Het proces van ammoniak maken en vervolgens het water zuiveren van ammoniakresten kost veel energie. Het Europese consortium LIFE-N.E.W.B.I.E.S. lost dat op met behulp van elektrodialyse.
 

Het Beste van 2020
Vanaf de redactie van De Ingenieur wensen wij u graag een goed 2020. Ook op technisch gebied belooft 2020 een interessant jaar te worden, vol vernieuwing. Maar welke technologieën breken door? Welke technische oplossingen gaan het verschil maken voor onze samenleving? Wij hebben er voor u acht uitgelicht; dagelijks presenteren wij een nieuwe op onze website.


Het maken van ammoniak, voor kunstmest bijvoorbeeld, kan met waterstof en stikstof, maar het proces dat hiervoor wordt gebruikt slurpt energie. Vervolgens komt van de kunstmest die de boer over zijn land strooit, een flink deel weer in de afvalwaterzuivering terecht, in de vorm van stikstofverbindingen, zoals nitraten en ammoniak. Daar kost het opnieuw energie, maar nu om die stoffen úit het water te halen.
 

Elektrodialyse

‘Als je erin slaagt om stikstofverbindingen, zoals ammoniak, in de vorm van kunstmest uit afvalstromen te halen, dan zou het mes dus aan twee kanten snijden’, zegt Philipp Kuntke van Wetsus, projectcoördinator van het Europese consortium LIFE-N.E.W.B.I.E.S.

Daarin werken bedrijven en kennisinstellingen samen aan een efficiënte techniek om ammoniak te winnen uit afvalstromen. ‘Je hoeft dan in de eerste plaats minder ammoniak te produceren en bij de waterzuivering minder ammoniak uit het water te halen.’
 

Doosje

In LIFE-N.E.W.B.I.E.S. wordt een proces gebruikt dat elektro­dialyse heet. Dat draait om een elektrochemische cel, een soort doosje waar vloeistoffen in en uit kunnen stromen, gescheiden van elkaar door ion-selectieve membranen (die sommige ionen dooralten en andere niet). Met behulp van elektriciteit wordt ammonium uit het afvalwater door dat membraan heen getransporteerd en geconcentreerd als ammoniakoplossing (NH3).

 

2500 liter gezuiverd

Deze ammoniak, die opgelost is in water, stroomt naar een tweede compartiment in de installatie. Daar lost dit gas op in een zure oplossing, in de vorm van een schoon ammoniumzout (ammonium = NH+4)) ‘In de proef­opstelling werken we nog met ammonium­sulfaat, maar je kunt dit ook wijzigen in ammoniumnitraat, een vorm van kunstmest.’

In dat geval is het cirkeltje rond en heb je kunstmest gewonnen uit afvalwater. Het beschreven proces draait inmiddels bij een afvalwaterzuiverings­installatie in het Spaanse Girona, te zien op de foto. Hier wordt ongeveer 2500 liter vuil water per dag behandeld. Het doel van het project is om dit proces voor langere tijd betrouwbaar te laten draaien, met een constante kwaliteit van het eind­product. ‘De belofte van dit proces is dat het minder energie gebruikt dan andere processen, maar dat moeten we nog aantonen op deze schaal’, vertelt Kuntke.

 

Mestoverschot

Als de betrokken partijen het geschetste proces eenmaal goed onder de knie hebben, willen ze het ook voor een ander doel gaan gebruiken: de ammoniak uit dierlijke mest halen en er kunstmest van maken. Dit zou een mooie oplossing zijn voor het mestoverschot uit de veeteelt aan de ene kant, en de vraag naar kunstmest (uit de tuinbouwsector) aan de andere kant.
 

Tijdschrift

DIt artikel maakt deel uit van de special Het Beste van 2020 in het januarinummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.


Openingsfoto Bij een afvalwaterzuiveringsinstallatie in het Spaanse Girona draait een installatie die ammoniak uit afvalwater haalt. Foto LIFE-N.E.W.B.I.E.S.