PFAS-verwijdering uit water

Onno Kramer 16-01-2024
0 reacties

Onderzoek naar de haalbaarheid van de toepassing van nieuwe scheidingsmethoden

Projectleider

Onno Kramer

Projectteam

Onno Kramer, Michel Colin , Mark Joosten, Jan Peter van der Hoek, Hadi Zamanian, Petra Scholte, Lucas Rolf , Jolanda van Dijk, Job Rook, Ian Collins, Edo Boek, Hassan Alradhawi, Jaïr Dan, Kim Lompe, Luuk Rietveld

Externe partners

Queen Mary University of London , Technische Universiteit Delft, Witteveen+Bos, Evides

Organisatie(s)

Brabantse Delta
STOWA
Zuiderzeeland
Waternet
Waterschap Amstel, Gooi en Vecht

Bedrijfsfunctie

Drinkwaterbeheer
Waterketenbeheer

Thema

Schoon water

Technologie

Zuiveringstechnologie

Projectfase

Onderzoek/verkenning

Status

Lopend

Introductie 

Per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) zijn chemische stoffen[1] die door de mens zijn gemaakt en die van nature niet in het milieu voorkomen. Er zijn ruim 6.000 PFAS stoffen bekend er komen nog steeds nieuwe varianten bij. Voorbeelden van PFAS zijn: perfluoroctaanzuur (PFOA), perfluoroctaansulfonaat (PFOS) en HFPO-DA (GenX). 

PFAS kunnen een negatief effect hebben op milieu en gezondheid[2]. De persistentie en bio-accumulerende eigenschappen door aanwezigheid van PFAS in drinkwater[5] is geassocieerd met potentiële gezondheidsrisico's. De aanwezigheid van PFAS in drinkwaterbronnen vormt daardoor een risico. Hierdoor is het cruciaal om innovatieve methoden te ontwikkelen voor de detectie, verwijdering en destructie van deze verontreinigende stoffen. Echter, drinkwaterbedrijven in Nederland waarschuwen dat het verwijderen van PFAS uit water[6], volgens nieuwe strengere regels van RIVM[7][8], de productiekosten van drinkwater aanzienlijk zal verhogen. Watercyclusbedrijf Waternet[9][10], dat drinkwater levert aan Amsterdam en omgeving, ondervond bij een proef dat het voldoen aan de nieuwe richtwaarde van 4,4 nanogram PFOA-equivalenten per liter (thans 100 nanogram per liter[3]) met de huidige zuiveringstechnieken erg duur[4] zou worden. Bovendien zou het ook de CO2-uitstoot van drinkwaterproductie met een derde verhogen[11]. 

Tot slot, voorkomen is beter dan genezen. Zolang dat PFAS in ons milieu voorkomt, doet Waternet ook onderzoek naar het verwijderen ervan. 

 

Waternet en PFAS 

Bij Waternet zijn verschillende teams betrokken bij het onderwerp PFAS. Dit zijn o.a. de teams Waterkwaliteit en Procesondersteuning, Beleid en Assets Watersysteem, Vergunningen, Toezicht en Handhaving, Watersysteembesturing, Bron en natuurbeheer, Programmeren en Onderzoek en Advies. Zij vormen sinds kort een PFAS ‘club‘ binnen Waternet om actualiteiten met elkaar uit te wisselen, aangehaakt te blijven op landelijke ontwikkelingen en eventuele acties in gang te zetten. 

Waternet levert extra inspanning in het verwijderen van PFAS uit drinkwater. De eerste resultaten uit 2022 zijn opgeleverd. Waternet zet het de komende jaren voort. We volgen de Europese en landelijke ontwikkelingen nauwgezet. Belangrijk hierin is het gedrag van PFAS in de zuivering beter te verkennen. Het geeft inzicht in de handelingsperspectieven van Waternet in de toekomst. De gemeenteraad is over de werkzaamheden geïnformeerd. De sea spray (zeeschuim) die in de duinen terechtkomt bevat hogere concentraties PFAS. Dit moet nader onderzocht worden wat de effecten zijn voor de drinkwatervoorziening. Bronbescherming is cruciaal om ook in de toekomst duurzaam en betaalbaar drinkwater te kunnen leveren aan alle inwoners van Amsterdam. De effecten van het extra zuiveren heeft gevolgen voor CO2 emissies. Dit moet nader onderzocht worden.

 

Onderzoeksprojecten 

Waternet is betrokken bij meerdere (inter)nationale onderzoeksprojecten om passende oplossingen te vinden voor het PFAS probleem. Er wordt gekeken naar verbetering van de waterkwaliteit en afvalstromen maar ook naar de mogelijkheid van vernietiging van PFAS. 

1 PFAS verwijdering met kolom experimenten (project: QMUL-PFAS-multiphaseflow-columns) 
2 EU project ToDrinQ
3 PFAS destructie met (project: ball-mill)
4 NWO project SYROP 
5 PFAS bureaustudie kennisstand van PFAS in de Amsterdamse Waterleidingduinen 
6 PFAS spreekuur
7 Water SMART

 

1 PFAS verwijdering met kolom experimenten 

De doelstelling van deze opdracht is om de haalbaarheid van PFAS verwijdering te onderzoeken. Er is een nieuwe experimentele onderzoeksopstelling ontworpen door Waternet in samenwerking met Queen Mary University of London (QMUL), die gebruik maakt van het zeeschuim principe (zie Figuur 1). Omdat PFAS graag op het grensvlak van water en lucht vertoeft, is de concentratie in schuim vele malen hoger. De gedachte is om kunstmatig schuim te maken met een bellenkolom en deze af te scheiden. Het onderzoek vindt plaats aan zowel QMUL als bij Waternet en start in 2024. 

 

Figuur 1	In zeeschuim worden hoge concentraties PFAS gemeten.  In het onderzoek wordt gebruik gemaakt van dit gegeven
Figuur 1 In zeeschuim worden hoge concentraties PFAS gemeten. 
In het onderzoek wordt gebruik gemaakt van dit gegeven (foto Onno Kramer)

 

2 EU project ToDrinQ 

Waternet is partner in het Europese project ToDrinQ[12]: voor betere kwaliteit drinkwater in Europa. Waternet onderzoekt samen met TU Delft[13] de toepassing van alternatieve adsorbents in de drinkwaterzuivering voor PFAS verwijdering. ToDrinQ bestaat uit een consortium van diverse toonaangevende universiteiten en onderzoeksinstellingen, waaronder KWR, en kleine en middelgrote hightechondernemingen in samenwerking met vijf proactieve waterbedrijven in Nederland, Griekenland, Frankrijk, Zwitserland en Tsjechië. Het project is gestart in 2023. 

 

3 PFAS destructie met Ball Mill 

Dit project, onder leiding van Witteveen+Bos, is gericht op het verminderen van schadelijke PFAS-stoffen, vaak aanwezig in industrieel afvalwater, door een innovatieve aanpak te gebruiken: een combinatie van een kogelmolen en adsorbents. De methode beoogt op kleine schaal te demonstreren hoe PFAS op een duurzamere manier kan worden vernietigd. Het project richt zich op het beantwoorden van kritiesche vragen, zoals de mogelijkheid om PFAS te vernietigingen in pilot opstellingen. Naast de vernietiging van PFAS worden ook de duurzaamheidsaspecten onderzocht. 

De resultaten worden gedeeld met belanghebbenden, waaronder industrie, beleidsmakers en waterbeheerders, om bredere acceptatie en toepassing te bevorderen. 

 

4 NWO project SYROP 

In het NWO project SYROP worden met ’molecular engineering’ en ’Artificial Intelligence’ nieuwe adsorbents ontwikkeld voor PFAS verwijdering uit water. De adsorbents zijn gebaseerd op cyclodextrines. Daarna gaan de beste adsorbents getest worden op laboratorium- en pilot plant schaal. Partners zijn de TU Delft, Waternet, Witteveen+Bos en CycloPure USA. 

Figuur 2	De proefinstallatie van Waternet (Weesperkarspel)
Figuur 2 De proefinstallatie van Waternet (Weesperkarspel) (Foto Waternet)

 

5 Bureaustudie kennisstand van PFAS in de Amsterdamse Waterleidingduinen 

De Rijn draagt PFAS naar de Noordzee, waar de concentraties langs de Nederlandse kust hoger zijn dan in open oceanen. PFAS belanden ook in waterleidingduinen via droge en natte depositie. Het gedrag van PFAS in de duinen is complex en onduidelijk. Er zijn vragen over ruimtelijke verspreiding, diepte in het grondwater, nalevering uit oud infiltratiewater, afbraak- en transformatieprocessen, en trends in PFAS-concentraties. Duinfiltratie lijkt PFAS niet te verminderen; het onttrokken water bevat zelfs meer PFAS dan het infiltratiewater. Het onderzoek is uitgevoerd door A. Cranch (2023): Per- and Polyfluoroalkyl Substances and the Dutch Drinking Water Dunes. Het onderzoeksstageverslag is een Waternet-intern document. 

 

6 PFAS spreekuur 

Daarnaast participeert Waternet in vele bedrijfstakonderzoeken[14][15] middels diverse overleg- en themagroepen van zowel de Unie van Waterschappen als het deelstroomgebied Rijn-West met aandacht voor de Kaderrichtlijn Water16] (KRW). Vanuit de Unie themagroep Waterbodems is een PFAS spreekuur ontstaan. Ook is er een interdisciplinaire werkgroep. Daarnaast heeft de Unie regelmatig overleg met het ministerie en VNG. In het inloopspreekuur PFAS worden alle ontwikkelingen bij de waterschappen besproken en wordt een terugmelding gedaan uit het overleg met het ministerie. Vanuit de Kaderrichtlijn Water komt er een landelijke werkgroep Stoffen (vanuit de KRW impuls) en een Rijn-West werkgroep stoffen.  

PFAS is een onderwerp bij onze monitoringstrategie. We meten nu beperkt. We krijgen vanuit diverse hoeken verzoeken om extra te gaan meten. Een voorbeeld hiervan is meer te gaan meten in zwemwater.  

Vanuit Vergunningverlening, Toezicht en Handhaving[17] (VTH) ontbreekt het nu soms aan handvatten. Deze moeten we ontwikkelen. Er komt een handelingskader Lijst Zeer Zorgwekkende Stoffen[18] (ZZS) welke hiervoor mogelijk bruikbaar is. 

 

7 Water SMART

NWO project Water SMART: Drinking Water Solutions for organic Micropollutants using sustainAble and Robust Treatments”. Waternet participeert hierin (project is net goedgekeurd en start dit Q1 2024.

Water SMART richt zich op de duurzame verwijdering van organische microverontreinigingen door toepassing van “nature-based solutions” en “vergroening” van bestaande drinkwaterproductie processen. In een Nederlands – Chinese samenwerking wordt duurzame oeverfiltratie en duininfiltratie gecombineerd met “groene” adsorptieprocessen die duurzame adsorbents gebruiken. Er wordt en toolbox ontwikkeld met daarin nature-base technologieën, geoptimaliseerde behandelingsprocessen met een laag chemicaliën- en energieverbruik en vorming van transformatie- en bijproducten, en een efficiënte sturing door toepassing van kunstmatige intelligentie (AI).

 

Figuur 3	Water SMART treatment trains
Figuur 3 Water SMART treatment trains

 

 

Educatie 

Er is een afstudeeropdracht gepland vanaf oktober 2024 voor de TU Delft[13]. 

Heb je interesse? Informatie is verkrijgbaar bij prof. Jan Peter van der Hoek en dr. Onno Kramer 

https://www.tudelft.nl/citg/over-faculteit/afdelingen/watermanagement/medewerker/staff-sanitary-engineering/profdr-jan-peter-van-der-hoek 

 

Team vanuit Waternet (en onze partners) 

Onno Kramer 1,2, Michel Colin 1, Mark Joosten 1, Jan Peter van der Hoek 1,3, Hadi Zamanian 1, Petra Scholte 1, Lukas Rolf 1, Jolanda van Dijk 1, Job Rook 1, Ian Collins 2, Edo Boek 2, Hassan Alradhawi 2, Jaïr Dan 4, Kim Lompe 3, Luuk Rietveld 3, Nora Sutton 5

1 Waternet 
2 Queen Mary University of London 
3 Technische Universiteit Delft 
4 Witteveen+Bos 
5 Wageningen University & Research

Daarnaast, zijn de volgende partners betrokken (project 7)

- Chinese Academy of Science – Institute of Urban Environment
- Chinese Academy of Science – Research Center for Eco-Environmental Sciences
- Suzhou Water Supply Co.
- Vewin
- Dunea

 

Referenties 

[1] PFAS, Per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS(Per- en polyfluoralkylstoffen 
https://www.rivm.nl/pfas 
[2] PFAS in drinkwater: risico's en oplossingen 
https://www.drinkwaterplatform.nl/7-vragen-over-pfas-in-drinkwater/ 
[3] Waterleidingbesluit 
https://wetten.overheid.nl/BWBR0030111/2023-06-24 
[4] Drinkwater wordt duurder als giftige PFAS eruit moet 
https://mwnl.eu/894mhc9/wMqMyTo7o0 
[5] H2O Actueel: RIVM: drinkwater bevat vaak te hoge concentraties PFAS 
https://www.h2owaternetwerk.nl/h2o-actueel/rivm-te-veel-pfas-via-voedsel-en-drinkwater 
[6] NOS app PFAS in zeeschuim https://nos.nl/artikel/2501332-ook-in-nederland-zit-pfas-in-zeeschuim-maar-nog-geen-waarschuwing
[7] Risicogrenzen voor PFAS in oppervlaktewater 
https://www.rivm.nl/publicaties/risicogrenzen-voor-pfas-in-oppervlaktewater-doorvertaling-van-gezondheidskundige 
[8] Analyse bijdrage drinkwater en voedsel aan blootstelling EFSA-4 PFAS in Nederland en advies drinkwaterrichtwaarde 
https://www.rivm.nl/sites/default/files/2021-06/Advies%20drw%204-PFAS%20DEF%20beveiligd.pdf 
[9] PFAS in het drinkwater 
https://www.waternet.nl/service-en-contact/drinkwater/waterkwaliteit/pfas/ 
[10] Drinkwaterbedrijf waarschuwt: PFAS uit water halen te duur en vervuilend 
https://www.rtlnieuws.nl/economie/artikel/5423096/pfas-drinkwater-zuiveren-waternet-vewin-duurder 
[11] Waternet: 1 miljoen euro extra per jaar nodig voor PFAS-verwijdering met actief kool 
https://www.waterforum.net/39726-waternet-1-miljoen-euro-extra-per-jaar-nodig-voor-pfas-verwijdering-met-actief-kool/ 
[12] ToDrinkQ website 
https://todrinq.eu/ 
[13] ToDrinkQ ism Technische Universiteit Delft 
https://www.tudelft.nl/2022/citg/todrinq-voor-betere-kwaliteit-drinkwater-in-europa 
[14] KWR Bedrijfstakonderzoek 
https://www.kwrwater.nl/tag/bto/ 
[15] Een doorbraak in het afbreken van ’forever chemicals’ 
https://www.kwrwater.nl/actueel/a-breakthrough-for-degrading-forever-chemicals-whats-it-in-for-the-water-sector/ 
[16] Kaderrichtlijn Water https://www.rivm.nl/kaderrichtlijn-water-krw
[17] Vergunningverlening, toezicht en handhaving https://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/gezonde-en-veilige-leefomgeving/vergunningen-toezicht-en-handhaving
[18] Lijst Zeer Zorgwekkende Stoffen 
https://rvszoeksysteem.rivm.nl/ZZSlijst 
[19] PFAS in oppervlaktewater
https://www.rivm.nl/pfas/pfas-in-oppervlaktewater

 

Afbeeldingen

X (voorheen Twitter)

READAR | Gebouwinformatie en mutatiesignalering uit luchtfoto's

Contact

Het Waterschapshuis
Stationsplein 89
3818 LE Amersfoort

033-4603100

winnovatie@hetwaterschapshuis.nl 

 

 

Cookie-instellingen