ED

ED (ElectroDialysis) is een technologie, waarmee zoet water (o.a. drinkwater) geproduceerd wordt uit zout of brak water. Door – eveneens in een stack – een spanningsverschil te creëren worden de ionen uit het zoute water gedwongen door de membranen te bewegen, waardoor ontzilting bereikt wordt.

In de ED-stack wordt met bepaalde tijdsintervallen de polariteit van het spanningsverschil omgedraaid, en tegelijkertijd worden de afvoerstromen van concentraat en product verwisseld. Hierdoor wordt eventuele vervuiling aan de membranen en elektroden regelmatig verwijderd. Vanwege deze omwisseling wordt dit proces ook wel ED-Reversal (ED-R) genoemd.

ED verbruikt minder energie per volume, en kan een bredere variatie aan proceswater verwerken dan conventionele technologieën. ED draagt ook bij aan een hogere mate van hergebruik van water.

De markt

De beschikbaarheid van voldoende schoon water in een toenemend wereldwijd probleem. Het gevolg is dat er een toenemende interesse is in technologieën om water te ontzilten. In het ontziltingsproces nemen de eisen toe met betrekking tot het terugdringen van afvalstromen (Zero Liquid Discharge / Minimal Liquid Discharge) en met betrekking tot energiebesparing in verband met kostenreductie en verlaging van CO2-uitstoot.

Wereldwijd wordt er dagelijks ca. 104 miljoen kubieke meter zeewater en brakwater ontzout. Dit volume neemt jaarlijks met ca. 5% toe. ED als ontziltingstechnologie vormt daarvan een relatief klein aandeel van ca. 3% en ook dat aandeel stijgt. De levensduur van de stacks en membranen binnen deze installaties bedraagt ongeveer 5 jaar, waardoor een vervangingsmarkt bestaat. De totale beschikbare markt voor ED heeft een waarde van ca. € 400 mln.

REDstack heeft als doelstelling om te groeien tot een goed marktaandeel in deze vervangingsmarkt. Deels door vervanging van stacks binnen bestaande installaties, maar ook de vervanging van stacks in nieuw gerealiseerde installaties met REDstack stacks.

Toepassingen

REDstack richt zich op enkele specifieke toepassingen van ED in de ontzoutingsmarkt.

ED voor brak water ontzouting

De ontzilting van brak water is een manier om goedkoop drinkwater te verkrijgen. ED heeft zijn haalbaarheid en hoge prestaties bewezen bij de ontzilting van brak water en het ontzouten van aminozuren en andere organische oplossingen. ED is met name geschikt voor lagere zoutgehaltes om een hoge hoeveelheid zout te verwijderen. ED verbruikt minder energie dan andere technologieën voor het ontzilten van brak water.

ED voor ontzouting van brijnwater (voor bereiken van Zero Liquid Discharge)

Er zijn meerdere opkomende markten gerelateerd aan de terugwinning van water en andere waardevolle bestandsdelen uit (afval) water stromen, waarin de ED-technologie de potentie heeft om een belangrijke rol te spelen. REDstack oriënteert zich op deze markten.

Wereldwijd zijn er vele inspanningen op het gebied van Zero Liquid Discharge (ZLD). Dit is een toepassing waarbij er geen afvalwater meer geproduceerd wordt. Dit is bedoeld om al het water terug te winnen uit de afvalwater stroom en herbruikbaar te maken binnen de productie, en zodoende het milieu te ontlasten en de water vraag van de industrie sterk te reduceren. Ook hier kan de ED-technologie een belangrijke rol spelen, door de afvalwater stroom sterk op te concentreren.

De ED technologie kan ook benut worden in het terugwinnen van nutriënten uit afvalwater stromen en waswater van luchtwassers. Met name het winnen van ammoniak welke vervolgens weer als nuttige meststof ingezet kan worden is hierbij een interessante toepassing, zeker binnen de stikstof problematiek zoals deze zich op dit moment in Nederland afspeelt.

ED voor ontzouting van koeltoren water

Wateronttrekkingen voor de verwerkende industrie en voor de productie van elektriciteit (voornamelijk koelwater) zijn goed voor 42% van de totale wateronttrekking in de EU. De energiesector van de EU heeft momenteel ongeveer 74 miljard m3 zoet water nodig om te kunnen functioneren. Het meeste water wordt teruggevoerd naar het milieu, maar daarbij wordt 3,8 miljard m3 zoetwater verbruikt. De totale waterbehoefte van de energiesector overtreft die van de landbouw en openbare watervoorziening.

Een typische thermo-elektrische centrale van 500 MW verbruikt 26,5 m3 / min. Koeltorens zijn een belangrijk onderdeel van koelsystemen. Het warme water keert terug naar de bovenkant van de koeltoren en druppelt naar beneden over het vulmateriaal in de toren. Terwijl het naar beneden druppelt, komt het in contact met de omgevingslucht die door de toren omhoog spoelt door geforceerde trek. Dat contact zorgt ervoor dat een kleine hoeveelheid water verloren gaat en een deel van het water verdampt.

Tijdens verdamping blijven de aanwezige zouten achter waardoor hun concentratie in de circulerende koelstroom toeneemt. Als dit proces wordt voortgezet (concentratiecyclus), kunnen minder oplosbare mineralen zoals calcium, magnesium en silica als laatste onoplosbaar neerslaan en kalkaanslag veroorzaken. Om ongewenste stijging van de zoutconcentratie te voorkomen, wordt een deel van het water afgetapt voor afvoer. Vers water suppletie wordt geleverd aan het torenbassin ter compensatie van het verlies van verdampte water, het afgeblazen water en het spuiwater.

Behandeling van koeltorenwater brengt verschillende uitdagingen met zich mee, zoals hoge TSS, TDS, hardheid en alkaliteit, mogelijke aanwezigheid van algen en bacteriën (bijv. Legionella) of pathogenen. Afgezien van het bovenstaande, kunnen verschillende chemische additieven worden geïntroduceerd om kalkaanslag te voorkomen, de pH te verlagen, corrosie te remmen en biologische verontreinigingen (biociden) te elimineren.

ED-technologie wordt ingezet om suppletiewater te behandelen voordat de opgeloste mineralenconcentratie corrosief wordt voor het systeem. Door het suppletiewater te ontzilten, zou het aantal cycli van concentratie kunnen worden verhoogd en het totale waterverbruik kunnen worden verminderd. En daarmee het verminderen van de hoeveelheid pekelwater dat moet worden afgevoerd.

ED voor zeewater ontzouting

ED kan als zelfstandige technologie ingezet worden voor zeewater ontzouting, maar ook als aanvullende technologie bij bestaande Reverse Osmosis (RO) installaties om de productiviteit te verhogen.

HOME