Terwijl boeren protesteren tegen de nieuwe stikstofregels, werken watertechnologen aan een mogelijke oplossing. Vrijdag vertrok vanuit Oss een zeecontainer met daarin een proefopstelling die het mogelijk maakt om via een elektrochemisch proces stikstof uit afvalwater te onttrekken. Die stikstof kan vervolgens worden opgewerkt tot kunstmest. De installatie start binnenkort met een proef op een communale afvalwaterzuivering bij Girona in Catalonië.
Kennisconsortium Newbies ontwikkelde met een Europese LIFE-subsidie een procedé waarbij stikstof aan afvalwater of mest kan worden onttrokken. In het kader van het project is een zuiveringsinstallatie geplaatst in een container die door de onderzoekers omgedoopt is tot ‘mobiele kunstmestfabriek’. Verwacht wordt dat de installatie vanuit verschillende afvalstromen, waaronder mest, menselijke urine, maar ook het regenwater dat door afvalbergen sijpelt, dagelijks een kilo stikstof kan terugwinnen.
Afvalwaterstromen
Voor de proef is gezocht naar afvalwaterstromen met weinig biologische activiteit, weinig vaste stof en hoge concentraties stikstof. “Zo kwamen we op menselijke urine, afvalwater op stortplaatsen en afvalwater uit de slib afvoerstroom. In eerste instantie hebben we ook geprobeerd om het effluent van mestvergisters in het project op te nemen, maar tijdens de projectaanvraag was daar nog geen interesse voor”, licht onderzoeker Sam Molenaar van W&F Technologies uit Zevenbergen toe.
Uitdagingen
Het grootste risico voor de technologie is vervuiling van de membranen door vaste deeltjes en koolwaterstoffen. Molenaar: “De drie afvalstromen hebben elk een eigen uitdaging. Eigenlijk denken we dat het terugwinnen van stikstof uit de slib afvoerstroom het makkelijkste zal zijn, want het is op stikstof en zouten na relatief schoon. De uitdaging zit hier met name in de fluctuerende kwaliteit en stikstofconcentraties. Menselijke urine heeft als moeilijkheid de aanwezigheid van eiwitten als urobiline, die op de membranen vast kunnen komen te zitten. Ook de biologische activiteit in urine is ook een stuk hoger dan in het slibperswater.” Volgens Molenaar is het regenwater dat door afvalbergen sijpelt is het meest uitdagende. “Hier zit werkelijk van alles in, onder meer veel zware metalen. We zijn vooral benieuwd naar welke stoffen wél doorgelaten worden en welke niet of minder.”
Extra pilot mest
Volgens Molenaar is er door de stikstofcrisis inmiddels veel belangstelling voor het terugwinnen van stikstof uit mest. “Op korte termijn zouden we kunnen starten met een labtest en als de resultaten positief zijn kunnen we ook snel een extra pilot opstarten. Dat willen we dan wel doen met een relevante projectpartner. Enerzijds omdat het een gezamenlijke investering betreft, anderzijds omdat we daarmee elkaars kennis kunnen aanvullen. Wij hebben geen ervaring met het werk in een veehouderij.”
Techniek
De Newbies-installatie maakt gebruik van een combinatie van elektrodialyse door bipolaire membranen (EDBM) en het strippen van gas. Om de organische stikstof te binden moet er in het proces nu nog extern zwavelzuur worden toegevoegd, maar de onderzoekers verwachten dat dat op termijn niet meer nodig zal zijn.
Minder vervuiling
De teruggewonnen stikstof wordt in geconcentreerde vorm opgeslagen en opgewerkt tot kunstmest voor de Nederlandse tuinbouwsector. Molenaar: “Het mes snijdt in dat geval aan twee kanten. Enerzijds vermindert het mestoverschot, anderzijds wordt het gebruik van uit fossiele bron gewonnen kunstmest overbodig. Een duurzame oplossing dus. “Wij verwachten dat dit productieproces zal bijdragen tot minder bodem- en watervervuiling in natuurgebieden.”
Planning
Als over negen maanden de pilot in Spanje is afgerond, komt de installatie terug naar Nederland. Hier volgen dan de testen op het afvalwater van een Nederlands ziekenhuis en op regenwater dat door afvalbergen sijpelt. Het huidige LIFE-project is in juli 2018 gestart en duurt tot 2021. Het consortium wil dolgraag door met proeven op mest, maar binnen het huidige project is daar nog niet in voorzien. Molenaar: “Wij verwachten dat het terugwinnen van stikstof uit mest makkelijker zal zijn dan het terugwinnen van stikstof uit gemeentelijk afvalwater. Je hebt dan immers te maken met een sterk geconcentreerde stroom.”
Consortium
Het Europese kennisconsortium Newbies bestaat uit de projectpartners W&F Technologies, Wetsus, Evides Water en het Catalaanse onderzoeksinstituut ICRA.
Meer informatie: Newbies
