Bijlage 5: Terugwinnen grondstoffen: toepassingsmogelijkheden voor de rwzi Utrecht (DM 842468)



Vergelijkbare documenten
Grondstoffenvisie. Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden. September 2014 Else Langbroek Marlies Verhoeven DM

TOILETPAPIER UIT AFVALWATER, EEN WAARDEVOLLE GRONDSTOF

BMZ Telefoonnummer: (06) In AB: Portefeuillehouder: Beugelink, van der Vorm Geheim: ja nee

Dit onderwerp wordt geagendeerd ter kennisneming ter consultering ter advisering. Korte inhoudelijke omschrijving: Aanleiding

Memo. Cellulose winnen uit afvalwater

Aan de commissie wordt advies gevraagd op onderstaand voorstel aan het AB:

Verkenning mogelijkheden

Versie: 3.0 Status: definitief Datum: 1 juni Marktconsultatie / inspiratiesessie Grondstoffen waterschap Zuiderzeeland

Thermofiele Slibgisting en Stikstofterugwinning op RWZI Bath

gehoord hetgeen in het kader van een consultering door de commissie SKK op 3 april 2014 naar voren is gebracht;

Bijlage 4: Milieu en energieprestaties: Emissies van de toekomstige rwzi Utrecht (DM )

Levenscyclusanalyse fosfaat, cellulose, alginaat en PHA uit rioolwater. Geert Bergsma, mei 2017

Afvalwater zuiveren Bezoek Wageningse Alumnivereniging 22 april 2014

Levenscyclusanalyse fosfaat, cellulose, alginaat en PHA uit rioolwater. Geert Bergsma, 30 mei 2017

ZeefGOUD Van Afvalstoffenverwerker naar Energiefabriek en Grondstoffenfabriek. Marco Kwak Projectontwikkeling

Missie, visie en strategie slibverwerking waterschap Rijn en IJssel

Watertechniek en mestverwerking

Verwaarding van zeefgoed:

Denktank Circulaire Economie Consolidatie 3 maart 2016

Grant agreement no: Deliverable number: D6.12 Partner responsible: Deliverable author(s): J. Boersma. Quality assurance:

Energie uit afvalwater

VAN PROBLEEM NAAR GRONDSTOF THIJS COPINI HOOGHEEMRAADSCHAP HOLLANDS NOORDERKWARTIER

ONTWIKKELAGENDA GRONDSTOFFEN VERSTANDIG OP WEG NAAR EEN CIRCULAIR WATERSCHAP IN 2050

GRONDSTOFFEN UIT RIOOLSLIB. Leon Korving - Milieubeurs oktober 2012

C-174 Green Deal Grondstoffen Unie van Waterschappen Rijk


Verslag van het symposium Toiletpapier uit afvalwater, een waardevolle grondstof, op 19 juni 2014 op landgoed Groot Warnsborn bij Arnhem.

Waterschappen en Energieakkoord

Omzet.Amersfoort. Van onderzoek naar realisatie. Henry van Veldhuizen 28 juni 2011

Energiepark Olburgen

Chris Ruiken. 21 juni 2011

RWZI Tilburg Energie- en grondstoffenfabriek

SAMENWERKING OVER TRADITIONELE GRENZEN HEEN. De Energiefabriek en andere voorbeelden uit de praktijk van de waterschappen

Vezels als grondstof voor biobased producten. Ir. Maurice Henssen (Bioclear b.v.)

Bijeenkomst AM verbindt NL: Materialenpaspoort. Kkkkkkkkkkkkkkk Llll ll

KLIMAAT, ENERGIE EN GRONDSTOFFEN

MJA-Sectorrapport Afvalwaterzuiveringsbeheer

Energie en Grondstoffenfabriek Amersfoort

Cellulose Assisted Dewatering of SLudge:

Thermische Druk Hydrolyse

Toiletpapier een waardevolle grondstof GaLiCos: Strippen NH 3 uit afvalwater

LIMBURG. Voorstel aan het AB

Juridische Handreiking Duurzame Energie & Grondstoffen. Workshop 5 maart 2015 Aster Veldkamp

Influent fijnzeven in rwzi s. Chris Ruiken Enna Klaversma

De afvalwaterzuivering als energiefabriek

Excursie Rioolwaterzuivering van Waterschap Vallei en Veluwe te Apeldoorn. d.d

Grant agreement no: Deliverable number: D6.9 Partner responsible: Deliverable author(s): KWR, CirTec, WAM. Quality assurance:

Fosfaatterugwinning Waterstromen Locatie Olburgen

Bijlage 1. Noorderzijlvest Gemiddeld Nederland NZV t.o.v. gem ,2 83,7-5, ,6 86,6-5, ,6 86,6-2,0

CO 2 Een waardevolle grondstof. Peter Simoës

Energiepark Olburgen. Een samenwerking van Waterstromen B.V., Waterschap Rijn & IJssel & Aviko BV. Door Arnold Veldhuis

WATER- SCHAPPEN & ENERGIE

VERKLARING Green Deal tussen Unie van waterschappen en Rijksoverheid

Euralcodes van het verwerkingsproces van luierafval middels een thermische drukhydrolyse installatie

LIMBURG WATERSCHAPSBEDRI-JF. Waterschapsbedrijf Limburg is een samenwerkingsverband van Waterschap Peel en Maasvallei en Waterschap Roer en Overmaas

Circulaire economie en duurzaamheid bij Waterschappen. Douwe Jan Tilkema directeur. Innovatie en Ondernemerschap bij Waterschappen

PHA s uit afvalwater en reststromen, een update;

grondstof? Afvalwater als Energie winnen uit afvalwater Verwijderen van medicijnen en hergebruik van meststoffen Veel mogelijkheden

Fosfor in en uit Afvalwater

Mest: de melkkoe voor de productie van grondstoffen. A. Visser Maart 2015

Waterschapsenergie, Waterschap Aa en Maas, Den Bosch

DEMONSTRATIEPROJECT D ECENTRALE AFVALWATERZUIVERING

NAAR EEN ONDERZOEKSPROGRAMMA GRONDSTOFFENWINNING

Nieuwbouw rwzi Weesp in 2020: is voorbezinking nog doelmatig duurzaam?

FOSFAATFABRIEK. Coert Petri (Waterschap Rijn en IJssel) Green Deal en Ketenakkoord Fosfaat

Afvalwaterplan DAL/W 2 In vogelvlucht. Gemeente Delfzijl Gemeente Appingedam Gemeente Loppersum Waterschap Noorderzijlvest Waterschap Hunze en Aa s

De hoogwaardige zuivering van afvalwater papierfabrieken Eerbeek

DE ENERGIE- & GRONDSTOFFENFABRIEK

Biobased inkopen: geen output zonder input

GFT-afval is een waardevolle bron voor nieuwe grondstoffen. Maar hoe ziet de toekomst eruit?

AGENDAPUNT 9 ONTWERP. Onderwerp: Krediet renovatie rwzi De Meern Nummer: Voorstel. Het college stelt u voor om

Duurzame aanbesteding voor Waterschap Amstel, Gooi en Vecht. Advies voor de fractie van Water Natuurlijk in AGV

Standpunt Nieuwe Sanitatie

Antwoordenboekje Lespakket bezoek rioolwaterzuivering Juni 2016

van afvalinzamelaar naar grondstoffenleverancier 2 I

4.A.1 Ketenanalyse Groenafval

Meerjarenplan MJA

Kansen voor duurzame opwekking van energie bij Waterschap De Dommel

HOOGHEEMRAADSCHAP VAN RIJNLAND. Circulaire kansen en knelpunten December 2018

Valorisatie reststromen met aquatische biomassa. Rommie van der Weide, Wim van Dijk, Sander Huurman, Hellen Elissen,...

Bijlage CWE 17-17b. 5 GRONDSTOFFEN Van aanbod tot vraag TOP 5 GRONDSTOFFEN 26 APRIL APRIL 2017

Is de Energie- en Grondstoffenfabriek wel duurzaam? Een levenscyclusanalyse van grondstoffen uit rioolwater

Hergebruik mestwater uit de veehouderij

Natuurlijk comfortabel -Visie op de afvalwaterketen in de regio Vallei en Veluwe-

Onderwerp: Routekaart Verduurzaming Stadswarmte Utrecht en Nieuwegein

Slibdroging in kassen met laagwaardige warmte

Bedrijfsvergelijking (2009)

GER-waarden en milieu-impact scores hulpstoffen voor de afvalwaterzuivering. Heleen Pinkse

SNB berichten. #51 oktober 2011

Aa & Maas: Afvalwaterstrategie

Inhoud: 1. Interview. Interview met wethouder Alex Langius, gemeente Assen

Onderwerp: Oplegnotitie bij de investeringsvoorstellen rwzi Utrecht Nummer:

ingezamelde urine (struvietreactor) voor toepassing in de landbouw

Organische vracht continue on-line bewaken. Peter-Jan van Oene, 8 november 2011, nieuwegein

ALGEMENE VERGADERING. 18 december 2012 Waterketen, afdeling Zuiveringen en Gemalen. 29 november 2012 H. Kuipers

Potentieel van mestafgeleide producten als grondstof voor de P-industrie. Willem Schipper

Integraal GFT of tuin- en keukenafval apart? NVRD - 31 maart 2016 Tim Brethouwer

Datum 9 juni 2011 Thema Gezuiverd afvalwater Opgemaakt door Bouw en Kwaliteit Docbasenummer Onderwerp Fosfaat terugwinning en

Quickscan energie uit champost

Duurzaamheid binnen Waterschap Rijn en IJssel. Strategiedocument

Transcriptie:

Bijlage 5: Terugwinnen grondstoffen: toepassingsmogelijkheden voor de rwzi Utrecht (DM 842468) Datum: 10 juli 2014 Ons kenmerk: 842468 Aan: Algemeen Bestuur Van: Willem de Jager, Marlies Verhoeven Betreft : Terugwinnen grondstoffen: toepassingsmogelijkheden voor rwzi Utrecht Kopie: Dagelijks bestuur Transitie van afval naar grondstof Er is een transitie gaande in het denken over afvalstromen: van afval naar grondstof. Dat maakt dat reststromen die we eerst als lastig en kostenverhogend zagen, nu stromen zijn die waardevolle producten in zich kunnen dragen. De Routekaart Afvalwaterketen 2030 schetst een fundamentele verandering, waarin waterschappen en gemeenten een bijdrage leveren aan de verduurzaming van de samenleving, en aan het sluiten van keten en kringlopen. Het (terug) winnen van grondstoffen uit reststromen biedt kansen om CO 2 emissies te verlagen, schaarse grondstoffen te hergebruiken, minder afhankelijk te zijn van fossiele brandstoffen en kostenreducties voor biobased materialen te realiseren. Sinds begin 2014 zijn alle Nederlandse waterschappen betrokken bij de Grondstoffen- en Energiefabriek. Deze Grondstoffen- en Energiefabriek bestaat uit een aantal inhoudelijke werkgroepen voor grondstoffen en energie en een aantal overkoepelende werkgroepen gericht op de afzet van de grondstoffen in de markt, de juridische aspecten hiervan en communicatie over het terugwinnen van grondstoffen en energie uit afvalwater. Vanuit de waterschappen nemen vertegenwoordigers deel in deze werkgroepen. De ambitie van het concept van de Grondstoffen- en Energiefabriek is het winnen, verwerken en afzetten van grondstoffen en energie afkomstig uit afvalwater. Het realiseren van deze ambitie zal bijdragen aan de drie belangrijke uitdagingen waar de waterschappen op dit moment voor staan: 1. Een bijdrage leveren aan milieu- en klimaatdoelstellingen 2. Een steviger maatschappelijke positionering 3. Terugdringen van de kostenstijging van de afvalwaterketen Grondstoffenvisie HDSR In 2014 zal HDSR haar visie op het terugwinnen van grondstoffen opstellen. Hierin wordt niet alleen gekeken naar de mogelijkheden van het terugwinnen van grondstoffen uit afvalwater, maar ook naar het terugwinnen of nuttig inzetten van andere reststromen uit het watersysteem zoals berm- en slootmaaisel, bagger en snoeihout. In DM nummer 711416 is de speelveldverkenning voor de grondstoffenvisie terug te vinden. In de grondstoffenvisie worden een aantal koersen geschetst over hoe de terugwinning in te steken. Afhankelijk van het ambitieniveau en de mate van samenwerking zijn er 4 koersen te schetsen welke in 1

onderstaande figuur weergegeven zijn, met voorbeelden van huidige projecten en samenwerkingsvormen. Mee-ontwikkelen van nieuwe toepassingen (met de blik op de toekomst) 1. Zichtbaar vernieuwend 2. Samen werken aan transities A m b i t i e n i v e a u Op eigen kracht 3. Zelf en zeker Maaisel en andere reststromen afzetten tegen laagst mogelijke kosten Alginaat deelname aan NAOP voor terugwinnen uit Nereda korrelslib Actieve inbreng van kennis (alginaat) in Grondstoffenfabriek Actieve inbreng in WINNET (riothermie, samenwerking afvalwaterketen) 4. Efficiency door samenwerking Samen met anderen Onderzoek fosfaatterugwinning uit slib door eindverwerker (SNB) Op zoek naar partijen die maaisel en andere reststromen efficiënt kunnen verwerken Maaisel van keringen inzetten als veevoer Passieve inbreng in onderzoek en netwerken Bewezen toepassingen (alleen wat moet) Mate van samenwerking Het algemeen bestuur van HDSR zal in september 2014 de grondstoffenvisie vaststellen. Uitgangspunt van de visie is dat we afvalwater en andere reststromen niet meer zien als afval maar als mogelijke grondstof, wat betekent dat we bij ieder project de mogelijkheden voor het terugwinnen van grondstoffen en de nuttige toepassing van reststromen zullen overwegen. Terugwinnen van grondstoffen uit afvalwater stand van zaken 2014 De mogelijkheden voor terugwinning van energie en grondstoffen uit afvalwater is een lange lijst. Voorbeelden van mogelijke grondstoffen zijn fosfaat, stikstof, koolstofdioxide, humuszuren, organische stof voor brandstof/energie, PHA als grondstof voor bioplastics, syngas, lipiden, zware metalen, vetzuren, kalium, zwavel, geneesmiddelen, algen, productie van biogas uit het slib, benutten van warmte van het rioolwater of het effluent van de rwzi s. Op dit moment lijken een aantal grondstoffen het meest kansrijk te zijn en hierop is vooral het lopende landelijke onderzoek gericht van de werkgroepen van de Grondstoffenfabriek en STOWA. De meest kansrijke grondstoffen zijn fosfaat, cellulose, bioplastics en alginaat en deze worden nader toegelicht. Fosfaat: Fosfaat kan uit een fosfaatrijke waterstroom op de rwzi teruggewonnen worden of door de slibeindverwerker (SNB) uit de verbrandingsas. Door het vergisten van het slib in een slibgistingsinstallatie en het ontwateren van het slib, komt het fosfaat in opgeloste vorm beschikbaar in een fosfaatrijke waterstroom. Hieruit kan het fosfaat worden gewonnen door toepassing van het Airprex- of Pearlprincipe. Het fosfaat is dan onderdeel van struviet (dit is een neerslag van magnesium, ammonium en fosfaat) en dit is een geschikte meststof die langzaam zijn nutriënten vrijgeeft. 2

Vooralsnog is de afzet van struviet in Nederland nog niet mogelijk omdat het als afvalstof wordt beschouwd, in het buitenland is dit al wel mogelijk. De verwachting is echter dat de beperking voor Nederland op korte termijn (één tot twee jaar) wordt opgeheven en afzet van struviet als meststof wettelijk mogelijk wordt, waarbij een hogere afzetprijs waarschijnlijk mogelijk is. PHA als grondstof voor de productie bioplastic: Op rwzi s waar biologische fosfaatverwijdering toegepast wordt en primair slib wordt gevormd, is het mogelijk om het actief slib extra PHA (polyhydroxyalkanoaat) te laten maken door extra processtappen in te voeren. Dit PHA kan vervolgens uit het slib worden gewonnen om te dienen als grondstof voor de productie van biologisch afbreekbaar plastic. De markt voor biologisch afbreekbaar plastic lijkt een groeiende te zijn en de vraag naar grondstoffen hiervoor zal in de komende jaren mogelijk toenemen. Op dit moment is het terugwinnen van PHA uit zuiveringsslib nog niet economisch haalbaar omdat de kosten voor het produceren en winnen van het PHA hoger zijn dan de opbrengstmogelijkheden. Een aantal waterschappen zoals Brabantse Delta en Wetterskip Fryslan gaan in de komende periode aan de slag met pilotinstallaties om na te gaan of verlaging van de productie- en terugwinkosten mogelijk is. Cellulose: Het huishoudelijk afvalwater bevat cellulose afkomstig van toiletpapier. Deze cellulose komt bij het afvalwaterzuiveringsproces hoofdzakelijk in het slib terecht en zorgt op deze manier voor een verhoging van de slibproductie. Door het toepassen van een fijnzeef kan de cellulose uit het binnenkomende afvalwater worden gezeefd. De cellulose kan worden gecomposteerd of worden toegepast als grondstof voor de papierindustrie, afdruipremmer bij asfalt, isolatiemateriaal of voor de productie van bioplastics. Voor cellulose is belangstelling vanuit de markt en de kwaliteit is goed. Op rwzi Blaricum (van Waternet) en rwzi Aarle-Rixtel (Aa en Maas) wordt cellulose afgescheiden. Op rwzi Aarle- Rixtel draait een proefinstallatie waarbij het afgescheiden zeefgoed wordt verhit en samengeperst tot een compacte papierkorrel wat opslag en transport van het zeefgoed vergemakkelijkt. Bij waterschap Noorderzijlvest wordt onderzocht of het toepassen van de teruggewonnen cellulose voordelen bij de slibontwatering kan opleveren. Alginaat: Het aerobe korrelslib dat ontstaat bij het Nereda-zuiveringsproces bevat een lijmstof genaamd alginaat. Deze lijmstof is verantwoordelijk voor de korrelvorming in het zuiveringsproces. Het huidige aanbod van alginaat bestaat uit alginaat gewonnen uit zeewier en er is mondiaal gezien sprake van een vrij beperkt aanbod. Alginaat kan op diverse wijzen worden toegepast zoals voor het coaten van papier, het waterafstotend maken van kleding, als waterabsorbant in luiers, vulmiddel van medicijnen, verbandmiddelen etc. De hoeveelheid alginaat die teruggewonnen kan worden uit het aerobe korrelslib is ten opzichte van de huidige wereldproductie aanzienlijk. Alginaat lijkt economisch zeer haalbaar te zijn doordat de terugwinkosten duidelijk lager zijn dan de opbrengstmogelijkheden. Voor de ontwikkeling van de alginaatterugwinning is een samenwerkingsverband tussen STOWA, TU Delft, Royal Haskoning DHV en waterschappen Vallei en Veluwe, Rijn en IJssel en HDSR opgericht (NAOP). HDSR is betrokken bij dit samenwerkingsverband vanwege de mogelijke inzetbaarheid van de proefinstallatie Nereda op rwzi Utrecht en de overweging om het Nereda-zuiveringsproces in te zetten voor de waterlijn van rwzi Utrecht. Toepassingsmogelijkheden grondstoffenterugwinning voor rwzi Utrecht Voor de waterlijn van rwzi Utrecht zal naar verwachting eind 2014/begin 2015 een keuze worden gemaakt voor nieuwbouw of renovatie van de bestaande installatie (AB-systeem als zuiveringstechniek). Bij nieuwbouw kunnen er in principe twee zuiveringstechnieken toegepast worden: het muct-proces 3

(University of Capetown) en het Nereda-proces (aeroob korrelslib). De mogelijkheden voor terugwinnen van grondstoffen van de renovatie of nieuwbouwvariant worden in onderstaande tabel weergegeven. Hierbij ga ik ervan uit dat de sliblijn in de toekomstige situatie niet meer aanwezig is op de rwzi Utrecht, waardoor het terugwinnen van fosfaat op de rwzi zelf als mogelijkheid komt te vervallen. Grondstof Renovatie ABsysteem Nieuwbouw muct-proces Nieuwbouw Nereda-proces Fosfaat Ja, bij slibverwerker Ja, bij slibverwerker Ja, bij slibverwerker Cellulose Ja Ja Ja Bioplastics Nee Ja* niet bekend** Alginaat Nee Nee Ja * inkoop vetzuren nodig ** nog niet onderzocht Uit bovenstaande tabel blijkt dat er in principe per variant 2 à 3 terugwinningmogelijkheden bestaan voor grondstoffen. Hieronder zal worden toegelicht hoe deze grondstofterugwinning op rwzi Utrecht vorm gegeven zou kunnen worden. Toepasbaarheid fosfaatterugwinning Omdat de sliblijn zal gaan verdwijnen in de toekomstige situatie van rwzi Utrecht, is het terugwinnen van fosfaat op de rwzi Utrecht niet mogelijk. Het terugwinnen van fosfaat kan wel plaatsvinden bij de slibeindverwerker (SNB, HVC of een andere slibverwerker) uit de verbrandingsas. Het terugwinnen van fosfaat kan bij iedere gekozen variant worden gerealiseerd, zowel bij de renovatie-, muct- of Neredavariant. Toepasbaarheid celluloseterugwinning De cellulose wordt teruggewonnen uit het ruwe binnenkomende afvalwater en kan bij alle varianten worden toegepast omdat deze onafhankelijk is van de gekozen zuiveringsmethode. Een fijnzeef wordt geïnstalleerd na de roostergoedinstallatie en de zandvanger en vóór het biologische zuiveringsproces. Het afvangen van de cellulose met een fijnzeef geeft een verlaging in de productie van slib en hierdoor een besparing op de slibafzetkosten. Daarnaast wordt cellulose afgevangen als grondstof en kan worden verwaard waarmee opbrengst kan worden gegenereerd. Bij het Nereda-proces heeft toepassing van een fijnzeef een bijkomende functie: het verlagen van het aandeel vezels in het Nereda korrelslib, waardoor betere korrelvorming plaatsvindt. Op rwzi Utrecht kan een hoeveelheid van circa 2.800 ton cellulose per jaar afgevangen kunnen worden. Hierdoor mag er een besparing op de slibafzetkosten verwacht worden. De biogasproductie zal (in geringe mate) dalen door het ontbreken van het celluloseaandeel in het slib en de zuurstofbehoefte van de beluchtingstank zal naar verwachting wat lager zijn waardoor kan worden bespaard op te installeren beluchtingsvermogen. De winkosten van cellulose (het plaatsen van een fijnzeef en het afvangen van het zeefgoed) bedragen circa 100, - per ton. Daarbij kunnen nog kosten komen voor droging, pasteurisatie en samenpersen tot compacte papierkorrels. Deze aanvullende behandelingsstap vergemakkelijkt het transport en de opslag van het zeefgoed. Wat hiervoor de kosten zijn is nog niet bekend. Deze techniek wordt op dit moment toegepast als proef op rwzi Aarle-Rixtel en nog niet alle gegevens zijn hiervan bekend. De opbrengstmogelijkheden variëren, afhankelijk van de (nuttige) toepassing, en prijsvorming maar zijn nog onduidelijk. De terugwin- en de opbrengstkosten zijn daarmee nog niet zo maar met elkaar in evenwicht, en laten een grote mate van onzekerheid zien. Het te behalen financiële voordeel van 4

celluloseterugwinning bestaat op dit moment voornamelijk uit de verlaging van de slibafzetkosten, maar deze kan door een stijging van de afzetopbrengst van cellulose in de toekomst verder toenemen. De verwachtingen over afzet van de cellulose naar de markt in de toekomst zijn positief, maar moeten nog wel blijken. Toepassing van cellulose bij de slibontwatering (op rwzi Nieuwegein of Utrecht) is als een tussentijdse variant mogelijk totdat de afzet naar de markt haalbaar en financieel aantrekkelijk is. Het toepassen van cellulose voor het verbeteren van de slibontwatering en het besparen op vlokkingsmiddelen wordt onderzocht door waterschap Noorderzijlvest. Het realiseren van een fijnzeef en behandeling van het zeefgoed geeft een risico omdat de afzet naar de markt nog niet gegarandeerd is. Als niet gekozen wordt voor realisatie van een fijnzeef op rwzi Utrecht, is het raadzaam om fysieke ruimte op de rwzi Utrecht te reserveren voor toepassing van een fijnzeefinstallatie (en een behandelingsinstallatie) in de toekomst, zodat het mogelijk is om in een later stadium alsnog een fijnzeefinstallatie in te passen. Het benodigde ruimtebeslag hiervoor is naar verwachting 400 m 2 (gebaseerd op toepassing van fijnzeef+verhitting+samenpersen tot een compacte papierkorrel). Deze installatie kan dan worden ingepast na de roostergoedinstallatie en zandvanger en voor het biologische zuiveringsproces. Toepasbaarheid terugwinning PHA voor bioplastics Het produceren van een grondstof voor de productie van biologisch afbreekbaar plastics, het PHA, is toepasbaar op een rwzi waar het fosfaat biologische verwijderd wordt en primair slib beschikbaar is. Van biologische fosfaatverwijdering is sprake bij het muct-proces en bij het Nereda-proces, maar niet bij de huidige AB-installatie van rwzi Utrecht waarbij een deel van het fosfaat op chemische wijze verwijderd wordt. Primair slib wordt gevormd bij toepassing van een voorbezinktank. Op rwzi Utrecht wordt in de A-trap slib gevormd dat vergelijkbaar is met primair slib. De beschikbaarheid van primair of A-trap slib is nodig voor de productie van vetzuren. Indien tot nieuwbouw wordt overgegaan is het niet waarschijnlijk dat het muct- of het Neredaproces voorzien wordt van een voorbezinktank. Bij de nieuwbouwvariant ontbreekt hierdoor de mogelijkheid voor het produceren van vetzuren die benodigd zijn voor de PHA-productie. Inkoop van vetzuren kan overwogen worden (bv. van de groente- en fruitverwerkende industrie). De geproduceerde vetzuren worden toegevoegd aan aerobe (secundaire) slib, waardoor in het slib PHA geproduceerd wordt. Dit PHA moet dan vervolgens uit het slib gehaald worden via de PHAopwerkingstappen. Bij deze opwerkingsstappen komt een waterstroom vrij (met een grote hoeveelheid CZV en stikstof) die op de rwzi weer behandeld moet worden. Bij het ontwerp van de rwzi moet met deze extra belasting rekening worden gehouden. In onderstaand figuur wordt het productieproces van PHA schematisch weergegeven: 5

Figuur 1: schematische weergave PHA-productieproces Het inpassen van de PHA-productie op een terrein van de rwzi vergt veel ruimte voor de verschillende processtappen, opslag van chemicaliën, opslagtanks voor het slib en de waterstromen en de diverse centrifuges. Een globale inschatting van het ruimtebeslag hiervoor is 500 m 2. De vraag is hoever de PHA-productie op een rwzi moet gaan; er kan ook overwogen worden om alleen de fermentatiestap op de rwzi uit te voeren waarbij PHA-rijke slib ontstaat en de verdere PHA-opwerking op een centrale locatie (op eigen terrein, samen met een ander waterschap of bij de slibverwerker) uit te voeren. Uit het voorgaande blijkt dat er een groot aantal extra processtappen nodig zijn om PHA-rijke slib te produceren en om het PHA hieruit terug te winnen. Dit maakt dat de kosten voor het produceren en winnen van PHA-rijke slib vrij hoog zijn en hoger dan de opbrengstverwachtingen, waardoor deze vorm van grondstoffenterugwinning op dit moment nog niet economisch haalbaar is. Om de productie- en terugwinkosten te verlagen is onderzoek nodig en daarnaast is er ook een ontwikkeling in de markt benodigd in de vraag naar grondstof voor biologisch afbreekbaar plastic. Gezien de fase waarin het onderzoek en de ontwikkeling van het winnen van PHA uit zuiveringsslib zich bevindt, is het niet raadzaam om deze vorm van grondstoffenterugwinning in het ontwerp van rwzi Utrecht mee te nemen. Daarnaast zijn ook de voorwaarden voor het produceren van PHA, zoals de aanwezigheid van biologisch defosfaterend actief slib en primair- of A-trap slib, op rwzi Utrecht niet beiden aanwezig binnen één van de varianten. Toepasbaarheid alginaatterugwinning Het terugwinnen van alginaat is mogelijk bij toepassing van het Nereda zuiveringsproces op de waterlijn. Bij de muct of de renovatievariant (het huidige AB-systeem) ontstaat geen alginaat in het zuiveringsproces. Het alginaat vormt een onderdeel van het aerobe korrelslib, circa 40% van de droge stof. Dit alginaat ontstaat hierbij vanzelf en voor de samenhang in het korrelslib. Een deel van het alginaat (50%) is terug te winnen uit het korrelslib. Dit betekent voor de rwzi Utrecht bij toepassing van het Neredaproces voor de waterlijn, een terug te winnen hoeveelheid van 1150 ton alginaat per jaar (dit is dus 20% van de aerobe korrelslibproductie). 6

Op dit moment is de verwachting dat de terugwinkosten van alginaat uit aeroob korrelslib variëren tussen de 1000 tot 2000 per ton alginaat. De opbrengstmogelijkheden hangen af van afzet en prijsvorming, afhankelijk van de te bereiken kwaliteit van het alginaat. Daarnaast kan er door het terugwinnen van alginaat een besparing op slibafzetkosten verkregen worden. De economische haalbaarheid van alginaat ziet er op basis van deze verwachtingen gunstig uit, maar moet zich nog bewijzen. In het samenwerkingsverband NAOP vindt op dit moment een marktverkenning plaats naar toepassingsmogelijkheden van het alginaat uit afvalwater, de kwaliteit van het te verkrijgen alginaat en de mogelijke marktprijs. De werkelijke afzet van het alginaat als grondstof is op dit moment nog geen realiteit. Er is nu nog geen mogelijkheid om het alginaat uit het korrelslib terug te winnen op grote schaal. De terugwinning vindt nu plaats op laboratorium/pilotschaal bij TU Delft en RHDHV. Bij een drietal andere waterschappen wordt het Nereda zuiveringsproces grootschalig toegepast op een rwzi en wordt aeroob korrelslib produceren. Gezien de onderzoeks- en ontwikkelingsfase waarin het terugwinnen van alginaat zich bevindt is een gezamenlijke realisatie van een alginaatterugwininstallatie voor meerdere waterschappen meer aannemelijk dan dat ieder waterschap een eigen installatie gaat realiseren. Door de schaalgrootte kunnen de kosten voor een gezamenlijke terugwininstallatie mogelijk gunstiger uitvallen dan bij realisatie van een terugwininstallatie op rwzi Utrecht (of op een andere locatie bij HDSR) voor alleen het korrelslib van rwzi Utrecht. Wel is het mogelijk om fysieke ruimte op de rwzi Utrecht te reserveren voor toepassing van een terugwininstallatie in de toekomst, zodat deze in een later stadium alsnog in te passen is. Over het benodigde ruimtebeslag hiervoor is op dit moment nog weinig bekend. Voor het extraheren van het alginaat uit het korrelslib is toevoeging van achtereenvolgens twee soorten chemicaliën en toepassing van een tweetal centrifuges nodig voor de behandeling van een hoeveelheid van circa 6500 ton ds korrelslib per jaar. Conclusie Voor rwzi Utrecht geven 2 grondstoffen een gunstig beeld voor terugwinning: dit zijn cellulose en alginaat. Terugwinning van cellulose en hierdoor besparen op de slibafzetkosten kan bij alle genoemde varianten worden toegepast omdat het onafhankelijk is van de gekozen zuiveringstechniek. Bij het Nereda-proces heeft toepassing van een fijnzeef een bijkomende functie: het verlagen van het aandeel vezels in het korrelslib, waardoor betere korrelvorming plaatsvindt. Het voordeel van celluloseterugwinning is nu voornamelijk gelegen in een verlaging van de slibafzetkosten. De afzet van de cellulose in de markt is nog in onderzoek, maar de verwachtingen hierover zijn positief. Hierdoor kan het financiële voordeel in de toekomst toenemen, als er opbrengst kan worden gegenereerd uit de afzet naar de markt. Als tussenfase kan gekozen worden voor verbetering van de slibontwatering door het toevoegen van de afgevangen cellulose aan het te ontwateren slib. Indien er in de ontwerpfase van rwzi Utrecht nog niet gekozen wordt voor realisatie van een fijnzeef, is het raadzaam om fysieke ruimte op het terrein te reserveren voor inpassing van fijnzeefinstallatie in de toekomst, wanneer meer bekend is over de economische haalbaarheid. Het ruimtebeslag van een fijnzeef (+behandelingsinstallatie) is naar verwachting circa 400 m 2 oppervlakte. Deze fijnzeefinstallatie kan worden ingepast na de roostergoedinstallatie en zandvanger en vóór het biologische zuiveringsproces. 7

Het terugwinnen van alginaat is alleen mogelijk bij toepassing van het Nereda zuiveringsproces op de waterlijn. Het alginaat vormt een onderdeel van het aerobe Nereda-korrelslib en is uit het slib terug te winnen. De economische haalbaarheid ziet er op dit moment gunstig uit omdat de terugwinkosten lager zijn dan de opbrengstmogelijkheden. Daarnaast kan er door het terugwinnen van alginaat een besparing op slibafzetkosten verkregen worden. Er is nu nog geen mogelijkheid om het alginaat uit het korrelslib terug te winnen op grote schaal. Het realiseren van een gezamenlijke centrale terugwininstallatie voor het alginaat uit het aerobe korrelslib lijkt in deze fase van onderzoek en ontwikkeling het meest aannemelijk. Wel is het mogelijk om fysieke ruimte op de rwzi Utrecht te reserveren voor toepassing van een terugwininstallatie in de toekomst, zodat deze in een later stadium alsnog in te passen is. Het terugwinnen van fosfaat op de rwzi Utrecht is niet mogelijk als de sliblijn (het vergisten van het slib) in de toekomst van de rwzi zal verdwijnen. Het terugwinnen van fosfaat is dan alleen mogelijk door de slibverwerker. Het produceren van PHA uit zuiveringsslib als grondstof voor biologisch afbreekbaar plastics, geeft op dit moment nog geen economisch haalbaar beeld. Voor de ontwikkeling van deze techniek is nog aanvullend onderzoek nodig om de productie- en winkosten te verlagen. Op rwzi Utrecht wordt bij geen enkele variant voldaan aan de twee voorwaarden die benodigd zijn voor de PHA-productie. Daarom is het niet raadzaam om het terugwinnen van deze grondstof in het ontwerp van rwzi Utrecht mee te nemen. 8