TKI brengt duurzaam vlokmiddel van bureaustudie naar de praktijk

Startsein voor het TKI-project HerCauWer in 2017 was een positieve uitslag van een levenscyclusanalyse voor het winnen van vlokmiddel uit ijzerslib, afkomstig uit de drinkwaterbereiding. Het project is nu succesvol afgerond, met antwoord op de vraag hoe effectief het vlokmiddel is en hoe het werkt in de praktijk. “De resultaten zijn positief en we hebben geleerd waarop we moeten letten”, zegt René Bouwman van Feralco. “Een waardevolle stap op weg naar opschaling, en een bevestiging dat het duurzame product een toegevoegde waarde heeft ten opzichte van het commerciële vlokmiddel.”

Tijdens de drinkwaterproductie wordt ijzerhoudend slib gevormd. Dit zogenoemde ‘waterijzer’ vindt vooral een weg naar de vergistingsmarkt, maar omdat deze markt vooral gedreven wordt door subsidies – en dus vrij grillig kan zijn – wordt gezocht naar een alternatief. Door het ijzerslib aan te zuren, ontstaat een vlokmiddel of coagulant dat deeltjes en fosfaten uit het water haalt. Hoe mooi zou het zijn wanneer dit vlokmiddel, dat vrijkomt uit een reststroom van de drinkwaterbedrijven, opnieuw inzetbaar is in de waterzuivering?

Start met LCA

Het was Bouwman die naar eigen zeggen in 2016 dit idee lanceerde bij AquaMinerals – het bedrijf dat bestemmingen zoekt voor stofstromen die vrijkomen bij het zuiveren van water. “We zijn vanaf dag één bij deze ontwikkeling betrokken”, vertelt Bouwman, werkzaam als Managing Director bij Feralco, momenteel de op twee na grootste producent van hoogwaardige waterbehandelingsproducten in Europa. “Het begon met een levenscyclusanalyse of LCA van ijzerzout, gewonnen uit drinkwaterslib. Daaruit bleek dat dit vlokmiddel een stuk gunstiger was dan commerciële ijzerzouten die drinkwaterbedrijven nu gebruiken in de waterzuivering.”

Laboratoriumonderzoek

In opdracht van Evides werd de LCA uitgevoerd door KWR, en onderzoekster Roberta Hofman herinnert zich de postieve resultaten. “Wanneer we bij het aanzuren van het drinkwaterslib zuren gebruiken die vrijkomen als bijproduct uit de industrie, benutten we twee afvalstromen om iets nieuws te maken. Deze uitkomst was aanleiding om een TKI-project op te tuigen: Hergebruik van Coagulant uit Waterijzer, ofwel HerCauWer. Het project begon met een laboratoriumonderzoek, waarin we waterijzer dat afkomstig was van verschillende drinkwaterbedrijven, hebben getest op bruikbaarheid. Zo bleek dat niet alle typen ijzerslib zich hetzelfde gedragen. Bij het ene slib kunnen we nagenoeg alle ijzer dat erin zit oplossen, maar er zijn ook slibtypen waarbij we niet verder komen dan de helft. We willen nog uitzoeken hoe dit komt.”

Duurzame routekaart

Voor Ronny Theune, Commercieel Operational Manager bij AquaMinerals en leverancier van ijzerslib voor het project, was dit verschil in extraheerbaarheid van de ijzerslibben geen resultaat om af te haken. “Niet alle ijzerslib hoeven we op deze manier weg te zetten, want om robuust te zijn zoeken we naar een diverse afzetmarkt. Maar wat het duurzame vlokmiddel uit drinkwaterslib vooral ook interessant maakt, is dat wij voor onze aandeelhouders – de drinkwaterbedrijven en waterschappen – routekaarten hebben opgesteld met een circulaire ambitie. Wij streven ernaar dat de reststroom van de een gebruikt wordt door een ander. Deze aanpak past uitstekend in dat plaatje.” Ook voor Feralco is duurzaamheid een belangrijke drive om te investeren in het project. “Momenteel bestaan grote problemen rond de beschikbaarheid van commerciële ijzerzouten. Dat komt door de hoge energieprijzen en allerlei tekorten aan grondstoffen. Daarnaast gaan we steeds meer richting CO2-pricing, dit betekent dat de uitstoot van CO2 wordt belast. Het produceren van commerciële ijzerzouten heeft in dit opzicht een flinke footprint. Met zulke ontwikkelingen kan je niet stil blijven zitten, maar moet je op de juiste manier je kennis en ideeën inzetten bij de zoektocht naar alternatieven.”

Ketendenken

Het oorspronkelijke plan was om na de labfase een praktijktest te doen bij een drinkwaterzuivering. Maar omdat het geëxtraheerde vlokmiddel uit drinkwaterslib geen KIWA Watermark certificering heeft, was dit niet mogelijk. Uitstekend alternatief werd gevonden in projectpartner Waterschap Brabantse Delta, waar het vlokmiddel is gedoseerd in een beluchtingsstraat van de rioolwaterzuivering Bath. Senior Waterketentechnoloog Bart Joosse, werkzaam bij het waterschap, licht toe hoe deelname aan HerCauWer naadloos aansluit op de ambities. “Op onze RWZI’s gebruiken we veel chemicaliën om te voldoen aan wettelijke normen voor de afvalwaterzuivering. Deze footprint in grondstoffengebruik willen we terugdringen, en we streven naar klimaatneutraal. Volgens berekeningen in dit project is de milieu-impact van het vlokmiddel uit drinkwaterslib slechts 1 á 2 procent van het commerciële product. Dat is geweldig. Bovendien sluit de hele werkwijze aan op de ketengedachte die wij als waterschap hanteren. Terwijl we vroeger alleen maar keken naar wat er binnenkwam en wat eruitging, hebben we tegenwoordig veel meer aandacht voor samenwerking, bijvoorbeeld met de drinkwaterbedrijven. Dat kwam in dit project allemaal bij elkaar.”

“Volgens berekeningen in dit project is de milieu-impact van het vlokmiddel uit drinkwaterslib slechts 1 á 2 procent van het commerciële product.”

Uitstekende prestatie

De praktijktest bij RWZI Bath liet zien dat het duurzame vlokmiddel uitstekend presteerde. “Ons spul was zelfs effectiever”, zegt KWR-onderzoeker Hofman trots. “Per gram ijzer werd een hogere fosfaatverwijdering waargenomen dan met het commerciële ijzerzout. Dit betekent dat het in een lagere dosering kan worden toegediend.” Een prachtig resultaat, vindt Joosse. “Niet alleen omdat is aangetoond dat het werkt, maar ook omdat we hiermee dichterbij onze doelen richting grondstof- en klimaatneutraal komen. Dat het zo goed uitpakt hadden we vantevoren niet verwacht.” Volgens Theune van AquaMinerals hebben ook drinkwaterbedrijven baat bij deze uitkomst. “Ik denk dat in de toekomst deze toepassing ook voor hen beschikbaar komt, op een veilige manier.”

Genoeg uitdagingen

Toch liggen er nog genoeg uitdagingen. Een grote vraag is wat de handigste manier is om deze nieuwe bedrijfsvoering aan te pakken. Zo zou het aanzuren van het ijzerslib kunnen gebeuren op de plek waar dit wordt geproduceerd, namelijk bij de drinkwaterbedrijven. Daar zitten nog wel de nodige haken en ogen aan, vanwege vergunningen en eisen op het gebied van veiligheid. Een andere mogelijkheid is bij de afvalwaterzuiveringen een aanzuringsinstallatie te bouwen, of te kiezen voor een centrale locatie waar alle aanzuring van het slib gebeurt. Zowel Bouwman als Theune vinden dat laatste niet direct een logische keuze, omdat dit het aantal transportbewegingen flink opdrijft. Het slib moet van verschillende drinkwaterbedrijven naar die ene plek worden gebracht, waarna het ijzerzout dat eruit wordt geproduceerd naar alle rwzi’s gaat. Zij denken eerder dat rwzi’s op eigen locatie de aanzuring zullen doen, waarna zij het vlokmiddel direct kunnen gebruiken in de afvalwaterzuivering. Op de vraag of dit vanuit het oogpunt van het waterschap ook het meest voor de hand ligt, komt geen volmondige instemming. “Je moet je bedenken dat dan op elke zuivering een aanzuringsinstallatie moet komen en dat er sprake is van aanvullende reststromen”, legt Joosse uit. “Drinkwaterslib bevat vrij veel zwevende stof, dit betekent dat we op de zuivering meer slib krijgen waar we iets mee moeten doen. Daarnaast is het bemensen van alles ook een aspect. Vanuit die optiek lijkt mij een centrale locatie een stuk efficiënter. Maar ik sta overal voor open. Waar het op neerkomt is dat we hier goed naar moeten kijken, dan kunnen we op grond van de feiten de juiste keuzes maken.”

“Zo’n project als dit brengt ons samen, zodat we elkaar in de toekomst beter weten te vinden.”

Van theorie naar praktijk

Vooruitlopend op de zaak is het natuurlijk de vraag of de Nederlandse drinkwaterbedrijven voldoende ijzerhoudend slib kunnen leveren voor de behoefte van de waterschappen. Met zo’n 90.000 ton ijzerslib per jaar is dit niet het geval, weet Bouwman. Toch spreekt Joosse de intentie uit om hier serieus mee aan de slag te willen. “We stellen graag onze zuiveringslocatie ter beschikking voor vervolgstappen, en zijn benieuwd wat er gebeurt als we het hele jaar door gaan doseren, in plaats van die ene maand tijdens HerCauWer. Dit project heeft enorm veel opgeleverd. De vertaling van theorie naar praktijk heeft geresulteerd in een product dat we kunnen gaan gebruiken. En het draagt bij aan de samenwerking tussen waterschappen en drinkwaterbedrijven. Partijen zoals KWR en AquaMinerals vormen de schakels om die verbinding te leggen. Zo komen we erachter dat we heel veel aan elkaar kunnen hebben. Zo’n project als dit brengt ons samen, zodat we elkaar in de toekomst beter weten te vinden.”