In het algemeen bevat industrieel afvalwater een grote verscheidenheid van stoffen. Veel van die stoffen zijn schadelijk voor het milieu. Deze variëren van moeilijk afbreekbare organische verbindingen, tot zuren en zware metalen. Om deze stoffen uit afvalwater terug te winnen, heeft een groep wetenschappers in het BIOMIMIC-project nieuwe biotechnologische processen ontwikkeld.
De onderzoekers onderzochten drie afvalwaterstromen in drie landen. In Duitsland werd gekeken naar water uit verlaten mijnbouwtunnels in Saksen. In Ierland werd gekeken naar percolatiewater uit de opslag van rood slib van een aluminiumoxidefabriek. In Zweden stonden oplossingen centraal die ontstaan bij het uitlogen van as van een afvalverbrandingsinstallatie. Aan Duitse zijde werd het deelproject ‘Impact’ gecoördineerd door het Fraunhofer-instituut voor systeem- en innovatieonderzoek ISI.
G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH, de tweede Duitse partner, ontwikkelde in het deelproject ‘Procestechniek’ een sulfaatreductieproces, dat op kleine schaal werd gedemonstreerd. Met dit proces kunnen metalen en sulfaten grotendeels uit het afvalwater worden verwijderd met behulp van een bioreactor met bewegend bed. Meer dan 90 procent van de metalen kan worden afgescheiden als metaalsulfiden. Ook kan meer dan 99 procent van de toxische stoffen en meer dan 60 procent van het sulfaat worden verwijderd.
Een groot voordeel van het proces in de praktijk is dat er geen gastoevoer nodig is. De regeltechnische inspanning is zeer gering is. Bovendien bedraagt de hoeveelheid restmateriaal dat niet kan worden gerecycled, één tiende van het oorspronkelijke product. Dat is aanzienlijk minder dan bij chemische behandelingsprocessen, zo melden de wetenschappers. De andere acht projectpartners hebben ook al kunnen aantonen dat processen met sulfaatreducerende bacteriën zeer geschikt zijn om afvalwater te zuiveren van metalen en sulfaat en zo de waardevolle metalen terug te winnen.
Biosorptie
Het percolatiewater van de aluminiumoxidefabriek in Ierland wordt behandeld in een speciale installatie voor een biosorptieproces. Volgens een beoordeling van Fraunhofer ISI kan op deze manier inderdaad metaalverontreiniging uit afvalwaterstromen worden verwijderd. Wel kunnen slechts kleine hoeveelheden worden verwerkt. Volgens de wetenschappers biedt dit proces echter goede mogelijkheden voor het oplossen van lokale milieuproblemen.
Tot nu toe werd de behandeling van afvalwater over het algemeen uitgevoerd met behulp van chemische processen. Die hebben op hun beurt ook weer negatieve milieueffecten. Willen de twee ontwikkelde procédés echter op lange termijn een milieuvriendelijker en economisch haalbaar alternatief vormen voor de traditionele chemische methodes, dan moeten zij volgens de onderzoekers verder worden geoptimaliseerd op het stuk van hun ecologische en economische prestaties. Het proces zou onder andere kunnen worden verbeterd met sulfaatreducerende bacteriën door de energie-efficiëntie te verhogen. Bovendien zouden afvalstromen ook kunnen worden gebruikt om energie en koolstof voor het proces op te wekken.
Processen optimaliseren
In het biosorptieproces heeft het gebruik van biochar milieu- en economische voordelen ten opzichte van hydrochar, zei hij. “De behandeling van industrieel afvalwater biedt bedrijven vaak geen economische winstkansen. Zelfs niet als deze afvalwaterstromen zware metalen bevatten, zoals in de hier bestudeerde gevallen”, legt projectleider Dr. Sabine Langkau uit. “Daarom zijn wettelijke voorschriften zoals de huidige EU-kaderrichtlijn Water nog steeds nodig om afvalwaterbehandelingsprocessen in toepassing te brengen en zo lokale milieuproblemen op te lossen. Bovendien kan een evaluatie van de ecologische en economische gevolgen van de processen helpen om de processen te optimaliseren en het meest geschikte proces te kiezen.”
Ook interessant:
Met zonlicht en ozon rioolwater zuiveren van organisch afval
Nieuwe methode maakt scheiding van microplastics uit afvalwater mogelijk
