DE OPKOMST VAN ‘SEWER MINING’ RWZI als energie- en grondstoffenleverancier Dat afval grondstof is, of zou moeten zijn, is ook in de rioolwaterzuiveringsbranche doorgedrongen. Aangescherpte regelgeving en innovatieve technologieën halen ‘sewer mining’ uit de experimentele fase. HARRY VAN DOOREN
G
root onderhoud aan riolering en waterzuivering vormen het ideale moment om installaties te verduurzamen. Kostenbesparing en nieuwe inkomsten gaan daarbij idealiter hand in hand. De belangrijkste thema’s: (afval)waterbesparing, energiewinning, hergebruik van nutriënten en het sluiten van kringlopen. De voor innovatie benodigde investeringen vragen om samenwerking tussen RWZI’s, waterschappen, gemeenten, afvalverwerkers en burgers.
Dunne spoeling Jaarlijks verdwijnt veel schoon drinkwater en regenwater in het riool. Dat verdunt het afvalwater waardoor duurzame en rendabele verwerking niet mogelijk is. Afval- en regenwater gescheiden opvangen, transporteren en verwerken, vergroot de ‘oogstkansen’. Gescheiden circuits voor grijs- (afvalwater dat niet uit
12 MILIEUMAGAZINE | NR 5/6 | MEI 2015
het toilet komt) en zwartwater (toiletspoeling) brengen efficiënt hergebruik nog dichterbij. Grijswater kan met inzet van een helofytenfilter worden hergebruikt voor de was, toilet en planten. Nadeel van een helofytenfilter is het ruimtebeslag, waardoor het vooral een oplossing is in het buitengebied of als onderdeel van een nieuwbouw- of renovatiewijk. Waterbesparende huishoudelijke apparaten en sanitair zorgen voor een flinke vermindering van de hoeveelheid water die op het riool wordt geloosd, maar zeker voor sanitair zijn de investeringen zo hoog dat ze eigenlijk pas rendabel worden bij renovatie- en nieuwbouwprojecten, waarbij de bewoners ook (direct) kunnen profiteren van de uit afvalwater teruggewonnen energie.
Energie De belangrijkste (chemische) energiebron is het slib dat overblijft ná het biologische zuiveringsproces van afvalwater. Op papier bevat afvalwater een energetisch vermogen van ongeveer 1,6 MW per 100.000 vervuilingseenheden, maar met de huidige technieken is slechts 25 tot 30% daarvan terug te winnen. Dat is ongeveer tweemaal de energiebehoefte van een doorsnee RWZI (0,25 MW), zodat er in potentie genoeg energie overblijft om vijf- tot tienduizend huishoudens van stroom te voorzien. Daarnaast is afvalwater inzetbaar voor warmte en koude (thermische energie). Het hoofdriool en het RWZIeffluent hebben beide een vrij constante temperatuur van 10 °C (hoofdriool) tot 25 °C (effluent). Met een warmtewisselaar wordt de warmte opgepept tot circa 50 °C. De energie die zo gewonnen wordt is direct te gebruiken óf tijdelijk in de bodem op te slaan. In Raalte (waterschap Groot Salland) wordt het zwembad op die manier verwarmd. Koelen kan met de omgekeerde techniek. Onderzoek naar rendabele toepassing is in volle gang.
WATER EN BODEM meststof. De stikstof wordt verwerkt tot ammoniumsulfaat.
Water Drinkwater maken uit afvalwater is geen toekomstmuziek meer. In Singapore is het al serieuze business en op andere plekken in de wereld wordt ermee geëxperimenteerd. In Nederland is water zo voorradig en relatief goedkoop dat er geen rendabele basis voor is en de weerzin tegen het idee kan overheersen. Membraantechniek waarmee zelfs de kleinste deeltjes (denk aan medicijnresten) gefilterd kunnen worden is nog zo duur, dat hij niet op kan tegen de lage prijs van drinkwater uit de grond. Het effluent uit RWZI’s opwerken tot koel-, spoel-, sproei- en proceswater is een meer realistische manier om kosten te besparen en geen drinkwaterbronnen aan te spreken voor laagwaardig toepassingen.
De Puurwaterfabriek van ontwerper en eigenaar NieuWater (NWTR), de destijds grootste EDI (elektrodeïonisatie)-plant ter wereld, werd in 2010 geopend. Hier wordt van gezuiverd rioolwater afkomstig uit de RWZI van Emmen - tot 10.000 m3 ultrapuur water gemaakt, waarbij nauwelijks chemicaliën worden verbruikt. De processtappen omvatten: zeven, ultrafiltratie, een biologisch actief koolfilter, omgekeerde osmose en elektrodeïonisatie (een combinatie van membraanfiltratie en ionenwisseling). Afnemer is de NAM, die het water als stoom injecteert in het olieveld van Schoonebeek, een proces waarbij turbines en pompen dankzij de kwaliteit van het water gevrijwaard blijven van de vorming van schadelijk ketelsteen.
Het Waterschoon-project in de Sneekse wijk Noorderhoek experimenteert sinds 2008 met decentrale energie- en grondstofwinning uit huishoudelijk afval(water). Eind 2014 verscheen de evaluatie die in vergelijking met de centrale traditionele referentiesystemen in de meeste gevallen ongunstig uitpakt voor de innovatieve wijk. Maar optimisme voor toekomstige projecten is gerechtvaardigd. De Friese leerschool heeft diverse verbeterpunten in systeemen hardwarekeuzes opgeleverd en laat vooral zien dat de schaal te klein was. Een verdubbeling van het aantal gebruikers (2400 in plaats van 1200) verbetert het rendement met 50%, beter dan dat van de RWZI.
Grondstoffen Met elke stoelgang verdwijnt ook een door het lichaam uitgescheiden palet aan grondstoffen (nutriënten) in het riool. De meest elementen zijn met de huidige technieken niet terug te winnen. Voorlopig beperken de oogst en hergebruik zich dus tot stikstof en fosfaat (vooral uit urine) en cellulose (toiletpapier). Hergebruik van fosfaat is om twee redenen van belang: het is een snel schaarser wordende grondstof en afvalwater zonder fosfaat levert een betere kwaliteit zuiveringsslib op tegen lagere kosten. Onderzoekers kijken naar de mogelijkheden om bioplastics, waterstof, papier en ethanol uit afvalwater te maken. SaNiPhos in Zutphen verwerkt urine van de farmaceutische industrie (Moeders voor Moeders), sportevenementen, muziekevenementen en andere nieuwe sanitatieprojecten. GMB ontwikkelde de techniek om fosfaat en stikstof uit urine te winnen. Het fosfaat wordt gebonden met magnesium. Dit levert magnesiumammoniumfosfaat (struviet) op, een belangrijke
Evides Industriewater en Waterschap Scheldestromen bouwden een membraanbioreactor die huishoudelijk afvalwater omzet in een hoogwaardig effluent. Dow Chemical in Terneuzen gebruikt het ‘demiwater’ uit dit effluent.
Lokaal versus centraal Nieuwe sanitatie lijkt vooral kansrijk bij grootschalige renovatie en nieuwbouw. In bestaande situaties zijn de investeringen vaak te hoog of dempen gedwongen compromissen het rendement. Een uitzondering geldt voor woningen in het buitengebied die nu met lange persleidingen aan de RWZI zijn gekoppeld. Op het moment dat die aan vervanging toe zijn, lijkt een nieuwe sanitatie-oplossing voor clusters van woningen eerder kansrijk, omdat voor een centrale oplossing de investering per inwoner extreem hoog is.
In de gehuchten Blankenham, Buurtsteeg en Baarlo tussen Emmeloord en Steenwijk wordt naar alternatieven gezocht voor de noodzakelijk vervanging van het verouderde 7 kilometer lange drukriool. Per deelgebied wordt de alternatievenstudie uitgevoerd, waarin kosten, rendement en invloed op het ontvangende watersysteem in beeld gebracht worden en worden afgezet tegen de € 1,2 miljoen die een nieuw drukriool zou kosten.
Meer lezen: www.riool.net.com (-> thema’s) www.saniwijzer.nl http://nieuwesanitatie.stowa.nl MEI 2015 | NR 5/6 | MILIEUMAGAZINE 13