Water zuiveren van medicijnresten

Mensen worden steeds ouder, wat gepaard gaat met meer medicijngebruik. Dat vormt een probleem voor de waterkwaliteit. Medicijnresten – zoals pijnstillers en anticonceptiemiddelen – komen via de urine in het rioolwater terecht en glippen door de gangbare rioolwaterzuiveringsinstallaties heen. Jaarlijks belandt zo meer dan 190.000 kilo medicijnen in het oppervlaktewater, aldus het RIVM.

Drinkwaterbedrijven die oppervlaktewater gebruiken, hebben steeds meer moeite om deze stoffen uit het water te halen. Veel van deze stoffen zijn bovendien schadelijk voor het waterleven. De pijnstiller diclofenac bijvoorbeeld kan de kieuwen, lever en nieren van vissen aantasten. De anticonceptiepil kan geslachtsverandering bij vissen veroorzaken en antidepressiva beïnvloeden het gedrag van vissen en waterkreeftjes.

Waterschappen werken al jaren aan oplossingen met nieuwe technologieën en extra zuiveringsstappen. Eén methode adsorbeert medicijnresten aan actief kool (vergelijkbaar met norit), een andere knipt met ozon de verontreiniging in kleinere, minder schadelijke deeltjes. Ook ultraviolet licht werd getest, maar dat verbruikte te veel energie.

Nieuwe technologie

Tien jaar geleden begon een Wagenings onderzoeksteam onder leiding van hoogleraar Milieu- en Watertechnologie Huub Rijnaarts met de ontwikkeling van een nieuwe zuiveringstechnologie. Hierbij hechten micro-organismen zich als een biofilm aan actief kool en breken zo de goed afbreekbare medicijnresten af.

‘We zagen dat zich een hele dierentuin aan micro-organismen vestigde in de biofilm,’ vertelt alumnus Arnoud de Wilt, die als promovendus aan dit project werkte. Hij is inmiddels werkzaam bij Royal HaskoningDHV. ‘We gaven deze organismen eerst alle tijd om de meeste troep op te ruimen.’ Wel moest er voldoende zuurstof aanwezig zijn, anders deden de organismen weinig met de medicijnresten.

Ozon als tweede stap

Het resterende, moeilijk afbreekbare deel werd vervolgens naar een kleine tank gebracht waarin ozon werd toegevoegd. Deze zeer reactieve "super-zuurstof" breekt de vervuiling af door lange molecuulketens kapot te knippen.

Zo bleef bijvoorbeeld het epilepsiemedicijn carbamazepine onaangetast door de micro-organismen, maar werd het in de ozonreactor alsnog afgebroken. Omdat het meeste werk al biologisch was gedaan, was slechts 25 procent van de gebruikelijke hoeveelheid ozon nodig.

Dat is niet alleen kostenbesparend, maar voorkomt ook de vorming van bromaat – een schadelijk bijproduct dat potentieel kankerverwekkend is voor mensen. Voor het aquatisch milieu vormt bromaat overigens geen gevaar. Ook de energiebehoefte is door deze aanpak aanzienlijk lager.

Prijswinnende innovatie

De technologie – genaamd Aurea – won vorig jaar de prijs De Vernufteling, een onderscheiding van Koninklijke NLingenieurs, ingenieursvereniging KIVI en tijdschrift De Ingenieur voor innovatieve projecten met maatschappelijke meerwaarde.

Aurea maakt tot 90 procent van de farmaceutische stoffen onschadelijk en moet zich nu in de praktijk bewijzen. Op de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Zeist bouwt Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden momenteel een volwaardige installatie.

Uit een recent vergelijkend onderzoek van STOWA blijkt dat meerdere zuiveringstechnologieën klaar zijn voor praktijktoepassing. ‘Onze technologie scoort heel goed,’ zegt De Wilt. Niet alle 314 rioolwaterzuiveringen in Nederland zullen voor deze technologie kiezen. ‘Ik verwacht een marktaandeel van 20 tot 40 procent.’

Aurea is overigens niet geschikt voor het verwijderen van PFAS, blijkt uit onderzoek. De Wilt ziet echter kansen om de technologie als voorzuiveringsstap te gebruiken, waarna een PFAS-afbraaktechnologie de rest efficiënter kan uitvoeren. De leerstoelgroep Milieutechnologie werkt momenteel samen met Royal HaskoningDHV en andere partners aan een PFAS-verwijderingstechnologie.