REFARM zet volgende stap in fosforterugwinning - video

REFARM staat voor Rethinking Farming and Manure Management. Binnen dit Nederlands-Duitse samenwerkingsproject wordt gewerkt aan innovatieve technieken om dierlijke mest beter te verwerken en waardevolle componenten terug te winnen. Het doel: nutriënten uit mest efficiënter benutten en verwerken tot bruikbare producten, zoals alternatieve meststoffen, bodemverbeteraars en biogas. Daarmee kijkt REFARM anders naar mest: niet alleen als een stroom die moet worden afgezet of verwerkt, maar juist als een bron van waardevolle grondstoffen.

Fosfor terugwinnen uit mest

Een van de technieken binnen REFARM richt zich op het terugwinnen van fosfor uit de dunne fractie van koemest. Fosfor is een essentiële voedingsstof voor gewassen en daarmee een belangrijke grondstof voor de landbouw. Door fosfor uit mest terug te winnen, ontstaat de mogelijkheid om deze nutriënt gerichter opnieuw in te zetten.

In de pilotinstallatie op het bedrijf van de familie Broekroelofs werd de dunne fractie eerst aangezuurd. Hierdoor komt het aanwezige fosfor vrij. Vervolgens wordt calcium toegevoegd, waardoor het vrijgekomen fosfor calciumfosfaatdeeltjes kan vormen.

De oorspronkelijke pilot bestond uit een vergistingstank met daarachter aparte bezinktanks. Het uitgangspunt was dat de gevormde calciumfosfaatdeeltjes hierin zouden bezinken en vervolgens konden worden opgevangen.

De praktijk laat zien waar verbetering nodig is

De praktijkervaring leverde een belangrijke bevestiging op: de verzuringsstap werkt. Het fosfor kwam zoals bedoeld vrij uit de mest. De grootste uitdaging zat in de stap daarna. De aparte vergistings- en bezinktanks bleken de gevormde fosforhoudende deeltjes onvoldoende vast te houden. Een aanzienlijk deel van deze vaste stoffen bezonk niet, maar verliet de installatie samen met de behandelde vloeistof.

Daarmee werd duidelijk waar de volgende ontwikkelstap nodig is. Het succesvol vrijmaken van fosfor is immers pas het eerste deel van het proces. Om fosfor daadwerkelijk als waardevolle grondstof terug te winnen, moeten de gevormde deeltjes vervolgens ook zo efficiënt mogelijk worden opgevangen.

Juist daarvoor is een pilot op praktijkschaal belangrijk. Wat onder gecontroleerde omstandigheden in het laboratorium werkt, moet zich ook bewijzen met echte meststromen en onder praktijkomstandigheden. De ervaringen op het bedrijf van de familie Broekroelfs geven onderzoekers en technische partners nu concrete aanknopingspunten om het systeem verder te verbeteren.

Nieuw reactorontwerp moet fosfor beter vasthouden

Op basis van de resultaten wordt de reactorconfiguratie van de installatie aangepast. De verzuringsstap blijft hetzelfde, maar de manier waarop de vergisting en het vasthouden van de vaste stoffen plaatsvinden, verandert.

De nieuwe pilot maakt gebruik van een opwaartse anaërobe slibdekenreactor. Het ontwerp is gebaseerd op een reactorconfiguratie die op laboratoriumschaal bij Wetsus al succesvol is gebleken. Het belangrijkste verschil zit in het combineren van processen. In de eerste pilot vond de vergisting plaats in één tank en moesten de fosforhoudende vaste stoffen vervolgens in aparte bezinktanks worden opgevangen. In het nieuwe ontwerp vinden de vergisting én het vasthouden van de vaste stoffen plaats in één reactor.

Ook de separator boven in de reactor wordt verbeterd. Deze moet ervoor zorgen dat de gevormde fosforhoudende deeltjes beter in het systeem achterblijven en niet met de behandelde vloeistof worden afgevoerd. Het doel is helder: meer fosfor in de reactor vasthouden, zodat uiteindelijk ook meer fosfor kan worden teruggewonnen.

“De pilot heeft bevestigd dat we fosfor succesvol uit de mest kunnen vrijmaken. De volgende stap is om de gevormde fosforhoudende deeltjes veel beter in het systeem vast te houden. Met het nieuwe reactorontwerp vertalen we de goede resultaten uit het laboratorium naar een robuustere toepassing op grotere schaal,” aldus Ece Kutlar, PhD’er bij Wetsus.

Van onderzoeksresultaat naar een werkbare installatie

Bij de volgende ontwikkelstap komen onderzoek en praktijk nadrukkelijk samen. De voormalige pilotinstallatie wordt momenteel aangepast en zal vervolgens in het laboratorium worden gebruikt om de nieuwe configuratie verder te testen en optimaliseren.

Tegelijkertijd kijkt Oosterhof Holman naar de praktische en technische haalbaarheid van de voorgestelde verbeteringen. Karst Wierenga, werkvoorbereider bij Oosterhof Holman: “Een oplossing kan in het laboratorium goed functioneren, maar uiteindelijk moet deze ook technisch maakbaar en betrouwbaar zijn in de praktijk. Met de ervaringen uit de eerste pilot kunnen we nu heel gericht werken aan die volgende stap.”

Op basis van de onderzoeksresultaten én de praktijkervaring wordt zo een verbeterde versie van de installatie ontwikkeld. Deze versie wordt eerst door Oosterhof Holman getest en vervolgens in Duitsland geïnstalleerd voor de volgende fase van het project.

Stap voor stap naar een systeem voor de praktijk

De ervaringen bij de familie Broekroelofs vormen daarmee geen eindpunt van de pilot, maar juist een belangrijke stap in het ontwikkelproces. De praktijkproef heeft laten zien wat werkt, waar verliezen optreden en welke onderdelen anders moeten worden ontworpen.

Die wisselwerking tussen onderzoek, techniek en praktijk vormt de kern van REFARM. Door een systeem eerst te testen, daarvan te leren en vervolgens gericht te verbeteren, wordt stap voor stap toegewerkt naar een robuuste technologie waarmee waardevolle nutriënten uit mest kunnen worden teruggewonnen.

Dat is uiteindelijk waar REFARM naartoe wil: mest niet alleen verwerken, maar de waarde die erin zit zo goed mogelijk benutten. Zodat nutriënten opnieuw kunnen worden ingezet in de landbouw en kringlopen verder kunnen worden gesloten.

In de animatie is te zien hoe de REFARM-pilot wordt aangepast en welke technische verbeteringen worden doorgevoerd voor de volgende fase van het project.

 

 

Mede mogelijk gemaakt door:

“Het project ReFarM wordt uitgevoerd in het kader van het Interreg VI-programma Deutschland-Nederland en wordt medegefinancierd door de Europese Unie, het MWIKE NRW en de provincies Groningen, Friesland en Overijssel.”
www.deutschland-nederland.eu