secundair logo knw 1

Ook in de tuinbouw wordt het steeds belangrijker om nutriënten uit het afval- of irrigatiewater te kunnen vissen. Foto Unsplash/Sven Brandsma

Met de relatief nieuwe ontzoutingstechniek capacitieve deïonisatie (CDI) lukt het steeds beter om nutriënten als fosfor, stikstof, kalium en ook lithium heel gericht uit afvalwater te vissen. Dat maakt hergebruik mogelijk, stellen onderzoekers van onder andere de Wageningen Universiteit en Wetsus.

0701 Louis de SmetLouis de SmetImmers, hergebruik is vaak alleen mogelijk als je een ion in zuivere vorm in handen krijgt, verklaart universitair hoofddocent Louis de Smet van Wageningen University & Research. "Nu moeten we de techniek nog verder optimaliseren."

Samen met collega’s van het Leeuwarder onderzoeksinstituut Wetsus, Seoul National University (Zuid-Korea), Yale University (Verenigde Staten), Technion (Israël) en Tsinghua University (China) werkt De Smet aan een onderzoek hiernaar. In het tijdschrift Energy & Environmental Science publiceerde het team deze week een overzicht van het werk dat tot nu toe gedaan is, aangevuld met nieuwe rekenmodellen voor het scheiden van zouten met CDI.

Tot nu toe ging de aandacht vooral naar het ontzouten van brak water, aldus De Smet. Maar als dat het voornaamste doel is, zijn andere technieken volgens hem geschikter, zeker bij hoge zoutconcentraties. "CDI legt het dan af qua kosten. Maar als er voldoende hoogwaardige materialen worden teruggewonnen, wordt het interessanter. Daarom is ons onderzoek ook gericht op het scheiden van verschillende soorten zouten uit brak water."

Tuinbouw
Het gaat er dan om stoffen selectief te verwijderen en andere te laten zitten, bijvoorbeeld bij het recyclen van irrigatiewater in de tuinbouw, legt de onderzoeker uit. Zo wordt het nutrient kalium wel door planten opgenomen, maar bijvoorbeeld natrium niet. Bij het herhaaldelijk recyclen van water moet natrium er dus uitgehaald worden, terwijl kalium dient te blijven zitten.

Waar CDI meestal gebruikmaakt van elektroden die gemaakt zijn met actief kool, worden ook steeds vaker membranen (een soort filters) en andere elektrodematerialen ingezet. Daarbij maken de onderzoekers dankbaar gebruik van de kennis die de laatste jaren is ontwikkeld over de werking van batterijen, bijvoorbeeld voor elektrische auto’s.

De Smet: "Zie CDI als een soort omgekeerde batterij, waarbij geladen deeltjes gecontroleerd kunnen pendelen tussen de CDI-elektrodes en de omgeving, in dit geval het water."

Lithium
Het gebruik van membranen en van deze alternatieve elektrodematerialen biedt veel potentie voor een grotere selectiviteit, stelt De Smet. Maar dan nog blijft het volgens hem "een grote uitdaging" om honderd procent selectiviteit te behalen. "Als je één type ion onttrekt aan water, neemt de concentratie af en wordt de concurrentie van andere ionen vanzelf groter. DIt maakt de snelheid van een scheiding met CDI een belangrijke parameter."

De onderzoekers verwachten een toenemende groei aan nieuwe elektrodes en membranen en daarmee meer mogelijkheden om de selectiviteit van CDI te verbeteren.

Dat is volgens De Smet hard nodig, omdat nutriënten als fosfor eindig zijn en hergebruik dus wenselijk is. "Een ander mooi voorbeeld is lithium, dat onder andere in zeewater zit, maar in een heel lage concentratie. Er is dus heel wat zeewater nodig voordat we één batterij kunnen maken. Ook daar is nog wel een slag te slaan."

 

MEER INFORMATIE
Artikel in Energy & Environmental Science 

Typ je reactie...
Je bent niet ingelogd
Of reageer als gast
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Laat je reactie achter en start de discussie...

(advertentie)

Laatste reacties op onze artikelen

wat een briljante toepassing: nu nog de vraag hoe specifiek die taal is of kan worden...
Voor mij is het onbegrijpelijk dat de leiding van deze bedrijven niet zou begrijpen wat ze doen. Is het dan toch onkunde of wentelen ze de kosten gemakkelijk af op de overheid?
Breng het toezicht op alle lozende bedrijven terug onder het gezag van de waterdiensten als Rijkswaterstaat en de Waterschappen. Daar zit de expertise op dit gebied. We staan met de waterparagraaf voor een enorme opgave, en de uitdaging is beter op zijn plaats bij de waterdiensten.
@Fred SandersIk denk dat wetenschappers te veel willen onderzoeken om hun studenten lesstof te verschaffen en moet daarbij steeds denken aan de Eierlandse dam en prof. Marcel Stive. 25 jaar geleden wist hij al dat er vóór en áchter deze 850 meter lange strekdam begrijpelijke stromingsproblemen waren, die stromingsreacties zijn er nu nog. kustverdediging.nl 
@JacobsTja, wat zal ik zeggen, ik mis in Jos zijn verhaal over de de grote hoeveelheid Escherichia coli bacterie die in het grondwater zit, zelf al op meer dan 30 meter diepte, en ook mis ik de hoeveelheid ijzer en mangaan die in het grondwater zit, en dit alles kost veel om het eruit te halen, tot op heden wordt mijn grondwater afgekeurd en dat al tot 4 keer toe.
Dus, bezint eer gij begint, en complexe filter systemen zijn nu niet bepaald goedkoop in aanschaf maar vragen ook onderhoud. En laten we het een hebben over die andere stofjes, zoals medicijnen, ook deze dringen diep door in de grond, en deze zijn niet zo gemakkelijk eruit te halen, persoonlijk ben ik niet zo blij met een chemokeur van een ander... Mvg John