Wetlands als voorzuivering voor milde ontzilting
Samenvatting project
Dow Benelux b.v. in Zeeuws-Vlaanderen is voor een deel van de zoetwatervoorziening afhankelijk van Biesboschwater dat via een pijpleiding van 120 km wordt aangevoerd door Evides Industriewater. De landbouw in dezelfde omgeving heeft geen enkele externe waterbron tot haar beschikking, waardoor zij kwetsbaar is voor perioden van droogte, die naar verwachting in de toekomst steeds vaker zullen voorkomen als gevolg van klimaatverandering. In de omgeving van Dow zijn alternatieve waterbronnen beschikbaar, zoals (brak) oppervlaktewater en communaal en industrieel effluent, die echter niet voldoen aan de gewenste waterkwaliteit. Voor de verwijdering van restnutriënten, microverontreinigingen en zout wordt een combinatie van wetlands met milde ontzilting voorgesteld en op pilot-schaal op locatie getest om de waterkwaliteit op te werken, zodat het voor landbouw en industrie geschikt is. Op deze manier komt water beschikbaar voor landbouw en industrie en wordt het verbruik van (schaars) zoet water vanuit de Biesbosch beperkt of zelfs vermeden.
Doel van het project
Het doel is om te onderzoeken hoe een combinatie van wetlands en ontzilting helpt om microverontreinigingen nutriënten en zout effectief te verwijderen. Aangezien de effluenten in de praktijk de lastigst behandelbare stromen zijn zal dit onderzoek zich met name daarop richten. Als microverontreinigen en nutriënten uit effluent verwijderd kunnen worden zal dat ook gelden voor (brak) oppervlaktewater. De hypothese is dat de microverontreinigingen geadsorbeerd worden in de wortelzones van de begroeiing in het wetland en de nutriënten in de beplanting worden opgenomen. De resterende verontreinigingen en zouten worden met een combinatie van ultrafiltratie en nanofiltratie behandeld.In een full-scale installatie worden effluent en oppervlaktewater gemengd en samen gebruikt om de waterstress te voorkomen. Evides en Dow hebben dit gezamenlijk pilotonderzoek gepland om ontwerpparameters voor een full-scale installatie nader vast te stellen (de implementatie is voorzien in 2022-2024).
Motivatie
Zeeuws-Vlaanderen is een gebied met een grote schaarste aan zoet water. Het grond- en oppervlaktewater stroomt veelal af vanuit Vlaanderen richting de Westerschelde en is nog redelijk zoet bij de grens maar wordt zouter naarmate het dichter bij de Westerschelde komt hetgeen veelal door zoute kwel veroorzaakt wordt. Aangezien de waterschaarste in Vlaanderen toeneemt geldt dit ook voor Zeeuws-Vlaanderen. Landbouw en industrie ondervinden nu al economische schade door een gebrek aan zoet water in de lente en zomer. Deze klimaatstress zal toenemen naarmate er langere perioden van droogte optreden met hoger temperaturen hetgeen veroorzaakt wordt door verandering van ons klimaat. Reeds in 2007 is gestart met een overkoepelend initiatief (www.robuustwatersysteemzeeuwsvlaanderen.nl) waarin industrie overheid en landbouw samenwerken aan het klimaatbestendig maken van de regio. Daarbinnen worden stapsgewijs met alle belanghebbenden verschillende projecten uitgevoerd die moeten zorgen voor een toekomstbestendige zoetwatervoorziening in Zeeuws-Vlaanderen. Dit project is een volgend stapje in dat grotere geheel.Op dit moment wordt voor de industrie in de regio Biesboschwater ingezet en het doel is om lokale alternatieve bronnen te gaan gebruiken die ook voor landbouwdoeleinden benut kunnen worden. Het gebruik van Biesboschwater door Dow Benelux kan met meer dan 75% verminderd worden door extra inzet van effluent van de RWZI Terneuzen en effluent van de eigen industriële zuivering. Een derde alternatieve bron is het gebruik van brak oppervlaktewater uit de omgeving. Het gebruik van ontzilt brak oppervlaktewater voor landbouw en oppervlaktewater plus effluent voor de industrie kan bijdragen aan het voorkomen van droogtestress en het verminderen van oogstschade. Het huidige lokaal beschikbare oppervlaktewater is van onvoldoende kwaliteit voor direct gebruik dus kwaliteitsverbetering is nodig om dit te kunnen benutten.
Uitgevoerde acties
Het wetland als nazuivering werd in 2019 gerealiseerd bij de waterfabriek DeCo van Evides. Voor de milde ontzilting werd UF-IX-RO daaropvolgend ingericht in de pilothal van Evides. Dow en Evides waren verantwoordelijk voor de aanleg en het in bedrijf houden van wetland en ontziltingspilot. HZ en Evides deden operationele en analytische ondersteuning. Het wetland bestaat uit diverse compartimenten: verticaal doorstroomd filter met adsorbers (zwevende stof en fosfaat) en horizontaal doorstroomd wetland (verwijdering organische resten en stikstof).
Innovativiteit
Brak water wordt meestal niet toegepast om uiteindelijk gietwater en demiwater van te maken. Als dat wel het geval is worden meestal puur technische oplossingen gezocht om het water op de juiste kwaliteit te krijgen. In dit geval zijn puur technische oplossingen te duur en niet wenselijk (denk aan landschappelijke inpassing) en daarom werd onderzocht of wetlands een uitkomst konden bieden. Er werd gebruik gemaakt van natuurlijke processen (adsorptie, verademing, fotosynthese) om een belangrijk deel van de verontreiniging te verwijderen zodat er een zo zuiver mogelijk brakke stroom overblijft die ‘slechts’ mild ontzilt hoefde te worden (of soms helemaal niet). Dit kan een adequate oplossing bieden voor een groot deel van het kustgebied in Nederland en Vlaanderen. In dit project werd ook brijn van omgekeerde osmose (RO) gebruikt voor regeneratie van ionenwisseling en terugspoelen van ultrafiltratiemembranen, hetgeen een extra waterbesparing opleverde.
Valorisatie
1) Publicaties - dit project is gepresenteerd Industrial Water 2020 (Online) en WETPOL 2021 (Oostenrijk)
2) Wetland implementatie (en demo) - Inpassing van wetlands in de zoom van het Dow terrein (2024)
Uitbreiding naar (backup voor) landbouw, landschappelijke inpassing naast het natuurgebied Braakman door Waterschap Scheldestromen, lokale agrariërs, gemeente Terneuzen. Dit moet ingekaderd worden in het grotere geheel van het Robuust Watersysteem ZeeuwsVlaanderen
3) Vertaling van de onderzoeksresultaten naar vierde jaar cursussen van de specialisatie Water Technology van de opleiding Watermanagement bij HZ door docent onderzoekers van de onderzoeksgroep, docenten van de opleiding Watermanagement
Intellectueel eigendom
1) IP van werkzaamheden uitgevoerd door een kennisinstelling moet naar de kennisinstelling. Dit is ongeacht of dit IP door de TKI middelen, of door de cash-bijdrage van derden is gegenereerd.
2) IP kan in het kader van de regeling alleen van niet-kennisinstellingen zijn, als het door deze partijen volledig, d.w.z.
zonder kennis van de kennisinstellingen, in het kader van inkind bijdragen is gegenereerd. Consequentie is dat in projecten waar geen in-kind bijdrage van niet-kennisinstellingen is opgenomen, IP nooit bij bedrijven kan liggen.
Informatievoorziening project
De actuele stand van zaken is te lezen op: https://www.projectenportfolio.nl/wiki/index.php/PR_00310
Projectvoorwaarden
Als andere partijen een substantiële bijdrage kunnen leveren aan de (wetenschappelijke) kennisopbouw van dit project, met name ten aanzien van materialen (absorbers) en instellingen (parameters) voor de optimale werking van de wetlands, dan staat het consortium zeker op voor samenwerking. Het is dan wel noodzakelijk dat er voldoende financiering is om deze uitbreiding te dekken.