Brak water oplossing voor toenemende vraag naar drinkwater

Brak water kan een oplossing zijn om aan de toenemende vraag naar drinkwater te voldoen en om het waterbeheer te verbeteren. Er vinden momenteel daarvoor enkele pilots plaats in Nederland (Dunea) en Vlaanderen, die met Europees geld worden gesubsidieerd. Bij Waternet is Frank Smits betrokken bij zo’n proef, waarop hij hoopt te promoveren.

Een groeiende bevolking betekent een groter waterverbruik. Voeg eraan toe de klimaatverandering met als gevolg onder meer droogte en de noodzaak van een goede watervoorziening wordt alleen maar groter.

Daarom lopen in Nederland enkele projecten die focussen op winning en ontzilting van brak water. Tot voor kort was dat een ondenkbaar geachte bron voor drinkwater. Door voortschrijdend inzicht kan dat veranderen. Verbetering van zuiveringstechnieken en grotere behoefte maken brak water een realistische aanvulling op de bestaande bronnen.

Brak water is door zijn enigszins zoute karakter ongeschikt voor consumptie. Maar het kan na ontzilting mogelijk toch als goede bron dienen, mits het van grote diepte wordt opgepompt. Het is dan niet verontreinigd met stoffen als medicijnresten en bestrijdingsmiddelen. Dat is wel het geval als rivierwater voor drinkwaterbereiding wordt gebruikt.

Bij de pilots van Dunea (drinkwater) en Waternet (drinkwater, riolering en waterbeheer) wordt water met een onttrekkingsput met filters opgepompt en met membranen ontzilt. De techniek hierbij is omgekeerde osmose. Het is een proces waarbij water onder hoge druk door een zeer fijn membraan wordt geperst, waarbij het water wordt doorgelaten en de zoutdeeltjes achterblijven. Er blijft na de bewerking een deel over dat voor drinkwater kan worden gebruikt (permeaat). De rest bestaat uit ongewenst concentraat met alle opgeloste stoffen uit het brakke water.

Zoetwaterbel Scheveningen met brak water

Dunea heeft recent samen met onderzoeksinstituut KWR, circulair innovator Allied Waters en Belgische drinkwaterbedrijven De Watergroep en IWVA een subsidiecontract ondertekend met de EU. Voor innovatief onderzoek naar brak grondwaterwinning en -zuivering is €3 miljoen beschikbaar, het Freshman-project geheten.

„Onder de duinen bij Scheveningen ligt een zoetwaterbel met daaromheen een laag brak water,” zegt woordvoerder Nicole van Veldhoven. „Door dat brakke water te onttrekken bereik je twee dingen. Ten eerste gaan we proberen er drinkwater van te maken. In de tweede plaats ontstaat er zo meer ruimte voor het zoete water, waardoor we meer zoet water kunnen opslaan. Dat kunnen we goed gebruiken in tijden van nood.”

Freshman gaat vijf jaar duren. Voor Dunea is brak water een aanvullende, welkome bron. Van Veldhoven: „We hebben meer bronnen nodig en het liefst dicht bij de duinen. Onze watervoorzienig wordt kwetsbaarder door diverse factoren. Neem de effecten van droogte en hittegolven, of onverwachte verontreinigingen waardoor we de aanvoer naar de duinen moeten stoppen. Of bouwambities die botsen met onze vitale infrastructuur.”

Ontzilting brak water dicht bij kust

En de komst van duizenden extra woningen brengt toenemende druk op water met zich mee. Daarom is Dunea gaan zoeken naar nieuwe en soms onconventionele bronnen, zegt progammamanager Gertjan Zwolsman van Dunea. „Uiteindelijk zijn we uitgekomen bij het Valkenburgse Meer vlakbij ons leveringsgebied en brak grondwater, dat bijvoorbeeld te vinden is onder de duinen waar Dunea al water wint.”

Voordeel van brak grondwater in de duinen is volgens hem dat het goed beschermd is door natuurwetgeving. „Je kunt ook brak grondwater in de polders winnen, maar daar is veel minder bescherming tegen vervuiling.”

Over de bredere toepassing zegt Van Veldhoven: „De techniek zou op veel meer plekken toepasbaar kunnen worden. Want de hele kuststrook bevat overgangen van zoet naar zout. Hoeveel mogelijkheden er zijn om te onttrekken en er drinkwater van te maken is een tweede. De Freshman-pilot wordt in elk geval herhaald in Avekapelle, aan de Belgische kust.”

Waternet: Temmen van brakke kwel

Voor Waternet is de Horstermeerpolder proefgebied voor de winning van brak water. Het groeiende aantal afnemers van drinkwater noopt er tot creativiteit, terwijl Waternet benadrukt dat het afvangen van brak water voor de drinkwaterproductie bijdraagt aan goed beheer van oppervlaktewater.

Hier is Frank Smits de pionier. Het idee van brak water als bron voor drinkwater werd tien jaar geleden nog als ‘kansloos’ afgeschoten, stelt hij. Smits wil op het onderwerp promoveren aan de TU Delft. 

Bij Waternet heet de pilot Temmen van brakke kwel, dat enkele miljoenen kost. Die pilot krijgt drie jaar de tijd om te bewijzen dat de combinatie van technieken om brak water op te pompen, te zuiveren en de restproducten veilig te verwerken levensvatbaar is. En dit zonder ongewenste neveneffecten voor de omgeving, zoals verlaging van de grondwaterstand rond de winputten.

Waternet kan de proef uitvoeren dankzij waterschap Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam, waarvoor het de watertaken uitvoert. Provincie Noord-Holland draagt ook bij met €465.000. Voor opschaling zou tientallen miljoenen euro nodig zijn.

Smits legt uit waarom nu brak water door ontzilting wel serieus wordt genomen. Behalve de toenemende druk door bevolkingstoename is dat betere techniek. „Vroeger zou het veel te duur zijn geweest om het water te ontzilten, maar daarvoor worden tegenwoordig wereldwijd een groot aantal installaties gebouwd. Het wordt steeds goedkoper.”

Vijf miljoen kuub drinkwater

Waternet wijst erop dat verbeteren van het oppervlaktewaterbeheer ook een belangrijk doel is. De polder is brak, terwijl de andere polders en natuurgebieden in de omgeving zoet zijn. De problemen zouden deels verdwijnen, wanneer het brakke water in de polder Horstermeer wordt afgevangen en niet meer het oppervlaktewater kan bereiken.

Waternet denkt jaarlijks zes miljoen kubieke meter brak water op te pompen, indien de pilot goede resultaten geeft. Daaruit kan drie tot vijf miljoen kubieke meter drinkwater worden gewonnen. De pilot moet uitwijzen welk zuiveringsrendement haalbaar is.

Smits kijkt verder dan alleen het eigen gebied of Nederland. Volgens hem kan het winnen van brak grondwater voor de drinkwatervoorziening interessant zijn voor elke delta in de wereld.

Zoute rest brak water naar zee

In beide gevallen, bij Dunea en Waternet, is de vraag wat er gebeurt met de zoute reststroom (het concentraat). Dunea stelt dat ontzilting het beste zo dicht mogelijk bij de kust kan, omdat de zoute afvalstroom dan relatief eenvoudig naar zee kan. Wel met de kanttekening dat daar nog beleid voor nodig is. 

Zwolsman: „Want in de toekomst voorzie ik dat veel meer partijen gebruik gaan maken van brak grondwater als bron. Niet alleen voor drinkwater, maar ook voor industriewater. Je kunt prima industriewater maken van brak grondwater, maar je moet het zoute restproduct wel op verantwoorde wijze kwijt kunnen.”

Waternet wil het overblijvende deel naar rioolwaterzuivering Weesp brengen en het na beluchting en het afvangen van het ijzer lozen op het Amsterdam-Rijnkanaal. Daar vervolgt het zout in deze fractie zijn weg via het IJ en het Noordzeekanaal naar de Noordzee.

De waterbedrijven moeten nog wel enige klippen omzeilen voordat brak water als drinkwaterbron realiteit wordt. Zo vraagt Smits zich af wat de invloed zal zijn op de (verlaging van de) grondwaterstand en hoe groot de productie wordt.