Onderzoek naar de opwaardering van gezuiverd afvalwater

Na behandeling in een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) is huishoudelijk afvalwater schoon genoeg om geloosd te worden in een beek of rivier. Dit gezuiverd afvalwater, of effluent, kan echter ook hergebruikt worden voor nuttige toepassingen. Enkele mogelijkheden, in stijgende lijn van meer laagwaardige naar meer hoogwaardige toepassingen: spoelwater voor toiletten, landbouwirrigatie, recreatie tot zelfs douchewater en drinkwater of aanvulling van de grondwatertafel.

Hoe maak je effluent nog zuiverder?

Zuiver afvalwater

De kwaliteit van gezuiverd afvalwater

Voor bepaalde toepassingen in het hergebruik van afvalwater bestaat er een duidelijk wettelijk kader, met onder andere kwaliteitsnormen waaraan het water moet voldoen. Andere zijn op vandaag wettelijk niet toegelaten, of de wetgeving is nog in de maak. Los van het wettelijk kader is het belangrijk voor Aquafin om een goede en constante kwaliteit te kunnen garanderen wanneer we het effluent van onze zuiveringsinstallaties opwaarderen en aanbieden voor hergebruik. Vlaanderen behoort bij de regio’s van Europa met de grootste waterschaarste. Daarom wil Aquafin een leidende rol spelen om waterhergebruik te promoten in Vlaanderen, waar hergebruik van effluent vandaag grotendeels beperkt blijft tot enkele industrieën en sommige landbouwers in tijden van acute waterschaarste. We onderzoeken daarvoor de mogelijke technieken.

Mogelijke technieken

Snelle zandfiltratie

Een eenvoudige techniek om gezuiverd afvalwater van een waterzuiveringsinstallatie op te waarderen is snelle zandfiltratie, waarbij het water door een zandbed gestuurd wordt en zwevende stoffen worden tegengehouden. Bij deze techniek worden opgeloste mineralen of organische verontreinigingen echter nauwelijks verwijderd. Hoewel door de verwijdering van zwevende stoffen ook een groot deel van het nog aanwezige microbieel leven verwijderd wordt, is het opgezuiverde effluent nog niet gegarandeerd vrij van bacteriën of virussen. Snelle zandfiltratie is daarom een goede techniek voor toepassingen waarvoor de kwaliteit van de opgeloste stoffen in het effluent al voldoet. Aquafin onderzoekt het hergebruik van effluent na zandfiltratie momenteel voor aquacultuur van garnalen, forel en tilapia en hydroponics van kruiden. We gaan na of het opgewaardeerde effluent een gelijkaardige kwaliteit van voedingsmiddelen kan opleveren als wanneer drinkwater wordt gebruikt.

Microfiltratie

Bij microfiltratie wordt gezuiverd afvalwater door een membraan gestuurd met een poriegrootte fijner dan 1micrometer (µm). Alle vaste deeltjes worden hierdoor verwijderd, inclusief bacteriën. Opgeloste mineralen of organische verontreinigingen worden dan weer niet verwijderd. Studies van Aquafin tonen aan dat gezuiverd afvalwater na microfiltratie een prima alternatief kan zijn voor leidingwater bij toepassingen waarvoor een gegarandeerde microbiële kwaliteit gewenst is, zoals recreatie en schoonmaak. Microfiltratie heeft, net als andere technieken die gebruik maken van membranen (= holle vezels die het water scheiden van vaste en soms ook opgeloste vuildeeltjes, afhankelijk van de poriegrootte), wel een hoge kostprijs. Daarom moeten de kosten goed worden afgewogen tegen de economische en ecologische baten.

Nanofiltratie

Bij nanofiltratie wordt het afvalwater door een membraan gestuurd met een poriegrootte van ongeveer 1 nanometer (nm). Niet alleen vaste deeltjes, maar ook grote opgeloste moleculen worden verwijderd zoals bijvoorbeeld kleurstoffen, pesticiden en restanten van geneesmiddelen. Met nanofiltratie kan gezuiverd afvalwater opgewaardeerd worden tot een hoge kwaliteit, geschikt voor onder andere huishoudelijk gebruik. Afhankelijk van de specifieke poriegrootte van het membraan kan er zelfs drinkwater mee geproduceerd worden.
Aquafin test nanofiltratie om zowel effluent als andere waterstromen (regenwater en zogenoemd grijs water, afvalwater van bv. douche en wasmachine) te hergebruiken.

Omgekeerde osmose

Omgekeerde osmose vervolledigt het rijtje van membraantechnieken. Hierbij worden de fijnste poriën gebruikt, zo'n 0,1 nanometer (nm) klein. Na omgekeerde osmose is het water vrij van alle opgeloste mineralen en van zowat alle organische verbindingen. Het is daardoor zelfs zuiverder dan kraantjes- en flessenwater! Meer zelfs: om goed drinkbaar te zijn moeten er opnieuw mineralen aan toegevoegd worden. Met deze behandeling kan gezuiverd afvalwater van een rioolwaterzuiveringsinstallatie werkelijk voor àlle mogelijke toepassingen gebruikt worden. Het nadeel: omgekeerde osmose moet voorafgegaan worden door micro- of ultrafiltratie, waardoor de hele behandelingsprocedure duur wordt. Daarom wordt omgekeerde osmose enkel gebruikt voor hoogwaardige toepassingen.

Samen met De Watergroep liet Aquafin een bier brouwen op basis van gezuiverd afvalwater dat een nabehandeling kreeg met omgekeerde osmose.

Conclusie

Van rioolwater tot drinkwater

Met uiteenlopende technieken kan het gezuiverde afvalwater van onze zuiveringsinstallaties opgewaardeerd worden tot herbruikbaar water voor elke mogelijke toepassing, inclusief drinkwater. Die behandelingen brengen wel extra kosten met zich mee. Of deze kosten gerechtvaardigd zijn, bijvoorbeeld door uitgespaarde kosten voor gebruik van leidingwater, wettelijke verplichtingen, ecologische voordelen, het voorkomen of oplossen van waterschaarste, bepaalt in grote mate het succes van het project.

Meer weten?

Marjoleine Weemaes

Hoofd onderzoek

Francis Meerburg

Studieverantwoordelijke onderzoek

Membraansysteem