Zero liquid discharge voor de glastuinbouw (fase 2)

Het doel van dit project is het ontwikkelen van een concept om zero liquid discharge (ZLD) te realiseren in de glastuinbouw. Met het oog op de toekomstig strenger wordende lozingsnormen en milieueisen, is het van belang een concept te ontwikkelen voor het hergebruiken en/of onschadelijk maken van reststromen. Hierbij kunnen reststromen nog steeds ‘vloeibaar’ zijn, zodat ze kunnen worden hergebruikt of zonder probleem kunnen worden geloosd. Voor deze studie wordt daarom het ZLD-principe breder getrokken en wordt zero pollution discharge nagestreefd.

Technologie

Het ontwikkelde concept richt zich op het zuiveren van spuiwater en hergebruik van de reststromen die daarbij ontstaan. Het concept bestaat uit meerdere zuiveringstechnieken. Voor het selecteren van het juiste concept zijn de technieken onderverdeeld in de groepen voorzuivering en ontzouting. Voorzuivering heeft als doel verwijdering van (I) gewasbeschermingsmiddelen (GBM), groeiremmers en ziektekiemen en (II) bescherming van de ontzoutingstechnieken door verwijdering van zwevende stof en organisch materiaal.
De doelen voor de ontzoutingsstap zijn (I) het behalen van een zo hoog mogelijke indikkinggraad voor een maximaal hergebruik van water, (II) effectieve nitraatverwijdering uit spuiwater en (III) het verkrijgen van een uiteindelijke reststroom (concentraat) die hergebruikt kan worden als nutriëntenstroom. Hoge recoveries (>96%) in membraaninstallaties zijn mogelijk door het combineren van ontharding met nanofiltratie (NF) en met omgekeerde osmose (RO).

Uitdaging

Doel is om een gezamenlijk doordacht integraal concept van ZLD voor de glastuinbouw te ontwikkelen, dat in potentie haalbaar en demonstreerbaar is (fase 1) en de uitvoering van een ‘proof of principle’ van dit concept (fase 2).

Oplossing

Een theoretisch ZLD-concept voor de gegeven situatie op basis van membraantechnologie is ontwikkeld, mede gebaseerd op een tweetal workshops van de samenwerkingspartners en belanghebbenden vanuit de branche in 2013. Om het theoretische concept te onderbouwen is een aantal bench-scale experimenten uitgevoerd met praktijkwater en een drietal NF-membranen met verschillende doorlaatbaarheid. Hierbij is gebleken dat de retentie-eigenschappen van deze membranen bij behandeling van spuiwater als gevolg van de specifieke matrix (onder andere hoge concentratie NO3) afwijken van de retenties bij behandeling van “natuurlijk” water. Dit heeft geleid tot aanpassing van het oorspronkelijke concept. Het gewijzigde concept is een innovatief nieuw principe waarbij optimaal gebruik wordt gemaakt van de eigenschappen van de zorgvuldig geselecteerde membranen, in combinatie met een slimme, variërende bedrijfsvoering van de NF en RO membranen. Dit concept is ingezet als basis voor een “proof of principle”-onderzoek met een 8 inch proefinstallatie (capaciteit circa 1 m3/h). Het geselecteerde NF membraan beschikt volgens de theoretische projectieberekeningen over de eigenschap dat de retentie voor nitraat en fosfaat relatief laag zijn, en dat de retentie van sulfaat hoog is. Uit de pilot proeven blijkt echter dat voor zowel nitraat als fosfaat de lage theoretische retenties niet worden gehaald.   Op basis van de gemeten retentie-eigenschappen van het geteste NF membraan en doorrekening van het concept met de gerealiseerde retenties wordt geconcludeerd dat het theoretische concept nog niet technisch haalbaar is vanwege onverwachte resultaten bij de experimenten