Samenvatting

Door de toenemende verzilting van grond- en oppervlaktewater neemt de druk op de drinkwatervoorziening toe. Klimaatverandering, stijgende zeespiegels en menselijke activiteiten zorgen ervoor dat conventionele zuiveringstechnologieën vaak tekortschieten. Sweco onderzoekt daarom in dit rapport de mogelijkheden van reverse osmosis (RO) als alternatieve technologie voor het zuiveren van oppervlaktewater, brakwater en zeewater. Centraal staat de vraag: Welke opstelling leidt tot de laagste TCO voor de zuivering van (zowel) oppervlaktewater, brakwater en zeewater met omgekeerde osmose in een drinkwaterinstallatie?

Het beantwoorden van deze vraag is met behulp van software gedaan, hiervoor zijn drie geavanceerde RO-ontwerpsoftwarepakketten geëvalueerd: WAVE, AquaGRID en IMSDesign. Uit deze vergelijking blijkt dat AquaGRID de meest geschikte tool is vanwege de flexibele autodesignfunctie, gebruiksvriendelijkheid en inzichtelijke rapportages. Daarnaast is een second opinion uitgevoerd op een project waarin RO technologie werd toegepast, hierbij worden kentallen (gebaseerd op expert judgement) vergeleken met software simulaties. De resultaten tonen aan dat simulaties veel nauwkeuriger zijn, met name in het voorspellen van TDS (totaal opgeloste stoffen) en energieverbruik.

Per waterbron is onderzocht hoe verschillende recovery rates (hoeveelheid bruikbaar water per volume influent) de prestaties beïnvloeden. Voor oppervlaktewater bleek 80% recovery het gunstigst, met een kostprijs van €0,104 per m³ en een TDS van slechts 18 mg/L. Dit biedt een goede balans tussen energiebesparing en onderhoud. Bij brakwater werd 70% recovery het meest kostenefficiënt (€0,253 per m³), terwijl het TDS-niveau (30 mg/L) ruim binnen de drinkwaternorm van 500 mg/L bleef.

Voor zeewater lag de optimale configuratie bij 50% recovery; hogere rates zorgden voor te veel drukopbouw en onderhoud. De kosten kwamen hieruit op €0,705 per m³, met een TDS van 188 mg/L. Hoewel hogere recovery doorgaans leidt tot lagere energieverbruikskosten, stijgen de reiniging- en afschrijvingskosten. Er is dus altijd sprake van een optimum balans tussen efficiëntie en systeemduurzaamheid. Ook temperatuur, druk, en membraankeuze spelen een grote rol in de prestaties. Door deze factoren te simuleren met gespecialiseerde software ontstaat een veel realistischer beeld dan met schattingen op basis van ervaring alleen.

Conclusie: reverse osmosis is een zeer effectieve en toekomstbestendige techniek voor de zuivering van uiteenlopende waterbronnen. Het gebruik van geavanceerde simulatiesoftware zoals AquaGRID levert beter onderbouwde ontwerpen op met lagere faalkansen. Sweco wordt geadviseerd om ROtechnologie actiever te integreren in drinkwaterprojecten, vooral op locaties waar verzilting of vervuiling toenemen. Door vroegtijdig software in te zetten kan in de oriënterende fase kan de juiste recovery-rate per bron gekozen worden en softwarematig te geoptimaliseerd. Dit kan kosten en milieuimpact aanzienlijk verlagen zonder in te boeten op drinkwaterkwaliteit.