Opkomende Trends in Drinkwaterzuiveringssystemen

Posted by:
PUBLISHED ON:
IN CATEGORY:

In het begin van deze eeuw waren waterzuiveringssystemen gericht op chemische zuivering, granulaire mediafiltratie en chlorering. Naarmate de behoefte aan zuiver en veilig drinkwater toeneemt, dringen geavanceerde technologieën en methodes langzaam maar zeker door op de markt.

Sporadische verontreinigende stoffen, nieuwe waterkwaliteitsnormen en kosten [1] hebben de waterzuiveringsindustrie ertoe aangezet alternatieve technologieën te ontwikkelen en in te zetten om een veilige watervoorziening te garanderen.

Nieuwe technologieën moeten voordelen bieden ten opzichte van conventionele methodes. Enkele van deze voordelen zijn lagere kapitaal- en bedrijfskosten, hogere efficiëntie en eenvoudigere bediening, een betere kwaliteit van het afvalwater en minimale afvalproductie [1].

Naarmate de behoefte aan zuiver en veilig drinkwater toeneemt, dringen geavanceerde technologieën en methodes langzaam maar zeker de markt binnen. Membranen, UVC-LED’s en IoT-technologie zijn hier enkele voorbeelden van.

Membranen

Membranen trekken de aandacht van de consument vanwege hun hoge efficiëntie bij waterbehandeling. De technologie wordt veel gebruikt in waterbehandeling en -terugwinning, afvalwaterzuivering en ontziltingstoepassingen, verwerking van afvalwater uit de chemische, farmaceutische en andere industrieën [2], maar ook in landbouw- en huishoudelijke toepassingen.

Membranen zijn barrières die in staat zijn om twee fases van elkaar te scheiden door de bewegingen van componenten erdoorheen selectief te belemmeren. De technologie kan worden gecombineerd met andere processen, zoals stolling of adsorptie. Dit noemt men “hybride” systemen en ze winnen steeds meer aan belangstelling voor toepassingen in afvalwaterzuiveringsinstallaties [2].

Het schema in Figuur 2 geeft de verschillende membraanprocessen weer, gebaseerd op de verschillende drijvende krachten [2].

Figuur 1: Schema van enkele membraanprocessen[2]

Processen die gestuurd worden door druk uit te oefenen, worden het meest toegepast in afvalwater- en terugwinningssystemen, van voorbehandeling tot nabehandeling van afvalwater [2]. Er zijn vier hoofdtypes, weergegeven in figuur 2, die van elkaar verschillen op basis van de vereiste druk en de poriegrootte.

Figuur 2: Membraanfiltratietechnologie, grootte van de poriën en vastgehouden contaminanten [3].

Van deze drukgestuurde processen staat Omgekeerde Osmose bekend om zijn hoge efficiëntie bij het scheiden van kleine deeltjes. Het is in staat om tot 99,5% scheidingsefficiëntie te bereiken voor bacteriën en éénwaardige ionen, zoals natrium en chloride [2].

UVC-LED’s

Ultraviolet licht (UV) -technologie wordt vaak gebruikt in point-of-use (POU) en point-of-entry-systemen (POE). Deze worden gewoonlijk gekoppeld aan filtratiesystemen die verantwoordelijk zijn voor het verwijderen van chemische en organische verontreinigende stoffen, terwijl de UV-technologie zich richt op bacteriegehalte, virussen en cysten. Enkele van de micro-organismen waarop UVC-LED’s gericht zijn, zijn E. Coli, Pseudomonas, Legionella, Rotavirus, Adenovirus, Hepatitis en parasieten zoals cryptosporidium en giardiasis (beverkoorts).

Het ontsmettingsmechanisme van UVC wordt getoond in Figuur 3.

Figuur 3: UV-mechanisme voor het desactiveren van micro-organismen [4]

UV-technologie voor waterdesinfectie bevatte oorspronkelijk 20-200 milligram kwik, totdat men zich bewust werd van het gezondheidsrisico. Daarna werden de lampen vervangen door UVC-LED’s [5]. Leds bevatten geen kwik, waardoor het risico op waterverontreiniging verdwijnt.

In tegenstelling tot kwiklampen, die ongeveer 5 – 10 minuten nodig hadden om de desinfectietemperaturen te bereiken, hebben UV-LED’s een starttijd van enkele nanoseconden zonder aan/uit-beperkingen, waardoor de bacteriën worden verwijderd zonder de smaak, geur of helderheid van water te beïnvloeden [6]. Daarnaast verbruiken led’s minder energie, waardoor water kan worden gedesinfecteerd via een klein zonnepaneel of met batterijen.

IoT

De introductie van smart systemen krijgt de laatste tijd veel aandacht, omdat het realtime controle van processen mogelijk maakt, en waterbehandeling vormt daarop geen uitzondering. IoT-toepassingen gaan van het controleren van de toeleveringsketen en waterprocessen tot slimme waterfiltratiesystemen voor thuis die consumenten informeren over hun dagelijkse waterverbruik.

IoT-technologie maakt het mogelijk om de verschillende partijen uit de toeleveringsketen met elkaar te verbinden, door hun activiteiten in een platform te integreren, waardoor essentiële parameters kunnen worden gecontroleerd die de normale werking in het distributienetwerk garanderen. Dit slimme systeem is in staat gedetailleerde informatie te geven over waterkwaliteit, bedrijfsprocessen en watervoorziening, in real-time en vanuit om het even welke locatie [7].

De toepassing van IoT in de productietechnologie maakt ontwerp-optimalisatie en preventief onderhoud mogelijk, door de relevante operationele druk in realtime te volgen. Dit zorgt voor een efficiënter & veiliger onderhoud en bediening, waarbij de kwaliteit van het eindproduct wordt gegarandeerd.

Enkele voordelen van een smart netwerk op het gebied van waterbeheer komen tot uiting in

Figuur 4: Voordelen van het integreren van een smart systeem in het waternetwerk [8]

IoT zorgt voor transparantie in de watervoorzieningsketen en biedt de mogelijkheid om problemen in het netwerk snel aan te pakken. Het richt zich ook op afvalvermindering en vooruitgang op het gebied van waterbesparingsstrategieën, op basis van data-analyse en voorspellende algoritmen [9].

Bezorgdheid over de waterkwaliteit is echter niet de enige factor die de markt vooruit helpt. Naast het technologische perspectief, zijn er bij de evolutie en uitbreiding van de waterzuiveringsactiviteiten nog vijf andere belangrijke trends.

Dunnere producten worden belangrijker naarmate de woonruimtes kleiner worden. Sommige bedrijven bieden waterbehandelingstoestellen aan die niet groter zijn dan uw hand [10].

Remineralisatie wordt gebruikt om de opname van voedingsstoffen uit water te verbeteren, maar het kan ook de organoleptische eigenschappen van water veranderen. Zo wordt plaats gemaakt voor de commercialisering van een verscheidenheid aan smaken in mineraalwater, in combinatie met gezondheidsvoordelen. Sommige bedrijven maken daarvan gebruik door smart watersystemen voor thuis aan te bieden, die water zuiveren en remineraliseren.  Sommige toestellen zijn zelfs in staat om gekoeld en koolzuurhoudend water te leveren dat rechtstreeks uit de kraan komt [10].

De groeiende bezorgdheid over door water overgedragen ziektes stimuleert de ontwikkeling en implementatie van geavanceerde methodes voor het uitschakelen van colibacteriën. De toenemende frequentie van bacteriën zoals Escherichia coli dwingt behandelingssystemen om af te wijken van NSF klasse A/B tot herziene classificaties log 3-log E.Coli [10].

Onze BOSAQ-membraantechnologie zorgt voor veilig drinkwater van uitstekende kwaliteit, vrij van ziekteverwekkers en gevaarlijke chemicaliën. Onze drinkwaterproductiemodules, die werken op fotovoltaïsche zonnepanelen, zitten vol met hoogwaardige membranen, die water uit elke bron verbeteren en omzetten in veilig en zuiver water van uitstekende kwaliteit, kortom water dat aan alle vereisten voldoet.

Referenties

[1] National Research Council, Identifying Future Drinking Water Contaminants. Washington, DC: The National Academies Press, 1999.

[2] E. Obotey Ezugbe and S. Rathilal, ‘Membrane Technologies in Wastewater Treatment: A Review’, ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/341123899_Membrane_Technologies_in_Wastewater_Treatment_A_Review (accessed Sep. 08, 2020).

[3] ‘Membranfiltrering’, AkvaFresh. https://www.akvafresh.no/en/membrane-filtration/ (accessed Sep. 08, 2020).

[4] ‘Water Purification | Deep UV-LEDs | Products and Services’, NIKKISO CO., LTD. http://www.nikkiso.com/products/duv-led/application/water-treatment.html (accessed Sep. 09, 2020).

[5] 2016 Apr 28, ‘How LEDs Will Change Water Purification -’, Environmental Protection. https://eponline.com/articles/2016/04/28/how-leds-will-change-water-purification.aspx (accessed Sep. 09, 2020).

[6] ‘Water Disinfection – Klaran’. https://www.klaran.com/applications/water-disinfection (accessed Sep. 08, 2020).

[7] B. Deb Majumder, A. Dey, and A. Majumdar, ‘Implementation of IoT in Water Purification and Distribution of Potable Water: An Industrial Case Study’, Social Science Research Network, Rochester, NY, SSRN Scholarly Paper ID 3526004, Jan. 2020. doi: 10.2139/ssrn.3526004.

[8] ‘water_report_benefits.jpg (1200×630)’. http://www.libelium.com/wp-content/uploads/2018/11/water_report_benefits.jpg (accessed Sep. 09, 2020).

[9] ‘Smart Water Management: IoT in Water Industry’, Digiteum, Oct. 24, 2019. https://www.digiteum.com/smart-water-management-iot (accessed Sep. 09, 2020).

[10] ‘Five Trends in the Water Purifier Market Worth Paying Attention To’. https://www.wateronline.com/doc/five-trends-in-the-water-purifier-market-worth-paying-attention-to-0001 (accessed Sep. 08, 2020).

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

This website uses cookies

We use cookies and other tracking technologies to improve your browsing experience on our website, to show you personalized content and targeted ads, to analyze our website traffic, and to understand where our visitors are coming from. By browsing our website, you consent to our use of cookies and other tracking technologies.