Water heeft het leven op aarde mogelijk gemaakt. Maar water heeft veel meer en vaak nog onontgonnen mogelijkheden in een duurzame, circulaire samenleving. De technologie ontwikkelt zich steeds verder om bijvoorbeeld stoffen uit afvalwater op te vangen en te hergebruiken. Lector International Water Technology Harry Futselaar sluit zelfs niet uit dat we in de nabije toekomst met onze uitwerpselen ons huis verwarmen. Sterker nog, het kan nu al: water als leverancier van grondstoffen.
Hoewel de droge zomer van 2018 anders doet vermoeden raakt water niet op. “In tegenstelling tot aardgas en olie is water niet eindig. er is echter wel een verdelingsprobleem en een onbalans tussen kwaliteit en kwantiteit van water”, zegt lector Harry Futselaar van het Saxion-lectoraat International Water Technology. Onderzoekers en studenten houden zich binnen het lectoraat met die problematiek bezig. Niet alleen ten behoeve van de Nederlandse situatie maar ook internationaal. Daarbij zijn vier onderzoekslijnen gedefinieerd: Water en energie, water en materialen, water en omgeving en, tot slot, water en bewustwording.
Wij vinden het hier heel vanzelfsprekend dat er drinkwater uit de kraan komt.
Volksgezondheid
Wat de Nederlandse situatie betreft lijkt er, afgezien van een extreem droge zomer, geen vuiltje aan de lucht. Toch is dat schijn, zegt Fustelaar: “In ons land zijn wij al heel vroeg begonnen met schoon drinkwater te maken en te zorgen voor een goede afvoer en zuivering van afvalwater ten behoeve van de volksgezondheid. We beschikken over een enorme infrastructuur: het is één grote kringloop. Watertechnologie, waarbij drinkwaterbedrijven, waterschappen en gemeentes als eigenaar van de riolering allemaal een aandeel hebben. Wat we daarmee in ons land hebben bereikt is dat een kuub water anderhalve euro kost. Voor dat geld krijg je thuis water van A-kwaliteit geleverd dat op jaarbasis op honderden punten wordt gecontroleerd. Zestig procent van de kosten gaan trouwens op aan de distributie van water. In ons land hebben we het dus goed voor elkaar. Wij vinden het hier heel vanzelfsprekend dat er drinkwater uit de kraan komt. Maar toch moeten we er slim mee omgaan.”
Futselaar noemt als voorbeeld de nutriënten: “We halen nu het fosfor uit het afvalwater door het te binden aan slib dat veelal gestort of verbrand wordt en dus uit de voedselkringloop verdwijnt. Maar fosfor is een essentieel element in de landbouw om planten te laten groeien. Je zou ook kunnen zeggen: moet je het fosforhoudend water niet, na een gerichte zuivering, aanbieden voor de landbouw voor irrigatie?” Hij vervolgt: “Een belangrijke vraag is dus: hoe schoon en zuiver moet water eigenlijk zijn? Moet je daarvoor niet in de eerste plaats veel meer kijken naar de toepassing waarvoor het wordt gebruikt?”
Energiedrager
Harry Futselaar is sinds 2013 als lector verbonden aan Saxion na een carrière bij onder andere Stork Friesland en Pentair X-Flow. Water en energie is voor Futselaar een belangrijk thema. “Water is namelijk een energiedrager”, aldus de lector: “er zitten in afvalwater fecaliën die je kunt vergisten om zo biogas te produceren. We moeten het fosfor dat eruit kan worden gehaald ook nuttig gaan inzetten.” Belangrijk is dat men zich bewust wordt van de waarde van water. Futselaar: “Het mag dan voor ons vanzelfsprekend zijn, maar het is wel de doelstelling dat over tien, twintig jaar iedereen in de wereld toegang heeft tot redelijk drinkwater en voldoende sanitatie”.
Saxion-studenten en het lectoraat hebben daaraan een bijdrage geleverd in samenwerking met de organisatie Join the Pipe, die zich beijvert voor schoon drinkwater voor alle wereldburgers. in het kader van een Saxion Smart Solution Semester heeft een groep studenten voor Join the Pipe een dispenser ontwikkeld die herbruikbare flesjes water levert. Futselaar: “Een project waaraan studenten uit meerdere disciplines meewerkten: elektronica, werktuigbouw, small business en media & communicatie.” Het resulteerde in een flessenautomaat die op festivals geplaatst kan worden, maar bijvoorbeeld ook in winkelcentra of andere openbare locaties.
Lector Harry Futselaar: “In tegenstelling tot aardgas en olie is water niet eindig”
Bewustwording
Een organisatie als Join the Pipe probeert de bewustwording van waterverbruik te vergroten. De cijfers zijn soms confronterend: voor een kilo rundvlees is 15.000 liter water nodig, voor de productie van een T-shirt 4.000 liter. “En in Tanzania wordt water gebruikt voor het kweken van rozen, omdat wij die met Kerst zo graag op tafel hebben staan. Dat is dan wel geen drinkwater, maar je zou het ook kunnen gebruiken voor de productie van voedsel. Het water is er wel, maar het probleem is de verdeling ervan en voor welke commerciële toepassing gekozen wordt.”
Tegelijkertijd signaleert hij nieuwe problemen zoals de toenemende aanwezigheid van medicijnresten in afvalwater, nanodeeltjes afkomstig uit shampoos en reinigingsmiddelen, microplastic vanuit ons overdadig plastic gebruik en resten van synthetische stoffen die via het waswater in het riool komen. “Dat laatste, die fabrics, zou nog wel eens sneller een groter probleem kunnen worden dan de resten van medicijnen”, zegt Harry Futselaar: “Wij onderzoeken in dit lectoraat hoe wij die ongewenste resten kunnen verwijderen. Technieken die vervolgens ook moeten worden ingepast: thuis, op straat-, wijk- of stadsniveau. Daar kijken civiel technologen en bouwkundigen naar en doen we onderzoek binnen de lijn Water en omgeving. Zo kun je regenwater in de stad heel goed gebruiken: voor kanaaltjes en beekjes die voor verkoeling en verfraaiing van de leefomgeving zorgen. Net als een laag regenwater op een plat sedumdak.”
Biogasconversie
Bij alle vier thema’s die binnen het lectoraat International Water Technology spelen, is de rode draad membraantechnologie. “Bij veel van onze projecten komt membraantechnologie in het onderzoek naar voren. Samen met Pentair hebben we een anaerobe membraan bioreactor ontwikkeld, waarmee je uit industrieel afvalwater zowel biogas als schoon proceswater kunt maken. Het is op zich geen nieuwe technologie, maar waar normaal 80 procent rendement werd bereikt, realiseerden wij een biogasconversie van meer dan 95 procent door het inbouwen van een membraan in zo’n anaerobe systeem. Het wordt op dit moment commercieel verkocht door Pentair. Een groot aantal studenten hebben daar in de loop van de jaren aan meegewerkt en enkele studenten zijn ook bij Pentair experts geworden op die technologie. Bovendien is anaerobe membraantechnologie nu onderdeel van ons onderwijs en wordt de opgebouwde infrastructuur voor nieuwe onderzoeksprojecten gebruikt.”
De volgende stap wordt gemaakt: kan de technologie ook worden ingezet bij huishoudelijk afvalwater? “Dat kan nu al aan het einde van de zuivering, maar wij kijken of het aan het begin van de zuivering kan, want dan zit er veel meer energie in dat water en wordt hergebruik dichter bij de gebruiker mogelijk. Wellicht in huis, of straat-, of wijkniveau. Dan is ook weer de vraag hoe je dat gaat inbouwen in de infrastructuur.”
Toepassingen
Daarnaast is nanofiltratie een belangrijk onderzoeksveld: “Daar werken we samen met een nieuw bedrijf, NX Filtration, waarmee we nanofiltratie membranen ontwikkelen die zowel microplastics als nanodeeltjes en medicijnresten verwijderen. Opnieuw een Twentse ontwikkeling waar we als Saxion mee bezig zijn. Niet alleen het ontwikkelen van materialen, maar ook de processen en toepassingen.”
Voor het testen van waterzuiveringstechnieken beschikt het lectoraat over een eigen testhal met verscheidene pilotinstallaties op het terrein van de rioolwaterzuivering in Glanerbrug van waterschap Vechtstromen. Een belangrijk onderdeel van de onderzoeksinfrastructuur voor toegepast onderzoek, zegt lector Harry Futselaar tot besluit: “Want steeds meer organisaties en ondernemingen realiseren zich dat in afvalwater waardevolle grondstoffen zitten. Een spuiterij kan verfcomponenten terugwinnen uit water. Binnen de voedselverwerkende industrie kun je door afvalwaterstromen slim te scheiden veel efficiënter met water en energie omgaan. Soms zijn het druppels op een gloeiende plaat, maar het draagt uiteindelijk allemaal bij aan de bewustwording over watergebruik en hergebruik van zeldzame en kostbare grondstoffen.”
