Zoektocht optimale remineralisatie technologie Onderzoeksprogramma Remineralisatie 2014-2016 Harmen van der Laan MSc. Onderzoeksprogramma 100% RO + Remin harmen.van.der.laan@oasen.nl +31(0)654704632
Onze droom: altijd onberispelijk drinkwater 100% RO: toekomstbestendig, het beste voor onze klanten, tegen aanvaardbare kosten 2
Waarom remineraliseren? en wat is het? CaCO3 + CO2 + H2O Ca 2+ + 2 HCO3-3
Onderzoeksvragen Ontwerp? Zuiverheid? Voedingsstoffen? Kalkafzettendheid 4
Optimale remineralisatie Wat is de optimale technologie voor het remineraliseren van RO permeaat, wat voldoet aan de geldende eisen voor waterkwaliteit en met de beste beleving voor ons klanten? Optimaal = Water kwaliteit Totale hardheid: 1mmol/L SI: tussen -0.1 en 0.1 ph: 8.0-8.3 Troebelheid: < 0.15 NTU Kookproef: <0.4mmol/L Groeipotentie << nu Storingsvrij en robust (FMECA) Duurzaam (LCA) Kosten (TCO 30 years) 5
Showcase De Hooge Boom 2.4 Mm 3 /jaar 300m 3 /u 6
Mogelijke bicarbonaat en calciumbronnen Marmer/calcite (CaCO 3 ) Korrels 0,5 4mm Microcalciet 3µm Kalkmelk (CaOH 2 ) Calciumchloride (CaCl 2 )
Calciumchloride
Calcietdosering 2 6 m 3 /h 9
Calcietfiltratie 1-2 m 3 /h
Calcietdosering CaCO3 + CO2 + H2O Ca 2+ + 2 HCO3 - CO2 eff = 0,5 ( HCO3 out HCO3 in ) CO2 dosed + [CO2 in] 11
Uitleg calcietfiltratie
Calcietfiltratie korrelgrootte Grain class Near equilibrium EBCT EBCT to target CO2 eff. at 20 min EBCT 2-3mm JP >> 60 minutes 60 minutes +/- 40% 1-2mm JP 25 30 minutes * 10 minutes +/- 80% 0.5-1.2mm JP 20 minutes < 10 minutes ** +/- 80%
Calcietfiltratie troebelheid en spoelen
Calcietfiltratie CO 2 kado CaCO3 + CO2 + H2O Ca 2+ + 2 HCO3 -
Kalkafzettendheid 16
Groeipotentie 17
Duurzaamheid in samenwerking Michiel Zijp, Lavida Kok (RIVM) Calcietfiltratie 60% lagere impact dan de eerst volgende 11 10 4 vs. 17 10 kg 4 CO 2 -eq/jaar 15% totale impact zuivering
Kosten
Conclusie Source Calcium carbonate Calcium Chloride Form Granular Micronized Grain size 0.5 1.2mm 3 µm Source Technology Filter Calcium Dosing carbonate MCR Calcium Dosing Chloride Dosing Form Partial/Full treatment Granular 100% 25% Micronized 25% 100% 100% Grain size 0.5 1.2mm Required 3 µm additives (CIP = Cleaning CO2 CO2 NaOH Technology Filter - Dosing MCR NaHCO3 Dosing In Dosing Place; CEB = Chemically Enhanced Backwash) CIP CEB CO2 Partial/Full treatment 100% Water quality 25% 25% 100% 100% Required Turbidity, additives SI, ph (CIP = Cleaning CO2 CO2 NaOH - NaHCO3 In Place; CEB = Chemically Enhanced CCPPtest <0.4mmol Backwash) CIP CEB CO2 0.2 0.2 - - - Growth potential % current 11% Water quality 8% - - - Turbidity, SI, ph Operational performance CCPPtest <0.4mmol Contact time min 15-20 0.2 30 0.2 <10 - <1 - <1 - Growth potential % current CO2 11% 8% - - efficiency % 85% 35% 40% >98% - CO2 Operational performance use mmol/l - 10 8.5 0.2 - Contact time Energy min use kwh/m 3 15-20 30 <10 <1 <1 0.06 0.07 0.05 0.00 0.00 CO2 efficiency Failure % Mode, 85% Effects and 35% Criticality 40% Analysis >98% - CO2 use mmol/l Risks Objectives # 6-10 21 8.5 22 0.2 6 10 - Energy use kwh/m 3 Environmental 0.06 sustainability 0.07 0.05 0.00 0.00 Failure CO2 Impact/2.6Mm Mode, Effects and Criticality Analysis kg CO2 CO2 eq/yr 11 10 4 19 10 4 17 10 4 110 10 4 36 10 4 Risks Objectives # 6 Costs 21 22 6 10 Total costs /m 3 Environmental sustainability 0.08 0.14 0.09 0.12 0.12 Impact/2.6Mm 3 kg CO2 eq/yr 11 10 4 19 10 4 17 10 4 110 10 4 36 10 4 Costs Total costs /m 3 0.08 0.14 0.09 0.12 0.12
Remin onderzoek 2017» Calcietfilters Kamerik (1-2m 3 /u)» validatie operationele parameters» PACC k vs. deeltjes» Groeipotentie» Procescontrol met (soft) sensors» Fundamenteel inzicht (model)» kinetiek, PACC k, deeltjes» Waterkwaliteit tot aan de tap» Calcium, biofilm, kalkafzettendheid in huishoudelijke apparaten 21
Met grote medewerking van Remin onderzoekteam Oasen Timothy van Heeswijk, Ruud Kolpa, Willem Jan Knibbe, Ernstjan van der Weijde, Evgeni Alaminov Extern Jimmy van Opijnen, Gerard van Houwelingen (RHDHV), Mohaned Sousi, Sergio Salinas (UNESCO-IHE), Michiel Zijp, Lavida Kok, Anne Hollander (RIVM), Danny van der Veldt, Marleen Heidekamp (Evides) Studenten Chris Bierman, Carlos Valpaços Gomes, Gerben de Jong, Tom Remijn, Katerina Simkeviciute, Evelien Sanders, Vincent Schoonderwoerd, Sara Ghanbari Meer weten? harmen.van.der.laan@oasen.nl +31(0)654704632 http://www.oasen.nl/ 22
23