Water ontzilten met membraantechnologie

Langs de Nederlandse kust is niet overal voldoende zoet water beschikbaar. Zout zeewater dringt bij de mondingen van de Rijn en de Maas steeds vaker en verder  landinwaarts. Uit verschillende scenario’s blijkt dat klimaatverandering deze verzilting verergert. Zeker bij een lage rivierstand, waarbij de tegendruk van het zoete rivierwater laag is, stijgen de concentraties zout in zoetwater. Daarnaast komt in gebieden onder zeeniveau op verschillende plekken zout kwelwater aan het oppervlak.

Oevergrondwater Oasen

Oasen is een van de drinkwaterbedrijven die met verzilting te maken heeft. Het bedrijf voorziet het oostelijk deel van Zuid-Holland en een klein gedeelte van de provincie Utrecht van schoon drinkwater. “Ongeveer 60 procent van ons drinkwater produceren we uit oevergrondwater”, zegt Oasen-directeur Walter van der Meer. “Dat water is oorspronkelijk afkomstig van de Lek en is via de oevers van de rivier in de bodem geïnfiltreerd.”

Verzilte waterbron

Door huidige en toekomstige verzilting van het oppervlaktewater in de Lek moet het water waar Oasen drinkwater uit produceert worden ontzilt, zegt Van der Meer. “Drinkwater mag maximaal 150 milligram zout per liter bevatten. Het oevergrondwater dat wij innemen komt daar in de toekomst naar verwachting vaak boven. Tijdens de afgelopen zomers met lange periodes van droogte zagen we de zouttong al bij onze winningen en was de verzilting op de rivier hoger dan normaal.”

‘Tijdens de afgelopen zomers was de verzilting op de rivier hoger dan normaal’

Membraantechnologie

Omdat zout niet met gangbare technieken, zoals zand- of koolfiltratie, uit het water te zuiveren is, maakt Oasen gebruik van omgekeerde osmose, oftewel membraantechnologie. Een membraan is een heel dun laagje polymeer met daarin piepkleine gaatjes, legt Van der Meer uit. “Membranen houden alle stoffen behalve water tegen. Een watermolecuul is het kleinste molecuul dat bestaat. Zout bestaat uit hele kleine moleculen natrium en chloride, maar die moleculen zijn wel groter dan watermoleculen. Stoffen als ijzer, medicijnresten, en bacteriën zijn weer een stuk groter en houd je dus ook makkelijk tegen.”

Kwart met membranen

Vijftien jaar geleden plaatste Oasen haar eerste membraaninstallatie op het zuiveringsstation in Ridderkerk. Zodra de lopende nieuwbouwprojecten zijn afgerond, wordt ongeveer een kwart van de in totaal 45 miljoen kuub drinkwater die Oasen produceert, gezuiverd met membranen. Van der Meer: “Over een aantal jaar willen we de helft van ons water zuiveren met membraantechnologie. We bestuderen de mogelijkheid om uiteindelijk al ons drinkwater met behulp van deze techniek te produceren.”

Meer stappen in een keer

Volgens Van der Meer is het een misverstand dat membraantechnologie per definitie veel meer energie gebruikt dan traditionele zuiveringstechnieken. “Het kost inderdaad energie om het water door de membranen te persen, ongeveer twee keer zoveel als bij traditionele zuivering. Maar tegelijkertijd doen membranen meerdere zuiveringsstappen in een keer. Het water hoeft niet te worden voorgezuiverd en membranen halen ook andere ongewenste stoffen uit het water. Wat we aan extra energie verbruiken ten opzichte van traditioneel zuiveren wordt grotendeels of zelfs geheel gecompenseerd door het niet meer hoeven inzetten van onthardingschemicaliën, actief kool of uv-peroxide. Hierdoor is het overall energieverbruik vergelijkbaar of zelfs lager.”

‘Het een misverstand dat membraantechnologie per definitie veel meer energie gebruikt’

Reststroom gaat naar de afvalwaterzuivering

Wat nog wel een aandachtspunt is, vervolgt Van der Meer, is dat niet al het opgepompte water uiteindelijk drinkwater wordt. “Ongeveer 15 tot 20 procent van het water gaat verloren met de membranen. Daarin zit het concentraat met zout, ijzer en allerlei andere stoffen die je niet in het drinkwater wilt hebben. Per duizend liter verlies je dus zo’n tweehonderd liter water, waar je wel energie voor hebt gebruikt. Die reststroom gaat via het riool naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie, waarna het wordt geloosd op oppervlaktewater. Het is niet rendabel om het zout en ijzer uit het water nog te hergebruiken.”

Verzilting lastig te voorkomen

Ondanks de voordelen van membraanzuivering stipt Van der Meer ook het belang van bronbescherming aan. “Het liefst hebben we natuurlijk zo min mogelijk verontreinigingen in de bron. Zout is in tegenstelling tot veel andere verontreinigingen alleen lastig te voorkomen, het is een natuurlijke stof. We hebben daarom met andere betrokkenen in de watersector, zoals Rijkswaterstaat, afgesproken om de waterafvoer van rivieren beter te reguleren. Hoe meer waterafvoer over de Lek, hoe minder verzilting. Dit zal echter niet helpen voor onze winningen aan de monding van de Lek en aan de Nieuwe Waterweg.”

‘Zout is in tegenstelling tot veel andere verontreinigingen lastig te voorkomen’

Toenemende watervraag

De drinkwatervraag in het voorzieningsgebied van Oasen zal naar verwachting de komende tien jaar met 10 tot 15 procent stijgen, met name door bevolkingsgroei. Maakt die ontwikkeling in combinatie met verzilting de uitdaging extra groot? Van der Meer voorziet voorlopig nog geen problemen voor de drinkwaterproductie van Oasen: “De provincie heeft gebieden gereserveerd voor uitbreiding van onze capaciteit. Langs de Lek is gelukkig nog voldoende ruimte.”

Oasen is niet het enige drinkwaterbedrijf dat membraantechnologie inzet bij de productie van drinkwater. Het Noord-Hollandse PWN maakt gebruik van speciaal ontwikkelde keramische membranen. Daarna wordt het water nog wel extra gezuiverd met actieve koolfilters. Evides opende in 2008 een eerste proefinstallatie met membranen in Zeeland waarmee water uit de Oosterschelde kon worden ontzilt.