Ontzilting en ontziltingsinstallaties: definitie, technieken en toepassingen

Ontdek ontzilting en ontziltingsinstallaties: definities, technieken (distillatie, omgekeerde osmose), toepassingen en wereldwijde voorbeelden voor duurzaam zoetwaterbeheer.

Ontzilting is elk proces dat het overtollige zout en andere mineralen uit water verwijdert om zoet water te verkrijgen dat geschikt is voor dierlijke consumptie of irrigatie. Het doel is water te maken dat mensen, landbouw en industrie kunnen gebruiken wanneer natuurlijke zoetwaterbronnen niet toereikend of verontreinigd zijn. De meeste ontzilting gebeurt door distillatie, waarbij water verdampt en vervolgens wordt gecondenseerd zodat zouten en opgeloste stoffen achterblijven. Vaak gebeurt ontzilting echter ook met membranen, vooral met omgekeerde osmose, en met andere technieken die hieronder nader worden uitgelegd.

Belangrijkste technieken

• Multi-stage flash (MSF) en multi-effect distillation (MED): thermische destillatiemethoden die gebruikmaken van stoom en verdamping in meerdere stappen. MSF en MED worden veel toegepast in grootschalige, energie-intensieve installaties en zijn goed combineerbaar met elektriciteitsproductie (cogeneratie).
• Omgekeerde osmose (RO): een membranenproces waarbij druk wordt gebruikt om water door een halfdoorlatend membraan te persen, waarbij zouten en verontreinigingen worden tegengehouden. RO is energie-efficiënter dan klassieke thermische ontzilting voor veel toepassingen en is wereldwijd de meest gebruikte methode voor zowel zeewater als brakwater.
• Elektrodialyse (ED) en elektrodialyseomkering (EDR): elektrische processen die ionen selectief door membranen verplaatsen. Vooral effectief bij brakwater met relatief lage zoutconcentraties.
• Vapor compression en mechanische dampcompressie: technieken die warmte uit gecondenseerde stoom hergebruiken om verdamping aan te drijven, waardoor het energieverbruik daalt.
• Andere en opkomende methoden: vriesontzilting, membraandestillatie en forward osmosis. Innovaties richten zich op verlaging van energieverbruik, verbetering van membranen en integratie met hernieuwbare energie.

Pretreatment en nabehandeling

Voordat water ontzilt kan worden, is vaak voorbehandeling nodig om zwevende stoffen, organisch materiaal en micro-organismen te verwijderen die membranen kunnen verstoppen of warmtewisselaars kunnen vervuilen. Na ontzilting volgt meestal nabehandeling zoals remineralisatie (om het water corrosievriendelijk en smakelijk te maken), pH-correctie en desinfectie.

Energieverbruik en kosten

Energierekening is vaak de grootste operationele kostenpost bij ontzilting. Thermische methoden (MSF, MED) vergen veel warmte, terwijl RO vooral elektrische energie nodig heeft. Energie terugwinapparaten (energy recovery devices) verminderen het verbruik bij RO-installaties aanzienlijk. Steeds vaker worden ontziltingsinstallaties gekoppeld aan hernieuwbare energie (zoals zonne- en windenergie) of maken ze gebruik van restwarmte van energiecentrales om de CO2‑voetafdruk te verkleinen.

Afvalproducten en milieu

Het belangrijkste afval van ontzilting is pekel — een geconcentreerde zoutoplossing die, indien onjuist geloosd, lokale stijgingen in zoutgehalte en temperatuur kan veroorzaken en zo mariene ecosystemen kan schaden. Mogelijke beheersmaatregelen zijn verdunde lozing, oppervlakte‑ of diepe injectie, verdamping in bassins en het terugwinnen van zouten en waardevolle mineralen (brinemining). Chemische additieven voor voor‑ en nabehandeling kunnen ook milieu-impact hebben en vereisen zorgvuldige behandeling en monitoring.

Toepassingen

• Drinkwater: ontzilting levert veilig, drinkbaar water voor stedelijke en landelijke gebieden zonder betrouwbare zoetwaterbronnen.
• Agrarische irrigatie: in sommige droge regio’s wordt ontzilt water gebruikt voor landbouw, vooral wanneer men ruime energievoorraden heeft of wanneer zoetwater ontbreekt.
• Industrie: industrieën gebruiken ontzilt water voor proceswater, stoomketels en koelwatersystemen.
• Isolatie en eilanden: veel eilanden en afgelegen gemeenschappen zijn sterk afhankelijk van ontzilting voor hun watervoorziening.
• Gecogeneration en dubbele bestemming: sommige installaties produceren tegelijkertijd stroom en zoet water (dual-purpose plants), wat economisch en energetisch aantrekkelijk kan zijn.

Voorbeelden en wereldwijde capaciteit

Ontzilting van brak water wordt in de Verenigde Staten gedaan om te voldoen aan verdragsverplichtingen voor rivierwater dat Mexico binnenkomt. In gebieden met schaarste en veel energie, zoals delen van het Midden-Oosten, wordt ontzilt water zelfs voor de landbouw gebruikt. De ontziltingsinstallaties van Saoedi-Arabië zijn goed voor ongeveer 24% van de totale wereldcapaciteit. De grootste ontziltingsinstallatie ter wereld is de Jebel Ali Desalination Plant (Phase 2) in de VAE. Zij maakt gebruik van meertraps flashdestillatie, heeft een dubbele bestemming en kan 300 miljoen kubieke meter water per jaar produceren.

Voordelen en nadelen

• Voordelen: betrouwbare watervoorziening ongeacht neerslag, schaalbaar, combineerbaar met energieproductie, en technologisch rijp en bewezen.
• Nadelen: hoog energieverbruik (en dus kosten en CO2-uitstoot tenzij hernieuwbare energie wordt gebruikt), brine‑lozing met mogelijke milieu-impact, en aanzienlijke investeringskosten (CAPEX).

Toekomst en innovatie

Onderzoek richt zich op het verlagen van energieverbruik en kosten door betere membranen, efficiëntere energie‑terugwinningssystemen, integratie met zonne‑ of windenergie en ontwikkelingen in zero liquid discharge (ZLD) voor minimale afvallozing. Ook worden concepten voor het terugwinnen van waardevolle zouten en mineralen uit pekel commercieel aantrekkelijker.

Samenvattend: ontzilting is een cruciale techniek om zoet water te produceren in waterschaarse gebieden. De keuze van de methode hangt af van lokale omstandigheden (zeewater of brakwater), energieprijzen, schaal en milieuregels. Goed ontwerp, efficiënte energie‑terugwinning en zorgvuldig beheer van pekel zijn essentieel om economische en ecologische problemen te beperken.

Vragen en antwoorden

V: Wat is ontzilting?

V: Hoe wordt ontzilting meestal gedaan?

V: Wat zijn andere ontziltingsmethoden?

V: Wat is het hoofddoel van ontzilting?

V: Wat gebeurt er met het zout tijdens de ontzilting?

V: Waarom wordt brak water in de Verenigde Staten ontzilt?

V: Welk land heeft het grootste aantal ontziltingsinstallaties ter wereld?

Zoek op letter