Kleinere waterfootprint door een circulaire aanpak

“Veel industriële bedrijven verbruiken op dit moment nog steeds grote hoeveelheden drinkwater als koelwater terwijl het mogelijk is om chemievrij en circulair te koelen”, stelt Mark Boeren, directeur van Pathema. “De industrie moet wakker worden geschud.”

Eenvoudiger dan velen denken: je waterfootprint verkleinen door een circulaire aanpak

Pathema Agristo

Pathema is sinds 2008 actief in de koelwatertechnologie. “Onze eerste missie was om koelwater chemievrij te behandelen, dus om het te ontdoen van corrosie, kalkaanslag, microbiologische groei en dergelijke. Na een aantal succesvolle cases zagen we dat we veel meer konden doen om de industrie te helpen verduurzamen. Vaak gebruiken industriële bedrijven nog drinkwater of water van (te) goede kwaliteit als koelwater. We hebben daarom onderzocht of we dit in plaats van lineair, veel meer circulair zouden kunnen aanpakken. Het koelwater

chemievrij behandelen is een eerste stap. Vervolgens is het veel zinvoller om alternatieve waterbronnen dan drinkwater aan te wenden en daarmee de waterfootprint te verkleinen. Kortom, we willen van Take, Make & Waste, naar Reduce, Re-use en Recycle.” Aan het woord is Mark Boeren, directeur van Pathema. Hij gaat dieper in op de drie stappen die Pathema bij hun waterbehandelingstechnologie toepast om dit te bereiken.

VOORFILTRATIE

“De eerste stap is de voorfiltratie

(Reduce). Door de juiste voorfiltratie toe te passen kunnen we voor een betere waterkwaliteit van het koelwater zorgen waardoor er enerzijds

Doorsnede van de Vortextechnologie.

minder drinkwater hoeft te worden gebruikt, en in de volgende fase – de koeling – minder koelwaterbehandeling nodig is.” In deze fase worden de vaste deeltjes, mineralen en zouten er grotendeels uit gefilterd, waarbij gebruik wordt gemaakt van gerecycled glas, NANO of RO filtratie. De levensduur van dit proces is meer dan twintig jaar – even lang als de levensduur van een koeltoren. Het is in deze stap ook mogelijk om oppervlaktewater -of nog beter afvalwater - voor te filteren om het zo geschikt te maken als koelwater. Drinkwater is dan overbodig geworden.

VORTEXTECHNOLOGIE

Stap twee (Re-use) is de koelwaterbehandeling zelf. “In traditionele processen worden hier chemicaliën toegepast om onder meer kalk, corrosie en microbiologische groei te voorkomen. In deze fase maken wij gebruik van onze gepatenteerde vortextechnologie waardoor 100% chemievrij en circulair kan worden gekoeld. Dat is het hart van de installatie.”

De CEO gaat dieper in op de totstandkoming van de technologie. “In 2007 kwamen we in contact met een Zweedse onderneming die vortextechnologie toepaste om

water van ijsbanen te behandelen om hiermee energie te besparen. In water is namelijk veel gas aanwezig wat een isolator is. Kun je water van deze gassen ontdoen, dan verbeter je de warmte- en koudeoverdracht wat leidt tot een hoger rendement bij het maken van ijs. Aangezien de ijsbaan ook gebruik maakt van een koeltoren, kwamen we er bij toeval achter dat de vortextechnologie meer voordelen biedt dan alleen een hoger rendement. Samen met de TU Eindhoven en een aantal bedrijven gespecialiseerd in procestechnologie voerden we onderzoek uit naar de mogelijkheden van de vortextech-

Pathema techniek ingebouwd in een zeecontainer.

nologie in koelwaterbehandeling.” De testresultaten bleken erg positief en een marktintroductie - een spin-off van het bestaande product - volgde in 2012.

WERKING

“We persen het water door een vorm waardoor het naar de buitenkant wordt geslingerd en in het midden van de vortex of draaikolk een vacuümkolom ontstaat. Het vacuum onttrekt door cavitatiekrachten micro- en nanogasbellen aan het water. Op deze manier kun je water op een eenvoudige manier ontgassen. Naast energetische voordelen ontstaan ook kalkkristallen waardoor je geen chemicaliën meer nodig hebt om het water hiervan te ontdoen. Deze kan je er eenvoudig uitfilteren. Tot slot verandert door de ontgassing de viscositeit van het water. Hierdoor kunnen we het koeloppervlak efficiënter benutten wat leidt tot een verbetering van de warmtegeleiding. Kortom, de technologie biedt meerdere voordelen.”

MINIMAAL 85% TERUGWINNEN

Na de voorfiltratie (Reduce) en de koelwaterbehandeling (Re-use) is er nog een derde stap mogelijk: Recycle of hergebruik. “Het afvalwater van de site zelf of van de buren filteren we in deze derde stap zeer grondig zodat we minimaal 85% kunnen terugwinnen voor hergebruik. Dit water wordt in de traditionele waterbehandeling volledig als afval beschouwd, maar dat hoeft dus helemaal niet.”

NIEUWE STANDAARD

De technologie heeft zich inmiddels al in diverse cases bij gerenommeerde bedrijven succesvol bewezen. “Aardappelverwerker Lamb Weston bijvoorbeeld paste de technologie voor het eerst toe in 2015 in één fabriek. De resultaten waren dermate succesvol dat ze hebben beslist om deze technologie als nieuwe standaard te implementeren. Alle installaties gevestigd in Europa zijn we momenteel aan het ombouwen.”

Waterroute in de traditionele, vervuilende situatie.

Waterroute met toegepaste Pathema techniek.

Ook veel datacentra maken er inmiddels gebruik van. “Het energie- en watergebruik van datacentra worden door diverse partijen onder een vergrootglas bekeken. Ze moeten op zoek naar een balans tussen PUE (Power Usage Effectiviness) en WUE (Water Usage Effectivines) om een zo laag mogelijke energie footprint te bereiken met zo weinig mogelijk gebruik van water voor koeling. Door in te zetten op chemievrije koelwaterbehandeling en gerecyclede waterstromen bereik je het beste van twee werelden. De PUE maakt stappen voorwaarts terwijl de WUE nog steeds laag blijft.”

TERUGVERDIEND IN 2 TOT 5 JAAR

Inmiddels maken al ruim honderd installaties wereldwijd gebruik van de vortextechnologie: zowel bedrijven werkzaam in de foodsector, farmaceutische industrie, datacentra tot de maakindustrie. “Maar er zijn nog veel bedrijven die blijven vasthouden aan de traditionele koelwaterbehandeling. Koelwater is vaak geen primair, maar een secondair proces dat nodig is om het primaire proces mogelijk te maken. Daardoor zijn bedrijven vaak minder geneigd om hier actief tijd of geld in te investeren waardoor ze op de oude manier blijven doorgaan. De traditionele technologie – met gebruik van chemicaliën – werkt prima, maar het is verre van de meest duurzame oplossing. Tegelijkertijd vergt een hardware installatie een investering. Daarom bieden we indien gewenst ook leasecontracten aan. De terugverdientijd bedraagt – afhankelijk van de case – rond de 2 tot 5 jaar. Een koeltoren staat er minimaal 20 jaar dus de technologie verdient zich altijd ruimschoots terug.” Er zijn ook subsidieregelingen beschikbaar. “De MIA-VAMIL-regeling kan worden aangevraagd. Als deze wordt toegekend, ontvangt een bedrijf netto ongeveer 9 tot 10 procent van de aanschafprijs aan subsidie. Zo wordt de terugverdientijd nog sneller.”

WATERTRANSITIE

De investering in een duurzaam circulair systeem zou geen issue meer mogen zijn. “Iedereen zet tegenwoordig – gelukkig – vol in op de energietransitie, maar bij de watertransitie staan we nog maar aan het begin en moeten we nog flinke stappen voorwaarts maken. Water wordt steeds schaarser door langere periodes van droogte. Het wordt in de toekomst niet langer een vanzelfsprekendheid dat er voldoende drinkwater beschikbaar is als we er op dezelfde manier mee omgaan zoals vandaag. Sterker nog, op dit moment hebben meerdere waterschappen grote problemen met het garanderen van voldoende drinkwater. De afgelopen weken is bijvoorbeeld Brabant Water veel in het nieuws geweest omdat zij een stuk minder water mogen oppompen dan de afgelopen jaren. Er wordt vaak geroepen dat we korter moet douchen. Natuurlijk bespaart dit water, maar zet eigenlijk weinig zoden aan de dijk. De industrie kan en moet het grote verschil maken. De mooiste voorbeelden die we nu hebben zijn bedrijven die hun afvalwater aanwenden om bijvoorbeeld koelwater of stoom van te maken in plaats van hiervoor drinkwater in te zetten. Voor ons is in de toekomst de overtreffende trap om de afvalwaterstroom van een bedrijf in de buurt te kunnen verplaatsen naar een ander bedrijf om er koelwater van te kunnen maken. Daar maakt de Waterbank, waar Pathema lid van is, zich sterk voor. Zij maken inzichtelijk welke bedrijven water nodig, of juist een overschot hebben zodat vraag en aanbod aan elkaar kunnen worden gekoppeld. We willen bedrijven daarbij ondersteunen om die verbinding eenvoudig te realiseren zodat er een win-winsituatie ontstaat voor alle betrokken partijen. En voor de natuur.”