Vitens zet methaangas probleem om in energiekans

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.