Methaan: van afvalstof naar energiebron

4 maart 2020

”Hoe kunnen we het methaangas zo geconcentreerd mogelijk terugwinnen?”

Achtergrond van project
In een aantal van onze grondwaterbronnen treffen we opgelost methaan (CH4) aan, in concentraties van 1 tot ruim 40 mg per liter. Methaan is energiebron voor microbiologie en moet daarom uit het water verwijderd worden om bacteriologische problemen in de zuivering en het distributienetwerk te voorkomen. De conventionele techniek om methaan te verwijderen is intensieve beluchting met plaat- of torenbeluchters, waarbij het methaan met behulp van enorme hoeveelheden lucht uit het water geblazen wordt. Dat is zonde, want het kost niet alleen veel energie om het methaan uit het water te blazen, maar ook de energie die potentieel in het methaangas zit gaat hierbij verloren en wordt het methaan, een sterk broeikasgas, uitgeblazen naar de atmosfeer. Bovendien zorgt de introductie van zuurstof dat alle zuiveringsprocessen tegelijkertijd op gang komen, hetgeen leidt tot een suboptimaal en slecht beheersbaar proces.

Onderzoeksvraag
Ontgassingsmembranen zijn een interessante nieuwe techniek en bieden ten opzichte van conventionele beluchtingsprocessen een aantal belangrijke voordelen. Zo is het mogelijk om met een combinatie van vacuüm en sleepgas zoals stikstof of koolstofdioxide het methaan nuttig terug te winnen en te verwijderen, zonder daarbij zuurstof te introduceren. Hoe kunnen we het methaangas zo geconcentreerd mogelijk terugwinnen, hoe beheersbaar is het proces en wat is de ideale systeemopbouw? Dat zijn de onderzoeksvragen die we met dit onderzoek willen beantwoorden.

Projectdoelen
Het ontwerpen van een duurzaam en circulair alternatief voor intensieve beluchting.
Het ontwikkelen en op demonstratie-schaal uittesten van een membraanontgassingsinstallatie voor methaanverwijdering en -terugwinning.
Het behalen van een hoog verwijderingsrendement (>99%) van CH4, zonder daarbij zuurstof te introduceren.

Projectaanpak
Om het proces membraanontgassing in de praktijk te testen is een demonstratieschaal proefopstelling met twee in serie geschakelde ontgassingsmembranen ontwikkeld. De installatie is in staat om tot wel 100 m3 water per uur te zuiveren. In de eerste fase van het project is de installatie aangesloten op het methaanhoudend permeaat van de Omgekeerde Osmose installatie van productiebedrijf Noordbergum. In Noordbergum is het geluk om ruim 90% van het methaangas uit het water nuttig terug te winnen, en >99% van het methaan te verwijderen, zónder daarbij zuurstof te introduceren!
In het najaar van 2019 zal de installatie aangesloten worden op het ruwwater van productiebedrijf Spannenburg, waar onder andere getest zal worden hoe gevoelig het systeem is voor vervuiling.

Samenwerking met externe partners
De membraan-ontgassingspilot is ontwikkeld in samenwerking met Logisticon Water Treatment B.V. en maakt gebruik van ontgassingsmembranen van LiquiCel/3M.

Gerelateerde artikelen

Machine learning binnen Vitens

Machine learning binnen Vitens

SparklyR training MapR Data science wordt vaak geassocieerd met hippe termen zoals “Machine Learning” en “Artificial Intelligence”, maar wat betekent dit en passen wij dit ook toe binnen Vitens? Om te beginnen is er in 2017 een platform geplaatst waardoor het voor...

Lees meer
Inwendige inspectie van leidingen

Inwendige inspectie van leidingen

Achtergrond van project Om te kunnen bepalen wat de conditie en de resterende levensduur van onze transportleidingen zijn, is Vitens op zoek naar geschikte inspectiemethoden die gedetailleerde informatie kunnen geven over de sterkte van de leiding , de toestand van de...

Lees meer
Het voorspellen van graafschade

Het voorspellen van graafschade

Wat is graafschade? Graafschade ontstaat wanneer er werkzaamheden worden gedaan rondom waterleidingen. Deze werkzaamheden worden gedaan door aannemers. De aannemers stellen voor elke opdracht een document op waarin hun naam, bedrijfsnaam en omschrijving van de...

Lees meer