In de rioolwaterzuivering zijn stikstofverbindingen een lastig product: er is flink wat energie nodig om ze als onschuldig stikstofgas af te voeren. Beter is het bacteriën te gebruiken die de stikstof omzetten in nuttige eiwitten. Komend jaar gaat daarmee bij twee waterzuiveringen een proef van start.

De bacteriën waar het om gaat, hebben ammoniak, zuurstof, waterstof en kooldioxide nodig om hun eigen soort eiwit te maken. ‘Volgens een eerste analyse ligt de kwaliteit van dat eiwit tussen die van soja en vis, en is het te gebruiken als diervoeder en voor menselijke consumptie’, zegt ir. Frank Oesterholt, senior onderzoeker bij KWR Watercycle Research Institute.

Vooral dat ammoniak is bij waterzuivering interessant, want juist die stikstofverbinding vraagt in het zuiveringsproces veel aandacht. ‘Er zijn inmiddels nieuwe technieken beschikbaar die minder energie vergen, maar de omzetting naar het onschadelijke stikstofgas blijft een lastige route.’ Oesterholt wil dat proces niet alleen vergemakkelijken, hij kiest een diametraal ander uitgangspunt. ‘Je kunt ammoniak ook zien als de grondstof om nuttige eiwitten te maken. Afvalwater is dan een bron waarmee op veel aantrekkelijkere en duurzamere wijze eiwitten zijn te maken dan via de klassieke route van de landbouw en veeteelt.’

Ammoniakbron

Frank Oesterholt

De moderne rioolwaterzuivering heeft een aantrekkelijke ammoniakbron. ‘Installaties gaan steeds meer over tot het vergisten van het zuiveringsslib. De natte fractie daarvan heeft een relatief hoge ammoniakconcentratie. Normaliter wordt die weer naar het afvalwater teruggevoerd, maar wij gaan die voor onze bacteriën gebruiken.’ De zuurstof en kooldioxide die de bacteriën verder nodig hebben, zijn al volop aanwezig op de zuivering. De waterstof moet wel speciaal worden gemaakt, bijvoorbeeld via elektrolyse van water met zonne- of windenergie. ‘Dat is ook een belangrijke energiepost van de eiwitproductie en daaraan ontleent het concept zijn naam Power to Protein.’

Op basis van een idee van emeritus hoogleraar prof.dr.ir. Willy Verstraete van de Universiteit Gent, is het procedé op laboratoriumschaal getest door het Belgische bedrijf Avecom. ‘Het mooie is dat het eiwit relatief eenvoudig is te oogsten: afscheiden en vervolgens de bacteriemassa drogen.’ Oesterholt is met twee waterschappen in gesprek om de laboratoriumproef komend jaar op te schalen naar semi-industriële productie. ‘Onze wens is om uiteindelijk een kilogram eiwit per dag te gaan produceren.’ Er komen proefinstallaties bij de zuivering van Waternet in Amsterdam-West en op een van de zuiveringsinstallaties van Waterschap Vechtstromen.

Goede menging

‘Een van de uitdagingen is hoe we in een reactor van zo’n 500 l een goede menging krijgen, vooral van de waterstof. Met een 5 l-proef in een laboratorium is dat alleen een kwestie van goed roeren.’ Uiteraard is ook de kwaliteit van het eiwit van belang. ‘We moeten het proces zo inrichten dat we de kwaliteit kunnen waarborgen, anders wil niemand het eiwit hebben.’

Oesterholt is voor de proefproductie daarom ook een samenwerking aangegaan met het diervoederbedrijf AgriNutrition. ‘Zij weten waaraan eiwitten moeten voldoen, wil je ze goed kunnen verwerken.’ De proef vindt plaats met financiering van het TKI Watertechnologie.

Is er succes, dan verwacht Oesterholt een grote impact. ‘Voor Amsterdam hebben we uitgerekend dat de natte fractie van de slibvergisting op de zuivering Amsterdam- West voldoende eiwit kan opleveren om alle inwoners van de stad voor 35 % in hun primaire eiwitbehoefte te voorzien. Zo Frank Oesterholt. groot is de potentie.’