Onderzoek naar inzet forward osmose voor productie gietwater

Water uit gietwaterbron onttrekken terwijl ongewenste stoffen achterblijven

In het kader van het project ‘Voorkomen en bestrijden emissies kasteelten’ vindt onderzoek plaats naar de mogelijkheden van forward osmose (FO), oftewel directe osmose. Het onderzoek richt zich zowel op de technische als economische haalbaarheid om forward osmose als technologie in de glastuinbouw in te zetten voor de productie van gietwater.



Forward osmose is net als bij reverse osmose (omgekeerde osmose) een membraanproces met een selectief membraan dat alleen water doorlaat. Het proces maakt gebruik van het osmotisch potentiaalverschil tussen twee waterstromen, waardoor water door het membraan wordt getrokken van de minst geconcentreerde waterstroom naar de waterstroom met de hoogste zoutconcentratie. Met dit proces kan bijvoorbeeld water worden onttrokken aan zout bronwater of drainwater/lozingswater. Deze waterstromen vormen de waterbron voor het proces. Het osmotische potentiaalverschil moet vervolgens worden gecreëerd met een sterk geconcentreerde oplossing die alleen stoffen bevat die in het teeltproces gebruikt moeten worden, zoals de A- of B-bak of direct met vloeibare meststoffen. De ongewenste stoffen uit de waterbron blijven in de ingedikte waterbron achter, terwijl het water in de nutriëntenoplossing komt. Doordat het een natuurlijk osmoseproces is, kost het bijna geen energie.

Nutriënten en gewasbeschermingsmiddelen
Tijdens experimenten op kleine schaal is gebleken dat de geconcentreerde nutriëntenoplossing een geschikte waterstroom is om te gebruiken als oplossing om water te onttrekken. Door de hoge concentratie van nutriënten in de oplossing, ontstaat een hoge waterflux wat leidt tot een relatief klein benodigd membraan oppervlak. Hoewel er een ongewenste lekstroom was van nutriënten door het membraan naar de voedingsoplossing, is dit te overkomen door het slim kiezen de gebruikte nutriënten in de oplossing. Doordat telers gebruik maken van vloeibare meststoffen, kan worden gekozen om bijvoorbeeld calciumnitraat als geconcentreerde oplossing te gebruiken. Een verlies van nutriënten is dan minimaal.

Forward osmose kan worden ingezet voor het onttrekken van water uit een gietwaterbron, waarbij de ongewenste stoffen achterblijven. Wanneer forward osmose wordt ingezet om de spuistroom in te dikken, is het ook van belang iets te kunnen zeggen over wat er met de gewasbeschermingsmiddelen gebeurt. Bij experimenten werd gezien dat een aantal middelen gedeeltelijk door het membraan gaan, terwijl andere middelen geheel achterbleven in de ingedikte spuistroom. Er was geen relatie tussen de hoeveelheid water die door het membraan ging en de hoeveelheid van het middel dat door het membraan heen ging. De middelen die door het membraan gaan, komen weer terug in de kas, terwijl de achtergebleven middelen verwijderd moeten worden uit de ingedikte spuistroom voor lozing.

Mechanische druk bovenop osmotisch drukverschil
Op dit moment loopt bij Wageningen University & Research, BU Glastuinbouw in Bleiswijk een pilot. Hierbij wordt een nieuwe manier van forward osmose getest. Bovenop het osmotische drukverschil, wordt een mechanische druk toegepast. De verwachting is dat deze mechanische druk de waterflux verhoogt en het verlies van nutriënten beperkt. Ten koste van een verhoging van het energiegebruik kan op die manier een verlies van nutriënten nog verder worden voorkomen.

Forward osmose is een modulair systeem. Door het toevoegen van meer modules, wordt meer membraanoppervlak toegevoegd en kan er meer water worden behandeld. Er kan worden gekozen voor verschillende systeemconfiguraties en de mate van indikking van het bronwater kan ingesteld worden door het instellen van de mechanische druk en de doorstroomsnelheid. In dit project is gewerkt aan een model om een forward osmose systeem te ontwerpen. Hiermee bleek dat het indikken van de spuistroom met 50% volume reductie relatief veel minder membraan oppervlak gaf dan indikken tot 75%, en dat verder indikken geen zin had bij de gekozen volumes van de nutriëntenoplossing. Voor een individuele situatie kan nu worden gemodelleerd wat een zinvol ontwerp voor het forward osmose systeem is.

Een technisch economische analyse zal uitwijzen in welke situatie forward osmose geschikt is voor toepassing in de glastuinbouw, aldus Nienke Koeman-Stein van KWR.

Lees hier en hier meer over de projecten.

Bron: Glastuinbouw Waterproof


Publicatiedatum :


print   

Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


© BPnieuws.nl 2019