Het Nederlandse Dunea voorziet 1,3 miljoen mensen van drinkwater. Het waterbedrijf wilde de hoeveelheid microverontreiniging en de aanwezigheid van bromaat, een mogelijk kankerverwekkende stof, in het water stevig verminderen. Samen vonden Xylem en Dunea een innovatieve manier om dit probleem aan te pakken.

Steeds meer waterbedrijven krijgen te kampen met microverontreiniging in hun waterbronnen. Deze chemische deeltjes zijn restanten van farmaceutische producten, hormoonontregelende stoffen, persoonlijke verzorgingsproducten, industriële chemicaliën, pesticiden en medische contrastmiddelen. Via industrie, landbouw, huishoudens en ziekenhuizen komen ze in ons drinkwater terecht.

Een voorsprong op een groeiend probleem van microverontreinigende stoffen

In 2005 constateerden deskundigen van waterbedrijf Dunea een toename van microverontreiniging in hun eigen waterbronnen. Hoewel de concentratie volgens de normen geen reden tot bezorgdheid gaf, besloot Dunea fors te investeren in oplossingen om microverontreiniging te verminderen. Met deze investeringen wilde Dunea klaar zijn om ook in de toekomst aan de drinkwaterregelgeving te voldoen.

Om microverontreiniging uit het water te halen past men ozonoxidatie toe. Alleen bevat het bronwater van Dunea bromide, dat in combinatie met ozon giftig wordt. Daarom ging Dunea samen met Xylem op zoek naar een oplossing om microverontreiniging te verminderen en tegelijkertijd 20 keer minder bromaat te vormen dan de toegestane hoeveelheid volgens de richtlijnen van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO).

De juiste AOP combinatie

In een eerste fase van de pilootstudie bij Dunea, tussen 2009 en 2011, bekeek Xylem met welke combinaties van oxidatieprocessen men microverontreiniging het best kon verminderen. Er kwamen drie manieren aan bod: via ultraviolet licht (UV)-AOP, via ozon-AOP of via een combinatie van beide. Door gebruik te maken van ozon of hydroxylradicalen worden atomen in de microverontreiniging vervangen of toegevoegd, waardoor de verontreiniging zijn toxische eigenschappen verliest.

Bij het UV-AOP-proces wordt het verontreinigde water gemengd met lage concentraties waterstofperoxide en bestraald met krachtig ultravioletlicht om de hydroxylradicalen te vormen. In een ozon-AOP-proces wordt ook waterstofperoxide gebruikt. Waterstofperoxide wordt in het water geïnjecteerd en vervolgens wordt ozon gedoseerd, waardoor de hydroxylradicalen worden gevormd.

Snelle reactie tussen ozon en waterstofperoxide

Op basis van de resultaten concentreerden Dunea en Xylem zich nadien op het aanpassen van de doseringen ozon en waterstofperoxide uit de eerste fase. Hierbij bleef de bromaatvorming onder de door Dunea gestelde norm. Om de vorming van bromaat tot een minimum te beperken, gebruikten Dunea en Xylem een ozon loop reactor met zes opeenvolgende ozoninjectiepunten. Dit leidde tot een verhoogde waterstofperoxide/opgeloste ozon-verhouding in het water. Hierdoor werd de vorming van bromaat beperkt en verminderde de microverontreiniging.

Uit het pilootonderzoek bleek dat zeer snelle en efficiënte reacties van ozon en waterstofperoxide nodig zijn om de bromaatvorming onder de Dunea-norm te houden. Tijdens de ozoninjectie mag ozon geen tijd krijgen om met bromide te reageren. Op basis van het experiment met de loop reactor ontwikkelden Dunea en Xylem de innovatieve en unieke DOP-reactor. Deze zorgt voor een onmiddellijke reactie tussen de waterstofperoxide en de ozon, zodat de vorming van bromaat tot een minimum wordt beperkt en er minder microverontreiniging optreedt.

Twee geavanceerde oxidatieprocessen voor een betere waterkwaliteit

Nadat het water met behulp van een ozon-AOP in de DOP-reactor is behandeld, gaat het met de resterende waterstofperoxide door een geavanceerd ultraviolet oxidatieproces, wat de microverontreiniging nog meer vermindert. Dit opvolgingsproces draagt bij tot een extra behandelingsbarrière voor schadelijke sporenstoffen en ziekteverwekkers. Dunea’s geavanceerde behandelingsproces omvat een ozongenerator, de DOP-reactor, UV-lampen en UV-reactoren, allemaal geleverd door Xylem.

Installatie van een innovatieve AOP voor de reductie van microverontreiniging

De nauwe samenwerking tussen Dunea en Xylem in de langlopende pilootstudie leidde er in 2018 toe dat Xylem het eerste AOP opvolgingsproces ter wereld installeerde voor de reductie van microverontreiniging en de beperking van bromaatvorming.

In oktober 2018 werd de nieuwe oplossing op de proef gesteld. Het baanbrekende AOP opvolgingsproces presteerde extreem goed en verminderde atrazine (onkruidverdelger) met 73% en ibuprofen met 90%. Terwijl de drempelwaarde van de Wereldgezondheidsorganisatie voor bromaat 10 microgram per liter is, houdt het nieuwe AOP-proces bij Dunea bromaat onder de 0,5 microgram per liter. Bovendien gebruikt de energiezuinige oplossing van Xylem slechts 0,15 kWh/m³ energie voor zowel het ozon-AOP- als het UV-AOP-proces. Dit betekent dat Dunea voldoet aan haar normen voor waterkwaliteit en de energiekosten met 30 tot 50 procent kan verlagen.

Samen met de ondersteuning van Xylem tilde Dunea hun bestaande zuiveringsopvolgingsproces naar een hoger niveau. Meer dan 1,3 miljoen mensen in Nederland genieten nu van vers en gezond drinkwater met een kwaliteit die veel hoger is dan de huidige drinkwaterregelgeving.

Meer informatie over Xylem’s oplossingen voor het verwijderen van microverontreinigingen