Verslag van het symposium ‘Toiletpapier uit afvalwater, een waardevolle grondstof’, op 19 juni 2014 op landgoed Groot Warnsborn bij Arnhem. Alle ketenpartijen voor het eerst bijeen op symposium Toiletpapier als grondstof kansrijk, maar nog wel een weg te gaan Cellulosevezels van toiletpapier uit afvalwater kunnen waardevol zijn als grondstof voor allerlei toepassingen. Maar wil dat binnen een paar jaar succesvol worden, dan moeten alle erbij betrokken partijen bereid zijn zich open te stellen, kennis en kunde te delen, en niet eerst naar winst voor zichzelf kijken. Daarnaast staan het imago van producten op basis van teruggewonnen toiletpapier alsook wet- en regelgeving succesvolle toepassingen nog in de weg. En er is nader onderzoek nodig naar het effect van het uitzeven van cellulose op het verdere zuiveringsproces. Die conclusie kun je trekken na het symposium ‘Toiletpapier uit afvalwater, een waardevolle grondstof’, op 19 juni 2014 op landgoed Groot Warnsborn bij Arnhem. Op deze unieke bijeenkomst kwamen voor het eerst alle partijen bijeen die betrokken zijn bij het terugwinnen, verwerken en verwaarden van cellulose. Het inhoudelijk stevig bezette symposium was opgezet door de werkgroep Cellulose van de Grondstoffenfabriek, STOWA, BWA en afvalverwerker Attero. Tweede leven Dagvoorzitter Tanja Klip, dijkgraaf van Waterschap Vallei & Veluwe, trapte af door te stellen dat er fantastische kansen zijn voor een tweede leven van toiletpapier. “Tien tot dertig procent van de afvalstroom bestaat uit cellulose. Jaarlijks gebruiken we gemiddeld tien tot veertien kilo toiletpapier per persoon. Daar zit een enorm potentieel in. We zijn nog in de startfase van het terugwinnen van cellulose en het zoeken naar mogelijkheden om dat om te zetten in waardevolle producten. Daarom is het goed kennis en kunde te delen. Het begint met de goede vragen te stellen en de goede onderzoeken te formuleren.” Offertes stapelen Oud-minister van VROM Jacqueline Cramer, nu directeur van het Utrecht Sustainability Institute, schetste aan het begin van de dag welke kansen en bedreigingen de transitie van een lineaire naar een zogenoemde circulaire economie met zich meebrengt. De circulaire economie is een economisch systeem dat bedoeld is om herbruikbaarheid van producten en grondstoffen te
1
maximaliseren en waardevernietiging te minimaliseren. Ze wees erop dat uit onderzoeken blijkt dat het grondstoffengebruik – zowel hernieuwbaar als niet hernieuwbaar – tussen 1980 en 2030 wereldwijd verdubbelt. Uit oogpunt van de voorzieningszekerheid van de EU is het van belang om grondstoffenkringlopen te sluiten en te versterken. Efficiënter omgaan met grondstoffen en grondstofkringlopen sluiten kan Nederland jaarlijks zelfs 7 miljard euro aan kostenbesparingen opleveren, aldus Cramer. Om die grondstofkringlopen succesvol te sluiten, zijn volgens Cramer initiatoren nodig die innovaties aanjagen. Binnen de kringloopketen is samenwerking een voorwaarde, waarbij kennis en kunde worden gedeeld. Bovendien zijn nieuwe financiële arrangementen nodig. Ouderwets 'offertes stapelen' en dan maar hopen dat elke partner voor zich winst haalt, werkt volgens haar niet. Goede grondstof Het ochtendprogramma stond vooral in het teken van cellulose als grondstof. Chris Reijken, adviseur rioolwaterbehandeling bij Waternet, doet al ruim tien jaar onderzoek naar het terugwinnen van cellulose uit rioolafvalwater. Hij wees erop dat het uit afvalwater verwijderde zeefgoed, dat een fijnzeef afvangt voordat het afvalwater de vervolgens de zuivering ingaat, niet alleen rijk is (60 tot 70%) aan cellulose. Het zeefgoed bevat ook haren, vet, katoenvezels, blaadjes en kunststofvezels. Om het zeefgoed te zuiveren, is dan een flinke bewerking nodig. Sinds 2002 zijn al verschillende proeven gedaan met het uitzeven van cellulose: in Hilversum, Blaricum (trommelzeef en fijnzeef) en dit jaar opnieuw in Hilversum en Aarle-Rixtel. Duidelijk is dat de met de fijnzeef gewonnen cellulose een goede grondstof is voor papier, bioplastics en bijvoorbeeld asfalt (als een soort bindmiddel). Er zijn ook al diverse business cases opgesteld voor het hergebruiken van cellulose uit rioolafvalwater. Die bevatten echter nogal wat aannames voor wat betreft de investeringen in de zeeftechnieken, de kosten van het opschonen van zeefgoed en de marktwaarde van zeefgoedcellulose. Het winnen van cellulose uit primair slib (uit de voorbezinktank) is nog in de onderzoeksfase. Hierbij is vooralsnog onduidelijk of het economisch interessant is. Samenwerken Marco Kwak, manager projectontwikkeling bij Attero, vroeg zich hardop af waarom afvalverwerkers en waterschappen niet al veel meer samenwerken. Ze streven immers hetzelfde doel na: afval c.q. afvalwater zo goed mogelijk hergebruiken, in de vorm van energie, grondstof of als nutriënten. Zeefgoed heeft volgens hem de potentie om ‘zeefgoud’ te worden. Jaarlijks kan in Nederland via de afval(water)verwerking 150.000 ton cellulose worden teruggewonnen. Dat is voldoende om vier keer in de jaarlijkse behoefte aan plasticzakken in Nederland te voorzien. Attero verwacht zelf meerwaarde door de eigen ‘cellulose-stroom’ te koppelen aan die van de waterschappen. Volgens Kwak is een verdienmodel mogelijk, maar is er wel een partij nodig die het proces wil initiëren. Ook hier gaan de investeringen voor het verdienen uit. Attero doet met BWA en enkele andere partijen nu een pilotproject op de rwzi van Waterschap Noorderzijlvest in
2
het Groningse Ulrum. Het onderzoeksproject heet CADoS: Cellulose Assisted Dewatering of Sludge. Het is erop gericht de in het rioolwater aanwezige cellulose-houdende vaste stof af te scheiden en vervolgens te benutten voor de ontwatering van zuiveringsslib. Zo wordt geprobeerd het gebruik van chemicaliën op de zuivering aanzienlijk te reduceren, minder energie te verbruiken en te komen tot lagere slibverwerkingskosten. Verder leidt CADoS tot een hogere energieopbrengst uit biogas in de slibgisting. Beperkingen Leon Joore is eigenaar en innovatiedirecteur van Millvision, een bedrijf dat zich richt op innovatieve toepassingen van natuurvezels. Hij is ook initiatiefnemer van het natuurvezel applicatiecentrum, dat toepassingen van hout/papiervezels en agrovezels in de papier-, karton-, en composietensector van laboratorium naar productieschaal wil brengen. Teruggewonnen cellulosevezels hebben hun beperkingen, schetste Joore, omdat ze relatief kort zijn en de verontreinigingen er uitgehaald moeten worden. Ze blijken echter wel geschikt voor bijvoorbeeld wood plastic composiet (WPC) waarvan onder andere pijpen, straatmeubilair en vloerdelen worden gemaakt. WPC blijkt steviger te worden als cellulosevezels worden gebruikt. Het voordeel van het toepassen van teruggewonnen cellulose voor WPC is volgens Joore dat er een flinke afzetmarkt voor is. Ook voor het verbeteren van slibontwatering ziet hij potentieel, evenals voor pellets (grote korrels als basis voor bijvoorbeeld bio-plastics) en isolatiemateriaal. Isolatie Dick van der Woude, eigenaar van Warmteplan BV, hield een warm pleidooi voor het toepassen van isolatiematerialen op basis van natuurvezels, zoals cellulose. Isolatieplaten op basis van cellulosevezels weten warmte beter buiten te houden, zijn zeer geluiddempend en zijn irritatievrij te verwerken. De marktpotentie is 110 duizend ton per jaar, heeft Van der Woude becijferd. De kwaliteit van cellulosevezels uit rwzi’s is volgens hem perfect voor de toepassing in isolatiemateriaal. rwzi’s kunnen bovendien een constante stroom van vezels leveren en door hun aantal (zo’n 350 verspreid over het land) als lokale grondstofleveranciers worden gezien. Het enige punt is nog de hygiëne, die moet worden gegarandeerd, en eventueel geur. Isolatieplaten moeten immers geurloos zijn en geen schadelijke bacteriën bevatten. Na de lunch begon het middagprogramma met een creatief-muzikaal intermezzo door studenten van de Academie voor Popcultuur uit Leeuwarden, die op allerlei manieren experimenteerden met cellulose. Vergisting Merle de Kreuk, universitair docent en assistent-professor TU Delft, dook het wetenschappelijk onderzoek in onder het motto ‘Vezelgoed vergisten: zonde?!’ Vooral het potentieel van fijnzeefgoed om biogas te vormen kwam aan de orde. Fijnzeefgoed blijkt in de vergister goed af te breken en het methaangehalte is vergelijkbaar met toiletpapier of cellulose als grondstof. Uit laboratoriumproeven blijkt dat fijnzeefgoed vergisten vooral zeer efficiënt is in kleine on-site vergistingsinstallaties voor de winning van energie. Dat geldt vooral bij thermofiele vergisting (met thermofiele bacteriën die gedijen tussen de 50 en 60 graden Celsius), waarbij een hoge belasting
3
van de vergister mogelijk is. De Kreuk ziet vooral voordelen bij het vergisten van fijnzeefgoed bij afgelegen rwzi’s, waarbij de vergister energie opwekt die vervolgens voor de zuiveringsinstallatie zelf wordt gebruikt. Verwaardingsroutes Maurice Henssen, eigenaar en directeur business development bij Bioclear, schetste nog eens de drie potentiële routes voor het verwaarden van zeefgoed. Na het zuiveren en hygiëniseren kan het dienen als grondstof voor vezeltoepassingen of voor biobased chemicaliën. Ongereinigd kan het worden vergist en als energiebron dienen. De gereinigde vezels hebben vooral potentie als isolatiemateriaal, ‘afdruipremmers’ in asfalt (een toevoeging aan asfalt om de vemenging daarvan goed te houden) en in de papier- en kartonindustrie. Daarnaast kunnen de vezels worden omgezet in koolstof en dienen dan als basis voor (poly)melkzuur, (bio)ethanol en PHA’s (i.c. PolyHydroxyAlkanoaten: daarmee kunnen afbreekbare biopastics worden gemaakt). Volgens Henssen is het van belang dat waterschappen snel hun rol en positie in de celluloseketen gaan bepalen: alleen leverancier van grondstof of bijvoorbeeld ook een regierol? Strategische samenwerking met afnemers is van groot belang, evenals standaardisering van de cellulosegrondstof. Het volgens hem ook zaak om zeefgoed geregistreerd te krijgen als grondstof zodat het niet meer onder de afvalwetgeving valt. Dat traject duurt echter wel een jaar of drie. Verder moet ook het imago van zeefgoed aandacht krijgen, vanwege de acceptatie bij verwerkers en de eindgebruikers c.q. consumenten. Pellets Refael Aharon, directeur van Applied Clean Tech (ACT) uit Israël, is betrokken bij de pilot op de rwzi van Aan en Maas in Aarle-Rixtel. ACT heeft het Sewage Recycling System (SRS) ontwikkeld. Deze installatie wint de vezels uit influent, pasteuriseert ze, droogt ze tot pellets (grote korrels) en verpakt ze ook on-site. Dit alles gaat automatisch in één installatie. Het Israëlische bedrijf noemt het eindproduct ‘recyllose’ (recycled cellulose). Bij de pilot met de SRS-installatie zijn naast het waterschap ook papier- en verpakkingsfabrikant Smurfit Kappa en het Kennis Centrum voor Papier en Karton (KCPK) betrokken, evenals STOWA, de Grondstoffenfabriek en Israel Innovation. Op de rwzi bij Aarle-Rixtel is getest of de installatie goed heeft gedraaid, hoe de kwaliteit en hoeveelheid van de geproduceerde recyllose was en is bekeken wat de invloed van de installatie is op de capaciteit en de werking van de rwzi. De resultaten zullen binnenkort bekend worden. Robert Kras, technoloog waterschap Aa en Maas, vertelde dat het samenwerkingsproces op de rwzi Aarle-Rixtel is gestimuleerd door de overheid. TNO zal de testresultaten onafhankelijk beoordelen. De capaciteit van de pilot was ongeveer 5.000 kubieke meter per etmaal, dat wil zeggen zo’n tien procent van het influent. De rwzi heeft twee zuiveringsstraten, zodat goed kan worden bekeken welke invloed de SRS heeft ten opzichte van de installatie zonder SRS.
4
De potentiële afzetmogelijkheden voor de pellets zijn talrijk, volgens Kras. Naast de al eerder genoemde toepassingen als isolatiemateriaal, in het asfalt en bio-plastics noemde hij ook mengen in beton, de asresten van verbrandde pellets in cement, omzetting in olieachtige producten via pyrolyse, als voedingsbodem voor paddenstoelenteelt en nano-celluloses. Omzetten in energie levert de laagste waarde op en is volgens Kras dus eigenlijk zonde. Effecten op het zuiveringsproces Marit van Veen, salesmanager BWA , werkt al jaren in de scheidingtechnologie. Zij zoomde in op het oogsten van zeefgoed en de effecten daarvan op het zuiveringsproces. Sinds de jaren tachtig vindt ontwatering al plaats met zeefbandpersen, centrifuges en kamerfilterpersen. Nu worden ook andere ontwateringstechnieken onderzocht. De onderzoeken waren volgens Van Veen tot voor kort vooral gericht op optimalisering van de waterlijn en veel minder op optimalisering van het slib. BWA is nu betrokken bij zowel het CADoS-project in Ulrum als bij een proef op de rwzi van Beemster (CelluCycle). De verwachte effecten van het oogsten van zeefgoed op de zuivering zijn op basis van eerdere onderzoeken en resultaten volgens Van Veen gunstig. De energiebalans is nog niet helemaal duidelijk. De zeefinstallatie kost energie, maar in het opvolgende zuiveringsproces is minder energie nodig. De biogas-potentie van de rwzi’s gaat omhoog, de slibgroei wordt minder en er zijn minder chemicaliën nodig. De installaties worden door het oogsten van zeefgoed minder belast, waardoor de onderhoudskosten dalen. De invloed op de fosfaat-opname is nog onduidelijk. Dat moet verder worden onderzocht. Grondstoffenfabriek Yede van der Kooij, innovatiemanager Wetterskip Fryslân en voorzitter van de werkgroep Cellulose, sloot de dag af. Hij ging vooral in op de rol van de werkgroep in het proces van winnen en verwaarden van cellulose. De doelen van de werkgroep zijn het bevorderen van de transitie van afvalwaterzuivering naar grondstoffenfabriek op gebied van cellulose, en het sluiten van de grondstofcyclus voor cellulose door ketenontwikkeling. De werkgroep wil graag een sturende rol hebben in gezamenlijke projecten en ideeën van waterschappen en bedrijfsleven. Het gaat daarbij vooral om ideeën voor toepassingen van cellulose of om plannen voor uitbreidingen van zuiveringsinstallaties, nieuwe technieken en/of ontwikkeling van producten. De ambitie is om binnen drie jaar nuttige toepassingen te hebben voor zeefgoed. De kosten van de zuiveringsinstallaties gaan daarbij volgens Van der Kooij omlaag en er komt een verdienmodel door de verkoop van cellulose als waardevolle grondstof. Om dit voor elkaar te krijgen, zijn meer projecten nodig. Die moeten volgens Van der Kooij ook integraal worden uitgevoerd en niet alles op zichzelf staand. Hij riep bedrijven op in werkgroepen plaats te nemen en ketenbreed naar oplossingen te gaan zoeken.
5
