Zero Brine-project gaat oogstjaar in

Volgend jaar loopt het Zero Brine-project af. Het project werd in 2017 opgestart door een Europees consortium onder leiding van de TU Delft om mineralen terug te winnen uit zout afvalwater (brijn). Zero Brine heeft vier pilotprojecten gebouwd, namelijk in Spanje, Turkije, Polen en Nederland. We hadden een gesprek met Roelof Moll, uitvoerend projectcoördinator.

Zero Brine onderzoekt oplossingen om industriële zoutwater-afvalwaterstromen te verminderen door mineralen en schoon water terug te winnen en te hergebruiken.

Het doel is om te bewijzen dat mineralen, zoals calcium- en magnesiumzouten, en schoon water teruggewonnen kunnen worden uit industriële processen en kunnen worden hergebruikt. Zero Brine integreert innovatieve technologieën om water en mineralen van voldoende zuiverheid en kwaliteit terug te winnen tegen beheersbare kosten. Het project wordt uitgevoerd door 22 partners van onderzoeksinstituten, maakbedrijven, bouwbedrijven en eindgebruikers uit 10 landen. “Men moet zeker niet onderschatten welk niveau men elders vanuit Europa kan inbrengen”, zegt projectcoördinator Roelof Moll. “Bepaalde centra en universiteiten elders in Europa zijn gespecialiseerd en zijn volwaardige partners. Ik ben ook onder de indruk van de technieken die allemaal al worden gebruikt in bijvoorbeeld de voormalige Oostbloklanden.” Het project moet Europese landen ook minder afhankelijk maken van andere grootmachten. “Als Europa moeten we zelf onze technologieën ontwikkelen, zodat we zelfstandig zijn en niet afhankelijk van Rusland, China en Amerika. Dat geldt voor magnesium, wat een belangrijke bouwstof is. We helpen de deelnemende bedrijven ook met een business model, rekening houdend met de milieukosten voor het lozen, de opbrengsten van de mineralen en de energiekosten.”

In Nederland vindt het project plaats nabij de industriewaterfabriek van Evides, in het Botlekgebied in Rotterdam. Hier worden een tweetal zoute reststromen in een demonstratie-installatie behandeld. De TU Delft sloeg de handen ineen met onder meer het Nederlandse waterbehandelingsbedrijf Lenntech (nanofiltratie), de Technische Universiteit van Athene (verdamper) en de Universiteit van Palermo (kristallisator). In de proefinstallatie werden een aantal zuiveringstechnieken, die afzonderlijk zijn getest, achter elkaar geplaatst. “De zuiveringstechnieken zijn als dusdanig niet nieuw, maar de combinatie ervan is dat wel”, zegt Roelof Moll. “We maken onder andere gebruik van technieken om organische verontreinigingen uit het water halen. Verschillende technieken werden in serie achter elkaar gezet, zoals elektrodialyse, ionenwisseling, nanofiltratie, evaporatie, oxidatie van organische materialen, EFC en geavanceerde kristallisatie. Met die laatste techniek kunnen we de mineralen neerslaan in de vorm van kristallen. Met deze techniek heeft de University of Palermo in Italië al succesvol geëxperimenteerd. Het resultaat is dat het afvalwater zuiverder is geworden.”

Er werd ook een verdamper ingezet om de vaste stoffen van de vloeistoffen te kunnen scheiden. “De grote verdamper verbruikt veel energie”, zegt Roelof Moll. “De Nationale Technische Universiteit van Athene ontwikkelt nieuwe verdampingstechnieken. We hebben onze pilot in het Botlekgebied geschikt gemaakt voor het gebruik van restwarmte. We gebruiken nu de restwarmte die vrijkomt. De stoom van de industriële processen uit de omgeving gebruiken we nu als energiebron voor het draaien van de zuiveringsprocessen, waardoor de kosten en de impact op het milieu gunstig worden beïnvloed.”

Dankzij het project zijn er al heel wat grondstoffen uitgehaald. “Uit de brijn van Evides hebben we veel mineralen, zoals Magnesiumhydroxide, kunnen halen”, zegt Roelof Moll. “Natriumchloride is niet zo’n kostbaar goed, maar toch kan Evides het goed gebruiken voor de schoonmaak van hun machines. Ook sulfaten en calcium hebben we eruit kunnen halen. Recent zijn we met een tweede pilot gestart om de brijnstroom die gegenereerd wordt bij het schoonmaken van de membranen te kunnen behandelen. We zijn dus scherp aan het kijken wat we eruit kunnen halen. We zijn tevreden over de resultaten. Evides heeft bij de universiteit aangegeven dat ze tevreden zijn met de opzet van de pilot. Evides heeft ons al verteld dat ze ervan overtuigd zijn dat ze de positieve resultaten van onze proefinstallaties blijven gebruiken. Ze vinden het milieu immers belangrijk. Nu lozen ze het brijn nog in nabij gelegen zout oppervlaktewater en dat is niet ideaal.”

In Spanje worden ook testen gedaan in een siliciumfabriek om naast zout ook waardevolle mineralen als magnesium uit industrieel afvalwater te halen. “De zoutwaterstroom wordt nu nog op de zoetwaterrivier Ebro geloosd”, zegt Roelof Moll. “Dat legt natuurlijk beperkingen op door de verstrekte vergunning. We hebben membranen in combinatie met kristalliseringstechnieken ingezet waarmee we de helft van de zoutstroom konden reduceren. We hadden van tevoren al sterke aanwijzingen dat het goede perspectieven zou bieden. Dat is ook nadrukkelijk naar voren gekomen uit de proeffabriek die we daar hebben afgesloten. De fabriek heeft dankzij onze installatie het perspectief weer te kunnen groeien qua productie en hun activiteiten te kunnen uitbreiden, uiteraard binnen hun vergunning.”

Ook in een kolencentrale in Polen werd een proeffabriek opgestart. “We hebben omgekeerde osmose en elektrodialyse ingezet om het zoute afvalwater te zuiveren en de mineralen eruit te halen.” Een gelijkwaardig project vindt plaats in een Leerlooierij in Turkije. Er wordt gebruik gemaakt van nanofiltratie, reverse osmose, ionenwisseling en evaporatie en kristallisatie. “Het idee om de technieken te combineren is niet nieuw. Maar het is wel een stap vooruit. We hebben het wel op een schaal gedaan waardoor het interessant is voor de industrie. Het is research, maar voor het belangrijkste is het ontwikkelwerk.”

Bij de TU Delft zijn ze niet over een nacht ijs gegaan. Alle installaties werden grondig getest in een laboratorium (Bench-scale). “Het is belangrijk geweest om die proeven uit te kunnen voeren”, zegt Roelof Moll. “Als je dat niet doet, dan je heb je veel kinderziektes bij het opstarten van een installatie in een industriële procesomgeving. We hebben onderzoek gedaan om de omstandigheden zo in te regelen dat de technieken effectief zijn. Je ziet aandachtspunten en je kan zien of de techniek robuust is. Ook kan je zien of de buizen niet dichtslibben omdat er bijvoorbeeld kristallen op gaan hechten. We gaan ook na of de techniek in de zomer of winter andere resultaten oplevert.”

“Als Europa moeten we zelf onze technologieën ontwikkelen, zodat we zelfstandig zijn en niet afhankelijk van Rusland, China en Amerika.

“De zuiveringstechnieken zijn als dusdanig niet nieuw, maar de combinatie ervan is dat wel”,