De uitstoot van methaangas bepaalt grotendeels de klimaatvoetafdruk van waterbedrijf Vitens. Vandaar dat de waterexperts onderzoeken hoe ze dit gas kunnen afvangen en inzetten als energiebron. De oplossing vond men in de inzet van ontgassingsmembranen.
Vitens treft in een aantal van zijn grondwaterbronnen opgelost methaan (CH4) aan, in concentraties van één tot ruim veertig milligram per liter. Omdat methaan een energiebron is voor microbiologie, moet het uit het water worden verwijderd. Dit voorkomt bacteriologische problemen in de zuivering en het distributienetwerk.
Methaangas
De conventionele techniek om methaan te verwijderen, is intensieve beluchting met plaat- of torenbeluchters. Hierbij blaast men het methaan met behulp van enorme hoeveelheden lucht uit het water. Dat is zonde, want het kost veel energie om het methaan uit het water te blazen. Bovendien gaat de energie die potentieel in het methaangas zit hierbij verloren. Erger nog: methaan is een zeer sterk broeikasgas, dat nu wordt uitgeblazen naar de atmosfeer. Een ander nadeel van het beluchten is dat de introductie van zuurstof ervoor zorgt dat alle zuiveringsprocessen tegelijkertijd op gang komen. Dat leidt tot een suboptimaal en slecht beheersbaar proces.
Onderzoeksvraag
Ontgassingsmembranen zijn een interessante nieuwe techniek en bieden een aantal belangrijke voordelen. Zo kan men met een combinatie van vacuüm en sleepgas, zoals stikstof of koolstofdioxide, het methaan nuttig terugwinnen en verwijderen. Bijkomend voordeel is dat er geen extra zuurstof bij het water komt. Vitens onderzoekt nu hoe het bedrijf het methaangas zo geconcentreerd mogelijk kan terugwinnen. Ook wil het waterbedrijf weten hoe beheersbaar het proces is en wat de ideale systeemopbouw zou zijn.
Projectaanpak
Om het proces membraanontgassing in de praktijk te testen, ontwikkelde Vitens een demonstratieschaal proefopstelling met twee in serie geschakelde ontgassingsmembranen. De installatie kan tot wel honderd kuub water per uur zuiveren. In de eerste fase van het project sluit men de installatie aan op het methaanhoudend permeaat van de Omgekeerde Osmose installatie van productiebedrijf Noordbergum. Daar won men ruim negentig procent van het methaangas uit het water terug, en verwijderde meer dan 99 procent van het methaan, zónder daarbij zuurstof te introduceren.
In het najaar van 2019 sluit men de installatie aan op het ruwwater van productiebedrijf Spannenburg, waar men onder andere zal testen hoe gevoelig het systeem is voor vervuiling.
Samenwerking
De membraan-ontgassingspilot is ontwikkeld in samenwerking met Logisticon Water Treatment en maakt gebruik van ontgassingsmembranen van LiquiCel/3M.
De economische groei in combinatie met de droogte en warmte in Nederland leidt tot een sterk verhoogde watervraag. Vitens, dat 5,6 miljoen klanten heeft, levert momenteel meer dan een 1 miljard liter drinkwater per dag. Dat is een record.
Afhankelijk van wat voor zomer het wordt zal Vitens extra maatregelen moeten nemen om de watertoevoer tijdens piekmomenten op peil te houden. Vooralsnog is 2017 een droog jaar waardoor er nu al meer water verbruikt wordt, onder andere voor het besproeien van tuinen. Vooral in Friesland voorziet Vitens momenteel een knelpunt in de watervoorziening, omdat de economische bedrijvigheid daar enorm toe is genomen. Momenteel breidt Vitens daarom de waterwinning in Noardburgum uit, maar dit zal niet voor de zomer gereed zijn. Vitens vraagt dan ook Friese inwoners in het bijzonder om te helpen de watertoevoer op peil te houden bij aanhoudende warmte.