Waterbedrijven willen graag kou onttrekken uit drinkwater om bijvoorbeeld gebouwen te kunnen koelen. Met deze techniek, Thermal Energy Recovery, hopen ze klimaatneutraal te worden en van het waternetwerk een alternatieve energiebron te maken. Maar als kou wordt onttrokken aan het drinkwater, stijgt de temperatuur van het water. Is het dan nog goed genoeg voor consumptie? En hoe zit het dan met de microbiologische kwaliteit van het water? Dat onderzoekt promovendus Jawairia Imtiaz Ahmad in het Waterlab van de TU Delft.
Pijpleidingen en biofilm
Jawairia heeft samen met haar collega’s in het Waterlab een gangenstelsel met PVC pijpen gemaakt om het echte waternetwerk na te bootsen. In deze testomgeving wordt het drinkwater verwarmd tot maximaal 25 graden Celsius. Jawairia onderzoekt de microbiologische kwaliteit van het water bij verschillende temperaturen en onder verschillende hydrodynamische omstandigheden wanneer kou onttrokken wordt. “In Nederland wordt drinkwater nu tot maximaal 15 graden verwarmd, omdat aangenomen wordt dat die temperatuur het minste gevaar oplevert. Maar dat is nooit goed onderzocht.” Ze kijkt niet alleen naar het water dat door de pijpen stroomt, maar ook naar de biofilm, een laagje slijm bestaande uit bacteriën dat achterblijft in de pijpen. “De micro-organismes die onze gezondheid beïnvloeden, zitten veelal in de biofilm. Deze groeit sneller wanneer de temperatuur van het water toeneemt. De bacteriën in de biofilm nemen toe en zo kan bijvoorbeeld legionella ontstaan.”
Schoon drinkwater
Voor Jawairia zelf is schoon drinkwater niet vanzelfsprekend. “In mijn thuisland, Pakistan, is het water niet zo schoon als hier. Daar komt rioolwater soms uit op drinkwater. In Pakistan gebruiken ze chlorine om het water schoon te maken. Toen ik hoorde dat Europese landen het voor elkaar krijgen om het water schoon te houden zonder chlorine, vond ik dat erg interessant. Waarom kunnen kleine landen wel schoon water leveren en mijn land niet? Mensen drinken in Nederland zelfs water uit de kraan. Dat is in Pakistan onvoorstelbaar.”
Thermal Energy Recovery
Om water uit de kraan te blijven drinken is het belangrijk om te weten wat voor impact het onttrekken van kou heeft op de kwaliteit van het drinkwater. Maar hoe onttrek je die kou eigenlijk? “We gebruiken een systeem genaamd Thermal Energy Recovery. Je laat drinkwater door een pijp stromen en warm grondwater door een andere pijp. De twee waterstromen laat je bij elkaar komen in een warmtewisselaar (heat exchanger). Daar wisselen de waterstromen onderling warmte en kou uit. Het grondwater dat kouder is geworden stroomt terug naar een ondergronds opslagsysteem: Aquifer Thermal energy storage (ATES). Dit water wordt later gebruikt om gebouwen te koelen. Er is minder energie nodig om het water te koelen, omdat het water al kouder is. Maar in de pijp met drinkwater zien we, na het onttrekken van de kou, fluctuerende water temperaturen. Het drinkwater is warmer geworden. Ik kijk wat die toegenomen temperatuur doet met de kwaliteit van het water.”
Advies
Met dit onderzoek kan Jawairia Nederlandse waterbedrijven adviseren: “Ik wil graag weten wat de maximale temperatuur waarbij we kou aan drinkwater kunnen onttrekken, zodat het water schoon en drinkbaar blijft. Ook is het belangrijk om te onderzoeken of de materialen die gebruikt worden in de warmtewisselaar invloed hebben op de microbiologische kwaliteit van het water. Met deze kennis kunnen we waterbedrijven advies geven hoe warm het drinkwater mag worden na Thermal Energy Recovery. Hopelijk helpt dit Europese waterbedrijven om het waternetwerk te gebruiken als alternatieve energiebron, zodat ze energieneutraal kunnen opereren.”
Gepubliceerd: Augustus 2016
