Water wordt gezuiverd via ‘ultrafiltratie’, vaak in de vorm van talloze holle vezels die samen een groot membraanoppervlak vormen. Het membraan laat water door, maar verschillende typen deeltjes, bacteriën en virussen blijven achter op het oppervlak van de ‘zeef’. Door periodiek water terug te spoelen door het membraan, de zogenaamde backwash, komen de meeste verontreinigingen los van het oppervlak. De vervuiling die dan nog achterblijft, kan alleen met chemicaliën worden verwijderd. Van de Ven heeft onderzocht welke factoren invloed hebben op deze blijvende vorm van verontreiniging.

Doorstroming

In een laboratoriumopstelling zocht Van de Ven de grenzen op van membraanfiltratie, voor verschillende typen ongezuiverd water. Zo heeft hij het effect onderzocht van een stapsgewijze vergroting van de doorstroomsnelheid van het water: hoe beïnvloedt een grotere doorstroming de interactie van een specifieke verontreiniging met het materiaal waarvan het membraan is gemaakt? Op die manier is onder meer te bepalen waar het kritieke punt ligt tussen een verontreiniging die gemakkelijk is te verwijderen en een ‘blijvende’ vervuiling die chemische reiniging nodig maakt.

Hierbij heeft hij zich niet beperkt tot ‘modelstoffen’, maar ook proeven gedaan met water uit het Twentekanaal. Dit water kent in het voorjaar andere verontreinigingen dan in de zomer. Juist bij dit soort geleidelijke veranderingen kan de methodiek van Van de Ven zorgen voor een tijdige bijsturing van de filtratie: in het laboratorium kan hij een vingerafdruk maken van het type verontreinigingen dat optreedt en hierop de optimale filtratie afstemmen. Vaak is dat een trade-off: de membranen blijven schoner bij een lage doorstroming, maar dat vergt wel weer meer membraanoppervlak.

Minder spoelwater

Ook bij de backwash is een besparing mogelijk, concludeert Van de Ven. Omdat doorgaans de meeste vervuiling zich ophoopt aan het uiteinde van een membraanmodule, hoeft niet – zoals gebruikelijk – het hele membraan met dezelfde intensiteit te worden gespoeld. Hetzelfde resultaat is met minder spoelwater te bereiken.

Het onderzoek van Wilbert van de Ven maakt deel uit van het project Optimal Saving in Membrane Operation, gericht op inspectie en optimalisering van de prestaties van membranen voor waterzuivering. Het is uitgevoerd in de groep Membrane Science and Technology, onderdeel van het instituut IMPACT van de Universiteit Twente.

Klik hier voor een achtergronddocument over membraantechnologie