Project Nereus: afvalwater opwaarderen tot schoon water, nuttige stoffen en energie

Jan van Staalduinen

In het Europese demonstratieproject NEREUS verkent een internationaal consortium met onder andere Evides Industriewater mogelijkheden om (meer) water, nuttige stoffen en energie terug te winnen uit afvalwater en opnieuw te gebruiken.

Een testcase bij AWZI Harnaschpolder in Den Hoorn leverde interessante resultaten op, die op termijn ook perspectief kunnen bieden voor de glastuinbouw. Projectleider Paula van den Brink belicht de achtergronden en ambities.
Momenteel wordt het overgrote deel van het in Nederland gezuiverde huishoudelijke en industriële afvalwater (rioolwater) geloosd op het oppervlaktewater en de Noordzee. Dat is niet wenselijk vanwege de toenemende schaarste aan hoogwaardig zoet water. Bovendien blijven er in het zuiveringsslib tal van nuttige stoffen achter die in aanmerking komen voor hergebruik, zoals nutriënten (onder andere stikstof en fosfaat) en cellulose, het hoofdbestanddeel van toiletpapier.

Project NEREUS
Voor de oude Grieken was Nereus de zoon van zeegod Okeanos en Moeder Aarde (Gaia) en de vader van de zeenimfen (Nereïden). Hij stond bekend als de wijze ‘oude man van de zee’. Dat het hedendaagse Europese project NEREUS (New Energy and Resources from Urban Sanitation) zijn naam draagt, kan geen toeval zijn. Het is opgezet om het inzetten van innovatieve technologie voor het hergebruik van water, energie en nutriënten uit afvalwater in een stedelijke context te stimuleren.
Daarvoor zijn vijf demonstratieprojecten opgezet in vier landen. Naast de testopstelling van Evides Industriewater in Den Hoorn zijn projecten gerealiseerd in Vlaanderen (twee), Noord-Frankrijk en Engeland. Het project is gesubsidieerd door het Interreg 2 Zeeën-Programma 2014 – 2020 en het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling. De betrokken lokale partners zijn Gemeente Rotterdam, Hoogheemraadschap van Delfland, Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard, Waterschap Hollandse Delta en Logisticon Water Treatment. Hogeschool Zeeland is als nationale kennispartner aan Nereus verbonden.

Waterketen sluitend maken
“Er zijn genoeg redenen om zuiveringsprocessen opnieuw tegen het licht te houden en te onderzoeken hoe je schoon water, nuttige stoffen en energie uit afvalwater kunt terugwinnen en hergebruiken”, zegt Paula van den Brink namens Evides Industriewater, de trekker van het Nederlandse project. “Technisch kunnen we al heel veel. De hamvraag is hoe we de inzet van technologie kunnen optimaliseren en hergebruik praktisch mogelijk kunnen maken, zodat we de waterketen daadwerkelijk kunnen sluiten. Dat ligt een stuk ingewikkelder, maar op langere termijn zien wij beslist perspectief.”

Testopstelling AWZI Harnaschpolder
Na een eerste poging binnen het Rotterdamse stadslandbouwproject ‘Uit je eigen stad’, dat in 2018 failliet ging, verhuisde het Nederlandse demonstratieproject begin 2019 naar AWZI Harnaschpolder, waar Evides Industriewater beschikt over een eigen onderzoekshal.
“Op zich was Rotterdam een uitstekende keuze, omdat zowel het gezuiverde water als de teruggewonnen nutriënten ter plekke konden worden benut in de stadslandbouw”, merkt Van den Brink op. “Het faillissement was dus echt een streep door de rekening, ook omdat ons project daardoor flinke vertraging opliep.”

Vier stappen
De zuiveringslijn omvat vier opeenvolgende stappen van (voor)zuiveren: zeven (cellulose), elektrische coagulatie (binding van zwevende deeltjes aan ijzerionen, gevolgd door bezinken), nanofiltratie en omgekeerde osmose. Hierbij ontstaan verschillende, van elkaar gescheiden reststromen. In de drie jaar dat het project in Den Hoorn heeft gedraaid (het is eind vorig jaar afgesloten), is aangetoond dat de deels nieuwe technologie voldoende effectief is om het meest smerige afvalwater, namelijk rioolwater uit stedelijk gebied, op te werken tot hoogwaardige grondstoffen.
“Daarmee is een belangrijke doelstelling gerealiseerd”, vat de projectleider samen. “De vraag die nu voor ons ligt – en voor andere afvalwaterverwerkers – is hoe we de processen op een slimme manier kunnen opschalen én hoe we de reststromen naar de markt kunnen brengen. Daar zitten nog veel haken en ogen aan, vooral in dichtbebouwde  gebieden zoals de Randstad.”

Van demonstratie naar praktijk
Veel van die haken en ogen hebben betrekking op de infrastructurele beperkingen, zoals het rioolnetwerk. Dat is nog niet ingericht op het gescheiden transport van echt afvalwater en regenwater. Wanneer het relatief schone regenwater gescheiden kan worden opgevangen en afgevoerd, zou dat het volume van het intensief te zuiveren afvalwater enorm reduceren, wat veel energie en behandelingskosten bespaart.
“Je kunt dan uit veel minder water net zoveel nuttige reststoffen halen”, zegt Van den Brink. “Op termijn zullen we daar echt naar toe moeten, op korte termijn is dat nog niet te realiseren. Wat we op dit moment al wel kunnen realiseren, is het terugwinnen van cellulose. Dat is opnieuw te gebruiken als grondstof voor textiel, sterk asfalt én als voedingsstof voor nuttige bacteriën in de waterzuivering. Om voedingsstoffen en gezuiverd water een goede bestemming te kunnen geven, zijn partners nodig in de naaste omgeving van de AWZI. Daarmee zouden we met een beperkt aanvullend leidingnet toch de stap naar de praktijk kunnen zetten.”

Meer nieuws