Vierde STOWA afvalwaterketensymposium in Amersfoort: Van beter en schoner, naar duurzamer en doelmatiger Lang ging het in de afvalwaterketen vooral om beter en schoner. Maar sinds enige tijd wordt ook volop gekeken naar duurzaamheid en doelmatigheid. Dat wordt mede ingegeven door de meerjarenafspraken over energie-efficiency en de bezuinigingen die het Rijk de waterschappen heeft opgelegd. Het vierde afvalwaterketensymposium van STOWA op dinsdag 24 mei jl. stond daarom bijna geheel in het teken van het verbeteren van de energiehuishouding en samenwerking in de waterketen. Dat er wat te halen valt in de waterketen is duidelijk. Waterschappen besteden jaarlijks gemiddeld 100 miljoen euro aan energie. Het overgrote deel daarvan zit ‘m in de afvalwaterzuivering. Studies wijzen uit dat het mogelijk moet zijn het energieverbruik flink te reduceren. Dat kan door anaeroob/zuurstofloos te zuiveren en meer eigen energie op te wekken via slibvergisting. Rwzi’s zouden op deze wijze van energieverbruikers, zelfs energieleveranciers kunnen worden. Maar mogen ze dat ook? Voor het beantwoorden van die vraag pakte Unie-jurist Herman Havekes aan het begin van het symposium de Waterschapswet erbij. In artikel 1 staat dat waterschappen de waterstaatkundige verzorging van een bepaald gebied tot doel hebben. “Er staat dus niet energievoorziening”, stelde hij vast. Havekes voegde daar direct aan toe dat het zojuist gesloten Bestuursakkoord, maar ook het Klimaatakkoord waterschappen de nodige ruimte bieden om activiteiten te ontplooien op het terrein van energieproductie, eventueel samen met private partijen. Sterker nog: volgens Havekes zijn ze dat op grond van die akkoorden zelfs verplicht. Maar die activiteiten moeten wel een relatie hebben met de kerntaken van het waterschap. Tot slot gaf hij de aanwezigen nog een waarschuwing mee: ga niet rechtstreeks energie leveren aan eindverbruikers vanwege allerlei juridische voetangels en klemmen. Zuurstofloos zuiveren Onderzoeker Tim Hendrickx ging hierna dieper in op de mogelijkheden om afvalwater te zuiveren onder zuurstofloze omstandigheden. De huidige generatie rwzi’s hebben goede verwijderingsrendementen voor CZV en nutriënten. Maar ze gebruiken veel energie. Gemiddeld 1,2 kWh per kuub afvalwater. Maar liefs 0,7 kWh daarvan gaat op aan beluchting. Anaerobe zuivering verbruikt een fractie van die hoeveelheid, maar werkt
alleen goed bij hogere temperaturen. Het verwijdert bovendien weinig nutriënten. Het opwarmen van het binnenkomende afvalwater is geen optie, want daarmee raak je de energiewinst weer kwijt. Vandaar dat bij de WUR iets slims hebben bedacht: een combinatie van een anaerobe all-in-one reactor met twee reactorvaten, en een kleine aerobe nazuivering voor stikstofverwijdering. In het eerste reactorvat vindt, onder normale temperaturen, een deel van de CZV-verwijdering plaats. De geconcentreerde, zwaardere slibdelen die onder deze temperaturen slecht worden afgebroken, worden doorgestuurd naar het tweede reactorvat. Daar wordt het opgewarmd tot 35 graden Celsius. Bij deze temperaturen verloopt de afbraak van deze slibdelen goed. Er vindt biogasvorming plaats, terwijl opgewarmd zuiveringsslib wordt teruggevoerd naar de koude reactor. Daar fungeert het als aanjager van het proces in dit vat. Op deze wijze kun je toe met aanmerkelijk minder energie, berekenden de onderzoekers: zo’n 0,65 kWh per kuub afvalwater. Het verwijderen van stikstof vindt plaats in een volgende zuiveringsstap (DAMO of koude anammox). Voor fosfaatverwijdering moet (nog) worden teruggevallen worden op chemische defosfatering. Zwarter water, meer energie Concentratie. Dat is het toverwoord als het gaat om het terugwinnen van energie uit afvalwater. Hoe ‘zwarter’ het water, hoe beter er energie uit kan worden teruggewonnen via slibgisting. Dit uitgangspunt vormt de basis voor het project DEUGD, waar ook STOWA in participeert. In dit project werd de haalbaarheid onderzocht van het idee om een Deventer nieuwbouwwijk uit te rusten met aparte zwartwatertoiletten. Deze toiletten zuigen de faeces en urne via onderdruk af en gebruiken daarbij zeer weinig spoelwater. Voor de behandeling van deze geconcentreerde afvalwaterstroom kan gebruik worden gemaakt van de bestaande slibgisting op de nabijgelegen afvalwaterzuivering. Uit het onderzoek kwam naar voren dat dit technisch mogelijk is, maar dat de uiteindelijke energiebaten beperkt zijn en flinke investeringen zijn vereist. Het wordt anders als een rwzi alleen maar gescheiden stromen krijgt aangeleverd en de zuiveringsconfiguratie hierop wordt afgestemd, liet Paul Telkamp zien (Tauw). Dit deed hij aan de hand van een casus, een uitbreiding van Almere (165.000 i.e). De biogasproductie verdriedubbelt, het energieverbruik daalt, er kan fosfaat worden teruggewonnen en de kwaliteit van het effluent neemt toe. Toch kan ook dit concept op dit ogenblik financieel niet uit. Dat zou volgens hem kunnen veranderen als er met het zwart water (meer) gft-afval kan worden meevergist. Ook zou het aantrekkelijker kunnen worden als deze vorm van sanitatie -
waarbij veel meer energie wordt teruggewonnen - mee wordt genomen in de energieprestatiecoëfficiënt (EPC) voor nieuwbouwwoningen. Momenteel geldt een EPC-norm van 0,6. Als de norm wordt aangescherpt naar 0,5, wordt het nemen van dit soort sanitatiemaatregelen echt interessant vanuit dit oogpunt, aldus Telkamp. Handboek Slibgisting Volgens Viviane Miska komt er de laatste jaren steeds meer belangstelling voor slibgisting, met name vanuit het oogpunt van energiewinning. Tegelijkertijd lijkt de kennis over dit oeroude proces snel weg te lekken, vertelde ze in haar presentatie over het Handboek Slibgisting. Zo werden de afgelopen tien jaar in Nederland maar vier nieuwe slibgistingsinstallaties gebouwd. Er is duidelijk behoefte aan meer kennis over de werking en optimalisatie van slibgistingsinstallaties, stelde ze. Vandaar dat een consortium van vier ingenieursbureaus (Wittenveen+Bos, MWH, Royal Haskoning en DHV) in opdracht van STOWA werkt aan een praktisch Handboek Slibgisting, afgestemd op Nederlandse omstandigheden. De focus ligt daarbij op slibgisting zonder voorof nabehandeling. Het handboek bevat onder meer een overzicht van de huidige stand van de slibgistingstechniek, en hoofdstukken over ontwerprichtlijnen en systeemkeuze. Verder wordt uitgebreid aandacht besteed aan het optimaliseren van bedrijfsvoering. Ook geeft het handvatten voor het oplossen van operationele problemen. Het handboek is naar verwachting in de zomer van dit jaar gereed. Simultane verwerking van dierlijke en humane meststromen ‘Horen varkens thuis op een afvalwatersymposium?’ Met die vraag opende Jan Weijma (Leaf) zijn presentatie over een project waarin is gekeken naar het verwerken van dierlijke mest(stromen) op rwzi’s. De gedachte erachter is dat door aanscherping van het mestbeleid de druk op gewone mestafvoer gaat toenemen. Daarmee worden alternatieve vormen van mestverwerking steeds aantrekkelijker. Met de mest zou je op rwzi’s extra energie opwekken en meer meststoffen kunnen terugwinnen. In het project is onderzocht welke dierlijk-mestromen daarvoor in aanmerking komen, de wijze waarop verwerking zou kunnen plaatsvinden en wat dat zou opleveren. Er werden vier casussen doorgerekend, met verschillende meststromen. Hieruit bleek dat op dit ogenblik de benodigde investeringen en extra kosten niet opwegen tegen de te behalen baten. Maar gezien de ontwikkelingen in de mestmarkt en in afvalwaterzuiveringswereld kan dat in de toekomst anders worden, verwachtte Weijma. Zeker als de betrokken partijen (landbouw, waterzuiveringsbeheerders) bereid zijn de winst dan wel een klein verlies te delen ten faveure van meer duurzaamheid.
Dagvoorzitter Jacques Leenen voegde eraan toe dat duurzaamheid wat hem betreft ook iets mag kosten. Een project dat hierop aansluit is SOURCE: Simultanous removal of human and veterinary pharmaceuticals. Marlies Kampschreur vertelde de aanwezigen er meer over. In het project onderzoekt Waterschap Aa en Maas samen met de landbouwsector en een groot aantal andere partijen (w.o. STOWA) de mogelijkheden om via het gecombineerd verwerken van dierlijke en humane urine. De relatief hoge stofconcentraties in de gecombineerde stromen maakt het mogelijk nutriënten terug te winnen en geneesmiddelen en andere componenten efficiënt te verwijderen. Op deze manier worden tegelijkertijd de emissies van stikstof, fosfaat en geneesmiddelen naar het oppervlaktewater beperkt. Inmiddels staat op rwzi Cuijk een pilotinstallatie waar praktijkonderzoek wordt verricht. Verbeterd gescheiden rioolstelsels verder verbeteren In Nederland liggen tegenwoordig op veel plaatsen verbeterd gescheiden rioolstelsels: een van elkaar gescheiden hemelwaterriool en een vuilwaterriool. Deze zijn via een overstort en een pomp met elkaar verbonden. Deze pomp zorgt ervoor dat bij een bui het eerste hemelwater (de first flush) met relatief veel vuil toch naar de zuivering gaat. Het fungeert tevens als extra slot op de deur voor rioolwater dat door foutieve aansluitingen in het hemelwaterriool terecht komt. Dat komt via de overstort toch nog op de zuivering. De zogenoemde pompovercapaciteit - van hemelwaterriool naar vuilwaterriool - is nu veelal 0,3 mm per uur. Dat getal opperde de CUWVO ooit als startpunt voor nader onderzoek. Maar het staat in veel lozingsvergunningen inmiddels in steen gehouwen. Een gemiste kans, vond inleider Rob van der Velde (Watermaat). Hij pleitte er in zijn presentatie voor om via real time control de pompovercapaciteit aan te passen aan de (weers)omstandigheden ter plaatse. Bij hevige neerslag zou je deze pompovercapaciteit volgens hem moeten ‘terugtoeren’. Hierdoor loop je minder kans op overstortingen vanuit het vuilwaterriool, en raakt ook de rwzi minder snel overbelast. Een simpel en makkelijk uitvoerbaar idee, of niet? Het riool - weet Van der Velde uit eigen ervaring - is ‘een veelkoppig monster’, waarbij rioleurs, handhavers, zuiveringsbeheerders en ecologen vaak niet verder kijken dan hun eigen taak. Warmte terugwinnen uit afvalwater De afvalwaterketen is niet alleen een energiegebruiker, maar ook een potentiële bron van energie. De hoeveelheid energie om de waterketen te laten functioneren, is zelfs vele malen kleiner dan de energie die in potentie in de keten aanwezig is, liet Jeroen Kluck
zien in zijn presentatie ‘Thermische energie in de waterketen’. Die energie is deels aanwezig in de vorm van organische stoffen die via vergisting kunnen worden omgezet in biogas. Maar het merendeel is de warmte die in het afvalwater aanwezig is. Zijn devies: richt je pijlen vooral op het terugwinnen van die warmte, want daar valt mogelijk veel meer te halen dan op afvalwaterzuiveringen. Dat kan via het plaatsen van douchewarmtewisselaars in woningen. Maar mogelijk zijn er ook andere, meer centrale plekken in de keten waar je dat kunt doen. Vandaar dat Tauw, in opdracht van STOWA, stichting Rioned, de gemeente Zwolle, Waterschap Groot Salland en Agentschap NL in Zwolle de thermische energiehuishouding van de afvalwaterketen in kaart brengt. Door het temperatuurverloop van het afvalwater bij het verlaten van een huis, bij een rioolstreng, bij een verzamelpunt van een wijk en bij de rwzi te meten, wordt onderzocht wat de meeste effectieve wijze en beste plaats van terugwinning is. Tijdens het project wordt ook gekeken in hoeverre een mogelijke temperatuurdaling van het afvalwater (influent) invloed heeft op het functioneren van de rwzi. Dat geeft inzicht in de mate waarin de terugwinning toegepast kan worden zonder risico. Waterketenmaatregelen en energieprestatie-indexen Energietechnoloog Jan de Wit ging dieper in op de relatie tussen energiemaatregelen in de waterketen en de verschillende energiedan wel duurzaamheidsprestatie-indexen voor woningen en woonomgevingen. Zorg dat deze maatregelen een plek krijgen op deze indexen, betoogde hij. Want daarmee wordt de trigger groter om iets aan energiemaatregelen in de waterketen te doen, zoals het plaatsen van douchewarmtewisselaars. En als ze een plek hebben, zorg dat ze een grotere bijdrage leveren aan het halen van gewenste score dan op dit ogenblik vaak het geval is. Verder zag hij kansen voor waterbeheerders voor het nemen van maatregelen op wijkniveau, omdat er ook op deze schaal wordt gewerkt aan energieprestatie-indexen. De rwzi als energiefabriek Bij Waterschap Veluwe zijn ze al flink op weg om van de rwzi Apeldoorn een echte energiefabriek te maken. Er vindt op grote schaal covergisting plaats waarbij externe afvalstromen worden meevergist. Het biogas wordt ingezet om een nieuwbouwwijk in Apeldoorn (Zuidbroek) van warm water te voorzien. Dat gebeurt via en warmtekrachtmotor en een warmtewisselaar, waarmee water kan worden opgewarmd tot 70 graden Celsius. Via een speciale warmteleiding wordt dit naar de nieuwe woningen gevoerd, waar het wordt gebruikt om water op te warmen. De warmteverliezen in de leiding blijven beperkt door de geringe afstand van de rwzi tot de wijk. Dat is volgens Taco Sikkema van het waterschap een
belangrijke voorwaarde om zoiets te kunnen doen. Het waterschap speelt zelf niet voor energieleverancier, maar werkt daarvoor samen met Essent. Die koopt de warmte van het waterschap en is verantwoordelijk voor de warmtevoorziening in de wijk en ook contractpartij voor de bewoners. Maar ook dan vraagt zo’n avontuur wel een andere mentaliteit van het personeel en andere insteek van de organisatie, omdat je verplichtingen aangaat en je mensen niet zonder warm water kunt laten zitten. ‘Kunnen andere waterschappen dit concept makkelijk kopiëren,’ wilde een aanwezige na afloop weten? Niet als alle waterschappen dat gaan doen, zei Sikkema. Daarvoor zijn er te weinig laagwaardige vergistbare afvalstromen. Zeker omdat ook afvalverwerkers zitten niet stil. Zij bouwen tegenwoordig ook vergisters. De slotvraag van de dag bracht de deelnemers weer terug bij het begin van het symposium. Hoe verhoudt zich dit tot de kerntaak van het waterschap, waar jurist Herman Havekes het over had? Bij Waterschap Veluwe wordt daar tamelijk ruim naar gekeken, aldus Sikkema. Maar het lijkt verstandig dat er meer duidelijkheid komt over de vraag wat waterschappen nu wel en niet met energie mogen doen, voordat ze zich te goeder trouw in maatschappelijke verantwoorde avonturen storten, die niet bestuurlijk-juridisch gedekt worden. Bert-Jan van Weeren
