Tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Studiegroep Wiskunde met de Industrie bogen wiskundigen zich vorige week een paar dagen over zes problemen die vanuit de industrie waren aangeleverd. De casussen gingen over verbindingen op chips en intelligente stoplichten, maar ook over water. Wateronderzoeksinstituut KWR Water wilde graag kunnen voorspellen wanneer waterfilters verzadigd zijn.

Het evenement, dat voor de twintigste keer werd georganiseerd, trekt wiskundigen van over de hele wereld. Ze bogen zich een week lang over de verschillende problemen. “De studiegroep is bedoeld om een brug te slaan tussen de wetenschap, in dit geval wiskunde, en de maatschappij,” vertelt Jaap Molenaar, hoogleraar toegepaste wiskunde aan de WUR. “Bedrijven kunnen met een frisse blik een probleem laten analyseren en krijgen bovendien de kans te netwerken met wetenschappers. Dat het concept aanslaat blijkt ook wel uit het feit dat er tegenwoordig ook industriewerkgroepen zijn voor de vakken natuurkunde, informatica en life sciences.”

Actieve koolstoffilters
KWR werd benaderd om een casus in te dienen, vertelt Dirk Vries, onderzoeker bij het team Drinkwaterbereiding van KWR. Vries koos voor een casus rondom actieve koolstoffilters. Die worden door vrijwel heel Nederland gebruikt in de waterzuivering. “Het is een robuuste manier om microverontreinigingen en organisch materiaal uit het water te filteren. Maar als er een probleem ontstaat, zoals laatst in Dordrecht met GenX, dan willen waterbedrijven graag snel weten of de zuivering ook dergelijke (door waterbedrijven niet eerder gemeten) stoffen verwijdert.”

Al in 2016 werd een model uitgewerkt dat waterbedrijven snel van deze informatie moet kunnen voorzien, maar dit model geeft geen uitsluitsel als er bepaalde stoffencombinaties in het koolstoffilter terecht komen.

“Daarom hebben wij wiskundigen gevraagd om een efficiënte oplossing te bedenken. Dat leverde uiteindelijk een hele snelle, efficiënte methode om de gevolgen van 1 stof te berekenen, maar er is nog geen sluitend bewijs dat het model ook voor een combinatie van stoffen kan werken. Wij gaan hun methode nu bestuderen en in onze programmatuur testen. Ik heb er goede hoop op dat het model een antwoord geeft voor een willekeurige combinatie van stoffen. Maar zover zijn we nu dus nog niet.”

Oplossingsrichting
Karel Keesman, hoogleraar in Wageningen en als senior adviseur betrokken bij Wetsus, gaf leiding aan de groep wiskundigen die de casus van KWR bestudeerde. Hij is tevreden over de oplossing die is gevonden. “De crux is dat je in een paar dagen de vraagstelling heel helder moet krijgen en vervolgens een oplossingsrichting moet vinden. Ik denk dat de oplossingsmethode goed is en nu is het aan KWR, die natuurlijk ook specialistischer kennis in huis hebben, om die methode te implementeren.”

Keesman merkt dat het gebruik van wiskundige modellen steeds normaler wordt in de waterwereld. Hij werkt nu bij Wetsus, samen met collega’s, bijvoorbeeld aan een project dat vroegtijdig kan waarschuwen voor mogelijke lekken in drinkwaterleidingen.

“Een jaar of vijfentwintig geleden had je een enorme hype rond complexe modellen, bijvoorbeeld in de waterzuivering. Maar zoals elke hype, bleek ook dat hier de verwachtingen te groot waren. Daarna sloeg de pendule weer door naar de andere kant en ontwikkelden velen in de waterwereld een soort allergie voor het gebruik van modellen. Nu is het besef groeiende dat wiskundige modellen heel nuttig kunnen zijn. Zeker als theoretische onderbouwing van experimenten. Dat zie ik nu bij Wetsus aan de lopende band gebeuren.”

 

MEER INFORMATIE
Een overzicht van de behandelde problemen tijdens de Studiegroep Wiskunde met de Industrie

Voor het reageren op onze artikelen hebben we enkele richtlijnen. Klik hier om deze te bekijken.

Het kan soms even duren voor je reactie online komt. We controleren ze namelijk eerst even.

Typ uw reactie hier...
Cancel
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Interessant artikel? Laat uw reactie achter.

(advertentie)

Laatste reacties op onze artikelen

Het belangrijkste staat onderaan: toestaan van kunstmestvervangers op basis van dierlijke mest. De milieu-impact kan nauwelijks worden overschat: er is minder kunstmest nodig (veel energie nodig, dus veel CO2) en via de erts komen er sporen van giftige zware metalen mee in de bodem. En er ontstaat een toepassing voor eindproducten van mestverwerking. Zo kun je regionaal de kringloop beter sluiten.
Er moet veel gebeuren, niet alleen grenzen markeren, maar actief het waterbeheer in het buitengebied naar de nieuwe inzichten herstellen. Daarbij moet ieder waterschap ruimte vrijhouden om initatieven vanuit het veld actief op te pakken en niet in een stilzwijgende welwillendheid laten sneuvelen.
Waarom niet een waterfabriek bouwen van zout naar zoet, zo een als in Israël gr marco
Weten waterschappen wel waar hun grenzen zijn?
De legger is het kroonjuweel van het waterschap. Zoals een gemeente de bebouwde kom markeert met een bord, zo staan de waterschapsgrenzen beschreven in de legger. Dit is niet een eenvoudige grens met het buur-waterschap, maar een complex stelsel van waterstaatswerken met de bijbehodende invloedszoneringen. Alleen binnen die zoneringen heeft het (klassieke) waterschap zeggenschap (klassiek: gericht op waterbeheer (watergangen) en waterveiligheid (dijken) ex waterzuivering).
Alles begint en houdt op bij de invloedszones - de grenzen - van het waterschap. En laat het nou toch heel eenvoudig zijn die grenzen kleiner te maken (dus de invloedszones in nieuwe leggers te verkleinen) maar zo goed als onmogelijk om deze weer groter te maken. Het ene is n weggevertje en het andere is landje pik - dus betalen.
Dus voor een strategische herorientatie van de waterschappen is een strategische herwaardering van het kroonjuweel - de waterschapslegger en het gehele bijbehorende invloeds-spel van essentieel belang.
De waterschappen zijn de afgelopen jaren ver in de marge gedrukt want invloedszones met gemeenten, het rijk en andere belanghebbenden zijn aan het verschuiven. (En waar is de wet PUBERR gebleven?)
Dus eerst herwaarderen van waterschapsgrenzen, dan weten waar de grenzen zijn en vervolgens deze met een (dijk)leger gaan verdedigen ! ;-)
https://sjfsupport.com/mmi.html
Zijn waterschappen nog wel van deze tijd?
Interessant artikel van Stephan Kuks over de toekomst van de waterschappen. Zelf vraag ik mij af of de waterschappen wel in staat zijn om antwoord te geven op de grote maatschappelijke vragen, die ook hij noemt. Hij zegt: "Nu wordt het tijd dat waterschappen duidelijk maken dat er vanuit water en bodem grenzen zijn, en dat de ruimtelijke ontwikkelingsmogelijkheden van Nederland hierop moeten worden aangepast.” Dat lijkt op het oog een logische uitspraak, maar de grote vraag is of het huidige waterschap deze vraag wel inhoud kan geven. En niet vanwege dat het waterschap niet deskundig zou zijn, maar meer vanwege de samenstelling van het bestuur en dat het mandaat op de genoemde onderwerpen zeer beperkt is.
En natuurlijk, prachtig als Kuks vindt dat de waterschappen duidelijk stelling moeten nemen in het maatschappelijk debat over de toekomst van ons land, maar welke stelling dan? Het belang van de boeren? Het belang van de natuur? Het belang van woningbouw? Deze discussie hoort in eerste instantie thuis op het allerhoogste politieke niveau. Daar heeft men het de afgelopen decennia lelijk laten liggen, maar dat betekent niet dat nu het waterschap aan bod is. En natuurlijk voor het waterbeheer zijn de waterschappen de ogen en de oren van de samenleving. De waterschappen zijn bij uitstek degenen die van onderop knelpunten en ideeën kunnen aandragen om het beleid op provinciaal en nationaal niveau effectief vorm te geven. Maar ik moet er niet aan denken dat de waterschappen dat in die breedheid zelf zouden moeten gaan oppakken.
En om dan ook maar tegelijk tegen een heilig huis aan te schoppen, we zouden ons zelfs kunnen afvragen of waterschappen en het functioneren ervan nog wel van deze tijd is. Zeker als het gaat om ruimtelijke ordening en klimaat heeften provinciaal bestuur veel meer mandaat en dus veel meer slagkracht. Wat mij betreft zou het waterbeheer zo overgeheveld kunnen worden naar de provincie en zouden waterschappen omgevormd kunnen worden tot uitvoeringsorganisaties die het dagelijks waterbeheer doen. De RWZI’s zouden nutsbedrijf kunnen worden. Zeker zij zouden daarmee grote stappen kunnen maken in de efficiency van de waterzuivering.
Wat bedoel ik daarmee? In de afgelopen 10 tot 20 jaar zijn de RWZI ’s zich steeds meer gaan toeleggen op terugwinning van grondstoffen(fosfaat, cellulose, biogas, etc). Maar een grote doorbaak met substantieel resultaat heb ik tot nu toe niet echt gezien, misschien met uitzondering van een aantal initiatieven, zoals Waterstromen. Het succes van een goede afzet van reststromen wordt bepaald door kwantiteit en kwaliteit.
Eind vorige eeuw werd in de autobranche de organisatie Autorecycling Nederland opgericht. Ik was daarbij betrokken. Doel was om een hoger hergebruik te realiseren bij demontage van auto’s. Voor het ophalen een paar rubber strips per bedrijf was namelijk nooit veel belangstelling vanwege de geringe baten. Maar als je als verwerkingsbedrijf bij alle autodemontagebedrijven rubber kan ophalen, wordt het ineens interessant. Ook voor het autodemontage bedrijf, sommig restafval kreeg ineens een positieve geldwaarde.
Dat kan ook zomaar voor de RWZI’s gelden. Als ze met z’n allen gaan samenwerken en op landelijk niveau collectief contracten gaan afsluiten met afnemers dan kan dat voor beide partijen interessant worden. Bijvoorbeeld voor struviet. Zeker nu de totale gevolgen van kunstmest steeds meer onder het vergrootglas komen, zou struviet een geweldige vervanger kunnen zijn.
En een centrale organisatie, zoals ARN bij de autosector heeft nog meer voordelen. Je kunt een veel directere samenwerking met partijen als Wetsus en KWR tot stand brengen, waarbij uit een deel van de opbrengsten van de restproducten onderzoek gefinancierd kan worden om nog effectiever en efficiënter te worden met de terugwinning. Je zou dan ook kunnen kijken in hoeverre je samenwerkingen zou kunnen aangaan met bedrijven, die nu hun afvalwater moeten voorzuiveren. Bij Waterstromen werd zo’n samenwerking al tot stand gebracht met een voedselproducent en een leerlooier.
En als het echt succesvol zou worden, zou het zelfs kunnen leiden tot lagere belastingen(verontreinigingsheffing). Wat mij betreft is er wel één belangrijke voorwaarde aan verbonden, namelijk dat het zuiveren van communaal afvalwater altijd een publieke aangelegenheid blijft.

Zelf reageren? Dat kan onder alle artikelen met een Mijn H2O/KNW account.

Aanmelden voor H2O Nieuws
Ontvang twee keer per week het laatste waternieuws in je mailbox!