ZWART WA ATER EN GELE STTROOM Spoelgang levert grondstoffen, water en energie Met het huishoudelijk afvalwater verdwijnen waardevolle grondstoffen als fosfor, stikstof en kalium onbenut in het riool. Als de spoeling maar dik genoeg is, maken we er kunstmest en energie van. Wat schaft de pot in Friesland, waar vacuümtoiletten het begin van een nieuwe kringloop vormen en stroom uit urine wordt opgewekt? HARRY VAN DOOREN
I
n het Friese Sneek worden sinds 2006 met behulp van vacuümtoiletten feces en urine (zwart water) opgevangen en samen met keukenafval naar een anaerobe zuiveringsinstallatie getransporteerd voor de productie van biogas, dat daarna wordt ingezet voor de productie van warmte in de Sneker huizen. Na een pilot werd vorig jaar de wijk Noorderhoek uitgerust met dit systeem. Het principe dicht een ‘lek’ in de traditionele waterzuivering. Het effluent dat uit de anaerobe zuiveringsinstallatie komt, bevat namelijk nog veel fosfaat en stikstof (in de vorm van ammonium). Door toevoeging van magnesium slaat het fosfaat en een deel van het ammonium neer als struviet en daarmee kun je akkers bemesten. Zo hersluit je een kringloop die vorige eeuw om hygiënische redenen werd verbroken. De huidige sanitatie- en rioolsystemen gebruiken veel water om weinig afval naar de zuiveringsinstallatie af te voeren. De vacuümtoiletten in Sneek nemen slechts 1 liter per spoelbeurt in plaats van de gebruikelijke 6 tot 8 liter. Daardoor wordt de spoeling dikker en het oogsten van grondstoffen rendabeler. Grijs water (bad-, douche-, was- en keukenwater) kan gescheiden van het toiletwater worden ingezameld en na behandeling ingezet voor bijvoorbeeld irrigatie. De afname van het afvalwatervolume heeft uiteraard ook als prettig bij-effect dat er veel minder kostbaar drinkwater door het toilet wordt gespoeld. Het tweede probleem van de traditionele waterzuivering is het energiegebruik; met name om lucht te blazen in reactoren die zuiverende bacteriën van zuurstof voorzien. De installatie in Sneek produceert juist energie, omdat daar gebruik wordt gemaakt van anaerobe (zuurstofloze) zuivering in een upflow anaerobic sludge bed (UASB), een techniek die is ontwikkeld door de Wageningse emeritus hoogleraar Gatze Lettinga.
26 MILIEUMAGAZINE | NR 7 | JUNI 2013
UASB-reactoren worden wereldwijd ingezet om geconcentreerd industrieel afvalwater te zuiveren. De uitdaging is om met waterbesparende toiletten ook huishoudelijk zwart water geconcentreerd in te zamelen en vervolgens anaeroob te behandelen zodat energie (in de vorm van biogas) wordt geproduceerd. De anaerobe zuivering (in plaats van aeroob) bespaart energie.
Fosfor & stikstof Grietje Zeeman, hoogleraar ‘nieuwe sanitatie’ in Wageningen, rekent voor dat je door terugwinning van fosfaat uit zwart water en keukenafval in een kwart van de wereldbehoefte aan kunstmest kunt voorzien: “Fosfor is een belangrijke component van kunstmest, maar de voorraden hoogwaardige fosfor zullen in het huidige delftempo aan het eind van deze eeuw op zijn. Bovendien zijn we voor de winning ervan sterk afhankelijk van China, Marokko en de VS.” Ook stikstof is een belangrijke voedingsstof voor de landbouw- en andere gewassen en daarom een van de hoofdbestanddelen van kunstmest. Ondanks de grote waterbesparing die met vacuümtoiletten wordt behaald, is de spoeling nog te dun om stikstof op een efficiënte manier terug te winnen. Daarvoor is de concentratie ammoniak te laag. In Sneek wordt de stikstof uit zwart water met een energiearme anammox-techniek weliswaar omgezet in N2, maar dat verdwijnt naar de lucht en levert dus geen meststof op. Zeeman: “Vooralsnog blijven we dus voor kunstmestproductie aangewezen op het HaberBosch-proces, waarmee de stikstof weer uit de atmosfeer kan worden gehaald. Aan dit