project

Hoogwaardige verontreiniging-vrije NOM producten uit verbruikte anionregeneraatstromen met elektrodialyse

NOMixed

Expert(s):
dr.ir. Emile Cornelissen, dr. Annemieke Kolkman

  • Startdatum
    01 jan 2015
  • Einddatum
    01 jul 2016
  • samenwerkingspartner(s)
    KWR Watercycle Research Institute, PWN en PWN technologies

PWN heeft in 2014 een nieuwe waterzuivering ontworpen, gebouwd en in bedrijf gesteld (Andijk III), waarbij gebruik wordt gemaakt van SIX® (een innovatief anionwisselings-proces (AIX)) en CeraMac® (een innovatief keramische ultrafiltratie membraanproces). Verwijdering van natuurlijk organisch materiaal (NOM) met SIX® resulteert in verschillende voordelen voor nageschakelde processen. Bij AIX/SIX® ontstaat een verbruikte regeneraatstroom die rijk is aan NOM en zouten. Deze is moeilijk te lozen of te verwerken. Het verbruikte regeneraat kan, naast NOM ook organische microverontreinigingen en zware metalen uit de bron bevatten. Het regeneraat dat ontstaat wordt nu op locatie geïnfiltreerd. Hiervoor is een vergunning verleend voor een periode van drie jaar. PWN is op zoek naar een meer duurzame en technologisch hoogstaande oplossing.

Technologie

In een BTO project naar mogelijke oplossingsroutes voor regeneraatstromen, bleek dat vooral de behandeling van de verbruikte regeneraatstroom met (dubbele) elektrodialyse (ED) veelbelovend is. Het blijkt op laboratoriumschaal mogelijk om met ED de verbruikte regeneraatstroom te scheiden in een zoutstroom die wordt hergebruikt als regeneratievloeistof en een NOM stroom die additionele restwaarde heeft als bodemverbeteraar. PWN Technologies onderzoekt de haalbaarheid van afzet van het organisch materiaal in het regeneraat als grondverbeteraar zodat infiltratie niet nodig is (buiten het bestek van dit project). Voor zowel infiltratie als verwerking van het regeneraat is het van belang de concentratie van organische microverontreinigingen en metalen te kennen.

Uitdaging

De uitdaging is het verkrijgen van een hoogwaardig verontreiniging-vrij NOM product (bodemverbeteraar) uit verbruikte anionregeneraatstromen met elektrodialyse (ED) (acroniem: NOMixed). Een lange duur ED pilot is gestart aan het begin van het project en heeft gegevens opgeleverd voor de beslissing en het ontwerp van een full-scale ED installatie. Het bleek dat vervuiling van de ED membranen optreedt waarnaar een apart onderzoek is gestart. Hiernaast is ondersteuning geboden in het aanleveren van protocollen voor (i) ED membraanselectie, (ii) ED membraanvervuiling en (iii) ED membraanontwerp op basis van informatie uit de wetenschappelijke literatuur, van internet en van leveranciers. Parallel is een chemische analytische meetmethode ontwikkeld voor het meten van organische microverontreinigingen en metalen in het AIX verbruikt regeneraat en andere belangrijke waterstromen. Het AIX regeneraat is een zeer complexe matrix, met o.a. een hoge concentratie NOM, nitraat en sulfaat. Deze complexe matrix vergt een aparte (geen standaard) monstervoorbewerking, om matrixeffecten zoals signaalonderdrukking in de massaspectrometer, zoveel mogelijk te voorkomen. Met de analytisch chemische methoden kan een massabalans worden gemaakt van de organische microverontreinigingen en metalen in de keten en in de zuivering.

Oplossing

  1. Eén jaar ED pilot ervaring op verbruikt regeneraat.
  2. Technisch economische haalbaarheid en ontwerp-grondslagen voor full-scale ED op verbruikt regeneraat.
  3. Protocollen voor (i) ED membraanselectie, (ii) ED membraanvervuiling en (iii) ED membraanontwerp.
  4. Drie analytisch chemische methoden voor bepaling van organische microverontreinigingen en metalen in het AIX regeneraat.
  5. Inzicht in de adsorptie- en desorptie eigenschappen van organische microverontreinigingen en metalen met de AIX hars onder verschillende omstandigheden.
  6. Concentraties van organische microverontreinigingen en zware metalen in het regeneraat van het AIX proces.
  7. Beoordeling regenerant voor infiltratie en bodemverbeteraar.
Verbruikt IEX regeneraat.

Verbruikt IEX regeneraat.