ALGEMENE INLEIDING 1. Terugblik op de 52 Vakantiecursus

53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
ALGEMENE INLEIDING
1.
Terugblik op de 52e Vakantiecursus
prof.ir. J.C. van Dijk
In totaal zo’n 400 prominenten uit de waterwereld troffen elkaar op 7 januari Technische Universiteit Delft
2000 in het gebouw voor Civiele Techniek van de TUDelft , waar de jaarlijkse
Vakantiecursussen in Drinkwatervoorziening en Riolering en Afvalwaterbehandeling voor de eerste maal op dezelfde dag en met afgestemd programma werden georganiseerd. Als vanouds presenteerden eminente
sprekers hun visie op de actuele ontwikkelingen in de waterwereld en werden
in de wandelgangen en bij de Nieuwjaarsborrel weer goede wensen en de
laatste nieuwtjes uitgewisseld. En zo hoort het ook bij de Vakantiecursus!
De wens om juist in deze tijd te komen tot een sterke verenigde watersector
werd door velen uitgesproken. Drinkwater-, riolering- en afvalwaterdeskundigen gebruikten het Delftse platform om samenwerking te zoeken, zoals
ook weergegeven door de kop in H2O “Waterwereld verenigt zich in Delft”.
De recordopkomst bij de 52e Vakantiecursus in Drinkwatervoorziening mag
op zijn minst opmerkelijk genoemd worden gezien de gestage daling in het
aantal waterleidingbedrijven en het personeelsbestand bij de waterleidingbedrijven, hetgeen toch de doelgroep van de Vakantiecursus is. Kennelijk
slagen wij er bij de Vakantiecusus wel in om de daling van de afzet naar
onze “captive users” te compenseren met nieuwe klanten! Of zouden onze
oude klanten tegenwoordig allemaal als zelfstandig adviseur werkzaam zijn?
En zaten als vanouds dezelfde mensen in de zaal, alleen nu met een andere
pet op?
Hoe het ook zij, bij de Vakantiecursus was het weer gezellig druk
en de inkomsten blijven op deze
wijze op peil!
Wij hadden niet kunnen bevroeden
dat het thema “Strategische ontwikkelingen” van de 51e Vakantiecursus zulke verstrekkende gevolgen zou hebben. Immers, de
afgelopen jaren hebben in het
teken gestaan van de fusies,
allianties, coöperaties en pacten.
1999 zal ook de geschiedenis
Afb. 1 - Het was weer gezellig bij de Vakantiecursus.
5
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
ingaan als het jaar waarin de watersector voor
zijn nieuwsvoorziening overschakelde van H2O
naar het Financieel Dagblad. Creatief als we zijn
hebben we daarbij tevens ontdekt dat je met
hetzelfde onderwerp 2 keer in het Financieel
Dagblad terecht kunt komen; de 1e keer bij de
aankondiging van een fusie en de 2e keer als het
toch niet door gaat! Het was in dit opzicht een
slopend jaar en de eerste verschijnselen van
fusie-moeheid zijn dan ook al gesignaleerd.
Wij hadden als grapje de ontwikkelingen
geïllustreerd aan de hand van het Monopoly-spel,
niet vermoedend hoe snel het grootkapitaal daadwerkelijk greep zou krijgen op de nutsbedrijven.
In de afgelopen jaren zijn we ook in de
watersector geconfronteerd met de extase voor
het grote geld; de waterleidingbedrijven schijnen
11 miljard waard te zijn zodat velen daarvan wel
een graantje mee willen pikken van die watermarkt. Spraken we vorig jaar nog over de
ontwikkelingen in de waterwereld met de
metafoor van Delft naar Nijenrode, dan moeten
we dat binnenkort mischien wel doortrekken naar
het Damrak of naar Wall Street (tenzij Pronk het
toch nog kan tegenhouden).
Hoe snel de ontwikkelingen gaan zult U met mij
ervaren als we nog eens terugkijken naar enkele
lezingen van de Vakantiecursus van 1999. U zult
zich ongetwijfeld nog herinneren hoe Alexander
Vos de Wael toen zijn kristallen bol presenteerde
als metafoor van de onzekere toekomst van de
waterwereld. Zou hij in zijn kristallen bol voorzien
hebben dat hij nauwelijks 1 jaar later aan het
roer stond van 2 belangrijke nieuwe bedrijven,
het waterketenbedrijf Trideau (samen met ZHEW)
en de coöperatie Hydron (met FDM en WMN)?
Overigens moet ik bekennen dat ik wel even in
de encyclopedie heb moeten opzoeken wat een
coöperatie ook al weer precies was. Toen ik las
dat coöperaties in het begin van de 19e eeuw
opgericht werden als tegenwicht tegen de nadelen
van het kapitalisme was ik geheel gerustgesteld!
6
Gieljo van Nuland gaf een enthousiaste presentatie over de plannen van de WNWB, niet wetend
wat hem allemaal te wachten stond. De ZuidNederlandse fusie-perikelen hebben het beeld van 1999
volledig gedomineerd! Ademloos keek de rest van
de waterwereld toe bij deze thriller, waarbij van
beide zijden iedereen- tot Ministers, Kamerleden,
en Gedeputeerden aan toe- werd gemobiliseerd.
Wekelijks volgden we de ontwikkelingen in deze
watersoap die vele malen spannender was dan Big
Brother!
De Commissie van Voorbereiding had voor de
Vakantiecursus van 2000 eerst overwogen om het
thema “Strategische ontwikkelingen II“ te kiezen,
omdat de actualiteit alleen maar was toegenomen.
De uiteindelijk gekozen titel “Kosten of kwaliteit?” wil uiteraard benadrukken dat financiële
aspecten, hoewel belangrijk, nooit allesbepalend
kunnen zijn bij een zo primaire basisvoorziening
als drinkwater.
Gestreefd is naar een brede benadering van het
thema. Oorspronkelijk was het zelfs de bedoeling
om een inleiding over het thema te laten
verzorgen door een ethicus, maar alle ethici van
naam bleken op 7 januari hun wintersportvakantie
gepland te hebben. Zo letterlijk hadden wij de
Vakantiecursus nu ook weer niet bedoeld!
Desalniettemin is de brede benadering waargemaakt met achtereenvolgens als sprekers een arts
(dr. P. Bol, TUD), een chemisch technoloog (ir.
W.G.J. van der Meer, NUON), een econoom (drs.
P. Hoogendoorn, WBE), een bedrijfskundige (drs.
V.E. van Dijk, WMO), een landbouweconoom (dr.ir.
B.M. Jellema, WOB) en een natuurkundige politicus
(prof.dr. P. Winsemius, McKinsey)!
De visie en presentatie van de sprekers zal
ongetwijfeld bij vele deelnemers nog helder op
het netvlies staan. De Vakantiecursus kenmerkt
zich in dit opzicht als een “hoogvlakte met pieken”
(net als het Universitair onderwijs in de visie van
de Minister van Onderwijs). Zonder andere
sprekers te kort te willen doen, zullen velen toch
als hoogtepunten ervaren hebben:
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
1.
2.
3.
De sprankelende computervaardigheden
van drs. Piet Hoogendoorn.
De overtuigende management-visie van ir.
Viktor van Dijk.
De sportieve “wisecracks” van prof. Pieter
Winsemius.
Afb 2. -
Piet Hoogendoorn: “Het waterspoor
spoort slecht”.
Afb. 4 -
Pieter Winsemius: “Vertrouw nooit een
politicus”.
Enkele impressies van de 52e Vakantiecursus zijn
weergegeven in de afbeeldingen 1t/m 6. Overigens kunt U deze en nog veel meer foto’s op 5
januari op Uw gemak bekijken (en desgewenst
later nabestellen voor Uw familiealbum) op de
tentoonstelling op de 1e verdieping van het gebouw
voor Civiele Techniek, temidden van diverse posters, opstellingen en andere bezienswaardigheden.
Afb. 3 -
Viktor van Dijk: “Kostenbeheersing als
onderdeel van integrale kwaliteitszorg”.
Bij de Vakantiecursus van 2000 deed een nieuw
fenomeen zijn intrede, namelijk de Gijs Oskam
prijs, die voortaan om de 2 jaar zal worden
uitgereikt. De Gijs Oskam prijs is ingesteld door
de WBB in overleg met de Commissie van
Voorbereiding van de Vakantiecursus en is bedoeld
om een extra stimulans te geven aan jonge
onderzoekers in de watervoorziening.
De prijs werd door drs. Gijs Oskam persoonlijk
uitgereikt aan ir. René van der Aa voor zijn
afstudeerproject “Nitrificatie in snelfilters voor
de waterleidingplas van GWA“. De considerans
van de jury roemde zijn “diepgaande werk van
hoge kwaliteit dat het inzicht in het optreden van
nitrificatie bij lage temperaturen heeft vergroot”.
7
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
Afb. 5 -
Uitreiking Gijs Oskam-prijs aan
ir. René van der Aa.
Tenslotte bleek bij de enquete over de verdere
integratie van de Vakantiecursussen Drinkwater
en Riolering en Afvalwater dat een grote
meerderheid van de deelnemers (90 %) hier
voorstander van was, zodat wij dat dit jaar ook
hebben ingevoerd. Om een voldoende gespecialiseerd en diepgaand programma te kunnen
bieden, werken we daarbij wel met parallelle
sessies. Overigens leverde de enquete weer diverse creatieve antwoorden op die we U niet willen
onthouden, zoals:
1.
Ik heb er geen bezwaar tegen als drinkwater maar het belangrijkste blijft!
2.
Geen kruissubidies tussen de cursussen!
3.
Tegenhouden is niet te verkopen
4.
Kan de rector niet naar een andere dag?
(n.a.v. de vraag of men bezwaar had tegen
andere dag i.v.m diesviering TUD)
5.
De 1e vrijdag van 2004 ligt al vast!(n.a.v.
dezelfde vraag).
2.
Waarheen, waarvoor ?
Bij de jaarwisseling en de Vakantiecursus past het
om eens stil te staan bij de ontwikkelingen in de
bedrijfstak (“Enjoy yourself now. These are the
good old times, you are going to miss later”).
Een opvallend verschijnsel is momenteel dat een
hele generatie directeuren en stafmedewerkers
afscheid neemt. Herkent U dat gevoel dat we
8
Afb. 6 -
“Delftse kunst” (kunst is alleen kunst
als je het moet uitleggen).
elkaar steeds vaker treffen bij weer een
afscheidsreceptie?
De “bouw”generatie die in de afgelopen 40 jaar
de drinkwatervoorziening in Nederland vrijwel van
de grond heeft opgebouwd, gaat momenteel met
pensioen. U begrijpt dat wij bij de Vakantiecursus
ijllings een aangepast inschrijfgeld voor
gepensioneerden hebben ingevoerd om de
reïntegratie van deze generatie te bevorderen!
Tegelijkertijd lijkt het alsof de bedrijfstak
momenteel wat richting mist. Zo vanzelfsprekend
als de focus steeds gericht is geweest op de
opbouw en uitbouw van een hoogwaardige
infrastructuur, zo lijken we nu de weg wat kwijt.
Waar moeten we ons de komende jaren op richten?
Politiek, overheid en maatschappij hebben allen
wensen die echter niet noodzakelijkerwijs goed
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
doordacht zijn (“is het beleid of is er over
nagedacht?”).
Zo werden we onlangs wakker geschud door het
mislukte “experiment” met composttoiletten in
de Utrechtse ecologische wijk “Het Groene Dak”.
Ondraaglijke stank, explosiegevaar van methaan
en ammoniak en een faecaliën-koek van een paar
kubieke meter maakten een einde aan de goede
bedoelingen van de ecologische pioniers.
(“luchtkastelen hebben hoge onderhoudskosten”,
“recycling betekent niet hergebruik, maar
terugdraaien”).
Gevra a g d: ing enieur
- Open w i jze v an o ptreden
- Nuchter
- Di dacti sche v aardi gheden
- Flexi bel
- Peo ple manager/team player
- Zelfstandi g o pereren
- C o mmerci eel, klantgeri cht, zakeli jk
- Stressbestendi g
- Pragmati sch po si ti ef
- W i t o m te sco ren
- Sterk i n o rgani seren
- Gedrev en
- Sterke perso o nli jkhei d
- Academi sch denkni v eau
- Vi si e v ertalen naar ui tv o erend
ni v eau
- No -no nsense sti jl
- Kw ali tei tsgeri cht, resultaatgeri cht
- Sti muleren
- Go ede co ntactuele v aardi gheden
- Humo r
- Bo uw en o nderho uden netw erk
- Generali st
- Bestand tegen deadli nes
Afb. 8 -
Afb. 7 -
Ontruiming fecalien-koek bij “Het Groene
Dak”.
Ook in de drinkwaterwereld zelf lijken we wat
stuurloos. Allerwege wordt er georganiseerd en
bezuinigd, maar wat is het grotere doel? Het is
toch op zijn minst merkwaardig te noemen dat
de investeringen in kwaliteitsverbetering van ons
primaire produkt bij diverse bedrijven uitgesteld
worden, terwijl de uitgaven voor organisatie- en
managementadviezen sterk gestegen zijn! Het
doet mij wat denken aan een toespraak van een
studente bij de laatste bul-uitreiking in Delft. Zij
had een overzicht gemaakt van de eisen die
tegenwoordig gesteld worden in personeelsadvertenties, waarin “vakkennis” niet meer
voorkwam!
De vraag “waarheen, waarvoor” ? lijkt ook relevant voor het thema van deze Vakantiecursus
“Internationale ontwikkelingen”. We doen vaak
Eisen waaraan een moderne ingenieur
moet voldoen.
wel stoer over de unieke Nederlandse kennis,
maar zitten ze daar op de internationale markt
echt op te wachten? De parallel van de (Nederlandse) muis die naast de (Franse) olifant lekker
loopt te stampen dringt zich op. Hebben we
überhaupt een kans in de grote boze wereld en
wat denken we waar te kunnen verkopen? Bij een
ontbijtdebat op de Aquatech stelde ik onlangs de
vraag wat dan de unieke Nederlandse innovaties
zijn waar de wereldmarkt behoefte aan heeft.
Hierop viel een pijnlijke stilte.....
Een vraag zou ook kunnen zijn wat we willen
zoeken op die internationale markt. Een ieder die
“buitenlandervaring” heeft weet dat het hard
werken is met weinig tijd voor ontspanning
(hoewel dat vaak wel de mooiste herinneringen
oplevert).
Kortom, als mijn persoonlijke motto voor deze
Vakantiecursus zou ik “Back to basics” willen
kiezen.
Laten we ons maar weer gewoon met het vak
bezighouden, laten we ons richten op het leveren
van drinkwater van een zo hoog mogelijke
kwaliteit en laten we dat weer gewoon in
eendrachtige samenwerking doen! Goede wijn
behoeft geen krans, dus de Fransen komen onze
kennis vanzelf wel halen!
9
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
3.
Innovaties TU Delft
3.1
Onderzoeksgroep
membraanfiltratie
Het behoeft geen betoog dat membraanfiltratie
op dit moment de ontwikkelingen op het gebied
van de waterzuivering domineert. Vanzelfsprekend
is membraanfiltratie daarmee een zeer belangrijk
speerpunt in het onderzoek van de Sectie
Gezondheidstechniek. Op dit terrein zijn in de
afgelopen jaren zo’n 20 studenten afgestudeerd
en momenteel zijn 6 onderzoekers bezig met
promotie-projecten (afbeeldingen 9 en 10). Prof.
Jaap van der Graaf (afvalwater) en ik hebben
daarbij de handen ineen geslagen en een
Hydrauli sche o pti mali sati e NF
i r. W alter v an der Meer
Lucht/w ater spo eli ng UF
i r. Jasper Verberk
E ffluentbehandeli ng (I)
i r. Jelle Ro o rda
C api llai re NF
i r. Ignaz W o rm
MBR bi j afv alw ater
i r. Herman E v enbli j
E ffluentbehandeli ng (II)
i r. Sandy te Po ele
Afb. 9 -
Promotie onderzoeken membraanfiltratie
TU Delft.
Pro efo nderzo ek o p lo kati e
Membraanfi ltrati e v an spo elw ater
Industri ew ater Phi li ps Ni jmegen
Onderdruk membraanfi ltrati e
E lectro di alyse Lei dui n
Anaero be membraanfi ltrati e
Hybri de ultrafi ltrati e Nuland
Ultrafi ltrati e Bi esbo schw ater
Mi cro fi ltrati e Maas-W aalkanaalw ater
gezamenlijke Delftse onderzoeksgroep gevormd
waarin intensief samengewerkt wordt bij het
onderzoek naar toepassingen van membraanfiltratie op het gebied van drinkwater- en afvalwaterzuivering.
Vanuit onze achtergrond als gezondheidstechnici
denken we een goed beeld te hebben van concrete toepassingen in de waterketen. We hebben
ons de vraag gesteld waarin wij ons onderscheiden
van anderen en denken dat de kracht van onze
onderzoeksgroep in de combinatie van de
volgende elementen ligt:
1.
integrale kijk op knelpunten en mogelijke
toepassingen in de waterwereld
2.
eigen kennis van technologie, hydraulica
en ontwerpen
3.
krachtig netwerk met beroepspraktijk in
de waterwereld
4.
directe toegang tot fundamentele kennis
faculteiten TU Delft
5.
goede contacten en samenwerking met
buitenlandse universiteiten (zoals RWTH
Aachen en Haifa Technion).
Ons onderzoek zal altijd starten vanuit de
praktijk van de waterwereld en een visie op concrete mogelijkheden voor het
oplossen van knelpunten in de
praktijk.
E rnst-Jan Hageman
Franco i s v an E kkendro nk
E elco Tri etsch
Marti n de Ko ni ng
Jo nneke Klo mp
Bo nne Hylkema
Bram Marti jn
Jo han Bo el
Mo delleri ng
Mo delleri ng membraanfi ltrati e
Mo delleri ng nano fi ltrati e
C arel Aeyelts Av eri nk
Mi chel Ri mersma
Andere pro jecten
Gro o tschali ge membraanfi ltrati e
Lucht/w aterspo eli ng ultrafi ltrati e
Bas v an E fferen
Ignaz W o rm
Afb. 10 - Afstudeerprojecten membraanfiltratie.
10
Vanuit onze positie aan de TU Delft
willen we ons richten op veelbelovend, grensverleggend onderzoek, waarbij we trachten het
Delftse netwerk (de meer fundamentele faculteiten als Scheikundige Technologie o.m. de
groep Bioprocestechnologie van
prof. Mark van Loosdrecht en
Industriële Analyse van prof. Jacob
Moulijn en Technische Natuurkunde- o.m. Fysische Transportverschijnselen met prof. Harry van
den Akker) te mobiliseren. Zo
willen we nader onderzoek starten
naar de mogelijkheden om
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
electromagnetische sensoren in te zetten als online monitor voor membraanvervuiling (door
diffractiepatronen te meten van radar-, sonaren lasergolven).
OXFKW
Daarnaast zien we mogelijkheden om in internationaal verband de Nederlandse membraankennis
uit te dragen en ondersteuning te verlenen bij
toepassingen (bijv. in landen als Israël en ZuidAfrika, waar grote behoefte is aan de inzet van
membraanfiltratie voor ontzouting en hergebruik
van afvalwater) en omgekeerd kennis vanuit het
buitenland (bijv. vanuit Aachen, USA en Japan) te
“vertalen” naar toepassingen in Nederland.
Overigens zijn dit soort samenwerkingsverbanden
zeer “subsidiefähig” (zowel in Nederland als via
EU), maar dat is niet ons voornaamste doel. Uit
de eerste contacten met Aachen en Haifa blijkt
dat het wetenschappelijk “klikt” en dat we wat
van elkaar kunnen leren!
ZDWHU
KRRJZDWHUGHELHWODDJOXFKWGH ELHW
QGWD
VHU
H:
WLMG>VH FRQGH @
Afb. 11 - Geleidbaarheidsmetingen in membraan.
LQFKPRGXOHPHPEUDDQ
QG
VWDHU :H
7L M G >VHF@
LQFKPRGXOHPHPEUDDQ
G
WDQUV H
:H
7LMG>VHF@
LQFKPRGXOHPHPEUDDQ
De werkwijze van de onderzoeksgroep Membraanfiltratie kenmerkt zich door een informele sfeer
met maximale inspiratie en kruisbestuiving.
In het korte bestek van deze Vakantiecursus
moeten we ons beperken tot het geven van een
3-tal voorbeelden van lopende onderzoeksprojecten:
1. Air-flush UltraFiltratie
Over dit promotie-onderzoek van ir. Jasper
Verberk is reeds eerder gerapporteerd, o.a. in H2O
(lit. 1). U herinnert zich wellicht de plaatjes van
de verschillende belvormen die voorkomen bij
verschillende lucht- en waterdebieten. Afbeeldingen 11 en 12 geven een impressie van dit
onderzoek, dat een antwoord moet geven op de
vraag hoe het Air-Flush proces (dus de reiniging
van membranen d.m.v. een forward-flush met
lucht en water) optimaal ontworpen en bedreven
moet worden. De afbeelding toont tevens het
meest recente onderzoek, waarbij onderzocht is
of de lucht-waterverdeling in een module wel uniform is of dat kortsluitstromen optreden. Het
blijkt mogelijk om dit (in het lab) te onderzoeken
m.b.v. geleidbaarheidsmetingen. Het principe is
simpel: water geleidt stroom en lucht niet, dus
QG VWDHU H
:
OXFKWLQMHFWLH
7L M G >VH F@
Afb. 12 - Geleidbaarheidsmetingen in meerdere
membranen tegelijkertijd.
als er een luchtbel langskomt is de geleidbaarheid
veel lager dan wanneer er water langs de electrode stroomt. Een simpel principe, maar zoals U
ziet komt er nog wel wat bij kijken om dit ook
praktisch te realiseren. Ieder membraanrietje is
uitgerust met zijn eigen elektrodenpaar en de
meetapparatuur meet 1000 pulsen per seconde!
2. Capillaire Nanofiltratie
Ook hierover is reeds eerder in H2O gerapporteerd
(lit. 2). De toepassing van capillaire NF lijkt het
“ei van Columbus” omdat hiermee de voordelen
van NF (superieure waterkwaliteit) worden
gecombineerd met die van capillaire UF (terugspoelbaar, geringe vervuilingsgevoeligheid). De
verwachtingen over de toepassingen van deze
membranen zijn dan ook hoog gespannen. Het
promotie-onderzoek van ir. Ignaz Worm is erop
11
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
gericht om een antwoord te geven op de vraag
waarvoor deze membranen toegepast kunnen
worden en onder welke condities.
Afbeelding 13 toont de resultaten van een
onderzoek dat werd uitgevoerd in het kader van
het afstudeerproject van ir. Jan Post (lit. 3). Een
fascinerende mogelijkheid bij de capillaire NF is
om de membranen te bedrijven met het systeem
“dead-end met recirculatie”. Bij de traditionele
bedrijfsvoering met een “kerstboomschakeling”
wordt het voedingswater continu gescheiden in
een deel permeaat en een deel concentraat. Bij
het nieuwe systeem wordt gedurende een bepaalde
tijd al het voedingswater omgezet in permeaat.
De verontreinigingen hopen zich hierbij op in de
module die dan na verloop van tijd “gespoeld”
wordt, waarbij dus het concentraat vrijkomt. Door
deze discontinue bedrijfvoering worden allerlei
processen tijdsafhankelijk en ontstaan nieuwe
vrijheidsgraden (o.m. filtratietijd en recirculatie
debiet) om het ontwerp te optimaliseren! Zo kan
bijvoorbeeld een meer selectieve scheiding
tussen tweewaardige- en eenwaardige-ionen
bereikt worden door een juiste keuze van de
procescondities.
voordelen van biologische zuivering (omzetting
van biologisch afbreekbare verbindingen) te
combineren met die van membraanfiltratie
(superieure kwaliteit produktwater). Met name
bij de afvalwaterbehandeling staat de MBR
momenteel zeer sterk in de belangstelling, zoals
bij deze Vakantiecursus ook toegelicht zal worden
door ir. André van Bentem.
Ook bij de drinkwaterzuivering zijn echter
toepassingen mogelijk, zoals onlangs gebleken is
uit het afstudeerproject van Maaike Glastra. Zij
heeft de toepassing van MBR voor nitraatverwijdering uit grondwater onderzocht. Afbeelding
14 geeft een impressie van haar onderzoek, dat
naar verwachting in maart 2001 zal worden
afgerond.
UHFLUFXODWLHVWURRP
GULQNZDWHU
JURQGZDWHU
PHWKDQRO
PHPEUDDQ
ELRUHDFWRU
VSXLVOLE
VOLEJHKDOWHPJO70'EDU
FURVVIORZVQHOKHLGPVILOWUDWLHWLMGPLQXWHQ
@
K
 P
O
>
[
X
O
)
4 FS
4
FI
FP
9
Afb. 14 - MBR voor nitraatverwijdering uit
grondwater.
2V PRWLVFKH GUXN
F F
'RRUV ODJ SL IL ELMYH UV FKLOOH QGH
'RRUVODJWRYUHFRYHU\ELM
PL 7LMG>XXUP LQVHF@
V\VWHHP
5 b
FE
UHFLUFXODWLH
ILOWUDWLHJURQGZDWHU
i DOV IXQFWLH YDQGH UH FRYH U\
ILOWUDWLHFRQFHQWUDDW52
YHUVFKLOOHQGHODQJVVWURRPVQHOKHGHQ
W
X
R
]
W L
H I
F
K
L
Q S
D F
Y
J
D
O
V
U
R
R
G
I5E
PV
PV
UHFRYHU\>@
3.2
P V
R
U
D
E
>
N
X
U
G
H
K
F
V
L
W
R
WLMG>PLQ@
UHFRYHU\
Afb. 13 - Dead-end capillaire nanofiltratie met
recirculatie.
3. Membraan Bioreactor (MBR)
De term Membraan Bioreactor (MBR) wordt
gebruikt om de combinatie aan te duiden van een
biologische reactor en membraanfiltratie (i.h.a.
ultrafiltratie) voor de scheiding van biomassa en
water. Het idee achter MBR is uiteraard om de
12
Stimela, model voor
drinkwaterzuivering
Modellering van drinkwaterzuiveringsprocessen is
reeds vele jaren één van de speerpunten van de
Sectie Gezondheidstechniek van de TU Delft. Het
doel van modellering is uiteraard om een
vereenvoudigde en daarmee inzichtelijke
beschrijving van de werkelijkheid te geven. Einstein heeft hierover reeds gesteld “ A model should
be as simple as possible , but not simpler”. Hij
heeft zelf met “zijn” vergelijking E=mc2 het
ultieme doel bereikt van een simpel, krachtig
model. Er zijn helaas ook modellen waarop terecht
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
de kritiek is geuit dat ze “gecompliceerder zijn
dan de werkelijkheid”!
Vele studenten zijn de afgelopen 10 jaar
afgestudeerd op de modellering van processen als
beluchting, snelfiltratie, ontharding, aktiefkoolfiltratie, vlokvorming, bezinking, flotatie en
membraanfiltratie. Sinds 1995 coordineert ir. Luuk
Rietveld dit onderzoek in het kader van zijn
promotie-project. Afbeelding 15 geeft een
overzicht van afstudeer-projecten op het gebied
van modellering.
Zuivering spro c es
A fstudeerder
Beluchti ng
Snelfi ltrati e
Alex v an de Helm
E dgardo Valeri ano
Mari je Hendri ks
Jo ukje Keuni ng
JanDi k Verdel
René v an der Aa
Jan Ti mmer
Ro bert W i llemse
Dav i d Vi sscher
Hella v an de Maarel
Jasper Verberk
Gert-Jan Schers
C arel Aeyelts Av eri nk
Mi chel Ri emersma
Ignaz W o rm
Jan Po st
Petra Ho lzhaus
Patri ck Smeets
Örjan v an Dro ngelen
Marti jn Bakker
Onthardi ng
Akti efko o lfi ltrati e
Vlo kv o rmi ng
Bezi nki ng
Flo tati e
Membraanfi ltrati e
Bo dempassage
Kw anti tei t/sturi ng
Afb. 15 - Overzicht afstudeerprojecten op het
gebied van modellering.
Om de gebruikersvriendelijkheid van de ontwikkelde modellen te vergroten en een brede
toepassing te bevorderen, wordt er op dit gebied
samengewerkt met DHV Water. Kort samengevat
houdt deze samenwerking in dat DHV de
“studentenmodellen” omzet in gebruikersvriendelijke, professionele software in de daartoe
ontwikkelde, gestandaardiseerde, modelomgeving “Stimela”. De goede waarnemer herkent
in de naamgeving een breuk met de traditie van
Delftse ingenieurs om hun programma’s te
voorzien van bekoorlijke meisjesnamen als Diana,
Aleid en Betsie!
Stimela is een modellenbibliotheek en zodanig
opgezet dat een aantal zuiveringsprocessen aan
elkaar gekoppeld kunnen worden tot een hele
zuiveringstrein (Stimela betekent “trein” in Zulu).
Er blijken vele nuttige toepassingen te onderscheiden voor het gebruik van modellen in het algemeen
en Stimela in het bijzonder, te weten:
1.
Onderwijs en training (verhoging inzicht in
zuiveringsprocessen)
2.
Onderzoek (ondersteuning en interpretatie
experimenten)
3.
Ontwerp (optimalisatie, varianten-analyse)
4.
Off-line simulatie bedrijfsvoering (optimalisatie, “Flight-simulator” studies)
5.
On-line besturing (automatisering procesvoering, managementrapportage)
Illustraties van de verschillende toepassingen
worden gegeven in de afbeeldingen 16 t/m 20.
Het spreekt voor zich dat de opzet en de mate
van detaillering van de modellen verschillend is,
afhankelijk van doel en toepassing.
Modellering en de International Water
Association (IWA)
In maart 2000 werd op de TUD de IWA-workshop
“ Modelling of conventional water production processes” gehouden. De hoofdconclusie van deze
workshop was dat gezocht moet worden naar
standaardisatie en calibratie van modellen voor
gebruik bij de drinkwaterzuivering. Ook bij deze
bijeenkomst werd het belang onderschreven van
het gebruik van modellen zowel off-line voor
onderwijs, onderzoek, ontwerp en bedrijsvoeringsoptimalistie als voor het on-line gebruik bij
de besturing van pompstations. Daarnaast werd
geconcludeerd dat het van groot belang is om een
internationaal platform op te richten voor de
uitwisseling van kennis en ervaring over
modellering van drinkwaterzuiveringsprocessen.
Afgesproken is dat de TUD hierin als “trekker”
zal fungeren in een internationaal samenwer-
13
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
Y
PG
P
/ G
Q
D
W V
I
D
Y
PG
'(&
'(&
Y
'(&
'(&
'(&
YHUEOLMIWLMGG
Afb. 16 - Inzicht door modellering (decimale verwijdering virussen bij bodempassage,
lit. 4).
Afb. 19 - Off-line scenario studie met modellering
(looptijd voorspelling aktieve
koolfilters, lit. 7).
@
O
J
P
>
1
+
1
H
L
W
D
U
W
Q
H
F
Q
R
&
[
PJO
[
PJO
[
PJO
7LMG>GDJHQ@
ZLVSURPJO
ZLVSURPJO
ZLVSURPJO
WURHEHOKHLG)78
WURHEHOKHLG)78
WURHEHOKHLG)78
GHELHWP K
GHELHWP K
GHELHWPK
Afb. 17 - Onderzoek met modellering (effect
enten bacteriën op opstart nitrificatie
in filters, lit. 5).
@
P
>
G
Q
D
W
V
U
H
H
Z
U
H
W
OL
)
JHPHWHQ
YRRUVSHOG
:DWHU
/XFKW
7LMG>XUHQ@
Afb. 20 - On-line besturing met modellering
(looptijden/spoelen snelfilters, lit. 8).
'UXNYHUORRSELMGLVFRQWLQXHYDFXPSRPS
@
D
3
N
>
N
X
U
'
3WRW
1
&2
&+
+2
+6
7LMG>P LQ@
Afb. 18 - Ontwerp met modellering (effect onderdruk bij vacuumontgassing, lit. 6).
kingsverband met andere Universiteiten (onder
meer prof. Johannis Haarhoff van Rand University, Zuid-Afrika, prof. Bruce Rittman van Northwestern University, USA, prof. Chuck Haas van
Drexel University, USA en prof. Avner Adin, University of Jerusalem, Israël).
14
Modellering en internet
Bij de IWA-workshop is afgesproken dat de TUD
een website zal inrichten als platform voor de
uitwisseling van kennis en informatie over
modellering van drinkwaterzuivering. Het gebruik
van internet faciliteert het gebruik van modellen
en de terugkoppeling van ervaringen van
gebruikers wereldwijd. Parallel hieraan bestaat
een Stimela-website. Afbeelding 21 geeft een
indruk van deze website (www.stimela.nl, “ik heb
een website, dus ik besta”), vanwaar in de
toekomst de Stimela-modellen door een ieder
kunnen worden gedownload (“freeware”).
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
JHPHWHQ
YRRUVSHOG
@
P
>
G
Q
D
W
V
U
H
H
Z
U
H
W
O
L
)
7LMG>XUHQ@
6WLPHOD
Afb. 23 - Sturing kwaliteit m.b.v. Stimela.
Afb. 21 - Stimela website.
Modellering en sturing
drinkwaterproduktie (MPC)
Momenteel worden de drinkwaterproduktieinstallaties in Nederland (nagenoeg) niet
(bij)gestuurd op basis van kwaliteitsparameters.
Op basis van de drinkwatervraag wordt een
bepaalde (pomp)capaciteit ingesteld en het
ontwerp is in het algemeen zodanig robuust dat
de kwaliteit van het reinwater voldoet aan de
eisen. Incidenteel stelt de bedrijfsvoerder zaken
als looptijden of spoelcriteria bij, al of niet na
onderzoek van het laboratium.
In de afgelopen jaren hebben veel waterleidingbedrijven de sturing van de kwantiteit geautomatiseerd m.b.v. systemen als OPIR. Hierbij zorgt
de automatisering voor een zo constant mogelijke
produktie door gebruik te maken van een
vraagvoorspellingsmodule en de berging in de
reinwaterkelder. Afbeelding 22 geeft een beeld van
23,5
Afb. 22 - Sturing kwantiteit m.b.v-OPIR.
deze toepassing.
In de nabije toekomst wordt het echter ook
mogelijk om de kwaliteit mee te nemen in de
automatisering. De directe besturing van
pompstations op basis van modelvoorspellingen
wordt Model Predictive Control (MPC) genoemd.
Afbeelding 23 illustreert het principe van MPC.
Door gebruik te maken van “zelflerende”
programmatuur en deze te calibreren op een
bestaand pompstion is het mogelijk voorspellingen
te doen voor het effect van veranderende
influentkwaliteit, capaciteit en procesvoering.Aan
de hand van deze voorspelling kan dan de sturing
geoptimaliseerd worden met de volgende
potentiele voordelen:
1.
Vergroten van de produktiecapaciteit
De zuivering kan “tot zijn grenzen”
worden belast door MPC in combinatie met
zaken als on-line monitoring door deeltjestellers e.d. Dit is zeer interessant aangezien het kan leiden tot besparingen op
investeringen voor nieuwe pompstations,
uitbreidingen en renovaties. Een probleem
(“er zijn geen problemen, alleen uitdagingen”) hierbij is wel dat het nodig is de
modellen te calibreren onder “stresscondities”, d.w.z. hoge filtratiesnelheden,
lange looptijden, etc.
2.
Verbeteren van de reinwaterkwaliteit
Door continue optimalisatie van het
zuiveringsproces (bijv looptijden) m.b.v.
MPC kan doorslag van deeltjes e.d.
geminimaliseerd worden waardoor de
reinwaterkwaliteit beter wordt en het
distributienet minder belast wordt. Het
15
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
3.
laatste kan weer leiden tot besparingen op
onderhoud en spuiverliezen in het distributienet. Daarnaast zal minder sediment/
biofilm vorming in het distributienet
optreden, hetgeen een gunstig effect zal
hebben op de bacteriologische kwaliteit en
nagroei zal verminderen.
Verminderen kosten bedrijfsvoering
Onbemande bedrijfsvoering wordt beter
mogelijk, terwijl tevens onderhoud
ingepland kan worden in de automatisering
m.b.v. MPC. Ook wordt het mogelijk om
secundaire processen als de spoelwaterbehandeling optimaal af te stemmen op het
primaire proces.
Het onderzoek van de TU Delft op dit gebied zal
de komende jaren met name gefocussed worden
op de ontwikkeling en (ondersteuning van) de
toepassing van MPC. Dit zal gerealiseerd worden
in praktijkgerichte projecten in samenwerking
met waterleidingbedrijven. Zowel op nationaal
(EZ) als op internationaal(EU) niveau lijkt
ondersteuning mogelijk en gewenst teneinde
voldoende momentum aan deze belangijke
ontwikkeling te geven.
3.3
Integrale aanpak waterketen
Geleidelijk zijn de laatste jaren de grenzen in het
waterbeheer vervaagd, hetgeen we, zoals bekend,
aanduiden met de term integraal waterbeheer. De
waterketen mag zich de laatste jaren verheugen
in een warme belangstelling van diverse kanten,
waarbij de discussie behalve aan technische, ook
aan bestuurlijke, bedrijfsmatige en commerciële
kanten raakt. Dit heeft niet alleen consequenties
voor het onderwijs, maar ook voor het onderzoek
dat “integraal” aangepakt moet worden.
Daarnaast is er de roep om “duurzaamheid”, er
is een veelheid aan ideeën ontwikkeld op het
gebied van “sluiting van de waterketen”,
hergebruik van effluent, scheiding van afvalstromen, etc. Wat houdt duurzame ontwikkeling
nu precies in?
16
Belangrijke, nog openstaande vraagstukken in dit
verband zijn:
1.
gaat duurzaamheid niet ten koste van
veiligheid en volksgezondheid?
2.
welke schaalgrootte is nodig en optimaal?
3.
waar liggen bestuurlijke en juridische
verantwoordelijkheden?
U begrijpt dat het 1e punt ons als gezondheidstechnici bijzonder ter harte gaat.We moeten niet
“doorschieten” naar alternatieve systemen, maar
de veiligheid en betrouwbaarheid van de
infrastructuur voorop stellen.
Het 2e punt wordt aangepakt in het kader van
een zogenaamd DIOC-project (Delfts Interfacultair
Onderzoek Centrum, gefinancierd door de Minister) waarbij we nader willen kijken naar de zin en
onzin van kleinschalige alternatieven voor de
stedelijke waterinfrastructuur.
Voor het 3e punt tenslotte werken we samen met
onze collega’s van Technische Bestuurskunde en
Management, die meer verstand hebben van de
politiek dan wij. In de bijdrage van prof. Francois
Clemens wordt nader ingegaan op deze materie.
3.
Programma 53e Vakantiecursus
Nadat er jarenlang is gesproken over een thema
“Internationale ontwikkelingen” is het nu dan zo
ver. Vorig jaar sprak ik de wens uit dat we een
Vakantiecursus zouden kunnen wijden aan de
Nederlandse successen op de internationale
markt. In hoeverre we echt (al) van een succes
kunnen spreken zullen we bij deze Vakantiecursus
ervaren.
In het kader van “ken uw concurrent” zullen velen
geïnteresseerd zijn in de ervaringen van de grote
Franse multi-utility VIVENDI. Als eerste spreker
(na de algemene inleiding) zal Frederic Devos de
visie van VIVENDI presenteren over “Sustainibility
and the future”.
Na hem zal drs. Henk Vreeswijk van het Ministerie
van Economische Zaken vervolgens de (al of niet
bestaande) Nederlandse industriepolitiek op
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
watergebied toelichten. Hij zal ingaan op de
exportmogelijkheden van de Nederlandse
watersector en de ondersteuning die de overheid
daarbij kan leveren.
Ir. Mark van Eekeren van ons aller Kiwa geeft
vervolgens een overzicht van de activiteiten die
momenteel door de bedrijfstak reeds verricht
worden en de plannen die er zijn voor de nabije
toekomst.
Ir. Maarten Gast, de vertrekkende directeur van
Gemeentewaterleidingen Amsterdam vertelt ons
na de luchpauze de redenen van GWA om op nietcommerciële basis haar kennis en ervaring ter
beschikking te stellen aan collega-bedrijven in het
buitenland.
Ir. Jos van Winkelen, directeur van NUON Water,
zal tenslotte zijn visie presenteren op de
internationale watermarkt en de rol die NUON
daarop wil gaan spelen.
In de gezamenlijke slotsessie zal Francis Rillaerts,
secretaris van Eureau, ons allen (inclusief de
afvalwatermensen, als de video-verbinding met
collegezaal B ons niet in de steek laat) bijpraten
over het beleid van de EU en de rol van Eureau
daarbij.
Kortom, het programma zal ook dit jaar voldoende
stof voor discussie opleveren tijdens de
traditionele, afsluitende Nieuwjaarsborrel!
4.
En dan nog dit…
Zoals wel vaker gebeurt tijdens de Vakantiecursus,
willen we ook dit jaar Uw aandacht vragen voor
enkele bijzondere, lovenswaardige initiatieven.
De Stichting Nederlands Watermuseum is
afgelopen jaar opgericht door NUON, WGe, WS
Rijn en IJssel, Provincie Gelderland en de
gemeente Arnhem. De Stichting heeft ambitieuze
plannen om op de schitterende lokatie van Park
Sonsbeek in Arnhem een groot watermuseum/
attractiepark te bouwen, waarin de problematiek
van het water in de breedste zin van het woord
op aanschouwelijke en toegankelijke wijze zal
worden getoond aan het grote publiek. Het
initiatief zal kort toegelicht worden door de
projectmanager Piet van de Poll; aanvullende
informatie vindt U in de syllabus en op posters in
het gebouw van Civiele Techniek.
De Waterland-site is een initiatief van Rijkswaterstaat, waarin op dit moment zo’n 130 partners uit de waterwereld participeren. Het betreft
een zogenaamde “portal” op internet, waarbij
het de ambitie is dat Waterland zich ontwikkelt
tot de “startpagina” van de Nederlandse
waterwereld op internet.
Het initiatief zal kort worden toegelicht door de
projectmanager Wilfried de Waal; aanvullende
informatie vindt U ook hierover in de syllabus en
op posters en computers in het gebouw van Civiele
Techniek
De Nederlandse Watertoren Stichting is bij velen
van U ongetwijfeld bekend door de fraaie
“Watertorenposter” en het “ Watertorenboek” .
Afgelopen jaar heeft de Stichting een nieuw boek
het licht doen zien, te weten “ Watertorens in
oude ansichten”. Het werk van de Stichting wordt
volledig door vrijwilligers verricht, die zich
inzetten om onze karakteristieke watertorens te
behouden, al of niet via herbestemming. Ook over
het werk van de NWS wordt U nader geinformeerd
in de syllabus en via posters; daarnaast kunt U
zich aanmelden als lid!
5.
Literatuur.
1.
G.I.M. Worm, J. Verberk, J. van Dijk, H.
Futselaar, Lucht/waterspoeling bij ultrafiltratie, H2O, (33), 9-2000, p. 23-25.
2.
P. Wessels, S. v.d. Wetering, R. van ‘t
Oever, W. van der Meer, Dead-end nanofiltratie voor hergebruik regenerant
ionenwisselaars, H2O (33), 6-2000, p. 2123.
17
53e Vakantiecursus Drinkwater en 20e Vakantiecursus Riolering en Afvalwater
3.
J.W. Post, Recovery+, naar een hogere recovery met capillaire nanofiltratie,
Afstudeerverslag TU Delft, november 2000.
4.
P. Smeets, Virusverwijdering bij bodempassage, Afstudeerverslag TU Delft,
september 1995.
5.
J.D. Verdel, Modellering grondwaterfiltratie, Afstudeerverslag TU Delft,
februari 1997.
6.
A. van der Helm, Modellering gasuitwisselingssystemen, Afstudeerverslag TU Delft,
september 1998.
7.
L.C. Rietveld, Modellering aktiefkoolfiltratie bij zuiveringsstation Reyerswaard,
WZHO, september 1999.
8.
S.G. Tan, Modelling of WRK III, Conceptafstudeerverslag TU Delft, januari 2001.
9.
M. Bakker, K.M. van Schagen, Flow control
by prediction of demand, in: Proceedings
van IWA-workshop “Modelling of conventional drinking water treatment
processes”, TU Delft, March 2000.
18