Recent is de 100e afvalwaterzuiveringsinstallatie met Nereda-technologie opgeleverd in Fort Pierce in Florida, USA. Dit is de 12e installatie in Noord-Amerika. Zoals Waterforum vaker al bericht heeft, is Nereda gebaseerd op een biologische zuivering met 50% minder elektriciteit en weinig tot geen chemicaliënverbruik in vergelijking met conventionele rioolwaterzuiveringsinstallaties. Vijfentwintig jaar terug werd dit ontdekt in het lab van professor Mark van Loosdrecht van de TU Delft. Maar hoe kwam de ontdekking van deze biologische zuivering tot stand?
De Nereda-technologie is gebaseerd op bacteriën die in korrels groeien in plaats van vlokken waardoor ze veel sneller bezinken: gemakkelijk meer dan een meter in vier minuten vergeleken met een meter per 60 minuten voor conventionele waterzuivering. In de korrels kunnen verschillende type bacteriën tegelijkertijd hun werk doen. Dit is een wezenlijk verschil met de traditionele waterzuivering waar de processen zich in verschillende ruimtes afspelen.
Ondanks dat deze biologische zuivering inmiddels op grote schaal wordt toegepast in verschillende rwzi’s wereldwijd, is dit principe in het laboratorium van de TU Delft ontdekt. Mark van Loosdrecht, professor milieubiotechnologie en waterzuivering van deze universiteit, vertelt over deze ontdekking van de nieuwe reactortechnologie die ontzettend snel door de markt is opgepakt.
Waarom was er behoefte aan een nieuwe zuiveringstechniek?
“De indertijd gehanteerde oplossing voor het compacter maken van een rwzi was het toepassen van een membraan (MBR) voor scheiding in plaats van bezinking. Dit maakt de rwzi kleiner, maar wel duurder en met meer operationele kosten. Door bacteriën in korrels te laten groeien kan de bezinking in de beluchtingstank worden ingebouwd en krijg je een compacte installatie met minder kosten en energieverbruik dan een conventionele rwzi”, zegt Van Loosdrecht.
Hoe kwam de ontdekking van de bacteriegroei in korrels tot stand?
“Anaeroob korrelslib (dat zonder zuurstof groeit) werd eind jaren ’60 bij toeval door professor Lettinga ontdekt. In 1997 was de eerste succesvolle test met aeroob korrelslib. Dat had dus even geduurd, want het is moeilijker om korrelslib te ontwikkelen met daarin snelgroeiende bacteriën. De oorsprong lag in onderzoek naar hoe bacteriën een structuur vormen. We zagen dat de voornaamste factoren natuurkundig van aard zijn en niet echt microbiologisch. Dat betekent dat je een proces kunt ontwerpen dat de gewenste structuur oplevert. De circox technologie, vooral ontwikkeld door prof. Sef Heijnen, was de basis van die ontwikkeling. Circox bestaat uit reactoren met korrelig slib op dragermateriaal die succesvol worden ingezet om industrieel afvalwater te zuiveren. Onderzoek naar de bacteriegroei in deze reactoren leverde de inzichten op die gebruikt zijn om aeroob korrelslib voor huishoudelijk afvalwater te ontwikkelen.”
Wat waren de vervolgstappen voor de opschaling?
“Ik ben op zoek gegaan naar samenwerkingspartners om het principe uit het lab naar de praktijk te brengen. Initiële onderzoeken met andere bedrijven werden om uiteenlopende redenen niet opgevolgd, en rond 2002 werd Helle van der Roest zo enthousiast dat hij zorgde dat meerdere waterschappen, DHV (nu Royal HaskoningDHV) en TU Delft een langjarig ontwikkeltraject in gang zetten. Dit leidde tot de eerste installatie in Epe in 2012.”
Het bleef niet alleen bij duurzame zuiveringstechnologie: verder onderzoek door de groep van Mark van Loosdrecht naar de manier waarop de bacteriën zichzelf aan elkaar hechten heeft geleid tot Kaumera dat als nieuw biopolymeer zijn weg naar de markt vindt in de duurzame bouw-, landbouw- en materialenindustrie. Kaumera Nereda Gum wordt gewonnen uit de slibkorrels die zich vormen bij het Nereda-zuiveringsproces. Het kan niet-biologisch afbreekbare polymeren op oliebasis vervangen bij het coaten van zaden of het pelleteren (persen tot kleine korrels) van meststoffen. Maar het kan ook worden gebruikt voor de productie van composietmaterialen en voor brandwerende materialen. In Nederland wordt Kaumera gewonnen bij de vaste productielocaties van rwzi Epe en Zutphen.
