Mark_van_LoosdrechtMilieubiotechnoloog Mark van Loosdrecht van de Technische Universiteit Delft is één van de winnaars van de spinozapremies van 2014. Hij doet onderzoek naar nieuwe manieren om water te zuiveren of waardevolle stoffen te maken uit afvalmateriaal. Bacteriën spelen de hoofdrol.

Het werk van hoogleraar Milieubiotechnologie Mark van Loosdrecht en zijn groep is van groot belang voor het duurzamer maken van de waterzuivering. Hij speelde een grote rol bij de ontwikkeling van nieuwe waterzuiveringstechnologieën, waarbij afvalstoffen met behulp van micro-organismen worden omgezet in onschadelijke stoffen. Zijn technologieën worden nu wereldwijd verspreid.

IJverige schoonmakers

Voordat afvalwater uit de huishoudens en bedrijven via het riool teruggaat naar de rivieren, moet het een behandeling ondergaan ter bescherming van de natuur. Al vanaf begin 1900 roepen we de hulp in van bacteriën om afvalwater te zuiveren. Bacteriën zijn ware waterschoonmakers: ze eten alle giftige en vervuilende stoffen, zoals ammonium maar ook fosfaat en organische koolstof, eruit. Er zijn bijvoorbeeld bacteriën die ammonium, afkomstig uit urine, omzetten in het onschadelijke stikstofgas. De ontdekking van deze zogenoemde anammox-bacterie leverde microbioloog Mike Jetten van de Radboud Universiteit in 2012 de Spinozapremie op.

Van Loosdrecht onderzoekt hoe hij zulke natuurlijke vermogens van bacteriën kan gebruiken in technische systemen. In de traditionele waterzuiveringsinstallaties wordt water ook behandeld met bacteriën, nadat eerst de grote stukken vuil eruit gefilterd zijn. Aan het eind van het proces moeten de bacteriën weer gescheiden worden van het behandelde water. Dat gebeurt normaal doordat de bacteriën samenklonteren tot vlokken die langzaam bezinken. De methode werkt, maar heel efficiënt is het niet. Het bezinken verloopt traag en er zijn grote bezinkbakken nodig om alle bacteriën eruit te krijgen. Van Loosdrecht bedacht een oplossing voor dit probleem.

Korrels in plaats van vlokken

“Wij hebben de bacteriën op zo’n manier getraind dat ze korrels vormen”, legt Van Loosdrecht uit in onderstaand filmpje over zijn onderzoek. Die korrels slaan heel snel neer. Hij vergelijkt de vlokken met sneeuw en de korrels met hagel: sneeuw dwarrelt langzaam neer op aarde, terwijl hagel snel neerkomt. Het voordeel van de korrels is dat er een veel kleinere installatie nodig is met minder bezinkbakken om de bacteriën, nadat ze klaar zijn met schoonmaken, te scheiden van het afvalwater.

Het nieuwe zuiveringsproces is minder tijdrovend en kost bovendien minder energie doordat er geen waterstromen van tank naar tank meer nodig zijn. De energiebesparing is 25% ten opzichte van de conventionele vlokkenmethode. De technologie, die de naam Nereda kreeg, verbetert ook nog eens de kwaliteit van het afvalwater dat uiteindelijk terugkeert in de waterkringloop, zonder dat er extra chemicaliën aan te pas komen. Een uitvinding van groot maatschappelijk belang.

De deze technologie heeft ons land een nieuw exportproduct bezorgd. De technologie is makkelijk te implementeren in alle uithoeken van de wereld. Vooral voor landen die hun afvalwater niet zuiveren biedt Nereda mogelijkheid daarmee te beginnen, omdat het een compact en makkelijk te gebruiken systeem is. Het proces vindt zijn weg over de wereld. “In Nederland, Portugal en Zuid-Afrika, het Verenigd Koninkrijk en Brazilië worden momenteel installaties gebouwd”, aldus van Loosdrecht.

Wetenschap en innovatie

Het werk van Van Loosdrecht is een combinatie van wetenschap en innovaties. Nereda is ontwikkeld in een team met de TU Delft, de waterschappen en ingenieursbureau RH-DHV in Amersfoort, legt hij uit. Door met het bedrijfsleven samen te werken gaat de ontwikkeling van nieuwe wetenschappelijke inzichten hand in hand met praktische toepassingen.

Tegenwoordig werkt Van Loosdrecht aan het winnen van grondstoffen uit afvalstromen. Het gaat hierbij om water, maar bijvoorbeeld ook om organisch materiaal dat verloren gaat bij de kweek van fruit en groenten. “We richten ons nu vooral op het ontdekken en verkennen van nieuwe microbiële processen en op het microbiologisch omzetten van afval naar grondstof”, aldus Van Loosdrecht. “De Spinozapremie ga ik besteden aan onderzoek aan nieuwe micro-organismen, die ik wil gebruiken voor het verder ontwikkelen van een kringloopsamenleving.”

Dit achtergrondartikel verscheen 6 juni 2014 op Kennislink

Reageer