Zwevend gedrag van kalkkorrels

Grondstof voor kristallisatie

Bij het ontharden van water ontstaan kleine bolletjes calciet. Een groot deel daarvan wordt hergebruikt voor nuttige toepassingen zoals glas, papier, tapijt en nu ook scrubcrème. Een kleiner deel gaat terug als grondstof voor het onthardingsproces. Bij dit onthardingsproces wordt in hardheidsreductoren  - grote cilindrische ketels van drie meter breed en zes meter hoog  - water omhoog gepompt, waarbij tonnen van deze korrels in zwevende toestand worden gebracht. Op die manier wordt in een klein volume een heel grote oppervlakte gecreëerd. Daardoor kan de kalk zich hechten aan de bolletjes die in het water zweven, een proces dat kristallisatie wordt genoemd. Om het kristalliseren op de bolletjes mogelijk te maken, wordt natronloog gebruikt. Door de aangroei van kalk worden de bolletjes steeds ronder en groter. Periodiek worden ze onder uit de ketels gehaald. Een deel wordt weer nuttig gebruikt en een deel gaat vervolgens weer terug als grondstof.

Verschillend zweefgedrag

En zo gaat dit eindeloos door. Een circulair proces. Om de bolletjes van calciet te kunnen gebruiken moeten ze eerst worden verwerkt. Dat gebeurt bij de Calcite Factory, waar ze worden gemalen, gedroogd (waarbij mogelijke bacteriën onschadelijk worden gemaakt) en gezeefd. Door het vermalen veranderen de calcietbolletjes in kleine scherfjes. Vergelijk het met in stukjes gesneden appels. Die onregelmatige vorm heeft ook een nadeel. De gemalen kalkdeeltjes zweven namelijk anders in de onthardingsketels dan de ronde kalkbollen. Om het gedrag van zwevende korrels beter te kunnen begrijpen is een onderzoek gestart. Met dit onderzoek hopen we de drinkwaterprocessen beter te kunnen beheersen en te kunnen verbeteren.

Calcietpellets worden gemalen voor onderzoek

Gezamenlijk onderzoek

Waternet doet dit onderzoek samen met de Hogeschool Utrecht (HU) en de Technische Universiteit Delft. Op de HU is een gezamenlijke meetopstelling gebouwd: de expansiekolom. Hiermee leren studenten chemische technologie het proces van de zwevende korrels beter kennen en werken ze ook mee aan echte vraagstukken vanuit het bedrijfsleven. Het gaat daarbij niet alleen maar om een practicum, maar om een onderzoek met toegevoegde waarde. Op die manier leveren de studenten een echte bijdrage aan de verbinding tussen Onderzoek, Onderwijs en Operatie: de 3 O's.

Bijdrage aan circulaire economie

Waternet heeft op 13 maart 2019 eenzelfde expansiekolom geïnstalleerd in Engeland bij de Queen Mary University of London. Sindsdien hebben veertig studenten chemische technologie net als bij de HU en Waternet onderzoek gedaan en het proces van de zwevende korrels ontdekt. Met deze nieuwe generatie willen wij de duurzame circulaire economie steeds stapje voor stapje verbeteren. Duurzaamheid vinden wij (bijna) allemaal belangrijk, maar er ook daadwerkelijk iets aan doen is niet zo eenvoudig. Omdat water zo sterk een verbindende factor is, leent het zich uitstekend voor het vormgeven van een duurzame samenleving.

Expansiekolom wordt geïnstalleerd bij de Queen Mary University