Steunovereenkomst tussen de Provincie West-Vlaanderen en Universiteit Gent m.b.t. de ondersteuning van het pilootproject ‘Elektrocoagulatie-flotatie als centrale technologie voor een efficiënte en duurzame waterzuivering met de nadruk op het verwijderen van silica’ i.k.v. de joint call ‘Zhejiang – West Flanders Industrial R&D projects’

(Afval)waterrecuperatie wordt zeer belangrijk vanwege de uitputting van de waterreserves in combinatie met een hoog waterverbruik gekoppeld aan de snelle bevolkingsgroei, verstedelijking en industrialisatie. Waterkwaliteit en beschikbare kwantiteit wordt daarom beschouwd als een van de grootste uitdagingen van de 21ste eeuw. Zo is er zowel in China als in België de behoefte om technologieën te ontwikkelen en te implementeren die gericht zijn op waterbehandeling en hergebruik. Bovendien moeten deze technologieën effectief, schaalbaar en een lage footprint hebben. Elektrocoagulatie-flotatie (ECF) is zo'n innovatieve technologie die de laatste tien jaar meer aandacht kreeg, aangezien de lokale opwekking van electriciteit tegenwoordig goedkoop en duurzaam kan worden gedaan met zonnepanelen. Zo kan de CO2-voetafdruk van waterzuivering aanzienlijk worden verminderd (waterzuivering is momenteel verantwoordelijk voor 1-5% van de totale uitstoot van broeikasgassen). De ECF-technologie biedt een innovatieve methode om coagulanten in situ te vormen, door een elektrische stroom over 2 elektrodes aan te leggen. Daardoor zijn er geen extra chemicaliën nodig en wordt de vorming van secundaire verontreinigende stoffen (chloride, sulfaat, enz.) voorkomen (dit zorgt immers voor gekende problemen bij conventionele (afval)waterzuiveringsinstallaties). De technologie evolueert echter langzaam. Enerzijds is de levensvatbaarheid van de ECF-technologie al bewezen (bijvoorbeeld door ons eigen onderzoek), met een effectieve verwijdering van verschillende verontreinigende stoffen (organische stof, fosfaat, zware metalen, zwevende stoffen). Maar aan de andere kant zijn het verwijderingsmechanisme en de omstandigheden die in de reactor zijn gecreëerd nog niet goed begrepen, waardoor de brede toepassing van de ECF wordt beperkt. Ook wordt onderzoek nog steeds vaak uitgevoerd door parallelle opstelling van eenvoudige plaatelektroden in een reactor (batchmodus) en worden er weinig pogingen ondernomen om meer geavanceerde opstellingen te gebruiken, zoals continue stroom of het combineren van spontane flotatie.

Een belangrijke toepassing van ECF met het oog op hergebruik van water is de verwijdering van silica als voorbehandeling voor membraanfiltratie. Membraanfiltratie wordt als zeer aantrekkelijk beschouwd voor hergebruik van water, bijvoorbeeld vanwege de kleinere footprint. Siliciumafzetting is echter een veel voorkomend probleem bij membraanscheidingsprocessen vanwege de lage oplosbaarheid. Inderdaad, de aanwezigheid van silica in de voedingsoplossing kan filtratie extreem moeilijk maken, aangezien silica in de amorfe vorm zeer moeilijk te reinigen is van het membraanoppervlak. Dit wordt zelfs moeilijker wanneer het silica een afzettingslaag vormt op het membraanoppervlak in de vorm van silica in gekristalliseerde vorm. De meest gebruikelijke methode voor het verwijderen van silica is door precipitatie. Het toepassen van traditionele coagulatie/flocculatie samen met sedimentatie vereist echter een grote footprint, die het voordeel van de minder benodigde ruimte voor het membraanproces zou compenseren. Als zodanig kan ECF, als een duurzame techniek die doorgaans minder footprint vereist, worden toegepast als membraanvoorbehandeling.

In een geglobaliseerde economie kan lokaal ontwikkelde en geproduceerde technologie (in dit geval Vlaamse technologie) overal ter wereld (in dit geval China) worden toegepast. De opvolging van de werking van de reactor, de verwijderingsprestaties en het energieverbruik kunnen echter omslachtig zijn. Hiervoor bieden online metingen een oplossing. Daarom is het nodig om de mogelijkheden te ontwikkelen en te onderzoeken om de prestaties van de ECF-reactor on-line en op afstand te meten.