Slimme opruiming van medicijnresten uit afvalwater

Alleen al in Nederland werd in 2007 circa 1250 ton medicatie gebruikt; dat is ongeveer 160 pillen per persoon per jaar. In de toekomst zal het medicijngebruik, door vergrijzing en medicalisering van onze samenleving, alleen maar toenemen, met een verwachte toename van meer dan een derde in 2050. Dat is slecht nieuws, want medicijnresten brengen schade toe aan drinkwater en milieu. Alette Langenhoff, milieutechnoloog aan de WUR: “We weten bijvoorbeeld dat te veel oestrogenen in het water kan leiden tot vervrouwelijking van mannelijke vissen. Dit soort effecten vormen een serieus probleem voor het ecosysteem.”

Wettelijke verplichting

Langenhoff verwacht dan ook dat op termijn een wettelijke Europese verplichting om afvalwater te ontdoen van medicijnresten niet uit kan blijven: “Zwitserland, dat geen deel uitmaakt van de EU, wacht niet op Europese regelgeving. Als enige land zet zij zich op dit moment actief in om medicijnresten uit het afvalwater te halen, een groot gedeelte van de Zwitserse wateringzuiveringsinstallaties is al aangepast. Hier worden medicijnresten uit het water gehaald door middel van ozon en actief kool. Dat is weliswaar een effectieve, maar ook dure oplossing, omdat het veel energie vraagt. Daarom vinden we het belangrijk om een effectievere en duurzamere manier te vinden.”

Schoon ecosysteem

Wetenschappers van de vakgroep Milieutechnologie van de Wageningen University & Research hebben grote stappen gemaakt richting oplossingen. Zo komt met de technologie van BO₃B-reactor een kostenefficiënte, effectieve en duurzame methode in zicht om medicijnresten te verwijderen uit afvalwater. Deze is veel goedkoper en efficiënter dan de technologie die werkt op basis van ozonisatie en adsorptie aan actief kool.  Op deze manier komt een veilig ecosysteem met schoon oppervlaktewater en veilig drinkwater dichterbij.

De wetenschappers ontwikkelden een aanpak in drie stappen. Koen van Gijn van de WUR legt uit: “In een eerste stap zetten we in op microbiële reiniging. Hiermee verwijderen we de grootste hoeveelheid microverontreinigingen. Deze reinigingsstap gaat vooraf aan de tweede stap, de ozonbehandeling, en vermindert de hoeveelheid ozon die in deze stap nodig is.” Door deze tweede stap, waarbij we ozongas door het afvalwater laten borrelen, worden de medicijnresten afgebroken via een chemische reactie, en ontstaan zogenoemde transformatieresten, die mogelijk toxisch kunnen zijn. Koen van Gijn: “Om de transformatieresten het hoofd te bieden ontwikkelden we een derde stap waarin we deze restproducten afbreken, opnieuw middels microbiële reiniging.”

Het complete proces vindt plaats in de BO₃B-reactor, bestaande uit drie reactoren. Elke reactor wordt geoptimaliseerd voor haar doel. “Per reactor spelen we met de omstandigheden”, aldus Van Gijn. “In de eerste reactor variëren we bijvoorbeeld in het toedienen van zuurstof, in de tweede reactor kunnen we dat met ozon doen. Zo werken we toe naar de meest optimale reactorcondities die tot het beste eindresultaat leiden.”

Stap naar de praktijk

Als de meest effectieve reinigingsmethode is ontwikkeld, resulterend in een veilig effluent, wordt de methode getest in een opgeschaalde proeffabriek. Een volgende stap is de implementatie van de reinigingsmethode in de praktijk. Alette Langenhoff: ”Dat is een ingewikkeld proces. Waterzuiveringsinstallaties zijn er op dit moment niet voor uitgerust. Waterschappen en adviesbureaus zijn wel zeer geïnteresseerd in onze technologie, maar zitten ook nog met veel vragen. Zo is het implementeren van drie reactoren binnen hun systeem geen gemakkelijke opgave. We krijgen bijvoorbeeld de vraag of het ook mogelijk is om deze technologie in te bouwen door een slim recirculatiesyteem. Dat vraagt om meer onderzoek.”