Samen een beproefde technologie naar een hoger plan tillen

Waterbedrijven gebruiken UV-technologie om microverontreinigingen die worden aangetroffen in drinkwaterbronnen of effluent af te breken en daarmee onschadelijk te maken voor mens en milieu. Onder microverontreinigingen vallen stoffen zoals medicijnresten en bestrijdingsmiddelen. PWN Technologies (PWNT), dochterbedrijf van PWN, spant zich al lange tijd in om alternatieven te vinden voor de huidige UV-technologie, legt Martijn uit. “Als waterbedrijf zijn we continu bezig met het evalueren van onze technologische installaties en processen. Zijn we nog toekomstbestendig bezig of moeten we aan iets anders denken? De middendruk UV-technologie die we nu gebruiken heeft een relatief laag energetisch rendement. En je moet onafgebroken waterstofperoxide doseren. Dat vraagt om veiligheidsmaatregelen en brengt operationele kosten met zich mee.”

Veelbelovende techniek

De vacuum UV-technologie die in dit project is ontwikkeld komt er in het kort op neer dat voorheen ongebruikte lage golflengtes van het UV-licht worden benut om de ongewenste microverontreinigingen in het water aan te pakken. Daardoor is minder waterstofperoxide nodig en gaat het energieverbruik omlaag. Volgens Martijn is vacuum UV een veelbelovende techniek. “We zien in het IJsselmeer, de bron voor onze drinkwaterproductie, steeds meer antropogene stoffen opduiken en dat is zorgwekkend. Ons aloude mantra luidt dat we schone bronnen willen hebben, zodat we deze met eenvoudige technologieën kunnen zuiveren. Maar feit is dat via de Rijn allerlei verontreinigingen worden aangevoerd. En UV-oxidatie is geen gemakkelijke technologie. Dus elke stap in de richting van efficiëntie is welkom. Als waterbedrijf hebben we de opdracht om in ons onderzoek de mogelijkheden hiervoor te verkennen.” Toch kleven er ook nadelen aan de vacuum UV-techniek, brengt Martijn naar voren. “Omdat voor deze technologie een andere installatie nodig is, moet een waterbedrijf wel kijken of het past in de bestaande infrastructuur. Zo werkt het nu eenmaal altijd met het voortschrijden van de techniek.”

Universiteiten en bedrijven verbinden

Om de vacuum UV-technologie te ontwerpen en te testen is een pilot uitgevoerd. Wetsus, het Europees onderzoeksinstituut voor duurzame watertechnologie, vormde hierin een onmisbare schakel. Doel van dit instituut is het bewerkstelligen van samenwerkingsverbanden tussen universiteiten en bedrijven, vertelt programmadirecteur Jan Post. “Vacuum UV is onderdeel van een langdurig programma met een internationale mix aan partners. De werkwijze van TKI sluit goed aan op wie wij zijn. Ons werk draait om het bouwen van kennisconsortia die lange tijd meegaan. Wetsus is een unieke netwerkorganisatie met eigen faciliteiten waar ondernemers en professoren elkaar ontmoeten. Onze rol ligt in het verbinden van al die verschillende partijen. Zo hebben we in dit geval samen de pilot gebouwd. Aanvankelijk verzorgde Wetsus het ontwerp, vervolgens is de pilot door Trojan Technologies gebouwd. Het Canadese bedrijf vertelde dat het ontwerp veel beter was dan zij zelf hadden kunnen bedenken. Gedurende het proces waren onze afzonderlijke rollen nauwelijks te onderscheiden. De samenwerking was zo intensief, dat de onderzoeksresultaten bijna uit onze handen werden getrokken. Echt heel bijzonder.”

“De samenwerking was zo intensief, dat de onderzoeksresultaten bijna uit onze handen werden getrokken. Echt heel bijzonder.”

Uitzonderlijke pilot

Ook Martijn is enthousiast over het verloop van de pilot. Hij geeft een uiteenzetting hoe deze werd gebouwd op de proeflocatie van PWNT. “De bouw van de pilot werd verzorgd door de UV-leverancier, niet door onszelf. Dat is best uitzonderlijk. Naast onze bestaande UV-installatie werd de vacuum-variant neergezet. Zo konden we exact dezelfde experimenten uitvoeren, op een schaal die ertoe doet. Omdat we voor PWN ook zelf al testen hoe robuust de bestaande technologie is in het verwijderen van microverontreinigingen, sloot deze pilot hier naadloos op aan. Dit werk is heel belangrijk voor het waterbedrijf, omdat antropogene stoffen in de toekomst voor veel uitdagingen zullen zorgen. Hoe de maatschappelijke impact van deze technologie valt te meten kan ik niet zeggen. Omdat ik erin geloof, is mijn beeld gekleurd. Wat ik wel weet, is dat vacuum UV nu voor het eerst naar iets tastbaars is gebracht. Iets waarvan je kunt uitrekenen hoe het er in een praktijksituatie uit kan komen te zien. Dan kun je als eindgebruiker de voor- en nadelen ervan afwegen.”

Toekomst van vacuum UV-techniek

Wat de toekomst van vacuum UV betreft, denkt Post dat de technologie snel in de praktijk kan worden opgepakt. “Vooral in gebieden met waterschaarste, waar effluent wordt hergebruikt voor de productie van drinkwater. Dit hergebruik gebeurt bijvoorbeeld nu al in Australië en Singapore. Hierin kan vacuum UV een waardevolle toevoeging zijn. Wel moeten we meer zicht krijgen op de nevenproducten die bij deze technologie ontstaan en het afvangen hiervan. Dat is bij oxidatietechnologieën altijd een belangrijk punt. Je wilt niet dat de stoffen die je afbreekt in iets resulteren dat nog schadelijker is.” Ook Martijn noemt nog een hobbel die bij het implementeren van de nieuwe UV-lamp moet worden genomen. Deze bevat namelijk kwik en dat is een stof die volgens Europese richtlijnen moet worden verbannen. Daarnaast schetsen zowel Post als Martijn een veelbelovend perspectief van vacuum UV dat dankzij het huidige project in beeld is gekomen: het afbreken van persistente stoffen, zoals PFAS. Post: “Het blijkt dat we met vacuum UV PFAS-verbindingen kunnen verbreken, maar dat kost nog wel verschrikkelijk veel energie. Dit moet worden vertaald naar iets haalbaars. Een interessant spoor om te volgen.”

Gezamenlijke zoektocht

Dat het project Vacuum UV zoveel succes heeft geoogst, schuilt onder meer in de constructie van het samenwerken, vindt Martijn. “De waarde van TKI is dat we een technologie op een reële schaal kunnen testen. Zodat we met droge ogen kunnen zeggen: daar kunnen we iets mee. De waarde van Wetsus hierin is de rol van incubator die verschillende vragen en mogelijkheden bij elkaar brengt zodat je dit grondig kunt onderzoeken. De onderzoekers gingen zeker niet op de stoel zitten van de alwetende. Zonder dat de kennis en expertise in beton is gegoten, leggen we deze vanuit verschillende richtingen op tafel. Iedereen die wil innoveren is gebaat bij zo’n constructie. Het is een gezamenlijke zoektocht waarbij je de verbinding moet opzoeken. Het gaat om het stellen van de juiste vragen. Vragen die stimuleren, niet beknotten.” Vanuit het perspectief van de onderzoeker vult Post aan: “Een belangrijk aspect van onze samenwerking is vertrouwen. Alle partners moeten er vanop aan kunnen dat op een goede wijze wordt omgesprongen met hun kennis. Dan versterken we elkaar. Wanneer wij met onze onderzoeksprogramma maatschappelijke doelen nastreven, weten we dat de bedrijven die hierbij aanhaken dit ook doen. Hiermee duwen we hen met technologieën de goede richting op. Zodra onze onderzoekstaak erop zit, zeg ik altijd tegen de bedrijven: ik hoop dat jullie dit tot een succes maken. Want dat is uiteindelijk de impact van TKI.”