Alle dagen Wereldwaterdag bij Health & Water Technology.

Verbetering van afvalwaterzuiveringssystemen

Deze onderzoekstak concentreert zich op het efficiënter maken van zuiveringssystemen. In eerste instantie concentreerde het onderzoek zich op het energieverbruik van afvalwaterzuiveringsinstallaties bij het ‘beluchten’ van hun aerobe zuivering. Bij aerobe zuivering wordt afvalwater gezuiverd met actief slib. Actief slib komt erop neer dat men het afvalwater vermengt met verschillende soorten bacteriën. Door extra lucht in het water te brengen – dus te beluchten - worden die micro-organismen actief en gebruiken ze de vervuiling in het afvalwater als voedingsbron. Zo wordt het water gezuiverd.

Maar de energie die daarvoor nodig is kan tot 80 procent bedragen van de operationele kosten van het zuiveringsproces. En een hoog energieverbruik leidt uiteraard ook tot hogere uitstoot van het broeikasgas CO₂ en hogere energierekeningen.

Verminderd energieverbruik

De metingen toonden aan het energieverbruik vaak veel te hoog was in verhouding tot de hoeveelheid verontreiniging die uit het afvalwater werd verwijderd. Dit was te wijten was aan een onjuiste instelling van de beluchters, waardoor te veel zuurstof verbruikt werd die gewoon in de lucht werd geblazen. Een oorzaak daarvoor lag bij de samenstelling van het afvalwater: die is duidelijk verschillend in vergelijking met afvalwater van jaren geleden, terwijl de beluchters niet aangepast zijn aan die wijzigingen.

Tijdens het onderzoek werden de instelpunten van het beluchtingsproces verbeterd op laboschaal, waarbij telkens de kwaliteit van het gezuiverde afvalwater werd bewaakt. Dit leidde tot een verminderd energieverbruik van 15 tot 20 procent.

Ketens

Daarnaast bleek dat de samenstelling van het actief slib een grote invloed kan hebben op het energieverbruik van het beluchtingsproces. Soms kunnen er bacteriën in het slib zitten die voorkomen als lange ketens. Die belemmeren de transfer van zuurstof in de vloeistoffase, met hoger energieverbruik tot gevolg. Het komt er dus op aan om deze ongewenste bacteriën te detecteren via microscopie en selectief uit het systeem te verwijderen. Labtesten toonden aan dat het energieverbruik maar liefst met 57 procent afnam als deze draadvormende bacteriën waren verwijderd.

Hergebruik van afvalwater en valorisatie van biomassa

Een ander project onderzoekt of het mogelijk is om afvalwater afkomstig van de glastuinbouw te hergebruiken via de toepassing van een microalgensysteem gecombineerd met fysicochemische technieken. Bedrijven uit betrokken sector verbruiken zeer veel water en hebben bovendien te maken met afvalwater met een hoge concentratie van nutriënten zoals stikstof en fosfor. Wettelijk is het niet toegestaan om dat afvalwater onbehandeld te lozen. Microalgen, zeer kleine algen die onzichtbaar zijn voor het blote oog,  kunnen de nutriënten stikstof en fosfor opnemen als voedingsstoffen. Deze nutriënten worden in de cel verder omgezet tot hoogwaardige componenten zoals bijvoorbeeld eiwitten of poly-onverzadigde vetzuren. De biomassa van de microalgen kan dan geoogst worden en gebruikt worden als alternatieve grondstof voor deze componenten of bijvoorbeeld als toevoeging aan dierenvoeding.

Uit het onderzoek kwam naar voren dat de samenstelling van het afvalwater sterk afhankelijk is van het soort gewas dat wordt geteeld en van de manier van bedrijfsvoering. Er werden drie verschillende afvalwaters onderzocht: afkomstig van tomatenteelt, sierteelt en teelt van bladgroente.

Zoutgehalte

Voor elk specifiek soort afvalwater werd nagegaan welke microalgensoort of -soorten de meeste biomassa opbrachten én daarbij verwijdering van nutriënten opleverde. Dit werd telkens vergeleken met cultivatie op commercieel beschikbaar groeimedium. Het besluit was dat de biomassaopbrengst en verwijdering van nutriënten gelijkwaardig was als bij groei op commercieel medium. Door de combinatie met bepaalde fysicochemische technieken kon bovendien ook het zoutgehalte van het afvalwater en specifieke ionen zoals natrium en chloride sterk gereduceerd worden, waardoor het behandelde afvalwater voor deze parameters kwalitatief genoeg was om te worden hergebruikt.

Het onderzoekscentrum Health & Water Technology is ook actief in Ecuador met ‘watergerelateerde’ onderzoeksprojecten in het Amazonegebied (waarover later meer). In al die onderzoekstakken is het aspect duurzaamheid een prominente factor.