Met speciale korrels gemaakt uit ijzerslibafval afkomstig van drinkwaterproductie kunnen fosfaten uit waterige reststromen worden gefilterd, zoals drainagewater van landbouwbedrijven. Dit werd enkele jaren geleden al aangetoond in het NuReDrain-project. In een voortzetting daarvan stelde VITO de productie van de filterkorrels verder op punt, bracht ze interessante toepassingen in kaart en werd de regeneratie van de korrels geoptimaliseerd. De grootste uitdaging voor de toekomst: de opschaling.
Bij de productie van grond- of oppervlaktewater tot drinkwater in drinkwaterproductiecentra kunnen aanzienlijke hoeveelheden slib achterblijven in de installatie. Deze ijzerrijke reststroom kan echter nuttig worden hergebruikt. Zo kunnen de slibdeeltjes worden omgezet in zogeheten filterkorrels: partikels die op hun beurt een zuiverend effect hebben doordat ze stoffen zoals fosfaten en arseen aan zich binden. Fosfaten (op basis van fosfor) komen voor in drainagewater en spuistromen van landbouwbedrijven. Te hoge concentraties ervan zijn problematisch, want in oppervlaktewater zorgt dit voor eutrofiëring: explosieve algengroei waardoor ander waterleven in de verdrukking komt. Ook in drinkwaterproductiecentra die oppervlaktewater gebruiken is dit een probleem, want de algengroei hindert er de waterbehandeling.
Minuscule sponsjes
De ontwikkeling van het filtermateriaal (de korrels) en de eerste piloottesten vonden plaats binnen het NuReDrain-project – NuReDrain staat voor nutrients removal and recovery from drainage water. Het project focust op het uittesten van filtersystemen om fosfaten uit landbouwwaters te halen. Het wordt gecoördineerd door VITO/Vlakwa en geniet steun vanuit het Europese Interreg North Sea Region Programme en de Provincies Antwerpen, Oost-Vlaanderen en West-Vlaanderen.
NuReDrain liep af in 2019, maar het werk was toen verre van voltooid. Onder meer door corona kwam er een verlenging en werd er extra budget vrijgemaakt voor bijkomend onderzoek. De projectpartners, een samenwerking tussen organisaties uit Denemarken, Duitsland en Vlaanderen, konden hierdoor hun demonstratieprojecten verderzetten.
Het aanvankelijke project bewees dat fosfaten (de ‘nutriënten’ die de storende algengroei bevorderen) uit drainagewater kunnen worden verwijderd met de filterkorrels. In het vervolgproject werd onderzocht of en hoe deze fosfaten uit de korrels kunnen worden gerecupereerd, zodat ze eventueel kunnen worden hergebruikt in meststoffen. Dit bleek mogelijk te zijn. ‘En dit op een manier zonder de filterkorrels te beschadigen, zodat ook die kunnen worden hergebruikt’, zegt Bart Michielsen van VITO. ‘Zo maken we de hele aanpak circulair.’
Ook de technologie om de korrels aan te maken, werd nog verbeterd. ‘Voordien moesten de filterkorrels, nadat we die uit slib hadden gegranuleerd, behalve gedroogd ook worden verhit tot 400 graden’, zegt Jef Bergmans van VITO. ‘Dit laatste hoeft nu niet meer, waardoor de productie van de korrels nu efficiënter (en dus goedkoper) en milieuvriendelijker is.’
Potentieel in glastuinbouw
Ook werd tijdens de projectverlenging gekeken naar praktische toepassingen. Waar kan de filtermethode effectief een meerwaarde bieden, zonder dat landbouwers te veel geld, tijd en moeite moeten investeren? ‘Het spreekt voor zich dat een lokaal gebruik en hergebruik de voorkeur geniet, alleen al om extra transport te vermijden’, zegt Bergmans. ‘Ook daarom is het belangrijk dat fosfaten uit de filterkorrels kunnen worden gerecupereerd en hergebruikt, ter plekke dus op het landbouwbedrijf.’ De filters met korrels kunnen worden geïnstalleerd bij het uiteinde van een drainagebuis die van een akker naar een aanpalende beek loopt, of ze kunnen worden aangesloten op de tanks waarin glastuinbouwbedrijven hun drainagewater opvangen. Bij de laatste bedrijven zijn de concentraties fosfaten doorgaans hoger, waardoor de aanpak hier beter werkt. ‘Toepassingen in de glastuinbouw hebben daardoor wellicht het grootste potentieel.’
De afgelopen jaren werden diverse filtersystemen op veertien locaties uitgetest, in binnen- en buitenland. Dit gebeurde onder meer in enkele proefcentra, waar landbouwinnovaties vorm krijgen. Ook bij een eventuele implementatie in de toekomst kunnen die centra een belangrijke rol spelen. Charlotte Boeckaert van Vlakwa: ‘Landbouwers die met de filters aan de slag willen, moeten hiervoor natuurlijk getraind worden. In samenwerking met onderzoeksinstellingen als PCS of Inagro kunnen ze bijvoorbeeld op maat advies krijgen.’ Deelnemende landbouwers kunnen overigens 75 % subsidie ontvangen op hun investeringskosten, daar deze filtersystemen werden opgenomen in de lijst van niet-productieve investeringen van het Vlaamse landbouwinvesteringsfonds (VLIF-NPI).
Om echt te kunnen doorbreken zullen toepassingen relatief goedkoop moeten zijn, en ook eenvoudig te implementeren. Maar dreigt de technologie dan niet het slachtoffer te worden van haar eigen succes, gezien de vandaag beperkte beschikbaarheid van filterkorrels? Boeckaert: ‘We moeten inderdaad genoeg filterkorrels kunnen produceren. Dat is een belangrijke vervolgstap nu de verlenging van het project erop zit (NuReDrain liep eind juni 2023 af).’ Voor die opschaling zijn externe partners overigens meer dan welkom. Michielsen: ‘We hebben ervoor gezorgd dat de productie efficiënt en grootschalig kan gebeuren. Waar we aanvankelijk enkele kilo’s filterkorrels aankonden, bereiken we nu ettelijke honderden kilo’s. Op technisch vlak is dat een serieuze stap vooruit. We hopen dat het anderen kan inspireren om de innovatie op te pakken en ze op werkelijke schaal te gaan toepassen.
