CoRe-pilot van start in Roermond: ‘the next generation’ afvalwaterzuivering

Na succesvolle schoonwatertesten bij KWR Water Research Institute in Nieuwegein is de nieuwe CoRe-pilotinstallatie op 29 september aangekomen op de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) in Roermond. CoRe is een geavanceerde zuiveringstechnologie waarmee afvalwater direct kan worden gescheiden. Dit levert twee interessante producten op: zeer schoon water en een sterk geconcentreerd residu dat rijk is aan grondstoffen. ‘CoRe’ staat voor ‘Concentrate, Recover & Re-use’ en wordt ook wel beschouwd als de ‘next generation’ afvalwaterzuivering.  

CoRe is een sterk vernieuwende aanpak van de behandeling van afvalwater, die efficiënte terugwinning en hergebruik van water en waardevolle grondstoffen mogelijk maakt. Omdat de zuiveringstechnologie compact is, is deze eenvoudig in te passen in bestaande zuiveringsinstallaties en sluit deze naadloos aan op de modulaire Verdygo-bouwwijze van Waterschapsbedrijf Limburg. Hierdoor wordt ook decentraal zuiveren eenvoudiger gemaakt. Het wordt dan bijvoorbeeld mogelijk om lokaal uit de afvalwaterstroom te halen wat daar nodig is en het restant per persleiding door te voeren voor verdere centrale verwerking. Dit biedt zeer interessante kansen voor de industrie en landbouw.

Hergebruik van water en grondstoffen

‘CoRe’ staat dus voor Concentrate, Recover en Re-use, ofwel: concentreren, terugwinnen en hergebruiken. Bij de CoRe-technologie wordt het afvalwater direct fysisch-chemisch gescheiden van de vervuiling door middel van een innovatieve combinatie van membraantechnologieën genaamd ‘forward osmose’ en ‘reverse osmose’. Dat proces levert twee producten op: kraakhelder water (permeaat) en een sterk geconcentreerd residu (concentraat). Het schone water is zelfs zó zuiver dat je het niet direct zou kunnen drinken; hiervoor moeten eerst mineralen aan het water worden toegevoegd. Vooralsnog wordt echter niet ingezet op de toepassing als drinkwater, maar het water kan wél direct worden ingezet voor andere toepassingen, zoals de landbouw en industrie. In de landbouw biedt dit kansen om perioden van extreme droogte, zoals afgelopen zomer, te overbruggen. Juist door de hoge kwaliteit is het water uitermate geschikt voor toepassing als proceswater in de industrie, zoals voedingswater voor de stoomketel of suppletiewater voor koelwatersystemen. Het sterk geconcentreerde residu (concentraat) bevat allerlei organische stoffen (energie), grondstoffen en nutriënten (stikstof en fosfaat). Ook blijven bijna alle microverontreinigingen achter in het concentraat. Door het relatief kleine volume en de hoge concentratie is het concentraat veel efficiënter te behandelen dan bij traditionele biologische zuiveringsmethoden. Denk hierbij aan vergisting, nutriëntenterugwinning en het verwijderen van microverontreinigingen.

De technologie

De innovatieve combinatie van de membraantechnologieën ‘forward osmose’ en ‘reverse osmose’ vormt de basis voor de CoRe-technologie. In de eerste stap (forward osmose) wordt het water via een membraan onttrokken aan het ruwe afvalwater met behulp van een sterke zoutoplossing (‘draw solution’). In de tweede stap wordt het water via een membraan onder hoge druk weer uit de zoutoplossing geperst (reverse osmose). Het concentraat dat resteert kan biologisch worden behandeld met anaerobe technologie waarbij biogas wordt geproduceerd. Bovendien zal het naar verwachting efficiënter zijn om uit die geconcentreerde stroom nutriënten terug te winnen. Bij de traditionele manier van biologisch zuiveren, die momenteel op alle Limburgse RWZI’s wordt toegepast, wordt de vervuiling met behulp van bacteriën microbiologisch omgezet in stikstofgas en CO2. Daarbij komt ook een kleine hoeveelheid lachgas vrij. Bij het zuiveren met de CoRe-technologie komen naar verwachting minder broeikasgassen vrij. Het zuiveren met CoRe helpt dan ook om de emissie van broeikasgassen tijdens het zuiveringsproces te verminderen. Een ander groot voordeel: medicijnresten kunnen met behulp van CoRe veel beter uit het afvalwater worden verwijderd. Het verwijderen van medicijnresten vormt voor biologische zuiveringsmethoden een grote uitdaging, omdat de bacteriën niet goed in staat zijn deze volledig te verwijderen. Hierdoor komen op dit moment via het RWZI-effluent nog medicijnresten in het oppervlaktewater terecht.

Strategisch belang

De CoRe technologie is van strategisch belang voor de toekomstige ontwikkeling van de afvalwaterketen, en een flinke stap in de richting van een klimaatneutraal en circulair Waterschapsbedrijf Limburg. Zowel op het gebied van waterkwaliteit (zeer schoon water voor natuur of hergebruik in landbouw of industrie) als qua duurzaamheid (kleinere klimaatvoetafdruk in combinatie met energie- en grondstoffenterugwinning) biedt dit concept veel kansen. Deze aspecten gecombineerd in een compacte, modulaire installatie bieden ongekende meerwaarde voor de toekomst.

Tijdspad

De CoRe-technologie werd in 2017 al op kleinere schaal getest op de RWZI in Simpelveld. Op die locatie werd een eerste proefinstallatie getest voor het behandelen van 200 l/h; de installatie in Roermond is een doorontwikkelde versie met een capaciteit van 2 m³/h (opschaling met een factor 10). De pilot zelf richt zich alleen op de concentratiestap van het CoRe-concept. Na aankomst op 29 september nemen het aansluiten, de opstartfase en schoonwatertesten ongeveer vier weken in beslag. Hierna zal de installatie gevoed worden met het binnenkomende afvalwater – het influent – van de RWZI Roermond en gaat het onderzoek officieel van start. Het pilot-onderzoek betreft een duurtest van in totaal 1 jaar. In deze periode wordt onder meer gekeken naar de kwaliteit van de producten, de stabiliteit van de technologie en het verbruik aan energie en chemicaliën. Deze informatie is nodig om weer een stap verder te komen met de ontwikkeling van deze baanbrekende zuiveringstechnologie. Parallel hieraan is Waterschapsbedrijf Limburg in overleg met vertegenwoordigers van de landbouw- en industriële sectoren in Limburg om de toepassingsmogelijkheden van het gezuiverde water te bekijken.

Samenwerking en financiering

Het onderzoeksproject wordt uitgevoerd in samenwerking met Waterschap Rijn en IJssel, Waterschap Vallei en Veluwe, KWR Water Research Institute, Allied Waters, RoyalHaskoningDHV en BLUE-tec en wordt medegefinancierd uit de Toeslag voor Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI’s) van het Ministerie van Economische Zaken.