Omgekeerde osmose
- NCM
In het kort |
|---|
Omgekeerde osmose wordt ingezet om een dunne fractie te scheiden in water en mineralenconcentraat. Hierbij wordt de ingaande dunne fractie onder hoge druk gezet. De externe druk gaat hierbij tegen de osmotische druk in, met als resultaat dat schoon water door het membraan gedrukt wordt en een concentraat achterblijft. Omgekeerde osmose, OO, reverse osmosis, RO, ontzouting |
Doel techniek |
|---|
Omgekeerde osmose wordt ingezet om een dunne fractie te scheiden in (eventueel te lozen) schoon water (permeaat) en mineralenconcentraat. |
Omschrijving techniek |
|---|
Omgekeerde osmose wordt bij mestverwerking als laatste behandeling toegepast om dunne mestfracties te scheiden in water en een mineralenconcentraat. Bij omgekeerde osmose wordt dunne fractie onder hoge druk (50-60 bar) door een waterdoorlatend (semipermeabel) membraan geperst. Het membraan houdt zouten en grotere moleculen (zoals bacteriën en virussen) tegen, maar water wordt wel doorgelaten. Door de hoge druk wordt het water als het ware uit de dunne fractie geperst. De externe druk gaat hierbij tegen de osmotische druk in, met als resultaat dat schoon water door het membraan gedrukt wordt en een concentraat achterblijft. Bepaalde kleine moleculen als ammonium kunnen echter met het water door de membranen worden afgevoerd. Vaak wordt daarom bij zuivering van mestfracties een ionenwisselaar nageschakeld om het water loosbaar te maken. Onderzoek liet zien dat dit bij urine meer het geval is dan bij andere dunne mestfracties, omdat hier stikstof in ureum-vorm aanwezig is. Ureum is een zeer klein molecuul. Een van de problemen bij de toepassing van deze techniek is vervuiling van de membranen (bijvoorbeeld door afzetting van zouten of van vetachtige bestanddelen) of beschadiging door harde bestandsdelen zoals zandkorrels. Om dit te voorkomen is een uitgebreide voorbehandeling van de vloeibare mest nodig om grotere deeltjes en vlokken te filteren. Na een eerste mechanische scheiding van drijfmest in een dikke en dunne fractie moet de dunne fractie dus verder worden gefilterd middels meerdere technieken. Dit kan zijn middels een papierfilter, dissolved air flotation (DAF) of ultrafiltratie. Toch blijft frequente reiniging van het membraan nodig. Ook zijn toevoegmiddelen (o.a. polymeren) nodig om deze filtratie verder te verbeteren. De capaciteit en het rendement van omgekeerde osmose is sterk afhankelijk van de samenstelling van de dunne fractie, de toegepaste voorbehandeling en de mate van vervuiling van het membraan. Om het water zo schoon mogelijk te maken, kunnen meerdere omgekeerde osmosesystemen achter elkaar geschakeld worden. In elke stap van het proces wordt het water dan verder gezuiverd.
Naast de grondige voorzuivering die nodig is om verstopping van de membranen te voorkomen, dienen de membranen ook regelmatig (vaak dagelijks) gereinigd te worden met zuur of loog. Het gebruik van vlokmiddelen bij het scheiden van de dikke en dunne fractie (voorafgaand aan omgekeerde osmose) kan de levensduur van de membranen verlengen. De techniek werkt het beste bij een zo zuiver mogelijke dunne fractie. Het energieverbruik van een omgekeerde osmose installatie is sterk afhankelijk van de samenstelling van de ingaande fractie. De ammoniumconcentratie in het concentraat dat ontstaat neemt toe. Daardoor kan de emissie van ammoniak bij opslag en aanwending hoger zijn vergeleken met de ingaande dunne fractie. Daarentegen is het mineralenconcentraat minder viscoos dan drijfmest of de dunne fractie van drijfmest. Hierdoor dringt het concentraat beter in in de grond waardoor de ammoniakemissie juist lager kan zijn. Emissiemetingen met twee aanwendtechnieken bij graan en grasland lieten een duidelijk lagere ammoniakemissie zien. |
Ingaande meststromen |
|---|
|
(Uitgaande) eindproducten |
|---|
Schoon water dat kan worden hergebruikt of, indien men een lozingsvergunning heeft, worden geloosd op het oppervlaktewater. De voorwaarden hiervoor verschillen per bevoegd gezag (Waterschap, Rijkswaterschap) en per type waterlichaam.
Het mineralenconcentraat bevat circa 7 kg/m3 stikstof, 8 kg/m3 kalium en andere zouten. De samenstelling is afhankelijk van de ingaande dunne fractie, en van hoe ver de opconcentratie via de membranen wordt doorgezet. De absolute hoeveelheden nutriënten van de ingaande dunne fractie is gelijk aan het mineralenconcentraat, maar door de onttrekking van het water is de concentratie ongeveer twee keer zo hoog. Het mineralenconcentraat voldoet aan de RENURE-voorwaarden.
|
Bronnen en interessante links |
|---|
Emis Vito. (2010, Februari). Omgekeerde Osmose. Opgeroepen op 8 augustus, 2023, van Emis Vito: https://emis.vito.be/nl/bbt/bbt-tools/techniekfiches/omgekeerde-osmose Hoeksma, P., F.E. de Buisonjé, P.A.I. Ehlert en J.H. Horrevorts (2011). Mineralenconcentraten uit dierlijke mest. Monitoring in het kader van de pilot mineralenconcentraten. Wageningen Livestock Research, rapport 481. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/177153 Hoeksma, P., Schmitt, H., De Rijk, S., De Buisonjé, F., & Sefeedpari, P. (2021). Effluenten van mestverwerkingsinstallaties. Wageningen: Wageningen Livestock Research, Rapport 1301. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/543839 Melse, R., De Buisonjé, F., Verdoes, N., & Willers, H. (2004). Quick scan van be- en verwerkingstechnieken voor dierlijke mest. Lelystad: Animal Sciences Group / Praktijkonderzoek. Opgehaald van https://edepot.wur.nl/24640 Wevers, K., Hol, S., Meijvogel, D., Van der Weide, R., & Gollenbeek, L. (2021). Mogelijke mest behandelingen op bedrijfsniveau. Wageningen Research, Rapport WPR-952. Opgehaald van https://doi.org/10.18174/584504 Artikel ‘BBT vastgesteld voor lozingen effluent’ Artikel ‘Verbeteren van mestverwerking met omgekeerde osmose’ Artikel ‘Mogelijkheden om urine van varkens via omgekeerde osmose te ontwateren’ Rapport ammoniakemissiemetingen mineralenconcentraat Filmpje ‘Reverse osmosis process’ (Engelstalig) Filmpje ‘What is reverse osmosis?’ (Engelstalig) |
Bijlages |
|---|
Filmpje van Interreg VL-NL project NITROMAN over membraanfiltratie: |
Bedrijven |
|---|
Voorbeelden van bedrijven die deze techniek leveren zijn:
|
Heb je vragen, opmerkingen of aanvullingen? Stuur dan een mail naar info@wikimest.nl.