‘Stoffen terugwinnen uit poep en plas is onze enige hoop’

Urine en poep van mensen zit vol waardevolle stoffen zoals fosfor, stikstof, koolstof, metalen. „Al die stoffen zou je kunnen terugwinnen”, zegt Annemiek ter Heijne, die onlangs haar oratie hield als hoogleraar Milieutechnologie aan de Wageningen Universiteit & Research. „Maar in de praktijk gebeurt dat nauwelijks. Terwijl we naar een circulaire economie willen, die volop inzet op hergebruik.”

Ter Heijne ontwikkelt technieken om stoffen terug te winnen uit afvalwater van huishoudens en industrie. Dat het nog nauwelijks gebeurt, heeft volgens haar onder meer te maken met de infrastructuur. Menselijke ontlasting gaat nu via het rioolsysteem naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi). „Onderweg raakt de concentratie van al die stoffen erg verdund, onder meer omdat er vaak regenwater bij komt. Dat maakt terugwinning bij de rwzi’s lastig. Het is veel efficiënter om het dichter bij de bron te doen.”

Poep en plas opvangen bij huishoudens en kantoren?

„Daar zijn de afgelopen tien, twintig jaar best wel initiatieven voor geweest. Om in wijken bijvoorbeeld poep en urine afzonderlijk op te vangen. Of om vacuümtoiletten aan te leggen. Maar vooralsnog blijft het bij demo-projecten hangen. Terwijl bewoners met een vacuümtoilet er overwegend positief over zijn. Daar zit de barrière niet. Tegelijk zie ik ook wel dat de aanleg van urine- en poepscheiding of van vacuümtoiletten bij huishoudens, een heel andere infrastructuur vraagt dan de riolen die we nu hebben. In nieuwbouwwijken kun je die aanleggen, maar in de bestaande bouw is dat een stuk lastiger.”

Tot op heden wordt afvalwater van huishoudens en industrie grotendeels bacterieel gezuiverd, legt Ter Heijne uit. Bacteriën eten bijvoorbeeld stikstof en metalen op, en die stoffen verdwijnen dan grotendeels uit het water. De bacteriën bezinken in het slib. Het slib wordt in een aparte installatie vergist, een proces waarbij biogas wordt gevormd. „Zo kun je energie uit het slib opwekken”, zegt Ter Heijne. Het overblijvende slib wordt daarna ontwaterd en verbrand. „Een erg laagwaardige toepassing”, zegt Ter Heijne.

Aan dit gangbare zuiveringsproces hebben haar voorgangers belangrijke bijdragen geleverd. „Gatze Lettinga heeft hier de basis gelegd voor anaerobe zuivering, bacteriën die in de afwezigheid van zuurstof allerlei stoffen uit het afvalwater halen. Dat wordt nu overal ingezet. En ook het verwijderen van zwavel uit industriële afvalstromen met behulp van micro-organismen is hier ontwikkeld.”

Waarom worden er nu nog zo weinig grondstoffen teruggewonnen uit afvalwater?

„Omdat je te maken hebt met die sterk verdunde stromen. Maar ook omdat het, denk ik, in onze maatschappij aan visie ontbreekt over dit soort oplossingen. Er zijn veel demo-projecten, bijvoorbeeld om het schaarser wordende fosfor terug te winnen, maar meestal blijft het daar hangen. De aanleg en het testen van nieuwe opstellingen om stoffen terug te winnen, kost veel geld, moeite, kinderziektes. En geld is beperkt. Uiteindelijk denk ik dat degene die de strategie bepalen, andere prioriteiten hebben.”

Hoe probeert u grondstoffen terug te winnen?

„We hebben een scala aan technieken ter beschikking. Het kan biologisch, chemisch en fysisch, en wij maken vaak een combinatie. Bij fysische scheiding gebruik je bijvoorbeeld membranen om bepaalde stoffen uit te filteren. Je kunt ook micro-organismen inzetten, dat is biologisch.”

Voordat u hoogleraar werd, werkte u vooral aan het terugwinnen van stoffen door bacteriën, in combinatie met elektroden. Kunt u uitleggen hoe dat werkt?

„Het is ontstaan vanuit het idee om elektriciteit uit afvalwater terug te winnen. Bij de gangbare afvalwaterzuivering wordt zuurstof in de tanks geblazen. Micro-organismen dragen daarbij hun elektronen over aan zuurstof, dat wordt omgezet in water. Het transport van die elektronen levert de micro-organismen energie op, die ze kunnen gebruiken om bijvoorbeeld voedsel te verteren. Wat wij deden, is niet zuurstof aanbieden, maar een elektrode, zoals je in een batterij ook hebt. In dit geval ging het om een anode, die elektronen opneemt. Door de anode te combineren met een kathode, konden we stroom opwekken. Ik kan me daar nog steeds over verbazen: dat micro-organismen ons afvalwater opeten, en daar elektronen bij maken, waarmee wij dan weer stroom kunnen opwekken.”

Hoe staat het met die techniek?

„In onze proefopstelling werkte het als een trein. Maar als geheel was het systeem duur. En rwzi’s hebben tegenwoordig zonnepanelen staan die efficiënt en goedkoop elektriciteit opwekken om bijvoorbeeld de beluchting aan te drijven. In dit geval heeft onze techniek niet het verschil gemaakt. Maar met hetzelfde concept, micro-organismen in combinatie met elektroden, werken we ook aan andere zuiveringen. Je kunt er bijvoorbeeld stikstof mee terugwinnen uit afvalwater. En mercaptanen, heel erg stinkende stoffen die bij de productie van biobrandstoffen vrijkomen.”

Gaat het terugwinnen van stoffen algemener worden?

„Het is onze enige hoop! Veel stoffen zullen schaarser worden. Kijk naar fosfor. Of koper. Die staan allebei al op de Europese lijst van kritieke grondstoffen.”

Daar gaan uw technieken bij helpen?

„Met techniek alleen ben je er nog niet. Die kan ik wel spannend en leuk en waardevol vinden, maar het gaat erom dat ze er in de praktijk komen. Daar heb je verbinding voor nodig. Met beleidsmakers, bedrijven, de samenleving.”

Vorig jaar is een groot project gestart om terugwinning te stimuleren. Met partijen uit wetenschap, overheid, bedrijfsleven. De barrières die worden genoemd zijn talrijk: regelgeving, samenwerking, kosten, kennis.

„Er moet op veel gebieden tegelijk iets gebeuren. En dan willen we in Nederland ook nog eens goed onderwijs, goede zorg, defensie, geen armoede, we moeten de klimaatverandering aanpakken. Iemand moet opstaan en over al die problemen als geheel gaan nadenken. Dat is veel, ik weet het. Ik ben ook zoekende.”