Hergebruik mestwater uit de veehouderij Oscar Schoumans Alterra, Wageningen UR Bijeenkomst Watermanagement in de Agroketen d.d. 25 september 2013, Venlo
Inhoud 1. Achtergronden 2. Sluiten van de kringlopen 3. Mestverwerking / hergebruik 4. Conclusies
Achtergrond Nederland heeft een zeer intensieve landbouw Mestproductie >> dan plaatsingsruimte Waterstromen van mest: kwantiteit onbelangrijk Economie: hoge kosten mestafzet veehouderij Landbouwkundig: organische stof / bodemvruchtbaarheid Ecologie: milieubelasting en fosfaatreserves Toenemende mate noodzaak sluiten van de kringlopen Hergebruik van waardevolle grondstoffen uit reststromen
Sluiten P kringloop P export 5 P- terugwinning 10-20 milj. kg P Mest Verlagen overschot 25-30 mill. kg P Mineralenconcentraten 4 1-5 milj kg P Mest - scheiding 3 Veehouderij Akker/tuinbouw Akkerbouw 2 Bio-raffinage (kracht)voer kunstmest P import Non-food 1-3 milj. kg P Reductie P input 1 4-8 milj. kg P
Verplichte mestverwerking (Bleker, 29/6/2012) Regio 2013 2014* 2015* Zuid 10% 30% 50% Oost 5% 15% 30% Overig 0% 5% 10% milj. kg P 2 O 5 5 17 28 * voorlopig Geldt voor bedrijven met een fosfaatoverschot
Mineralenconcentraten Doel: productie van mineralenconcentraten (kunstmestvervangers; N&K) uit de waterige dunne fractie van mest NB. Volgens EU Nitraatrichtlijn blijven alle producten afkomstig van dierlijke mest vallen onder het gebruik van dierlijke mest (170 kg N/ha en derogatiebedrijven 250 kg N/ha) Daarom Pilot 10 installaties: Techniek: omgekeerde osmose (OO) Source: Velthof et al. (2012)
Mineralen concentraten: Voorbeeld
Mineralenconcentraten (N&K): Gem. samenstelling Mineralenconcentraten: Hoger N and K gehalte dan dunne mest; Laag P gehalte NH 4 : ± 90% of N-totaal ph >7.5 Grote verschillen tussen de pilots Pilots: Grote mogelijkheden, maar nog niet goedgekeurd (Brussels) Plant N-total N-NH 4 P K g/kg g/kg % Ntotal g/kg g/kg A 6.4 5.9 92 0.2 7.1 B 7.2 6.9 96 0.01 6.8 C 8.9 7.8 88 0.34 8.4 D 5.3 4.7 89 0.11 6.8 E 4.2 3.6 86 0.08 5.5 F 8.1 7.1 88 0.26 8.1 H 11 10.5 95 0.27 15.7
Fosfaatterugwinning uit mest Doel: verkleinen van het P-overschot en productie van secundaire grondstoffen voor de industrie (10 20 miljoen kg P) Betrokken partijen: Landbouwsector (LTO, NVV): Probleemhouder / Aanbod Ministeries (EZ, I&M) Regelgeving (Brussel) Unie van Waterschappen / WUR Deelstroombehandeling Biomassa centrales (SNB) Productie P rijk as /energie Industrie (kunstmest, fosforind.) Vraag secund. P grondstoffen
Terugwinnen van fosfaten en fosfor Kroos & Algen veevoer Stedelijk afvalwater Mineralenconcentraten Landbouw Varkensmest Effluent RWZI (rioolwaterzuiveringsinstallatie Voorbehandeling (N,K & P) Dunne fractie Biogas/ WKK/ restwarmte Korte termijn Natte dikke fractie Huishoudelijk afval Drogen Slibverbranding (& energiewinning) Biomassacentrale (verbranding & energie productie) Lange termijn Droge dikke fractie Kunstmestindustrie P-producent Pyrolysecentrale Fosfaatkunstmest Fosfaataskunstmest Fosfor (P4) Export P-Biochar Source: Schoumans et al., 2011 Productie van secondaire P voor industrie met een bestaande grote internationale markt
Potentiële waarde van varkensmest content 1) Resource market price 2) Total min Total max (kg/m 3 ) ( /kg) ( /m 3 ) ( /m 3 ) Nitrogen anorganisch (N) 0.8-6.8 0.167-0.389 0.13 2.64 Protassium (K 2 O) 2-14 0.095-0.222 0.19 3.10 Phosphate (P 2 O 5 ) 0.6-6.2 0.157-0.365 0.09 2.26 Organic matter (solid phase) 35-45 0.091-0.117 3.19 5.27 Potential value ( m -3 ) 3.60 13.28 1) Römkens and Rietra (2008); content of inorganic N, P 2 O 5 and organic matter; content of K 2 O assessment 2) LEI, 2012; resp. 15% - 35% of the fertilizer market prices based on KAS (N), TSP( P 2 O 5 ) and K60 (K 2 O) and value of energy production of organic matter (based on 0.07-0.09 per kwh) Verwaarden van mest moet tegen zeer lage kosten!! Bron: Schoumans et al. (2010) Update martkprijzen: 2012
Behandeling van de dunne waterfractie van mest Fosfor P: Ca-fosfaten Struviet Stikstof N: Mineralenconcentraten NH 4 struvite N-strippen en productie van geconc. (NH 4 ) 2 SO 4 oplossingen Kalium K: Mineralenconcentraten (OO) K-struviet NB. Door een juiste voorbehandeling van varkensmest zijn aanzienlijke hoeveelheden fosfaat uit de dunne fractie te halen. Doel: water niet transporteren, maar (deel van de) fosfaten zien te verwijderen
Perspectief Proeven: De ene mest is de andere niet agv rantsoen, bewaarduur, al of niet vergisten e.d. andere samenstelling, titratiecurve; wel duidelijke opties voor P recovery Strategie: verlagen van het P gehalte in varkensdrijfmest; maximale afzet naar landbouwgrond ( behoud org. stofvoorraad) Eenvoudige goedkope mestscheiding (sturen op fosfaat) Behandelen dunne waterrijke mestfracties Bewerkte mest (met juiste N/P verhouding) zo veel mogelijk naar landbouwgrond anders verdere deelstroombehandeling icm RWZI
Conclusies Vanaf 2015: landbouw een netto reductie /verwerking van ongeveer 25-30 milj. kg P Nederlandse strategie: Verlaging P gehalte en gebruik van bio-refinagetechnieken in het voerspoor Mestscheiding & verhogen efficiëntie Mineralenconcentraten (N, K) Winning P uit mestwater evt. icm waterstromen RWZI Duurzame opties mogelijk voor verwerking mest(water) Praktijkpilots stadium Verdere synergie opties (technieken / andere reststromen)?? Dank voor uw aandacht!