Door de klimaatverandering zullen langere periodes van droogte moeten worden overbrugd. Het beschikken over voldoende kwalitatief gietwater en het hergebruiken van drainwater zal steeds belangrijker worden. Bij hergebruik van drainwater kan toch een fractie spuistroom worden geproduceerd. Door het verwijderen van nutriënten uit spuistroom wordt de impact op de omgeving en het milieu beperkt.
In het kader van het plan ‘Vlaamse veerkracht’ en de Blue Deal werd het project ‘Slimme combinatie van teeltkeuze en technologie voor een rendabele klimaatrobuuste land- en tuinbouw’ ingediend bij het Departement Landbouw en Visserij. Via onderzoek en voorlichting bij alle Vlaamse praktijkcentra Plant worden concrete oplossingen geboden, zodat de land- en tuinbouw in Vlaanderen zich kan wapenen tegen het veranderende klimaat en een toekomst gegarandeerd blijft. Een van de doelstellingen richt zich naar de intensieve teelten. Die bieden kansen voor een sterk doorgedreven beredeneerde sturing en circulair gebruik van grondstoffen. Door efficiënt watergebruik via sensoren bij de plant en/of optimaal hergebruik van alternatieve waterbronnen (zoals bedrijfsafvalwater) zetten ze in op waterbesparing. Met de filtersystemen die ontwikkeld zijn in het Interregproject NuReDrain kunnen fosfor en stikstof uit spuistroom op een efficiënte manier uit het water worden verwijderd. Zo komt dit nutriëntenrijk water niet rechtstreeks in het oppervlaktewater terecht en kan het worden hergebruikt.
Fosforverwijdering
Tijdens de drinkwaterbereiding maken drinkwatermaatschappijen soms gebruik van een biologische adsorptieve ontijzering. Naast biologisch gevormd slib is er ook sprake van adsorptie aan zandkorrels. Bij dit snelle zandfiltratieproces wordt ICS (Iron Coated Sand) gevormd door de adsorptie (binding) van ijzer op de zandkernen. Door de afzetting van ijzer op het korreloppervlak groeit de ijzerkorrel gestaag en moet er periodiek een deel van de korrels uit het zandbed worden verwijderd. Dit ICS kan worden ingezet voor andere adsorptieprocessen, waaronder de verwijdering van fosfor uit de spuistroom.
Stikstofverwijdering
Op het PCS wordt al enkele jaren een Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) uitgetest. Deze filter verwijdert stikstof uit de spuistroom door via biologische processen nitraat om te zetten naar stikstofgas. Een MBBR bestaat uit een tank, gevuld met water, waarin plastic dragers (carriers) zitten die op vaste tijdstippen in beweging worden gebracht. Het onregelmatige en grote specifieke oppervlak van de dragers is een ideale habitat voor diverse micro-organismen. Op deze carriers groeit actief slib (biofilm). Door de beweging van de dragers stroomt het water door kleine openingen. Het komt zo in nauw contact met de micro-organismen die nitraten (NO3) omzetten in het onschadelijke stikstofgas (N2), analoog aan de omzettingen in een wortelzonerietveld. Om de aangroei van de micro-organismen en de denitrificatiereactie te garanderen, wordt de filter gevoed met een koolstofbron.
2-in-1-filtersystemen
Op een vijftal sierteeltbedrijven werd een 2-in-1-filtersysteem geïnstalleerd voor fosfor- en stikstofverwijdering (zie foto). PCS volgde deze systemen regelmatig op aan de hand van stalen. Op deze bedrijven wordt de geproduceerde spuistroom opgevangen in een citerne. Het water passeert in eerste instantie doorheen de fosforfilter; een vat dat voor 70% gevuld is met ICS-korrels waaraan de fosfor zich zal hechten. Daarna gaat het water doorheen de MBBR, waarbij de nitraten uit het water worden verwijderd via denitrificatie. In de figuur wordt dit 2-in-1-filtersysteem schematisch voorgesteld. Beide filtersystemen geven hele mooie resultaten. Bij een fosforfilter met ICS-korrels komen we gemiddeld op 90% efficiëntie, bij een MBBR op 70% verwijdering.
Figuur. Schematische voorstelling van een 2-in-1-filtersysteem om fosfor en stikstof uit het water te verwijderen
Voor- en nadelen
Een 2-in-1-filtersysteem voor de verwijdering van fosfor en stikstof uit spuistroom is een heel compacte installatie die weinig onderhoud vraagt en goedkoop is. Je kan de installatie ook grotendeels zelf maken.
Meer informatie om zelf een MBBR te bouwen, kan je vinden in onderstaande artikels:
Bij een fosforfilter is het wel nodig om het filtermateriaal na verloop van tijd te vervangen. De aanwezige fosfor in het water zal zich immers binden op de ICS-korrels en na enkele jaren (afhankelijk van de fosforconcentratie) zullen alle bindingsplaatsen ingenomen zijn en de korrels verzadigd zijn. Er is nog verder onderzoek nodig naar het terug bruikbaar maken van de ICS-korrels via een chemisch proces (regeneratie). Het doel is dat de vrijgekomen fosfor in de toekomst ook terug kan worden ingezet als meststof, zodat het een circulair verhaal kan worden. Bij een MBBR zullen de aanwezige nitraten in het water worden omgezet naar stikstofgas. In deze filter gebeurt er dus geen binding en kan er ook geen verzadiging optreden. Om tot een efficiënte stikstofverwijdering te komen, is het belangrijk dat er steeds een koolstofbron wordt gedoseerd voor de denitrificatie. Een goede opvolging van de koolstofvoorraad is heel belangrijk. In de winter is de efficiëntie van de stikstoffilter door de koude temperaturen een pak lager.
Meer info?
els.pauwels[at]pcsierteelt.be
marijke.dierickx[at]pcsierteelt.be
In samenwerking met
