Biocel-reactor voor compostering van GFT-afval praktijkrijp

Naast de dood en de belasting hoort het afval tot de echte zekerheden in het leven. Dat is het motto van het proefschrift van Erik ten Brummelaar. Op 21 april promoveert hij aan de Landbouwuniversiteit in Wageningen op een onderzoek naar winning van biogas uit Groente-, Fruit- en Tuinafval (GFT).

Van de zes miljoen tot afval die jaarlijks in ons land vrijkomt bestaat ruwweg de helft uit organisch (GFT-)afval. Bij vergisting zou dat 180 miljoen kubieke meter aardgas-equivalent per jaar kunnen opleveren. Het restprodukt valt te verwerken tot compost, zo'n 1,2 miljoen ton per jaar. Vergisting treedt op de vuilnisbelt spontaan op, en op sommige plaatsen wordt "stortgas' gewonnen. Maar een aanzienlijk deel van de opbrengst komt in de atmosfeer terecht. Wil men het proces beter beheersen, dan moet men het afval vergisten in een grote reactor.

Sinds 1985 is gewerkt aan de ontwikkeling van het zogenaamde Biocel-systeem, waarbij organisch afval batchgewijs (dus niet in een continuproces, maar lading voor lading) wordt vergist. Eerst werd in laboratoriumproeven gewerkt met partijtjes van 5 kubieke meter GFT-afval, daarna in een proeffabriek met een capaciteit van 450 kubieke meter.

Het proces speelt zich af onder anaerobe (zuurstofloze) omstandigheden. Om de kostbare reactorruimte zo eficiënt mogelijk te benutten moet het vergistingsproces vlot verlopen. Daarom werden op laoratoriumschaal allerlei opstartprocedures vergeleken.

Als het proces wordt opgestart met organisch afval dat pas achteraf mechanisch uit het huisvuil wordt gescheiden, zoals in veel gemeenten gebruikelijk, blijkt de vergisting maar moeizaam op gang te komen, omdat de omstandigheden in de reactor te zuur zijn. Enten met methaanvormende micro-organismen brengt het vergistingsproces veel eerder op gang, zo blijkt uit het onderzoek. Als alternatief werd getracht de opstart te versnellen door een aerobe (zuurstofrijke) voorcompostering, maar dat blijkt uiteindelijk tot een 40 procent lagere biogasopbrangst te leiden. Ook kan men het vergistingsproces versnellen door de nieuwe aanvoer te mengen met al vergist afval, terwijl het vrijkomende lekwater wordt gerecirculeerd. Bij een drogestofgehalte van 30 procent en een temperatuur van 35 graden Celsius bedraagt de vergistigstijd dan 36 dagen.

Als uitgangsmateriaal kan ook GFT-afval worden gebruikt dat al door de consument apart is ingezameld: huisvuilscheiding aan de bron. Dit leidt uiteindelijk tot een betere kwaliteit compost. Als entmateriaal kan men dan vergiste ontwaterde varkensmest gebruiken, omdat daarin de juiste micro-organismen zitten, die van hoge ammonium- en stikstofconcentraties houden. Mengt men het verse afval half om half met vergist produkt, dan bedraagt de gistingstijd 28 dagen en bedraagt de biogasproduktie gemiddeld 0,8 liter per liter reactor per dag. Dat is vergelijkbaar met de opbrengst van systemen voor continuvergisting.

Over het algemeen blijkt een temperatuur van zo'n 40 graden Celsius in de reactor optimaal te zijn. Bij een droge-stofgehalte tussen de 10 en 50 procent verloopt de vergisting normaal, daarboven wordt het snel minder.

In de proeffabriek, die een capaciteit van 450 kubieke meter had, kon 7 kilo vaste stof per dag worden aangevoerd. Er werden diverse opstart- en temperatuurregimes vergeleken. Ook werden verschillende opwerkingsmethodes van het vergiste residu tot compost onderzocht. Zowel droging met hete lucht als nacompostering blijken toepasbaar.

Volgens de promovendus is het proces nu praktijkrijp. De gedachten gaan uit naar een grote, overdekte proceshal. Om stankhinder en schadelijke emissies te voorkomen kan de lucht kan worden behandeld met gaswassers en biofilters, terwijl het afvalwater naar een eenvoudige waterzuiveringsinstallatie gaat. Die haalt 80 procent van de stikstofverbindingen uit het afvalwater alvorens dat op het riool te lozen.

Zo ontstaat per ton afval 90 kubieke meter biogas, waarvan 60 procent nodig is om de installatie draaiende te houden. De rest kan worden omgezet in elektriciteit die aan het openbare net kan worden geleverd.

Diverse gemeenten hebben al belangstelling voor het procédé getoond, vooral ook omdat het minder kostbare ruimte vergt dan gewone compostering van GFT. Ten Brummeler werkt nu bij de Heidemij in Waalwijk aan verdere perfectionering van het Biocelprocédé.