Hergebruik van afvalwater in de industrie; De zegeningen van duur grondwater

Hergebruik van afvalwater wat technisch allang geen probleem voor de industrie, het werd alleen weinig gedaan. Maar sinds enkele jaren moeten bedrijven voor het gebruik van grondwater betalen, en dat veranderde de zaak. Grote besparingen zijn inmiddels her en der bereikt. De techniek schrijdt snel voort, samenwerkingsverbanden ontstaan, en nieuwe winstmogelijkheden doen zich voor.

'Dit afvalwater wordt weer opnieuw gebruikt'', roept procestechnoloog Hans de Vries van SCA Hygiene products Suameer, boven het oorverdovend kabaal van een papiermachine uit. We zien hoe troebel water wegsijpelt uit een grote zeef waarop natte papiersmurrie drijft. Het afvalwater uit deze zeef wordt opnieuw gebruikt aan het begin van het productieproces, om de cellulosevezels uit de grondstof los te weken. Van onderen wordt de zeef voortdurend met een krachtige sproeier schoongespoeld. Ook dit spoelwater is 'tweedehands'. Het komt van de filters die de waterige vezelmassa's indikken tot tissues, het eindprodukt van deze papierfabriek.

Dertig jaar geleden gebruikten papierfabrieken voor het losweken van cellulosevezels nog honderd tot tweehonderd liter leiding- of grondwater per kilo papier. Al het afvalwater uit de zeven en filters, eveneens honderd tot tweehonderd liter per kilo papier, verdween in de rivier. Om op cellulose en op lozingslasten te besparen, is de papierindustrie steeds meer van de gezeefde en gefilterde vloeistof gaan hergebruiken. Inmiddels gebruikt SCA Hygiene Suameer nog maar acht liter grondwater per kilo papier. En nu denkt ze nog eens zo'n half miljoen gulden per jaar te kunnen besparen. Van de zeven liter afvalwater die ze nog loost, wil ze meer dan zes liter zodanig zuiveren dat het schoon genoeg is om te gebruiken op plaatsen waar nu nog grondwater voor wordt gebruikt, bijvoorbeeld voor het spoelen van bepaalde machine-onderdelen.

Voor deze extra zuiveringsstap wordt in oktober een zogeheten membraanbioreactor getest, waarin het afvalwater zowel door bacteriën als met membranen wordt gezuiverd. Als het gezuiverde afvalwater de kwaliteit van het papier niet aantast, komt er volgend jaar een membraanbioreactor die full-scale gaat werken. De waterkringloop van deze papierfabriek is dan voor 99 procent gesloten.

Steeds meer bedrijven zoeken naar mogelijkheden om afvalwater van het ene proces te kunnen hergebruiken in een ander proces. De grootste waterverbruikers, de papierfabrikanten, zijn hier het verste mee. Maar ook in de chemische industrie en de levensmiddelenindustrie wordt druk gepuzzeld. Zo heeft bijvoorbeeld Penncolor International, producent van verven en inkten op waterbasis, onlangs haar waterzuiveringsinstallatie zodanig uitgebreid dat ze haar afvalwater kan hergebruiken voor het maken van inkt en het schoonspoelen van de machines. Esso raffinaderij gaat binnenkort het afvalwater uit de aromatenfabriek inzetten voor het ontzilten van ruwe olie. Het bedrijf hoeft de aromaten dan niet meer met een dure zuivering te verwijderen, en het heeft minder vers water nodig voor het ontzilten van de ruwe olie.

“Waterkringlopen zijn de toekomst”, zegt Joris van der Ven van het groeiend ingenieursbureau Triqua in Wageningen zelfverzekerd. Triqua helpt niet alleen papierfabriek SCA hygiene products met het sluiten van de kringloop, maar ook een grote kippenmester in Friesland. Tot voor kort verdween al het water waarmee de boer elke zeven weken de kippenstal schoonspoelde van veren, mest, houtkrullen en voer, ongezuiverd de sloot in. Maar over een paar jaar mag dit niet meer. Sinds enkele weken staat daarom ook op deze kippenmesterij een membraanbioreactor. Het stalwater dat eruit komt is zo schoon dat het opnieuw voor wassen en spoelen kan worden gebruikt. “Nu gebruikt nog maar één kippenboer het stalwater opnieuw”, weet Van der Ven, “Maar als straks de hele kippensector dit doet, wordt heel wat grondwater bespaard. Bovendien worden de sloten veel schoner.”

Technisch is het sluiten van industriële waterkringlopen al dertig jaar mogelijk. Toch beginnen veel bedrijven er nu pas over te denken. De opkomende belangstelling, zo verklaren milieutechnici, is vooral te danken aan het duurder worden van leiding- en grondwater. Tot 1995 was het oppompen van schoon grondwater bijna gratis; inmiddels betaalt de industrie voor grondwater zeventien cent per kuub aan heffing, en naar verwachting betalen ze binnenkort net zoveel als de waterleidingbedrijven, namelijk 34 cent per kuub. Daarnaast stelt de overheid ook aan het lozen van afvalwater steeds hogere eisen, wat ook de gebruikelijke end of the pipe zuivering - zuivering tot lozingskwaliteit - duurder maakt.

Anderzijds is het zuiveren van afvalwater tot water dat schoon genoeg is voor hergebruik een stuk aantrekkelijker geworden. De meeste zuiveringstechnieken zijn afgelopen jaren flink verbeterd en goedkoper geworden. Filtratie met membranen bijvoorbeeld, is sinds begin jaren negentig maar liefst vijf keer goedkoper geworden. Jarenlang werden membranen alleen per stuk gemaakt. Maar doordat ze steeds beter gingen werken kwam er meer vraag naar, waardoor de productie machinaal kon worden. De ontwikkeling van membraanbioreactoren, die vooral geschikt zijn voor waterstromen met veel organisch materiaal erin, kreeg een flinke stimulans toen de Duitse regering acht jaar geleden de lozingsseisen aantrok.

“Drie jaar geleden sprak men alleen nog op symposia over hergebruik van water”, schetst milieutechnicus Jac van der Worp van TNO Milieu, Energie en Procesinnovatie. “Nu doen de voorlopers in de industrie de eerste testen. Wanneer over zo'n vijf jaar de kinderziektes eruit zijn, zal de grote bulk volgen. Zo gaat het met een nieuwe technologie altijd.” TNO brengt volgend jaar met een Engels waterleidingbedrijf, een softwarebedrijf en een aantal grote multinationals waaronder DSM, Bayer en Dow Chemicals, een softwarepakket op de markt om het uitvoeren van zogeheten waterpinch-studies te vergemakkelijken. Waterpinch-studies leren hoe de verschillende waterstromen met verschillende zuurgraden, organische stoffen, temperaturen en zouten, opnieuw zijn te gebruiken. Welke afvalwaterstroom kun je - eventueel na zuivering - inzetten voor welk ander proces? Sommige fabrieken hebben wel tachtig verschillende waterstromen. Nu komen die allemaal nog bij elkaar en worden in één keer gezuiverd tot de kwaliteit waarin ze mogen worden geloosd. Straks moeten bedrijven die stromen niet meer zien als vervelende afvalstromen die geld kósten, benadrukt Van der Worp, maar als productiefactoren die geld kunnen opleveren. Een softwarepakket dat helpt met selecteren welke van de tientallen waterstromen een bedrijf opnieuw kan inzetten, is dan geen luxe.

Bedrijven kunnen vaak nog meer besparen als ze samenwerken. In Nederland is inmiddels één studie op clusterniveau zover uitgewerkt dat begin volgend jaar de eerste nieuwe installaties en pijpleidingen worden gebouwd: op 16 oktober gaat formeel het E-water Cluster Maastricht van start, een samenwerkingsverband van Sappi en Meerssen Papier (twee papierfabrieken), MOSA Wandtegels, MOSA Vloertegels, SPHINX Tegels en SPHINX Sanitair, Ciba Specialty Chemicals (pigmenten), ENCI (Cement industrie), Vereenigde Glasfabrieken en het Academisch Ziekenhuis Maastricht.

“We hebben allereerst gekeken naar hergebruik binnen de bedrijven”, vertelt Jan Burger van Krachtwerktuigen Bedrijfsadviseurs B.V. in Amersfoort. “In de twee wandtegelfabrieken bijvoorbeeld, gaat straks het water waarmee de tegels, vloeren en machines worden gereinigd niet meer naar het riool maar wordt het gebruikt voor het aanmaken van de kleimassa waaruit men de tegels bakt. Met deze betrekkelijk eenvoudige maatregel - het water behoeft nauwelijks of geen zuivering voor hergebruik - is meteen al tachtig procent van de waterkringloop gesloten. MOSA Vloertegels heeft deze stap twee jaar geleden al gezet.”

De ingenieurs zochten ook naar mogelijkheden om waterstromen van bedrijf A, rechtstreeks in te zetten voor processen in bedrijf B. Op dat niveau vonden ze niks. De waterstromen hadden niet de goede kwaliteit om zonder flinke behandeling elders te worden ingezet. Wel bleek het lucratief om van alle negen bedrijven het afvalwater centraal te verzamelen en zo schoon te zuiveren dat het afgetapt kan worden als zogeheten E-water voor industriële processen. Dat gaat nu dus ook gebeuren. Papierfabriek SAPPI gaat zijn afvalwaterzuiveringsinstallatie uitbreiden en behalve zijn eigen water ook dat van de andere bedrijven zuiveren.

“We gaan zoveel mogelijk uit van bestaande zuiveringsinstallaties, maar we knopen ook zuiveringsinstallaties aan elkaar”, verklaart Burger. “Ciba heeft een afvalwaterstroom met een hoog nitraatgehalte. Van de overheid moet ze dit nitraat eruit halen alvorens ze het water mag lozen. Dat is duur, onder meer omdat de bacteriën die het nitraat in een bioreactor omzetten veel voedsel nodig hebben, bijvoorbeeld zetmeel. Op laboratoriumschaal wordt nu getest of een zetmeelrijke waterstroom uit de papierfabricage, is te mengen met de nitraatrijke waterstroom van Ciba.” Er komt dus een stelsel van twee pijpleidingen: één waarop de negen bedrijven hun afvalwater lozen en één waaruit ze schoon E-water tappen. Het E-water bestaat uit gezuiverd afvalwater, gezuiverd Maaswater en groevewater van de ENCI, die grondwater onttrekt om kalkgroeven droog te maken. (Nu verdwijnt al dit schone groevewater nog ongebruikt in de rivier). De deelnemende bedrijven kunnen zo zestig procent op grondwater besparen. Dat betekent niet alleen een forse kostenbesparing, maar ook een vooruitgang voor de natuur, die ernstig lijdt onder de verdroging.

“Aanvankelijk was het project vooral opgezet om verdroging tegen te gaan”, vertelt Errol Soeriowardojo van de Nederlandse organisatie voor energie en milieu (Novem), die het project initieerde. “Maar gaandeweg bleken de economische kanten zeker zo belangrijk. Vernieuwende projecten als deze kunnen een enorme economische stimulans betekenen voor de regio.”

Een zogeheten E-waterbedrijf regelt de waterzuivering, verdeelt het gezuiverde water en biedt diensten aan. In dit nieuwe bedrijf participeren behalve de deelnemende industrieën ook het zuiveringschap Limburg en het waterleidingbedrijf. Beide nutsbedrijven zien hun markten veranderen. Het zuiveringschap kan net als ingenieursbureau's kennis gaan leveren over waterzuivering, en het waterleidingbedrijf kan water gaan verkopen met andere kwaliteiten dan alleen drinkwaterkwaliteit. Een speciaal orgaan waarin de industrie, de nutsbedrijven en de provincie en gemeente zijn vertegenwoordigd, ziet erop toe dat alle belangen goed worden behartigd. “Bij mijn weten is zo'n constructie uniek in de wereld”, zegt Soeriowardojo. “De ervaring die we met dit project opdoen kan voor heel Europa van belang zijn.”