Beheersen van concentraatstromen

Omdat RO en NF scheidingsprocessen zijn, komt er een concentraatstroom vrij die bestaat uit de componenten uit het voedingswater in geconcentreerde vorm en eventuele toevoegingen zoals anti-scalants en zouten. Het beheersen van deze concentraatstromen is van groot belang voor toenemende applicatie van deze geavanceerde zuiveringsprocessen.

Omgaan met concentraatstromen bij NF/RO-zuiveringstechnieken

Wij zien om ons heen dat, om diverse redenen, de belangstelling voor de toepassing van membraantechnieken in drinkwaterzuivering toeneemt. Het beheersen van concentraatstromen wordt mede hierdoor en door maatschappelijke ontwikkelingen steeds belangrijker. Het komt ook vaak voor dat concentraatmanagement een drempel vormt voor het implementeren van membraantechnieken. KWR heeft daarom in opdracht van de waterbedrijven de huidige stand van concentraatstroommanagement binnen de drinkwaterbehandeling geïnventariseerd en gerapporteerd.

Inventarisatie als basis voor praktijk-relevante innovatie

Uit deze (in 2019 uitgevoerde) inventarisatie naar de praktijk van NF/RO concentraatstroommanagement is gebleken dat vier van de tien Nederlandse drinkwaterbedrijven op ten minste één van hun drinkwaterproductielocaties nanofiltratie (NF) en/of omgekeerde osmose (Reverse Osmosis, RO) ingebouwd hebben te weten Oasen, PWN, Vitens en WMD. Op deze locaties wordt de vrijkomende reststroom van de betreffende membraanfiltratietechniek geloosd op oppervlaktewater, op een haven / op zee of op een rioolwaterzuivering (RWZI).

In de periode 2020-2030 wordt een stijging verwacht in het aantal productielocaties waar NF en/of RO wordt toegepast van 47% ten opzichte van het aantal productielocaties met NF/RO technologie in 2019. Het lozen van vrijkomende reststromen is een vorm van reststroommanagement die, gelet op de totale maatschappelijke kosten van de drinkwatervoorziening en afvalwaterzuivering, gunstig uitvalt, waarmee de huidige praktijk van NF/RO concentraatstroommanagement verklaard kan worden.

Wet- en regelgeving rondom concentraatmanagement

Uit de inventarisatie komt naar voren dat de vergunningverlening van deze lozingen niet gebaseerd zijn op gestandaardiseerde waterkwaliteitsparameters en dat de eisen uitgedrukt worden in de vorm van concentraties, niet als totale vracht. Voor iedere lozing worden individuele afspraken gemaakt de betreffende veelal lokale regelgevende instanties. De overkoepelende ambitie van de Nederlandse overheid is, naast het (be)houden van een onberispelijke drinkwaterkwaliteit, ook gericht is op hergebruik van reststoffen en het minimaliseren van primair grondstofgebruik (incl. water). Bij nieuw uit te geven vergunningen zal er (naar verwachting) deze ambitie een prominentere rol gaan krijgen.

Focus-parameters voor behandeling van concentraatstromen

Om ondanks de locatie-afhankelijke verschillen in lozingseisen een gevoel te krijgen voor een typische reststroomsamenstelling van drinkwaterproductie middels NF/RO membraantechnologie en conventionele drinkwaterproductie zijn generieke scenario’s opgezet voor brak grondwater, oeverfiltraat, oppervlaktewater en zoet grondwater. Op basis van Europese milieukwaliteitseisen met betrekking op oppervlaktewater dat wordt gebruikt voor de bereiding van voor menselijke consumptie bestemd water zijn in de uitgewerkte scenario’s kritische parameters geïdentificeerd betreft de lozing van deze stromen op oppervlaktewater. Voor ieder scenario geldt dat de norm van 0,1 µg/L voor gewasbeschermingsmiddelen, biociden en hun humaan toxicologische relevante afbraakproducten al snel wordt overschreden wanneer deze stoffen aanwezig zijn in het voedingswater. Daarnaast zijn zout-componenten als ammonium, arseen, chloride, fosfaat, ijzer, mangaan, natrium, nitraat en sulfaat (in een deel van) de uitgewerkte scenario’s geïdentificeerd als mogelijk kritische componenten voor de lozing op oppervlaktewater. Een lijst met selectieve verwijderingstechnieken laat zien dat voor elk van deze zout-componenten een selectieve verwijderingstechniek beschikbaar is.