Drinkwater, daar moeten we zuinig op zijn. Zo zuinig, dat we het niet altijd meer kunnen gebruiken voor industriële processen. In Groningen onderzoeken vier waterketenpartners nu een alternatief: rioolwater zuiveren tot proceswater voor de industrie. Zij worden hierbij ondersteund door twee hogescholen. Peter van der Maas, lector Duurzame Watersystemen aan hogeschool Van Hall Larenstein, is namens één van deze scholen betrokken bij het onderzoek.
MULTIFILE
Cellvation B.V., KNN Cellulose, CirTec en Rijksuniversiteit Groningen, begeleid door subsidieadviesbureau ASQA Subsidies, richten zich binnen onderhavig project op de ontwikkeling van een pilot-productlijn die de werking van de nascheidingstechnologie, het CellPro proces, van tertiaire cellulose in een continuproces op een representatieve praktijkschaal kan aantonen. Hiermee wordt het mogelijk om tertiaire cellulose op te werken tot een grondstof voor hoogwaardige toepassingen op grote schaal.Hiervoor richten de projectpartners zich op industriële en communale afvalwaterstromen. Ondanks dat de watersector de afvalwaterzuivering goed heeft georganiseerd, staat het grootschalig terugwinnen van grondstoffen, waaronder tertiaire cellulose nog in de kinderschoenen. Meer dan de helft van het organisch materiaal in rioolwater bestaat uit cellulose, afkomstig van wc-papier. Naast de terugwinning uit rioolwater richt de technologie zich tevens op de terugwinning van gelijksoortige vezels, zoals die afkomstig van luiers.De vernieuwende procestechnologie van Cellvation moet de functionaliteiten van de verschillende processtappen die zich eerder als proof-of-concepts in individuele installaties hebben bewezen op een innovatieve wijze combineren in het pilot-productiesysteem om tot de beoogde grootschalige opwerking van tertiaire cellulose te komen. Gezamenlijk hebben de projectpartners het streven om een zo duurzaam mogelijk perspectief te ontwikkelen voor de teruggewonnen cellulose, het zeefgoed. Hiervoor werken de projectpartners aan de ontwikkeling van een realistische ketenontwikkeling door zich te richten op hoogwaarige verwaarding van tertiaire cellulose, bijvoorbeeld als functioneel additief bij de aanleg van asfaltwegen, als grondstof voor biocomposiet of als grondstof in isolatiemateriaal. Bovendien wordt unieke wetenschappelijke kennis gevaloriseerd van de Rijksuniversiteit Groningen ten aanzien van de verwaarding van Recell voor hoogwaardige toepassingen in de chemie.
Fosfaat is een belangrijke grondstof voor de landbouw en voor toepassingen in gezondheid en verzorging. Aangezien de natuurlijke fosfaatvoorraden eindig zijn, wordt terugwinning van fosfaat steeds belangrijker. In Nederland eindigt meer dan 20% van het Nederlands verbruik van fosfaat in het slib van rioolwaterzuiveringen, wat wordt verbrand in slibverbrandingsinstallaties. Na verbranding zit het fosfaat opgesloten in het slibas. SusPhos B.V. bestaat sinds 2019 en stelt zich ten doel fosfaat terug te winnen uit afvalstromen en beschikbaar te maken voor nuttig hergebruik, kortom om de fosfaatkringloop te sluiten. Slibas is voor SusPhos de belangrijkste afvalstroom. Het bedrijf heeft een uniek proces ontwikkeld, waarbij het fosfaat wordt ontsloten door reactie met een sterk zuur en het hierbij gevormde fosforzuur door middel van extractie met een oplosmiddel wordt gescheiden en vervolgens verder wordt opgewerkt. Na opwerking van het fosfaat naar een herbruikbaar product, wordt het oplosmiddel opnieuw gebruikt voor extractie. Idealiter is het hergebruik van het oplosmiddel in het proces oneindig. Bij de herwinning van fosfaat uit slibas is stabiliteit van het oplosmiddel van cruciaal belang. De uitdaging in dit project is om het proces met labschaal experimenten te simuleren en de organische samenstelling in een complexe matrix te volgen door middel van NMR spectroscopie. Gebaseerd op deze deze NMR bepalingen zal een model ontwikkeld worden, waarmee een inschatting gemaakt kan worden van de ontwikkeling van de samenstelling van het oplosmiddel in een toekomstige installatie en daarmee van het verbruik van het oplosmiddel. SusPhos zal de kennis uit dit project gebruiken om haar positie in de markt verder te versterken, waarbij een eerste stap is om het proces op te schalen naar een eerste prototype om de werking op grote schaal te bewijzen.
Achtergrond en vraagarticulatie Door klimaatverandering en toenemende vervuiling staat de beschikbaarheid van schoon grondwater en oppervlaktewater steeds meer onder druk. Tegelijkertijd stijgt de vraag naar schoon water, voor drinkwaterproductie, industrie en landbouw. Hergebruik van gezuiverd rioolwater (effluent) kan een oplossing bieden. De maatschappelijke winst door het vergaand zuiveren en hergebruiken van effluent is veelzijdig, zowel ecologisch als economisch, maar sterk afhankelijk van locatie-specifieke situaties. Keuzes met betrekking tot hergebruik vereisen zorgvuldige en integrale afweging van verschillende belangen, kosten en baten. Onderzoeksvraag en doel De centrale onderzoeksvraag luidt: “Hoe leiden in locatie-specifieke situaties, het watersysteem, sociaaleconomische factoren, en de inzet van waterzuiveringstechnologie tot maatschappelijk verantwoorde keuzes m.b.t. (her)gebruik van RWZI-effluenten voor ecologie en economie”? Het projectdoel is om een afwegingskader te ontwikkelen dat waterschappen en drinkwaterbedrijven rationele onderbouwing biedt bij de maatschappelijke verantwoording van keuzes over de bestemming van (additioneel-gezuiverd) effluent. Aanpak en resultaat Voor de ontwikkeling van het afwegingskader wordt in verschillende casusgebieden de watervraag- en aanbod in kaart gebracht en worden knelpunten rond de (toekomstige) beschikbaarheid van water voor de diverse belanghebbenden geanalyseerd. Vervolgens wordt onderzocht hoe effluentlozingen doorwerken op de kwaliteit van grondwater en oppervlaktewater en met welke technieken deze kwaliteit duurzaam verbeterd kan worden. Tot slot wordt een model ontwikkeld, dat de basis vormt voor een integraal afwegingskader, waarmee in specifieke situaties rationele grondslag wordt geboden aan keuzes rond de inzet van effluent ten behoeve van een robuuste watervoorziening. Via multi-criteria-analyse wordt onderzocht in welke situaties en op welke manier vergaande zuivering en hergebruik van effluent het meest kansrijk is. Consortium In dit project werken hogescholen, waterschappen en drinkwaterbedrijven op een unieke manier samen, waarmee de interactie tussen praktijk, onderzoek en onderwijs, wordt gestimuleerd. De kwaliteit en doorwerking naar beroepspraktijk, onderzoek en onderwijs wordt vergroot door samenwerking met vertegenwoordigers van kennisinstellingen, overheden, industrie, natuur en landbouw.
