Remineralisatie van RO-permeaat

Oasen werkt aan de ontwikkeling van volstroom-behandeling van o.a. (oever)grondwater door omgekeerde osmose (reverse osmosis), waarbij nagenoeg alle stoffen, inclusief mineralen worden verwijderd uit het water. Om van het permeaat drinkwater te maken, zijn nog enkele nabehandelingsstappen nodig.

Technologie

Door de verregaande verwijdering van stoffen bij deze volstroom-behandeling is het conditioneren van het permeaat cruciaal wat wordt uitgevoerd door toevoeging van geschikte mineralen, het remineraliseren. Deze stap is noodzakelijk om het geproduceerde drinkwater probleemloos, d.w.z. met optimale watersamenstelling en minimale interactie met leidingen, bij de klant te krijgen. Remineralisatie is ook toepasbaar voor water uit diverse andere bronnen (zoals bijvoorbeeld grondwater, oppervlaktewater, kwelwater of zelfs afvalwater) nadat deze met RO is behandeld.

Uitdaging

Het remineralisatieprobleem kent verschillende technologische oplossingen, en elke technologie werpt vragen op.

1. Wat is de meest geschikte techniek voor remineralisatie van RO-permeaat bij Oasen, en wat is de optimale bedrijfsvoering? Sensoren vergen onderhoud, en bovendien kan het gehalte aan mineralen niet direct, real-time worden gemeten. Is er een oplossing voor een real-time beeld van het mineraalgehalte van het geproduceerde water met behulp van on-line sensoren?
2. Is het mogelijk om het water vóór RO te ontharden met ionenwisseling, en de aan de harsen gebonden kationen vervolgens terug te winnen en op te werken tot mineralen om deze vervolgens te doseren aan het RO-permeaat?
3. Wat zijn de kansen van remineralisatie en de aspecten die internationaal een rol spelen bij remineralisatie van drinkwater na ontzouting?

Oplossingen

De toepassing, of verdere ontwikkeling van de technologische concepten, zijn per concept uitgewerkt.

1. Om remineralisatie op praktijkschaal op korte termijn te kunnen realiseren, is gekozen voor negeschakelde calcietfiltratie in combinatie met dosering van magnesium in het RO-permeaat. Dit proces is onderzocht gericht op optimale bedrijfsvoering en innovatieve monitoring op proefinstallatieschaal te Kamerik (productielocatie Oasen). Als monitoringsconcept is een softsensor verder onderzocht. Een softsensor is een datagedreven model, waarbij on-line metingen input zijn van het model zodat moeilijk (on-line) meetbare parameters kunnen worden bepaald. Het blijkt dat het calcietfiltratieproces zo is ingericht, dat de ontwikkel- en implementatiekosten van een softsensor voor kwaliteitsbewaking en –sturing van het geremineraliseerde water niet opweegt tegen een conventionele feedbacksturing. Wel biedt de ontwikkelde softsensor mogelijkheden om een nauwkeurig, real-time beeld te hebben van het gehalte aan opgelost calciet, het CO₂-gehalte en de zuurgraad, en de potentie om de integriteit van de sensoring te bewaken. De studie is beschreven in een wetenschappelijke publicatie (downloadlink volgt).
2. Uit pilot-onderzoek op locatie bij Oasen blijkt dat het regeneraat van kationwisseling in potentie hergebruikt kan worden voor de remineralisatie. Dit is mogelijk door een combinatie van twee typen kationwisselaars gevolgd door een eenvoudige, standaard toegepaste regeneratie van beide kationwisselaars met zoutzuur. De kwaliteit van het regeneraat dient nog worden verbeterd door optimalisatie van het regeneratieproces. Binnenkort verschijnt een H2O artikel die de condities en voor- en nadelen van het hergebruik van ionenwisselingsregeneraat beschrijft. Tenslotte blijkt uit een kostenvergelijking dat de combinatie van kationwisseling en RO, onder bepaalde aannames, niet significant duurder hoeft te zijn dan de combinatie van capillaire nanofiltratie en RO of de combinatie van pelletontharding en RO. Er wordt geadviseerd om de werkelijk te behalen flux en hydraulische druk te bepalen in experimenteel onderzoek na dubbele kationwisseling en om daarnaast de duurzaamheid van het opwerken van regeneraat uit ionenwisseling te vergelijken met remineralisatie door calcietfiltratie.
3. Uit de verkenning van het marktpotentieel voor concepten van remineralisatie zijn technieken die recent zijn geïmplementeerd, in kaart gebracht. Bij gerealiseerde projecten in de Verenigde Staten en Israël is gekozen voor remineralisatie door calcietfiltratie. In projecten rond de Perzische Golf is gekozen voor een combinatie van dosering van kooldioxide met dosering van kalk. Naast de toepassing van deze technieken wordt onderzoek verricht om door middel van ionenwisseling, magnesium uit zeewater toe te voegen aan het drinkwater. Uit de verkenning is gebleken dat er geen urgente behoefte is aan andere remineralisatietechnieken. Wel wordt onderzoek verricht om door middel van ionenwisseling magnesium uit zeewater toe te voegen aan het drinkwater.

Downloads

Fimpje: Uitleg pilotinstallatie marmerfiltratie – Onderzoek Oasen drinkwater   

Rapport: Remineralisatie van RO permeaat met kationwisseling

H2O-artikel: Eerst eruit dan weer erin remineralisatie van RO permeaat