Eén gram actieve kool heeft een intern oppervlak van 500 tot 2.000 m2. Daaraan kan het onder andere gewasbeschermingsmiddelen binden. In potentie is het behandelen van lozingswater vanuit de tuinbouw met actief kool een efficiënte en goedkope techniek, puur gericht op het verwijderen van gewasbeschermingsmiddelen. Tot op heden stonden technische knelpunten een commerciële toepassing in de weg. Uit recent onderzoek blijkt dat behandeling met poeder actieve kool technisch wél haalbaar is.
Dit onderzoek vond plaats in een cross-over project tussen de TKI Tuinbouw & Uitgangsmaterialen en TKI Watertechnologie, medegefinancierd door de Stichting Programmafonds Glastuinbouw. WaterQ heeft een installatie op basis van deze techniek ontwikkeld, die nu wordt beoordeeld door de Beoordelingscommissie Zuiveringsinstallaties Glastuinbouw (BZG).
Cross-over project
Jim van Ruijven, onderzoeker water en emissies bij Wageningen University & Research business unit Glastuinbouw, begint zijn verhaal met een uitleg van het bijzondere van het onderzoek dat samen met KWR Watercycle Research Institute is uitgevoerd. Het is een cross-over project waarbij twee topsectoren samenwerken aan de oplossing van een probleem. Niet alleen het onderzoeksresultaat, het behandelen van afvalwater, telt. Het is eveneens een pilot voor volgende projecten op het snijvlak van topsectoren met het idee dat er met gedeelde kennis een grotere winst is te behalen.
Het project met actieve kool startte medio 2016 en loopt tot het einde van dit jaar. Naast LTO Glaskracht Nederland zijn er vier watergerelateerde toeleveranciers bij betrokken: Enthoven Techniek, VAM WaterTech, WaterQ en HortiMaX.
Stand van zaken
Vanaf 1 januari 2018 moeten alle telers het lozingswater vanuit de teelt (drainwater bij substraatteelt, filterspoelwater indien gespoeld met drain- of bemest gietwater en drainagewater bij grondgebonden teelt) zuiveren voordat ze het lozen. Dit houdt ook in dat gewasbeschermingsmiddelen voor 95% verwijderd moeten zijn en in het geval van imidacloprid, de werkzame stof van onder andere Admire, zelfs voor 99,5%.
De tijd dringt, maar er moet op diverse fronten nog een hoop gebeuren. Van Ruijven hoort in de praktijk dat een deel van de telers nog geen zuiveringsinstallatie heeft. Er zijn inmiddels zeven BZG-goedgekeurde apparaten die het lozingswater kunnen zuiveren. Er zitten nog een aantal installaties in de pijplijn, waaronder de installatie op basis van actieve kool. Bovendien is het handhavingsprotocol, waar waterschappen, omgevingsdiensten en gemeenten mee aan de slag gaan, nog niet rond. Daardoor is het voor de ondernemers nog niet duidelijk hoe ze aan de zuiveringsplicht moeten voldoen. “Wel is duidelijk dat telers na de genoemde datum aan moeten kunnen tonen dat hun apparaat net zoveel behandeld als afgevoerd water heeft en ze moeten een onderhoudsoverzicht kunnen overhandigen.”
Actieve kool
Actieve kool bestaat grotendeels uit koolstofmoleculen. Deze zijn zo behandeld dat ze een fijne poriënstructuur hebben met macro-, meso-, en microporiën. Daardoor is het inwendige oppervlak enorm groot. Door adsorptie kan actieve kool allerlei stoffen aan zich binden. De toepassingen zijn breed. We kennen het bijvoorbeeld als norit dat wordt gebruikt tegen vergiftigingen. Het wordt eveneens gebruikt in de waterzuivering en de drinkwaterindustrie.
Het onderzoek in de glastuinbouw startte met een desktopstudie naar de mogelijkheden van twee typen: granulair actieve kool (GAC) en poeder actieve kool (PAC). De granulen zijn 2-3 mm doorsnede. De poedervorm is zo fijn als poedersuiker. In twee processchema’s schetst Van Ruijven de toepassing van allebei.
Continu proces
In beide gevallen begint het schema met een voorraadsilo met te behandelen water. Bij GAC wordt het water eerst voorgefiltreerd voor verwijdering van gesuspendeerde vaste stoffen. Daarna komt het in een of meer kolommen met granulair koolstof. Bij een goede werking blijven de gewasbeschermingsmiddelen in de kolom(men) achter en kan het gezuiverde water naar de rioolbuffer.
Bij de andere manier van zuiveren wordt er PAC gedoseerd aan het water, dat onderweg is naar een reactorvat. In dit continue proces zijn dosering én contacttijd beide belangrijk. Na nafiltratie met een ultrafilter, doekfilter of lamellaseparator, kan het water naar de rioolbuffer.
In een labproef door KWR is het principe van beide methoden getest met verschillende soorten en merken koolstof. “Er zijn drie toeleveranciers voor actieve kool. Ieder van hen heeft ook nog verschillende soorten. Wij hebben de werking van twee soorten granulair en twee soorten poeder actieve kool onderzocht.”
PAC
De keuze van de onderzoekers viel om meer redenen en na raadpleging van de ondernemersklankbordgroep van LTO Glaskracht Nederland op PAC en niet op GAC. “Het voordeel van de toepassing met PAC is dat de filterinstallatie aan en uit kan, al naar gelang de behoefte tot waterzuivering. Een van de problemen bij het gebruik van een installatie op basis van GAC is verstopping. Voor een juiste werking is een continue doorstroming nodig. Verder heb je een goede voorfiltratie nodig om te voorkomen dat het filter te zwaar wordt belast met niet-opgeloste deeltjes. Je kunt wel wat druk op het filter zetten om de doorloop te bespoedigen, maar een oplopende druk zorgt ervoor dat het systeem uiteindelijk op het zwakste punt kapot gaat. In het lozingswater zitten behalve kleideeltjes evenals voedingsstoffen, organische moleculen en bacteriën. Ook door bacteriegroei en slijmvorming kan het filter verstopt raken.”
“De methode met GAC is vooral geschikt voor bedrijven die veel lozen. In de glastuinbouw gaan we juist toe naar bedrijven die steeds minder lozen en uiteindelijk in 2027 naar een nagenoeg nullozing.”
Contacttijd
De volgende stap is het ontwerp van een installatie op basis van PAC. De keuze wie ermee verder gaat, ligt bij de installateurs die bij het onderzoek betrokken zijn. WaterQ heeft als eerste het traject ingezet. Zij hebben al een door BZG goedgekeurde waterinstallatie op de markt met als werkingsprincipe geavanceerde oxidatie door toepassing van waterstofperoxide en lagedruk UV. En ze hebben een ontsmetter op basis van ultrafiltratie.
Van Ruijven: “Er ligt nu een aanvraag van dit bedrijf bij de BZG voor de combinatie van PAC en ultrafiltratie als zuiveringsmethode. Het onderzoek ten behoeve van een goedkeuring van de installatie is buiten het project uitgevoerd. Binnen het project wordt met de andere toeleveranciers nog een pilotinstallatie in elkaar gezet met een doekenfilter of lamellenseparator als nafiltratie. Daarmee onderzoeken we nader welke dosering PAC en welke contacttijd met het water nodig is om optimaal te zuiveren.”
Samenvatting
In een cross-over project is onderzoek gedaan naar de toepassing van actieve kool om lozingswater te zuiveren van resten van gewasbeschermingsmiddelen. Methoden op basis van poeder actieve kool en granulair actieve kool zijn met elkaar vergeleken. De keuze viel op de eerste methode, omdat deze heel geschikt is voor de zuivering van kleine volumes in plaats van een continue stroom. Het traject voor BZG goedkeuring is ingezet.
Tekst en foto’s: Marleen Arkesteijn.
