leven voor reststoffen: duurzame waterproductie

Alles gaat anders: alternatieve sanitatieconcepten

Reststoffen uit diverse processen kunnen worden hergebruikt.

Als gescheiden sanitatie wordt toegepast, of toiletten met

Op basis van eerder KWR-onderzoek worden tegenwoordig

bijvoorbeeld regenwater worden gespoeld, zal het drink­

kalkkorrels uit de ontharding en ijzerslib uit de flocculatie tijdens

waterverbruik afnemen. Welke implicaties heeft dat voor de

drinkwaterbereiding op grote schaal hergebruikt. Nieuwe

drinkwaterdistributie? Hoe passen decentrale concepten van

studies richten zich nu bijvoorbeeld op hergebruik van fosfaat

watervoorziening en –afvoer in de toekomstige stedelijke

uit afvalwater.

ontwikkeling en hoe houd je daarbij rekening met de mogelijke effecten van klimaatverandering? KWR verricht en initieert

Medicijnresten en hormoonverstorende stoffen in drinkwaterbronnen aanpakken Resten van medicijnen en hormoonverstorende stoffen komen in het afvalwater terecht. Veel van deze stoffen worden niet volledig verwijderd in de rioolwaterzuivering en kunnen een bedreiging vormen voor aquatische organismen en voor drinkwaterbronnen. KWR-onderzoek is gericht op de optimale aanpak: op welke plaats in de waterketen en hoe kunnen deze stoffen het best worden verwijderd? Een optimaal distributienetwerk voor drinkwater ontwerpen KWR doet uitgebreid onderzoek naar distributienetwerken voor drinkwater en heeft daarvoor onder meer waterverbruiks­ patronen in een model gevat en richtlijnen opgesteld voor optimaal ontwerp van leidingnetten. Lopend onderzoek richt zich op wegen om het drinkwater in het distributienet bio­ logisch stabiel te houden, het beste vervangingsregime voor leidingen en de effecten van klimaatverandering in het water­ distributienet.

onderzoek om deze vragen te beantwoorden.

5

Gezond water focust op de relatie tussen de gezondheid van

Duurzaam water richt zich op productie-, distributie- en

de mens en de waterkwaliteit: van (drink)waterbronnen, tijdens

afvalverwerkingsmethoden die zuinig omgaan met grondstoffen

zuiveringsprocessen, in het distributienet, aan de kraan of in

en energie, als antwoord op klimaatverandering, toenemend

natuurlijk zwemwater.

energiegebruik en verstedelijking.

6

Gezond, Duurzaam, Vooruitstrevend en Efficiënt water Vier kernthema’s geven richting aan het onderzoek van KWR: Gezond, Duurzaam, Vooruitstrevend en Efficiënt water. KWR’s kennisgroep Watertechnologie speelt een belangrijke rol binnen al deze thema’s door in de praktijk inzetbare methoden te ontwikkelen voor productie, distributie en afvalverwerking.

Locaties in Nieuwegein en Leeuwarden Naast de hoofdvestiging in Nieuwegein heeft KWR Watercycle Research Institute sinds april 2010 een ­nevenvestiging in Leeuwarden. Op deze locatie vindt voornamelijk watertechnologisch onderzoek plaats. Deze vestiging versterkt de band met kennispartners en opdrachtgevers in het noorden van Nederland, waar Leeuwarden zich ontwikkelt tot een vooraanstaand kenniscentrum van watertechnologie in Europa. Contact: Maarten Nederlof [email protected]

Vooruitstrevend water concentreert zich op veelbelovende

Efficiënt water draait om doelmatige inrichting van de

ontwikkelingen in de technologie om die toepasbaar te maken

­waterketen, water & energie en de effectiviteit van kennis­

voor de watersector.

productiviteit.

7

Samenwerken binnen de watercyclus…

Optimaal gebruik van kennis

KWR zet zich in om de onderlinge afstemming en ­samenwerking tussen de verschillende organisaties in de watercyclus te versterken. Intensief gezamenlijk gebruik van watersystemen en leefomgeving stuit vaak op conflicterende eisen van de betrokken organisaties. KWR helpt waar nodig bruggen te slaan, steeds op basis van feitelijke kennis en met erkenning van ieders gerechtvaardigde zorgen en belangen.

Het team Kennis & Programmamanagement verzorgt het programmamanagement van diverse collectieve onderzoekprogramma’s binnen KWR en assisteert de watersector op het gebied van kennismanagement: visies en onderzoeksvragen formuleren, kennisontwikkeling en -toepassing optimaliseren. Het team onderzoekt relevante maatschappelijke ontwikkelingen en hun consequenties voor de watersector en voert toekomst­ verkenningen uit. Daarnaast ontwikkelt het expertise over kennisimplementatie en de werking van het ­wetenschapssysteem (Science System Assessment).

…en binnen watercyclusonderzoek De kennisgroep Watertechnologie draagt bij aan kennis die hiervoor nodig is en werkt daarbij nauw samen met andere watertechnologiecentra. In Nederland bijvoorbeeld met TTIW Wetsus, Technische Universiteit Delft, Universiteit Twente, Wageningen Universiteit, STOWA en TNO. Internationaal strekt de samenwerking zich uit naar Europese kennispartners (IWW Mülheim, Duitsland; LNEC, Portugal; NTNU/SINTEF, Noorwegen; CETaqua, Spanje) en de Global Water Research Coalition (GWRC).

Contact: Jos Frijns Teamleider Kennis & Programmamanagement [email protected]

Innovatie in de watercyclus Water is essentieel voor alle leven op aarde. Een teveel aan water of juist een gebrek aan water van voldoende kwaliteit kan ingrijpende gevolgen hebben voor de mens en zijn leefomgeving. Hoogwaardige, op maat gemaakte kennis is nodig om de watercyclus optimaal in te richten en te beheren en zo te voorzien in twee primaire levensbehoeften van de mens: gezond en veilig drinkwater en een omgeving die niet wordt vervuild. KWR Watercycle Research Institute helpt de samenleving deze doelen te realiseren door doelgericht onderzoek te integreren met beschikbare kennis. KWR brengt publieke en commerciële organisaties bij elkaar om samen doelgerichte, praktisch toepasbare oplossingen voor watervraagstukken uit te werken, gericht op Gezond, Duurzaam, Vooruitstrevend en Effi ciënt Water voor iedereen. KWR Watercycle Research Institute • creëert kennis via hoogwaardig onderzoek; • bouwt bruggen tussen wetenschap, bedrijfsleven en maatschappij; • bevordert maatschappelijke innovatie met de beste beschikbare kennis.

Contact Wilt u meer weten over KWR Watercycle Research Institute? Neem dan contact met ons op:

Bezoek- en postadres KWR Watercycle Research Institute Groningenhaven 7 Postbus 1072 3430 BB Nieuwegein

T 030 60 69 511 F 030 60 61 165 E [email protected] I www.kwrwater.nl @KWR_Water Kamer van Koophandel 27279653