Toevalstreffer wordt topmateriaal
Delftse onderzoekers ontdekten een veelzijdige nieuwe grondstof die ontstaat tijdens het zogeheten Nereda-zuiveringsproces van rioolwater. In Zutphen komt de eerste fabriek die het goedje, genaamd Kaumera, terug gaat winnen. De mogelijke toepassingen variëren van zaadcoating tot composietmateriaal.
We staan in een bescheiden fabriekshal in Zutphen, gelegen naast de rioolwaterzuivering, waar installateurs druk aan het monteren of lassen zijn. Ze leggen de laatste hand aan de allereerste zogeheten Kaumera extractie-installatie ter wereld. Door deze verzameling van procesinstallaties, zoals een bandindikker, warmtewisselaar, reactor, centrifuges en opslagsilo, stroomt binnenkort een gloednieuwe grondstof.
“Dit is de eerste keer dat we een totaal nieuwe stof winnen uit afvalwater”, aldus Sandra de Wit, beleidsadviseur communicatie bij het Waterschap Rijn en IJssel. “Dit kan heel groot worden”, is haar overtuiging. De grondstof werd enkele jaren geleden per toeval ontdekt door Delftse wetenschappers. Ze noemden de stof Kaumera,
De Kaumerafabriek in aanbouw. (Foto's © Sam Rentmeester)
wat kameleon in het Maori betekent, de taal van de oorspronkelijke Nieuw-Zeelandse bewoners. De Wit: “Net als een kameleon kan de stof zich aanpassen aan zijn omgeving en heeft daardoor veelzijdige toepassingen.”
Een afnemer is al gevonden: het Amsterdamse biotechbedrijf Chaincraft. De mogelijke toepassingen variëren van zaadcoatings in de landbouwsector en betoncoating voor de bouwsector tot composietmateriaal voor bijvoorbeeld de auto-industrie. Maar liefst een derde van al het afvalslib kan op deze manier zinvol worden ingezet en belandt dus niet in een verbrandingsoven of afvalverwerker.
Bijproduct Nereda
Kaumera ontstaat niet zomaar in elk waterzuiveringsproces – het is een bijproduct van de nieuwe zuiveringstechnologie genaamd Nereda. Ook bij deze technologie staan Delftse onderzoekers aan de basis: zij ontdekten een methode om afvalslib met behulp een specifieke bacteriële behandeling niet te laten bezinken in vlokken, maar in korrels. Hierdoor bezinkt het sneller, zijn er minder opslagtanks nodig en neemt de gehele installatie minder ruimte in beslag. Deze technologie is de afgelopen jaren verder ontwikkeld en door RoyalHaskoningDHV inmiddels al op zeventig plaatsen wereldwijd geïnstalleerd.
Grondlegger
Mark van Loosdrecht, hoogleraar milieubiotechnologie en waterzuivering en Spinozawinnaar, was de grondlegger van de Nereda-technologie. Hij stuitte op het promotieonderzoek van de Chinese Yuemei Lin; zij ontdekte een alginaat-achtige stof in de slibkorrels. Alginaat is een grondstof voor bioplastic, die doorgaans uit zeewier wordt gewonnen.
“De stof lijkt op alginaat, maar blijkt een totaal andere samenstelling te hebben”, aldus Van Loosdrecht. “Het heeft een hoge stijfheid, is behoorlijk sterk en niet brandbaar. Die eigenschappen zie je niet in andere materialen. Dat maakt de stof geschikt voor high performance materialen, zoals brandwerende deuren, coatings op schepen of materialen in de vliegtuig- of auto-industrie.”
Het materiaal kan ook op grotere schaal geproduceerd worden dan alginaat uit zeewier, en is daarmee een stuk goedkoper. “Als alle huidige Nereda-installaties Kaumera zouden produceren, dan levert dat al meteen hetzelfde marktvolume op als de totale alginaatmarkt”, aldus Van Loosdrecht. Door de samenwerking met Chaincraft, die de eerste twee jaar alle productie zal afnemen, is de verwachting dat het uiteindelijk een kosteneffectieve investering wordt.
De installatie in Zutphen heeft maar één bron: de zuivelfabriek van FrieslandCampina in Lochem. Een persleiding die het afvalwater voorheen naar de naastgelegen rioolwaterzuivering pompte, is omgelegd zodat het afvalwater nu direct in een van de nieuwe Nereda-tanks terechtkomt. Daar ontstaan de slibkorrels die vervolgens door de nieuwe extractie-installatie worden geleid en daar Kaumera produceren.
Begin 2020 wordt ook in Epe een Kaumera-installatie in gebruik genomen, die ook huishoudelijk afvalwater gaat zuiveren. Niet alleen fabrieksafvalwater, maar ook onze poep en pies krijgen daarmee een nuttig tweede leven. Van Loosdrecht: “Ik vind het mooi dat we, met de nodige creativiteit, high performance materialen kunnen maken van iets dat je door het toilet spoelt.”
Is de ontdekking van Kaumera van dezelfde orde als die van grafeen, het tweedimensionale koolstofmateriaal dat de Brits-Nederlandse Andre Geim de Nobelprijs voor de Natuurkunde opleverde? Van Loosdrecht aarzelt. “Dat oordeel laat ik liever over aan anderen. Maar de speelsheid van het ontdekken van grafeen, door gewoon op een vrijdagmiddag wilde ideeën uit te werken, is misschien vergelijkbaar.” Wat hem betreft toont deze ontdekking aan dat ook onderzoek zonder een duidelijk vooraf opgesteld doel nuttig kan zijn. “Toen we hieraan begonnen was het geen mode-onderwerp. We wilden gewoon meer over die bacteriën weten en wisten toen nog niet dat we met deze stof een materiaal konden maken. Dat was een toevalstreffer.”
