Om betrouwbaar en smakelijk drinkwater te produceren is een uitgebreide zuivering nodig. Zuivering bestaat uit een reeks processen, en waterontharding is een belangrijke stap in de waterbehandeling. Momenteel, de meeste wateronthardingsprocessen gebruiken een specifiek type onthardingsreactor, bekend als vloeibaar-vast gefluïdiseerd (LSF) bedreactoren. Met deze aanpak worden naar schatting miljoenen kubieke meters water per jaar onthard.

De recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Ingenieurswetenschappen:X , gebruikte ultramoderne computersimulaties en experimentele gegevens om de vloeistofdynamica in deze onthardingsreactoren te onderzoeken.

traditioneel, men heeft gedacht dat deze reactoren homogeen gedrag vertonen, waar korrels in de reactor gelijkmatig door de vloeistof zijn verspreid zonder waarneembare openingen.

Echter, het onderzoeksteam, waaronder onderzoekers van de Universiteit Eindhoven, Delftse Universiteit, koningin Maria, Hogeschool Utrecht en waterfietsbedrijf Waternet, ontdekte dat deze granulaire bedden in de onthardingsreactor in plaats daarvan een heterogene structuur hadden met lokale holtes en instabiliteiten.

De verwachting is dat deze bevindingen de optimalisatie en verbetering van de huidige drinkwateronthardingsprocessen mogelijk zullen maken, aangezien de waargenomen heterogeniteit de kristallisatie en chemische reacties die verband houden met het verwekingsproces op onverwachte manieren beïnvloedt. Beurtelings, dit zou kunnen leiden tot de productie van onthard drinkwater van hoge kwaliteit tegen lagere kosten, en met verminderde CO ₂ uitstoot.

Studenten onderzoekservaring bieden

Twee Queen Mary bachelorstudenten Chemische Technologie, Jamila Rahman en Phoebe Berhanu, zijn co-auteurs op het papier en waren betrokken bij het uitvoeren van de experimenten, als onderdeel van hun stagejaar bij Waternet Amsterdam vorig jaar.

Dr. Edo Boek voegde toe:"Het is opwindend om te zien dat we binnen het eerste cohort van ons nieuwe Chemical Engineering-programma onze studenten de mogelijkheid hebben geboden om co-auteur te worden van een peer-reviewed gepubliceerd onderzoek, en hen voorzien van essentiële industriële ervaring."

We spraken met Jamila en Phoebe over hun stage-ervaring bij Waternet en hoe het voelt om bij te dragen aan een gepubliceerd onderzoekspaper.

Hoe ben je bij het onderzoek betrokken geraakt?

"We waren eerder op de hoogte van het project vanwege onze probleemgestuurde leermodule als onderdeel van de cursus. het was het enthousiasme van Onno Kramer (Waternet en TU Delft) over de kloof in deze wetenschap die ons er echt naar toe trok. We begonnen met discussies over kwantificeringsmethoden en de reikwijdte van dit idee leidde uiteindelijk tot dit gepubliceerde artikel."

Kun je iets meer vertellen over je stageplaats?

"De stage begon met het kennismaken met de fluïdisatiekolommen van de Universiteit Utrecht, we hebben deze tijd besteed aan het werken met andere stagiaires, het testen van het stromings- en deeltjesgedrag van meerdere soorten deeltjes, het opmerken van eventuele verschillen in zichtbare lege patronen. Dit mondde natuurlijk uit in een ontwikkeling van onze eigen persoonlijke projecten voor Waternet, terwijl hij ook met Onno werkte aan zijn Ph.D. theorie. Hij was van plan aan te tonen dat vloeistof-vaste fluïdisatiesystemen meestal heterogeen en niet homogeen waren, zoals in veel literatuurartikelen wordt vermeld. Onno was een flexibele en begripvolle begeleider die ons in staat stelde ons zelfstandig leervermogen te ontwikkelen, ons de vrijheid te geven om vragen te stellen en waar mogelijk de antwoorden te krijgen, zelfs als het niet gerelateerd was aan de taak."

Welke vaardigheden denk je dat dit project je heeft geholpen te ontwikkelen?

"We hebben professionele communicatieve vaardigheden ontwikkeld, evenals conflictoplossing. We hebben ook geleerd hoe we onafhankelijk moeten werken, omdat we geen duidelijke instructies zouden krijgen en het onze verantwoordelijkheid was om onze projecten te definiëren en te navigeren. Daarom, we hebben geleerd om zelf verantwoordelijkheid te nemen en proactief te handelen."

Phoebe:"Ik heb gewerkt aan Rapid Sand Filtration (RSF) en de werking van de deeltjes binnen Waternet en het VK. Ik geloof dat ik in deze tijd mijn onafhankelijke onderzoeksvaardigheden heb ontwikkeld, en mijn begrip van het samenvatten van grote hoeveelheden tekst en het belang ervan."

Jamila:"Ik concentreerde me op het gebruik van ImageJ (software voor het verwerken en analyseren van wetenschappelijke beelden) en het belang ervan voor het begrijpen van deeltjesgrootte en betrokkenheid bij het fluïdisatiegedrag. De belangrijkste vaardigheden die ik leerde waren gedetailleerde analyse en probleemoplossing."

Welke impact denkt u dat dit onderzoek zal hebben?

"Dit onderzoek toont expliciet aan dat heterogene vermenging gebruikelijk is, niet homogeen. Dit zal leiden tot productievere berekeningen voor kwantiteit en op maat gemaakte processen voor industrieel gebruik, wat betekent dat het zowel kosteneffectief is als tot minder potentiële verspilling leidt. Voor ons heeft dit onderzoek echt aangetoond, vooral voor onszelf dat als we onszelf toepassen, wij kunnen bereiken, als we onze geest openstellen voor nieuwe kansen, we kunnen worden geleid naar nieuwe avonturen."

Wat vond je het leukst aan je stage?

"We genoten van de cultuur van werken in een groot bedrijf, om interessante mensen te ontmoeten met jarenlange expertise in het veld achter hen, van de flexibiliteit om creatief en innovatief te zijn. Toen we voor deze stage naar het buitenland gingen, rondreizen in Europa en het verkennen van Nederland was ook een hoogtepunt!"

Hoe denk je dat je stage je zal helpen in je carrière/vervolgstudie?

"Tot nu toe is deze plaatsing een interessant gespreksonderwerp geworden in bijna al onze interviews. Het feit dat we voor onze plaatsing naar het buitenland gingen, onderscheidt ons echt van andere kandidaten. Het geeft ook aan dat we succesvol kunnen werken in een industriële en professionele omgeving. Ook, we hebben tijdens onze tijd bij Waternet twee managementstijlen ervaren, zowel verschillend als uniek, wat ons hopelijk zal voorbereiden om in de toekomst zelf managers of supervisors te worden."