September 2019

Waterrecycling moet net zo gewoon worden als wasmachine

‘We moeten wel, water is er niet alleen voor de rijken’

Arthur Valkieser ontwikkelde de Hydraloop, een systeem dat douche-, bad- en wasmachinewater opvangt, reinigt en desinfecteert en dat tot 85 procent van het huishoudelijk water kan recyclen. In tegenstelling tot de bestaande systemen maakt de Hydraloop geen gebruik van filters of membranen waardoor het toestel nagenoeg onderhoudsvrij is. Waterrecycling in huis moet, als het aan Valkieser ligt, straks net zo normaal worden als het gebruik van een wasmachine of vaatwasser.

Een waterrecyclingsysteem dat een wezenlijke bijdrage levert aan de energiebesparing, dat met zijn maatvoering in geen enkel huishouden in de weg hoef te staan, fraai oogt en redelijk betaalbaar is. Het zijn de eigenschappen die mogen worden toegeschreven aan de Hydraloop. Bedenker Arthur Valkieser is volop bezig het systeem in de markt te zetten. Hij toont ze op beurzen en heeft er al enkele belangrijke awards in binnen- en buitenland mee binnengesleept. Tijdens Building Holland ontving hij de Rabobank Innovatie Award Circulariteit.

Duurzame en comfortabele leefstijl

‘De Hydraloop past in een duurzame én comfortabele leefstijl. Geniet van douche en bad en bespaar water en energie,’ stelt Valkieser. Hij overdrijft niet. Per jaar kan een gezin van vier personen tot 92.000 liter recyclen. Hydraloop is gevestigd op de WaterCampus in Leeuwarden en is inmiddels van eenmansbedrijf uitgegroeid tot een onderneming met zeven medewerkers. De WaterCampus is het knooppunt van de Nederlandse watertechnologiesector. Overheden, onderwijsinstellingen, ondernemers en wetenschappers werken hier samen. Logisch dat het jonge bedrijf deze locatie als uitvalsbasis heeft gekozen. Hydraloop heet ook het toestel waarmee het watertechnologiebedrijf sinds kort op de markt is. Het toestel heeft qua uiterlijk wel wat weg van een designkoelkast, maar neemt slechts 0,27m² vloeroppervlak in beslag. Het toestel reduceert het gemiddelde leidingwaterverbruik per persoon van 133 naar 74 liter per dag. Dat gerecyclede water gaat naar de toiletspoeling, de wasmachine of de tuin. Dat leidt niet alleen tot een afname van leidingwater en lozing op het riool, maar het vermindert ook de CO₂-uitstoot omdat in huis zuiniger kan worden verwarmd. De Hydraloop geeft namelijk restwarmte af in de woning. Per huishouden van vier personen scheelt dat uiteindelijk 476 kg CO₂-uitstoot per jaar.

De Hydraloop wordt gevoed door leidingwater en bad- en douchewater, waarna het water na reiniging via leidingen wordt toegevoerd naar toiletten, wasmachine, opslagtank en naar het riool.

Geen filters of membranen

Voor de recycling van het water afkomstig van bad, douche en wasmachine, maakt de Hydraloop gebruik van een niet eerder toegepaste combinatie van technieken. ‘Reguliere systemen gebruiken filters of membranen om het water te behandelen,’ vertelt Valkieser. ‘Maar die filters en membranen raken verstopt en de systemen hebben daardoor regelmatig onderhoud nodig. In de praktijk betekent dit dan vaak dat een onderhoudsbedrijf langs moet komen. Bovendien is het nogal prijzig om een membraan te vervangen. Ons systeem is onderscheidend doordat we vuil, zeep en andere vervuiling kunnen verwijderen zonder gebruik van een filter of membraan. En we bereiken toch de internationale normen voor een goede waterkwaliteit dankzij de gecombineerde inzet van zes verschillende technieken.’ Als het afvalwater de Hydraloop binnenkomt, wordt eerst ‘sedimentation’ en ‘floatation’ toegepast. Ongeveer 95 procent van alle verontreiniging heeft een soortelijk gewicht dat hoger of lager is dan dat van water. De zwaardere verontreinig zinkt (sedimentation), de lichtere verontreiniging drijft (floatation). Het vuil dat naar de bodem zinkt wordt opgevangen op het laagste punt, tijdelijk opgeslagen en later afgevoerd naar het riool. Het drijvende vuil wordt opgesloten in een centrale cilinder in het midden van de tank. 7 min. nadat er is gedoucht, wordt het water in de centrale middentank omhoog geduwd zodat al het drijvende vuil via een skimmer in het riool verdwijnt. Daarmee zijn de grove verontreinigen uit het water. Daarna wordt de derde techniek ingezet: Dissolved Air Flotation (daf). Dit is een techniek die veelvuldig wordt gebruikt bij de behandeling van industrieel afvalwater. De verwijdering van de verontreiniging wordt bereikt door het oplossen van lucht in water in de centrale middentank dat al in de voorgaande stap van de grofste organische verontreiniging is ontdaan. De lucht komt vrij in de vorm van kleine belletjes die zich aan de opgeloste verontreiniging hechten waardoor de materie begint op te drijven naar het oppervlak van het water. Deze drijflaag kan dan ook weer over de skimrand naar de riolering worden geduwd. Daarmee gaat dus wel wat water verloren. Shampoo, zeepresten, deodorant en dergelijke zijn dan nog in het water aanwezig. Deze resten zorgen voor een schuimproductie. Maar juist deze eigenschap komt nu van pas in de volgende stap: foam fractionation. Schuim fractionering is een chemisch proces. Hydrofobe moleculen worden gescheiden vanaf een vloeibare oplossing in stijgende kolommen van schuim. Het is een techniek die in veel huishoudens wordt toegepast bij het verwijderen van organisch afval van aquaria. De Hydraloop maakt er dus ook gebruik van. De verontreiniging die zich aan de wand van het luchtbelletje heeft gehecht, ‘reist’ met het schuim mee omhoog en verdwijnt ook nu weer over de skimrand. Het nog te behandelen water wordt via een gepatenteerde techniek uit de buitenste tank naar de binnentank gevoerd om daar met daf en foam fractionation te worden behandeld. In de buitenste tank vindt ook nog een biologische waterbehandeling plaats met de zogeheten Moving Bed Bioreactor (mbbr). Het water is door de luchtbelletjes zeer zuurstofrijk en daarmee een ideaal milieu voor bacteriën die de verontreiniging opvreten. Deze vijf technieken zorgen er samen voor dat in de circa 5 h durende waterbehandeling het troebele afvalwater kraakhelder wordt en voldoet aan de internationale normen voor grijs water. Daarna wordt het water nog door uv-licht gedesinfecteerd en afgevoerd naar de onderste tank, feitelijk de opslagtank. Vanuit deze tank worden de toiletten, tuin en wasmachines voorzien van schoon, gerecycled water. Het systeem reinigt zichzelf. Filters vervangen of reinigen is niet nodig.

Energiebesparing Hydraloop

Het Delftse bureau voor Energieprestatie-advies Epos heeft de energiebesparing in kaart gebracht die met een Hydraloop-toestel kan worden bereikt. De energiebesparing wordt op drie manieren gerealiseerd:

Het douche/bad-afvalwater heeft een temperatuur van ongeveer 32 °C en wordt opgevangen in het Hydraloop-systeem. Zonder Hydraloop wordt dit warme afvalwater via de riolering afgevoerd uit huis. Als de Hydraloop binnen de muren van de woning is geplaatst, wordt deze restwarmte afgegeven aan de woning waardoor de restwarmte bijdraagt aan de verwarming van de woning.
De gemiddelde temperatuur van leidingwater is 10 °C (winter circa 8,5 °C, zomer circa 14,8 °C). Zonder Hydraloop moet de wasmachine het water verwarmen van 10 °C naar de ingestelde temperatuur, bijvoorbeeld 30 °C. Voor het verwarming van 10 naar 30 °C wordt elektriciteit verbruikt. Met een Hydraloop is het water al 20 °C; de wasmachine verbruikt minder elektriciteit om het water te verwarmen van 20 naar 30 °C dan van 10 naar 30 °C.
Voor de toiletspoeling wordt met een Hydraloop gerecycled water gebruikt van 20 °C. Echter zonder Hydraloop is het water gemiddeld 10 °C. Bij elke toiletspoeling wordt zodoende vele malen per dag koud water geïmporteerd in huis en dat water wordt door de cv-installatie opgewarmd tot circa 20 °C en weer weggespoeld. Met een Hydraloop gaat er minder energie verloren door de toiletspoeling.

Voor een gezin van vier personen wordt 6.617,5 MJ primair aan energiewinst behaald. Omgerekend naar elektriciteit is dit circa 600 kWh, grofweg de opbrengst van twee zonnepanelen.

Watergebruik optimaliseren

De gebruikers van de Hydraloop kunnen om het waterverbruik te optimaliseren desgewenst gebruik maken van een App. Wanneer iemand een was wil draaien, maar de voorraad gerecycled water is beperkt, zal de App aangegeven dat het slimmer is om de was even uit te stellen tot er weer is gedoucht. Bij piekmomenten in het waterverbruik, situaties waarin de Hydraloop mogelijk onvoldoende gerecycled water kan leveren, schakelt het systeem over naar leidingwater. Daarvoor is back-up ingebouwd. De aansluiting op het leidingwater voldoet aan en-13077. Als er drie dagen geen activiteiten in huis zijn, gaat de hydraloop er vanuit dat de bewoners met vakantie zijn. Mocht er dan nog gerecycled water in de onderste tank zijn opgeslagen, wordt er zo’n 95 procent van weggegooid. Reden: het water in deze tank wordt elke 4 h opnieuw met uv gedesinfecteerd en dat kost een beetje energie. Als er langer dan een maand geen activiteit is, wordt de tank helemaal geleegd. Valkieser spreekt van een plug&play-systeem waarvoor de gebruiker zo’n 3.000 euro moet betalen. Maar voordat de stekker in het contact kan moet er wel het nodige zijn gebeurd. De watertoevoer vanaf bad/douche en wasmachine naar de Hydraloop moet worden gerealiseerd. Ook moet er een drinkwaterleiding naar het toestel. Vervolgen moeten er toevoerleidingen komen voor het gerecyclede water tussen de Hydraloop en de toiletten, wasmachine en eventueel een opslagtank voor de tuin. Afgezien van de aanlegkosten die er nog bij komen, lijkt het systeem vooralsnog vooral kans te maken in nieuwbouwwoningen.

Per jaar kan een gezin van vier personen tot 92.000 liter recyclen

Valkieser: ‘In de nieuwbouw is het inderdaad betrekkelijk eenvoudig om het leidingstelsel meteen mee te nemen. Er is maar een beperkte aanpassing in de woning nodig. Voor de bestaande bouw kan het lastiger worden. Als de wasmachine in de badkamer naast de Hydraloop staat, gaat het nog wel. Maar over het algemeen is een renovatie een goed moment om een Hydraloop te plaatsen.’ Het model dat nu op markt is gebracht, is geschikt voor een huishouden tot maximaal vijf personen. Eind van dit jaar moeten volgens planning drie nieuwe modellen volgen. Naast het huidige model komt een grotere en een kleinere variant. De kleine versie is geschikt voor appartementen voor twee à drie personen en kan achter het toilet in de muur worden ingebouwd. Het grotere model is voor toepassing in kantoorgebouwen.

De waterrecyclingunit is zo fraai vormgegeven dat hij in leefruimtes zoals de keuken of badkamer past.

Waterschaarste

Toen bij Valkieser zo’n 10 jaar geleden het idee voor de ontwikkeling van de Hydraloop begon te rijpen, dacht hij dat de vinding vooral op belangstelling kon rekenen in landen waar drinkwater schaars is of op zijn minst behoorlijk aan de prijs. Maar nu Nederland vorig jaar met de droogste zomer sinds mensenheugenis te kampen kreeg, bleek dat ook Nederlanders wel wat zagen in de Hydraloop. Valkieser: ‘Waterschaarste is nu ook hier een thema en daarmee een markt geworden. Het gaat nog niet om erg grote aantallen, maar inmiddels hebben er vanuit de fabriek Technologies Added in Emmen enkele tientallen hun weg naar de Nederlandse consument gevonden. Ook is er een container met hydraloops naar Namibië geëxporteerd, een land waar drinkwater schaars is en waar de toestellen worden geplaatst in luxe lodges. In Polen, Engeland en Zuid-Afrika hebben we eveneens afnemers.’ De Nederlandse klanten zijn niet alleen te vinden onder de groep van particulieren met een grote zorg voor het milieu en voor wie CO₂-beperking verder gaat dan pv-panelen op het dak. Anderen kiezen voor de techniek om vooral economische redenen. Ze willen geld besparen. In Nederland is het nu nog minder aan de orde, maar in België en Denemarken is de Hydraloop in verband met de waterprijs en het hoge tarief voor lozing op het riool binnen 5 jaar terugverdiend. Daarna verdienen ze gewoon 500 euro per jaar. ‘Spaarzaam met water omgaan is ook een zegen voor het feel-good-gevoel,’ zegt Valkieser. ‘We zijn ons steeds meer bewust van de waterschaarste en het voelt eigenlijk voor iedereen prettig om voor een duurzame levensstijl te kiezen.’

Standaard huisinrichting

Koelkast, oven en wasmachine zijn niet meer weg te denken uit onze standaard huisinrichting. Als daar over twintig jaar ook een waterrecyclingsysteem naast staat, heeft Hydraloop haar doel bereikt. ‘De wereldbevolking stijgt in 30 jaar van 7,8 naar 9,8 miljard mensen. Dat betekent dat we 26 procent meer water nodig zullen hebben. Maar water is nu al schaars door klimaatverandering en dat kunnen we niet oplossen met de huidige beschikbaarheid van vers water en infrastructuur van waterzuiveringsinstallaties. Thuis recyclen is ecologisch en logisch.’ ‘Water is een van onze primaire levensvoorwaarden, maar het raakt gewoon op. Het voelt voor mij bijna als een roeping om hiermee bezig te zijn. Niet alleen in Nederland, maar wereldwijd. Het zou fantastisch zijn als Hydraloop over 5 jaar volop apparaten verspreid waarmee het voor iedereen mogelijk wordt gemaakt om water te besparen. We moeten wel, water is er niet alleen voor de rijken.’

Tekst: Mari van Lieshout, freelance journalist.
Fotografie: Industrie

Meer weten over innovatieve technieken en ontwikkelingen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis nieuwsbrief.