“We zoeken naar efficiënte manieren van afvalwaterzuivering in Rusland”

Door: Annemarie Geleijnse

Het Amerikaanse concern Cargill is actief in een kleine zeventig landen en levert voedings-, landbouw, financiële en industriële producten en diensten aan de hele wereld. Vanwaar de keuze om tijdens de Aquatech in te zoomen op Rusland? Wat maakt deze casus bijzonder?
“Deze site is een van de meest complexe voor Cargill. Een aantal verschillende business units –  zoals zetmeel & zoetstoffen, oliezaden, mout, diervoeding, kipnuggets is hier geïntegreerd op een site. De combinatie van afvalstromen maakt het tot een uitdaging. Een grote organisatie als Cargill kan bogen op veel ervaring, maar een complexe site als  Cargill Efremov waar mijn verhaal over gaat laat zich niet zomaar vergelijken met een andere fabriek. Onze ‘standaard’ oplossingen zijn in deze unieke combinatie van afvalstromen minder geschikt.”

Wat hebben jullie precies in kaart gebracht?
“We hebben gekeken naar de mogelijkheden om het waterhergebruik te optimaliseren door het splitsen van waterstromen, in zouthoudend en niet-zouthoudend. Daarbij keken we ook hoe we bijvoorbeeld in de tarwe- en maisfabriek de waterstromen intern kunnen hergebruiken of zodanig splitsen dat ze elders ingezet kunnen worden.”

Waarin heeft dat geresulteerd?
“Dat heeft geresulteerd in direct hergebruik en in een zuiveringsontwerp waarin drie hoofdwaterstromen behandeld gaan worden. De eerste stroom, de laagzouthoudende, is na een simpele aerobe stap en filtratie van dusdanige kwaliteit dat het direct in de eigen koeltorens kan worden ingezet. Uit een tweede stroom, de hoogzouthoudende, moet na een anaerobe en gecompliceerde aerobe stap eerst het zout verwijderd worden waarna het als boiler feedwater ingezet kan worden. De derde stroom is de slibstroom, een zeer koolhydraatrijke stroom die onder andere uit de kipnuggetfabriek komt. De reststromen van snijdsels, paneermeel, CIPsels en flotaten kun je verwaarden om er biogas en uiteindelijk elektriciteit mee op te wekken. Dat biedt in het geval van Rusland heel interessante opties.”

Is de wens het waterhergebruik te optimaliseren gedreven door kostenbesparing, milieu-overwegingen of  wetgeving?
“Het allerbelangrijkste is continuïteit voor de fabriek. Cargill heeft de ambitie om te groeien en dat kan alleen als het lukt binnen de huidige milieunormen te blijven. Op dit moment lozen we op een derde partij zuivering, die eigendom is van een rubberfabriek in de buurt. Zij behandelen naast ons afvalwater ook het water van de stad. Laten we zeggen dat er nogal variabele belangen spelen rondom deze zuivering. Het zou dan ook prettig zijn om in de toekomst onafhankelijk van de rubberfabriek te kunnen opereren en zelf rechtstreeks te kunnen lozen op de rivier. Om daarop voorbereid te zijn, gaan we in ons ontwerp uit van de strengere milieueisen die voor lozing op de rivier gelden.”

Zijn de milieunormen in Rusland strenger dan bij ons?
“Ja, die zijn veel strenger dan hier. Daarnaast wordt er ook een ‘sanitaire zone’ gekoppeld aan de hoeveelheid afvalwater en andere milieuemissies die je produceert. Die combinatie ben ik in Nederland nog niet tegengekomen.”

Wat houdt zo’n sanitaire zone in?
“Het betekent in feite dat er vanaf het emissiepunt een cirkel getekend wordt met een bepaalde straal. Alles binnen die cirkel mag geen last hebben van de fabriek. Zo moet je aan bepaalde geurnormen voldoen. In ons geval staat de fabriek vrij dicht bij een aantal kleine dorpjes. Als de sanitaire zone vergroot wordt doordat je groeit en dus meer afvalwater produceert of meer emiteert, en de straal van zeg 100 meter naar 150 meter oploopt, dan betekent dat opeens dat de huizen aan de andere kant van de weg erbinnen vallen. Dat betekent effectief dat je moet gaan investeren in het verlagen van je emissies en dus vaak in je waterzuivering.”

De eerste waterstroom is laagzouthoudend. Die is waarschijnlijk vrij eenvoudig te zuiveren?
“Ja, daar volstaat een simpele aerobe zuivering, nog simpeler dan we die in Nederland voor de municipale zuivering kennen. In dit water zit niet veel COD, stikstof en fosfaat. Met een filtratiestap daarna om de zwevende stoffen eruit te halen is het geschikt voor hergebruik in de koeltoren.”

De tweede stroom bestaat in uw model uit slib. Wat zijn daar de ideeën over?
“Dit betreft met name slibben van flotatie-installaties en sterk geconcentreerde CIPsels. Dat ingedikte materiaal is heel energierijk en kun je in bijvoorbeeld een Memthane, een anaerobe membraan bioreactor, verwaarden tot biogas.”

Dan is er nog het gecompliceerde zuiveren van hoogzouthoudend water. Hoe willen jullie dat gaan doen?
“In deze stroom zit een hoger gehalte aan COD en in dit geval ook aan zout. Niet lang nadat Cargill het voormalige Sovjet bedrijf GPK had gekocht, werd er in 2005 al een anaerobie zuivering gebouwd. Dat is achteraf bezien geen gelukkige keuze. Bij andere Cargill-fabrieken werkt dit wel maar juist hier in Rusland niet. Dat komt ondermeer doordat GPK in de Sovjet tijd werd aangeslagen op basis van COD-concentratie en toen het sterk verdunnen van het water als legitieme oplossing toegestaan werd. Die traditie zette zich voort tot in 2005. Dat betekende echter ook dat de stromen zo verdund waren dat de bacteriën in de Anaerobie hun werk niet konden doen. Zij hebben een minimale hoeveelheid organisch materiaal nodig om biogas te kunnen maken.”

Hoe moet het volgens jullie ontwerp wel?
“In ons ontwerp gaat het laagzouthoudende water er dus eerst uit, waarmee de concentratie COD, maar helaas ook het zoutgehalte omhoog gaat in de stroom die overblijft. Dit kan evengoed wel door de anaerobie heen. Daarna is nog een wat ingewikkeldere behandeling in een speciale Aerobe High Salt zuivering nodig met meerdere stappen om het fosfaat en stikstof te verwijderen. Door een nafiltratie kun je van een gedeelte van deze waterstroom via ultrafiltratie en een omgekeerde osmose uiteindelijk ultrapuur water maken, dat geschikt is als Boiler Feed Water. De reststroom kan dan naar de rivier of zal verder ingedikt moeten worden.”

Is dit al gebouwd of is dit nog in een ontwerpfase?
“Ja, het is gedeeltelijk gebouwd, maar de plannen voor het boiler feedwater hergebruik en de Anaerobe Mebraan Bioreactor zijn wel ge-engineerd maar voorlopig bevroren. De normen voor de rivier zijn zo streng dat je het water dat uit de membraanfiltratie gaat komen, nog verder moet concentreren door het te verdampen. De zoutslurrie die je dan overhoudt, moet je afvoeren. Dit alles maakt het heel kostbaar. Je hebt dus echt een economische drive nodig of de wetgeving moet je hiertoe dwingen. Wat dat betreft zijn we voor wat betreft deze plannen ingehaald door de financiële crisis en de huidige geopolitieke impasse. Hoe zeker ben je dat je investering terugverdiend kan worden?

Waarvoor is nu precies gekozen?
Vooralsnog is ervoor gekozen de aerobe zuivering voor de derde stroom te bouwen en voorlopig te blijven lozen op de externe zuiveringspartij waar de normen uiteraard minder strak zijn dan bij het rechtstreeks lozen op de rivier.
De investering voor de vrije dure reiniging van het slib in een Memthane is voorlopig weggevallen. Maar de nutriëntenverwijdering ligt na opstart van de uitbreiding wel op het niveau van toekomstige lozing op de rivier. En dat is strikt genomen niet noodzakelijk omdat we blijven lozen volgens afspraken via de externe zuivering. Maar helaas gaan de terugverdiensten voor de productie van biogas (en elektriciteit) voorlopig niet door en gaan we nog geen effluent hergebruiken voor boiler feedwater.”

Jammer!
“Zeker. Daarom wil ik ook woensdag bij mijn presentatie de vraag neerleggen bij de aanwezigen of er ideeën zijn over hoe op een goedkopere manier een aantal van de plannen die nu geëlimineerd zijn wellicht toch gerealiseerd kunnen worden.”

Waar hoopt u op?
“We liepen met de Memthane vooraan in de toepassing van deze technologie. Ik heb begrepen dat inmiddels het ontwerp efficienter en dus goedkoper kan. En ook op het gebied van omgekeerde osmose zijn er veel ontwikkelingen. Het zou mooi zijn als we daarover op de beurs wat ideeën kunnen uitwisselen.”