Memo. Cellulose winnen uit afvalwater

Transcriptie

1 Aan Alice Fermont Kopie aan Cor Verkerk Contactpersoon Chris Reijken Doorkiesnummer Onderwerp Cellulose uit afvalwater stand van zaken Fax afdeling Cellulose winnen uit afvalwater In de zoektocht naar nieuwe zuiveringstechnieken is 15 jaar geleden een trommelzeef ter bescherming van een Membraan BioReactor (MBR) proefinstallatie op de rwzi Hilversum toegepast. Deze trommelzeef bleek een enorme hoeveelheid papier-maché te produceren. Nu, 15 jaar later, is het hergebruik van grondstoffen een drijfveer achter innovatie bij waterschappen en staat de grootschalige uitrol van terugwinnen van cellulose op alle rwzi s in de vooravond. Hierna volgt informatie over de historie, onze onderzoeken en de uitdagingen voor grootschalige terugwinning van cellulose. Aanleiding toepassing fijnzeven In de periode is onderzoek verricht naar een Membraan BioReactor (MBR) voor de nieuw te bouwen rwzi Hilversum. Deze MBR is nooit gebouwd. Ter bescherming van de membranen werd een trommelzeef toegepast, die puur bij toeval werd voorzien van 0,5 maaswijdte, wat veel kleiner was dan normaal werd toegepast (0,8 1,0 mm). De verbijstering was groot toen de zeef een enorme hoeveelheid papier-maché bleek te produceren. Een serendipiteit ten top. Dit was de directe aanleiding om in 2008 een pilotonderzoek met fijnzeven op de rwzi Blaricum te starten naar het winnen van papiervezels uit rioolwater. Toeval komt niet alleen, ook cyclisch handelen en hergebruik van grondstoffen was gelijktijdig, of wellicht mede daardoor, tot strategie verklaard. Toepassingen fijnzeven op RWZI s Begin 2011 is een fijnzeefinstallatie op de rwzi Blaricum in bedrijf genomen. Deze keuze was gemaakt nadat in 2008/2009 met succes twee verschillende pilottypen fijnzeven op deze rwzi beproefd waren. Korte Ouderkerkerdijk 7 Amsterdam Postbus GJ Amsterdam T F KvK /5

2 Figuur: pilotinstallatie 2009 Een fijnzeef zeeft het rioolwater en verwijdert redelijk selectief (cellulose)vezels. Deze vezels zijn in hoofdzaak afkomstig van wc-papier. Door allerlei technische problemen is deze installatie in 2012 helaas uit bedrijf genomen. Voortkomend uit dit onderzoek zijn vier Stowa-onderzoeken en verschillende publicaties verschenen over het winnen van cellulosevezels uit afvalwater. Hergebruik cellulose Het hergebruik van de cellulosevezels is gelijktijdig met het pilotonderzoek onderzocht en is nog steeds gaande. Technisch is het zelfs mogelijk om er weer papier van te maken. Echter vooral door imago problemen is deze toepassing niet wenselijk. In totaal zal er in heel Nederland zo n ton droog materiaal aan zeefgoed te winnen zijn. Dit komt overeen met de verwerkingscapaciteit van een gemiddelde papierfabriek. Het overal winnen, inzameling en bewerken heeft nog wel wat uitdagingen. Zeefgoed uit rioolwater /5

3 De fijnzeef in Blaricum is eind februari 2016 weer in bedrijf genomen. Na de aanpassingen (hoger zetten, zodat de fijnzeef een vrije uitloop heeft en de aanvoer regelen met een pomp) draait de fijnzeef heel stabiel en op een hoger debiet dan vooraf verwacht. De motivatie om de fijnzeef weer in bedrijf te nemen was enerzijds om te voorkomen dat de investering in 2010 niet benut werd en anderzijds om hergebruikopties voor zeefgoed te verkennen. Fijnzeven Blaricum als voorbeeld voor de grondstoffenfabriek Landelijk heeft het onderzoek op Blaricum tot een ware hype geleid. Binnen de Energie- & Grondstoffenfabriek (EFGF) werd dit onderwerp omarmd en ook bij andere Waterschappen was er veel interesse voor de potentie van het winnen van de cellulosevezels. Zo is de landelijke werkgroep cellulose onder de EFGF gestart met het in beeld brengen van de kansen en beperkingen, en ook van de kennishiaten, om een verdere landelijke uitrol van deze techniek mogelijk te maken. Bij drie Waterschappen (Noorderzijlvest, HHNK, Aa en Maas) zijn nu zeefinstallaties gerealiseerd of in de laatste fase van realisatie. Voor de vernieuwing van de rwzi Weesp is deze techniek momenteel onderdeel van een variantenstudie. Bij meer waterschappen wordt de optie overwogen. In totaal zullen aan einde van dit jaar 18 fijnzeven draaien in Nederland. Naast het zeven van het ruwe rioolwater (na de roostergoedverwijdering en na de zandvanger) is ook de optie om de vezels te winnen uit primair slib onderzocht in een Stowa- project. Parallel aan het onderzoek met de fijnzeef in Blaricum wordt door Waternet/waterschap Amstel Gooi en Vecht in beeld gebracht wat de aangevoerde hoeveelheden cellulose(papier)vezels op de rwzi s zijn. Met modellering van massabalansen over de rwzi wordt kennis ontwikkeld over fijnzeven. Al deze projecten worden gevolgd of gecoördineerd vanuit de landelijke werkgroep cellulose. Waternet neemt hieraan deel. Vanuit de werkgroep zijn ook een groot aantal opties voor verwaarding in beeld gebracht, daarbij recent ondersteund de Business Developer van de EFGF. Factoren voor opschaling fijnzeven? Een grootschalige uitrol van het winnen van cellulose is afhankelijk van drie factoren: kosten, verwaarding en kwaliteit, waarvan verwaarding nu het belangrijkste knelpunt lijkt te zijn: 1. Kosten voor het winnen van de cellulose. Deze kosten zullen moeten dalen. Dit lijkt haalbaar door meer concurrentie op de markt en door wellicht andere zeeftechnieken toe te passen. Ontwikkeling van de techniek is nog nodig. 2. Verwaarding van verkregen zeefgoed, financiële opbrengst van cellulose uit zeefgoed in combinatie met de investering van de zeefinstallatie en eventueel voor een installatie die voor het reinigen van de vezels en specifiek voor een toepassing nodig is. De mate van benodigde reiniging 3/5

4 kan per toepassing verschillend zijn. Er is een sterke relatie tussen kosten en de hoeveelheid zeefgoed die in de markt kan worden gezet. 3. Effect op effluentkwaliteit, slibproductie, vergistbaarheid en energieverbruik. Mogelijkheden voor hergebruik Voor hergebruik van cellulosevezels uit zeefgoed bestaan twee hoofdroutes: 1. Inzet als cellulosevezel. Denk daarbij bijvoorbeeld aan toepassing als afdruipremmer in asfalt, inzet bij composieten, isolatiemateriaal. 2. Inzet in een chemische route. Te denken valt bijvoorbeeld aan bioethanol, PLA, viscoseproductie of furanen. De cellulose wordt hierbij afgebroken en de bouwstenen (glucose) worden opnieuw gebruikt. De chemische route heeft als voordeel dat er een ontkoppeling is met de herkomst. Binnen de luierverwerking ligt de focus op de chemische route. Aspecten als imago, hygiëne, restanten medicijnen en geur, spelen in de chemische route geen rol. Ook de benodigde reinheid van de vezel zal wellicht iets minder kritisch kunnen zijn. De chemische route zal mogelijk meer bulk nodig hebben om rendabel te zijn. De beschikbare hoeveelheid zeefgoed en de eventuele stijging van de hoeveelheden de komende jaren door de realisatie van meer zeefinstallaties is relevant voor de mogelijke verwaardingsroute. Fijnzeefonderzoek in Nederland Het onderzoek bij Waternet staat niet los van de inspanningen die landelijk gedaan worden. Onderstaand een overzicht dat is gerelateerd aan onderzoek naar hergebruik. Aarle Rixtel waar een aanbesteding voor de verwerking van zeefgoed loopt. Na de zomer worden 7 zeven in gebruik genomen. Beemster waar HHNK samen met Attero de mogelijkheid voor PLAproductie verkent. Voor de zomer draaien 7 zeven op deze locatie. Vani-project bij het Wetterskip Fryslân met toepassing van zeefgoed in asfalt. Cados-project bij het Waterschap Noorderzijlvest, waarbij zeefgoed als hulpstof voor de slibindikking gebruikt wordt. Winnen van cellulose uit primair slib, waarbij verwaarding een essentieel onderwerp is (nagenoeg afgerond), (Stowa). Onderzoek naar de synergiemogelijkheden met de inzameling en verwerking van luier en incontinentie materiaal (Stowa). Als onderdeel van een Stowa-project Biomassa zal toepassing van zeefgoed naast riet en waterplanten in composietmateriaal worden onderzocht. 4/5

5 Het zeven van actief slib met als doel dit actiever te maken door het slib te zeven wordt in een Stowa-project onderzocht op de rwzi Ommen (Stowa). Onderzoek bij de rwzi in de Beemster, waarbij samen met een afvalverwerker toepassing als bioplastics (PLA) wordt onderzocht (Stowa). Waste2Aromatics: een TNO-onderzoek naar de chemische omzetting van onder meer zeefgoed naar furanen als building block voor de plasticproductie. Door de deelname van Waternet met een in kind-bijdrage zal zeefgoed van Blaricum worden benut voor dit onderzoek. Recent afgerond promotietraject van Dara Ghasimi (TUD), waarbij de toepassing van een thermofiele droge monovergister voor zeefgoed onderzocht is (zeefgoed gaat met 25% drogestof de reactor in). Hiervoor is zeefgoed van Blaricum gebruikt. Afstudeeronderzoek van Stefanie Tseggai vanuit de architectuur (TUD), waarbij zeefgoed, alginaat en as-rest van een rwzi gecombineerd zijn tot een bouwmateriaal. Dit zal in juni zijn afgerond. Nog te starten verkennend onderzoek van de Universiteit Utrecht naar het realiseren van bijvoorbeeld verpakkingsmateriaal door toepassing in combinatie met schimmels. 5/5