Thermofiele anaerobe vergisting van geconcentreerd zwart water met ultra waterbesparende vacuümtoiletten is de best presterende technologie met de meeste potentie voor het herwinnen van stikstof, fosfaat en kalium. Dat blijkt uit het proefschrift van dr. ir. Merijn Moerland van de WUR. DeSah heeft deze kennis al toegepast op de demonstratielocatie Lemmerweg in Sneek. Hier zijn 32 huishoudens uitgerust met ultra waterbesparende vacuümtoiletten die zijn aangesloten op een decentrale thermofiele vergister.
Moerland voerde zijn onderzoek uit binnen het EU Horizon 2020 project Run4Life (Recovery and Utilisation of Nutrients 4 Low Impact FErtiliser) dat liep van 2017 tot en met 2021.
Eén van de doelen van het Europese project was om te kijken in hoeverre fosfaat, kalium en stikstof uit urine en feces kunnen worden teruggewonnen om als voedingsstoffen voor de landbouw te dienen.
De urgentie hiervoor neemt toe omdat de voorraden fosfaat en kalium afnemen. De winning van stikstof met fossiele brandstoffen, essentieel voor de productie van kunstmest, kost bovendien veel energie. Daarom heeft het direct terugwinnen van nutriënten uit geconcentreerd afvalwater van vacuümtoiletten een grote positieve impact op de klimaatverandering door de CO2-uitstoot.
Nieuw sanitatie
Nieuwe sanitatie speelde in het Europese onderzoek een essentiële rol. De inzameling van water van de badkamer en wasmachine (grijs water), regenwater en toiletwater (zwart water) is hierbij gescheiden. Dit brengt meerdere voordelen met zich mee. Zo worden vervuilende componenten, zoals verontreinigingen uit verzorgingsproducten in het grijs water, gescheiden gehouden van het zwarte water, terwijl nutriënten en organisch materiaal worden geconcentreerd in het zwart water.
Voedselveiligheid
De aanwezigheid van ziekteverwekkers en medicijnresten belemmeren echter de inzet van de herwonnen nutriënten uit het huishoudelijk afvalwater. Agrariërs willen immers niet dat ze in hun producten terechtkomen.
“Tijdens mijn onderzoek hebben we hoge temperaturen, 55 en 70 graden Celsius, toegepast om de ziekteverwekkers te doden”, licht Moerland toe.
Uit het onderzoek blijkt dat het biologische zuiveringsproces met bacteriën op 70 graden Celsius niet optimaal werkt. “De temperatuur is voor de bacteriën te hoog om het zuiveringsproces goed uit te voeren. Bij een temperatuur van 55 graden Celsius werkt het proces veel beter.” Ook lukte het om de ziekteverwekkers goed af te breken, net als bij 70 graden Celsius.
Medicijnresten
Zwart water bevat niet alleen ziekteverwekkers, maar ook veel medicijnresten. Uit het onderzoek blijkt dat van de acht geselecteerde medicijnen irbesartan, propranolol, sulfamethoxazole en trimethoprim vrijwel volledig (94 procent) worden verwijderd tijdens thermofiele en hyper-thermofiele anaerobe vergisting. Deze manier van vergisten zorgt ervoor dat metoprolol voor 70 procent wordt verwijderd, terwijl caffeine, carbamazepine en diclofenac niet of nauwelijks worden verwijderd.
Kennis toegepast
DeSah heeft de kennis die Moerland heeft opgedaan al op de demonstratielocatie Lemmerweg in Sneek toegepast. De resultaten hiervan bevestigen de conclusies van Merijn Moerland. Op de Lemmerweg zijn 32 huishoudens uitgerust met ultra waterbesparende vacuümtoiletten die zijn aangesloten op een decentrale thermofiele vergister. Het is een van de onderzoekslocaties in het EU Horizon 2020 project, naast het Belgische Gent, het Zweedse Helsingborg en het Spaanse Vigo. De installatie in Sneek was nog niet volledig ingericht op nutriëntenterugwinning. Dat is nu wel gebeurd.
