Nieuws

Prof.dr.ir. Gatze Lettinga (1936), grondlegger biologische afvalwaterzuivering

‘Tot een eeuw geleden werd afvalwater anaëroob – zonder beluchting – gezuiverd in een sceptic-tank. Dat werkte prima, maar het effluent stonk en het proces was minder stabiel. Onder invloed van technologische ontwikkelingen en zakelijke belangen is begin vorige eeuw omgeschakeld naar aërobe zuivering. Dat is een goed werkend systeem, maar het is nogal complex en het is niet duurzaam.’

‘Ik werkte in 1970 nog maar kort in Wageningen toen ik een artikel van de Amerikaanse hoogleraar Perry McCarthy onder ogen kreeg. Hij schreef dat anaërobe waterzuivering niet de kans krijgt die het verdient, omdat het afvalwater-establishment er geen brood in ziet. Maar ik was direct vóór, want het is duurzaam. Afvalstoffen worden omgezet in grondstoffen zoals biogas (methaan en kooldioxide) en ammoniumen fosfaatzouten.’

 

In alles wat rot

‘De anaërobe omzetting geschiedt door een enorm consortium van anaërobe organismen. In alles wat rot, bijvoorbeeld in rioolwater, vind je deze bacteriën. Bij bezinking van rioolwater ontstaat het zeer rotbare primaire slib, dat in een slijkgistingstank kan worden uitgerot of gemineraliseerd, waarbij biogas ontstaat. Het uitgerotte vlokkige slib dient als entmateriaal voor de anaërobe zuiveringsinstallatie voor afvalwater, waarbij vaak zeer goed bezinkbare slibkorrels van 0,1 en 2 à 3 mm grootte worden gevormd.

Alle bacteriën die nodig zijn om afvalwater af te breken zitten er in. Er loopt nog veel onderzoek naar het ontstaan van deze korrels, en hoe ze te verrijken met micro-organismen die er van origine niet in zitten.’

‘De crux bij het anaërobe afvalwaterzuiveringsproces is om zoveel mogelijk actief bacteriemateriaal in een reactor vast te houden bij hele korte verblijftijden. Anaërobe organismen groeien heel langzaam, want ze halen hun energie uit de interne verbranding van afvalstoffen, waarbij een deel van de organische koolstof wordt geoxideerd en het andere deel gereduceerd tot methaan. Dat gebeurt in hele kleine stapjes; het eindproduct van de ene stap is het substraat voor de volgende. Het gevormde biogas ontwijkt spontaan uit de waterige oplossing. Dit kan worden opgevangen en als energiebron dienen.

‘Om anaërobe omzetting geschikt te maken voor behandeling van verdund afvalwater hebben wij de Upflow Anaerobic Sludgebed Reactor (UASB), een opwaarts doorstroomde en technologisch heel eenvoudig reactor ontwikkeld. Deze brengt het bacteriemateriaal in intensief contact met het instromende afvalwater. Biogas wordt bovenin afgescheiden en afgevoerd. Dit is een ongelooflijk efficiënt proces voor vele typen afvalwater. Er ontwikkelt zich een actief en goed bezinkend korrelig slib. Er loopt nog onderzoek ter verdere optimalisatie.’

‘Midden jaren zeventig kwamen we in contact met ir. De Vletter van CSM, die graag met ons in zee wilde voor zuivering van afvalwater van de bietsuikerproductie. In die tijd, begin jaren zeventig, gold de industrie onder studenten als vies, daar mocht je niet aan meewerken. Ondanks mijn linkse opvattingen had ik daar weinig begrip voor. We wilden een nieuwe en duurzame manier van milieubescherming van de grond krijgen; dat kan alleen in samenwerking met de praktijk. Het in ons laboratorium ontwikkelde systeem is in een paar jaar opgeschaald tot een uitstekend functionerende reactor bij de CSM-suikerfabriek in Halfweg.’

‘Op zeker moment zette CSM echter stappen om het door ons ontwikkelde proces te patenteren. Om dat te voorkomen heb ik als de bliksem het principe van de UASB-reactor gepubliceerd in een obscuur blaadje. Ik wilde dat iedereen deze techniek zou kunnen toepassen, me onvoldoende realiserend dat contractors die deze installaties willen bouwen ook eigendomsrechten willen. Die mogelijkheid heb ik dus afgesneden. Wel hebben diverse contractors later op onderdelen van het systeem patenten gekregen. Dat werkt ook, iedereen blij. Het principe van de UASB-reactor is nog steeds vrij.’

 

Eischaal om de korrel

‘Door de eerste publicaties kregen andere bedrijven belangstelling, waaronder Paques in Balk en later ook Biothane International uit de VS. Die hebben dat heel goed opgepikt. Zij hebben ook patenten op anaërobe zuivering, wij nauwelijks. Paques maakt modules voor de UASB-reactor volgens eigen concept, die ze over de hele wereld verkopen.’

‘We hebben aan vele projecten voor implementatie van UASB-systemen bij de industrie meegewerkt, onder andere een installatie van vijfduizend kubieke meter bij een aardappelzetmeelfabriek bij Meppel. Het was een complexe installatie met een moeilijk type afvalwater, dat in slechts enkele maanden in gigantische hoeveelheden vrijkomt. De ene helft van de reactor is voorzien van onze gas-vloeistof-slibscheidings installatie, de andere helft met de gepatenteerde installatie van CSM. Die van ons was effectiever in het vasthouden van het entslib, maar uiteindelijk heeft alles prima gewerkt.’

‘CSM had in Duitsland veel problemen met een UASB-reactor naar eigen ontwerp, vanwege het hoge calciumgehalte van het bietsuiker-afvalwater. Hierdoor vormde zich een eischaal om de korrel. Ieder type afvalwater brengt zijn eigen problemen met zich mee. Op een gegeven moment zagen ze er niks meer in, het was hun core-business ook niet. De expertise is vervolgens verkocht aan Biothane.’

‘Gist-Brocades wilde rond 1985 ook een eigen anaëroob zuiveringssysteem ontwikkelen, een proces gebaseerd op een gefluïdiseerd bed-principe. Ze werkten met dragerdeeltjes waarop zich de actieve biomassa als een homogene film zou moeten hechten. Wij hebben in de begeleidingscommissie geparticipeerd, hoewel ik in dit proces geen perspectief zag. Het bleek ook allerminst een succes, maar dezelfde reactoren konden later worden gebruikt als EGSB (Extended Granular SludgeBed)-reactor. Daarmee hadden wij op pilotschaal al heel goede resultaten verkregen.’

‘Deze opwaarts stromende EGSB-reactor werkt met zeer korte verblijftijden en bij lage temperatuur (4 °C). De diameter van de slibkorrels is zeer kritisch; we hebben daar nog onvoldoende grip op. EGSB-reactoren zijn tot 20 m hoog. Het voordeel is dat ze weinig ruimte innemen.’

 

Colombia

‘Deze tweede generatie reactor biedt enorme perspectieven. Paques en Biothane hebben er al veel succes mee. Er is echter nog verdere ontwikkeling nodig, maar nu al leidt toepassing tot aanzienlijke kostenbesparingen in de milieubescherming, en zeker tot veel meer duurzaamheid. Dit geldt ook voor de toepassing op rioolwater en huishoudelijk afvalwater.

‘In 1976 zijn we daar op eigen kosten verder aan gaan werken. Eerst op laboratoriumschaal in Wageningen, op 20 – 30 °C. Wij wilden een eenvoudig afvalwaterzuiveringssysteem, geschikt voor ontwikkelingslanden. We hebben samen met ingenieursbureau Haskoning onderzoek gedaan aan een UASB-reactor in Cali, Colombia. Die werkte perfect. Daarna zijn er grootschalige installaties gebouwd in India. Die functioneren tot tevredenheid. Braziliaanse promovendi van de Landbouwuniversiteit hebben dit inmiddels in hún land van de grond getrokken.’

 

Totale kringloopsluiting

‘Of zo’n nieuwe techniek slaagt of faalt, heeft eigenlijk niets met techniek te maken. Hoe goed het ook werkt, de aërobe zuiveringswereld wil er niet aan. Die zoekt het in grootschalige, gecentraliseerde systemen, waarvan tachtig procent van de kosten in het rioleringsstelsel zit, en waarbij grote hoeveelheden schoon water nodeloos worden vervuild voor transport van huishoudelijk vuil. De aanpak zou veel decentraler moeten, per wijk, per gebouw. Dan wordt ook hergebruik van afval mogelijk.

‘Ik ben er van overtuigd dat in de toekomst de anaërobe afvalwaterzuivering de plaats krijgt die het uit oogpunt van duurzaamheid en doelmatigheid verdient! De private sector levert het bewijs, het systeem wordt daar met succes geïmplementeerd, wat in toenemende mate leidt tot kringloopsluiting.’

‘Er zijn enorme kostenreducties mogelijk. Het anaërobe proces levert net zoveel energie als het aërobe kost. Technisch is het eenvoudiger, er is minder surplusslib, de installaties zijn klein en eenvoudig, en het leidt tot recirculatie van grondstoffen. En het kan nog beter! We moeten naar totale kringloopsluiting. Anaërobe afvalwaterzuivering is een eerste stap.’

Deel deze pagina

Maritiem Nederland

Maritiem Nederland is een magazine, website en nieuwsbrief met alle relevante en interessante ontwikkelingen binnen het maritieme cluster. Met interviews, opmerkelijke reportages, portretten en columns.
Meer informatie over Maritiem Nederland

Damen

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers TW

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Vision & Robotics

Vision & Robotics is hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgebruikers van productielijnen in de maak- en agro-/foodindustrie. 

Graag meer lezen over onderwerpen zoals robotica, sensoren, kunstmatige intellegentie en nog veel meer klik hier

Vision & Robotics heeft ook een nieuwsbrief! klik hier om je in te schrijven.

TW online gratis voor jongeren

TW Investeert in technisch onderwijs

Leerlingen tot 18 jaar lezen gratis TW. Meld je aan en ontvang 24 online edities per jaar geheel gratis!

Naar boven