Ongeveer een derde van de wereldbevolking krijgt te maken met waterschaarste en/of een slechte waterkwaliteit. Daardoor zal de regelgeving rond lozingsnormen en waterbehandeling alleen maar strikter worden in de toekomst. Daar waar traditionele ontzoutingstechnieken gelimiteerd zijn in zoutconcentratie, kan membraandestillatie opereren tot verzadiging. Hierdoor is de techniek is interessant voor heel wat toepassingen met hoge concentratie aan opgeloste stoffen, zowel voor de productie van water als voor terugwinning van deze opgeloste stoffen in geconcentreerde of zelfs vaste vorm. Het proces gebruikt een waterafstotend poreus membraan, waardoor enkel damp kan migreren. De opgeloste stoffen worden opgeconcentreerd in de voedingsstroom. Het damptransport vindt plaats door het aanleggen van een temperatuurverschil (=verschil in dampdruk) over het membraan. In dit doctoraat werd gekeken naar de prestaties van de huidige commerciële membranen, om van hieruit een optimale membraanstructuur te definiëren. Hiermee werd een nieuwe strategie ontwikkeld voor de aanmaak van membranen met verbeterde prestaties. Tot slot werden casestudies uitgevoerd, waarbij aangetoond werd dat membraandestillatie zowel technische als economische haalbaar is voor de behandeling van pekelwater in de kaasindustrie. Door de kritische blik die dit doctoraat werpt op het proces, de ontwikkeling van een nieuw membraan en het aantonen van de haalbaarheid voor nieuwe markten werden in dit doctoraat een aantal belangrijke stappen gezet richting de commercialisatie van de technologie. Verdere opschaling en piloottesten in echte omgeving zijn echter van cruciaal belang om membraandestillatie zijn intrede te laten maken in de industrie.

Almost one third of the world's population deals with water scarcity or bad water quality. Therefore, regulations on water discharge and treatment are becoming stricter in the future. The classical desalination techniques are limited in salinity. In contrast, membrane distillation can operate up to saturation. Therefore, the technique is interesting for numerous applications involving highly concentrated dissolved components. The process can be focused on production of pure water, but also on the recuperation of valuable solutes. Membrane distillation uses a hydrophobic porous membrane, through which only vapor can migrate. The dissolved components are concentrated in the feed stream. The driving force for vapor transport is the temperature difference (= vapor pressure difference) over the membrane. In this PhD, the performance of the current commercial membranes was evaluated and an optimal membrane structure was defined. Based in this knowledge, a novel membrane production strategy was developed. In the final part, case studies were explored to evaluate the potential of membrane distillation. It was shown that membrane distillation was technically and economically viable for the treatment of pickle brines from the cheese industry. The critical view on the process, the development of a novel membrane and the feasibility studies for novel markets are important steps towards commercialization of the technology. Yet, future pilot testing in real environment and scaling up are still crucial before membrane distillation will be applied on industrial scale.