Bouw eerste proefinstallatie in Nederland met Nereda® waterzuiveringstechniek, deels ontwikkeld met STW-geld

Dr.ir. Merle de Kreuk onderzocht samen met prof.dr.ir. Mark van Loosdrecht en ingenieursbureau DHV bij de Technische Universiteit Delft hoe ze “aëroob korrelslib” kon maken. Het idee was om micro-organismen die afvalstoffen onder zuurstofrijke omstandigheden verteren, in korrels te laten samenklonteren zodat ze makkelijker en sneller bezinken. Dit resulteerde op 12 november 2010 in een feestje. Toen werd het hoogste punt in de bouw bereikt van de eerste Nereda-praktijkinstallatie in Epe.
De Kreuk: ‘Ik had drie jaar na mijn Wageningse opleiding aan zand- en grindprojecten gewerkt en het begon een beetje te kriebelen. Ik miste de biologie.’ Ze stapte naar van Loosdrecht, die meteen over het door STW gesubsidieerde korrelslibproject begon en zei: ‘Ga dat maar doorvertalen naar de praktijk.’
De Kreuk is van veel markten thuis. Dat blijkt in een voor de gelegenheid tot een feestelijke zaal omgetoverde ruimte in Conferentieoord Dennenheuvel te Epe. De Nederlandse waterzuiveringstop heeft zich hier verzameld om de bouw van de eerste Nereda praktijkinstallatie te vieren. In de toespraken wordt de Kreuk veelvuldig geroemd om haar inventiviteit en doorzettingsvermogen. Het is helder: zonder haar was er geen Nereda proces gekomen.

Samenscholende bacteriën: water zuiveren met korrelslib

Kern van het Nereda proces zijn bacteriën die afval omzetten in onschadelijke stoffen. Er zijn ‘nitrificerende’ organismen die ammonium, afkomstig uit bijvoorbeeld urine, omzetten in nitraat. Andere, ‘heterotrofe’ organismen laten organische afvalstoffen wegreageren, bijvoorbeeld met behulp van zuurstof of nitraat. In een ‘normale’ reactor vormen deze bacteriën vlokken en zijn daarom moeilijk middels bezinking af te scheiden van het gereinigde water. Dat gebeurt in de grote ronde nabezinkbakken in de traditionele installaties, die dus bij Nereda niet meer nodig zijn. Een ruimtebesparing van 70 % is het gevolg.
In het Nereda proces vormen de bacterien compacte slibkorrels en zakken snel naar de bodem als er niet wordt belucht. Dat zorgt ervoor dat de verwerkingssnelheid van de reactor spectaculair toeneemt. Het afvalwater komt in één bassin, de micro-organismen maken het schoon en zinken naar de bodem, het gezuiverde water wordt weggepompt en het proces begint opnieuw. Tenslotte verbruikt het proces zelf zo’n 30 % minder energie dan conventionele reactors, onder andere omdat het water niet tussen verschillende processtappen hoeft te worden verpompt, alles gebeurt in één reactorcompartiment.

Industrie zeer geïnteresseerd in korrelslib

In de zaal in de Dennenheuvel laat ir. Helle van der Roest van DHV zien hoe het werkt. Voor hem op tafel staan twee plexiglazen cilinders, één met de gewone slibvlokken en één met korrelslib. Hij draait de cilinders ondersteboven en zet ze weer op tafel. Inderdaad, de korrels zakken veel sneller dan de vlokken. Van der Roest: ‘Dit ziet er eenvoudig uit, maar ik kan u verzekeren dat er jarenlang onderzoek aan vooraf is gegaan.’

Hoe kijkt DHV terug op het onderzoek?

Van der Roest, per email:
‘Het onderzoek in Delft en de opschaling van het proces in de praktijk door DHV leverde een overduidelijke win-win situatie op. Werken met echt afvalwater in reactoren op locatie is natuurlijk wat anders dan werken met synthetisch afvalwater in een laboratorium. Maar juist de wederzijdse terugkoppeling tussen theorie en praktijk creëerde de waardevolle inzichten die de technologie verder heeft gebracht.
In de unieke samenwerking tussen de TUD, STOWA, DHV en de vijf participerende waterbeheerders is de fundamentele kennis in korte tijd vertaald naar de eerste toepassingen in de praktijk. Daarvoor is in 2006 het Nationaal Nereda Ontwikkelings Programma (NNOP) in het leven geroepen. Naast fundamenteel en pilotonderzoek moest in enkele demonstratie installaties ook de opschaling voor elkaar worden gebracht.
Terugkijkend op de afgelopen periode kun je constateren dat het succes van deze ontwikkeling vooral te danken is aan de samenwerking tussen de partijen en de rol daarin van mensen die de “verbinding” tot stand brachten. Naast de prominente rol die de STOWA hierin vervult, mag de persoon van Merle de Kreuk niet worden onderschat. Zij wist als geen ander de specifieke werelden van de verschillende partijen bijeen te brengen. Dat is voor een dergelijke innovatie van groot belang. Het is natuurlijk reuze jammer dat Merle niet meer bij de TU werkt; maar Mark is door zijn wereldwijde reputatie in staat andere briljante wetenschappers aan zijn onderzoeksteam te binden’.

Tussen de presentaties door spreken we in een hoekje met rustiek rode fauteuils met projectleider Mark van Loosdrecht. Kan hij iets zeggen over de geschiedenis van Nereda?
Achterover geleund: ‘De historie? Het begon met een proefschrift van Janneke Beun. Zij kreeg van de toenmalige SON (nu Gebied Chemische Wetenschappen van NWO-red.) de mogelijkheid om te laten zien hoe de korrels ontstaan.’

Was dat uw idee?

Knikje. ‘Ja, samen met prof. Sef Heijnen. Microbiologie en procestechnologie moet je goed combineren. We dienden een project in bij STW en zeiden: “We gaan zorgen dat er aan het eind een pilotplant staat.”’

Wat nou als dat idee niet klopte?

Onverstoorbaar: ‘Je weet bij jezelf dat het idee klopt. Als het niet had gewerkt, had ik iets nieuws geleerd. Als je iets begrijpt, dan werkt het.’

Voor een STW-project zijn gebruikers verplicht. Was dat hier een probleem?

‘Juist niet. Een pilotplant moet vanuit de industrie gedaan worden. Met een onderzoeker ernaast die de problemen oplost. Eén persoon moet de leiding nemen. Helle (van der Roest van DHV-red.) heeft ervoor gezorgd dat iedereen enthousiast werd.’

Is er eigenlijk veel concurrentie voor deze waterzuiveringstechniek?

‘Er loopt het één en ander in de wereld, maar niet bedreigend. Er is een soortgelijke installatie in München en Brisbane, Queensland, maar daar wordt eigenlijk toch te weinig naar de volle schaal toepassing gekeken, men volgt een traditionele aanpak van langzaam stapsgewijs opschalen. In Singapore ook, daar hebben ze gigantisch gepubliceerd, dat was goed voor ons. En in Zwitserland hebben ze ook een pilotplant draaiend.’ Afsluitende knik. ‘Dat is goed.’

Waarom is dat goed?

Lachje. ‘In het begin hebben we de meest moeilijke condities genomen eigenlijk om te bewijzen dat korrelslib ontstaat door procescondities, niet door microbiologie. In het buitenland zijn ze op basis daarvan gaan werken, zonder na te denken over een volle schaal ontwerp, en dus loopt het daar veel trager.’

Zijn er nog problemen te overwinnen hier in de praktijkinstallatie in Epe?

Nadenkend: ‘We gaan de opstart intensief samen met DHV volgen. De menging van de tank zal vooral veel aandacht krijgen omdat dat toch moeilijk te voorspellen is. Het ontwerp is deels gebaseerd op de verwachting dat het allemaal goed zal lopen zonder dat alles 100 % uit ge-engineerd is.’

De ochtend is bijna voorbij. Het eerste exemplaar van een STOWA-rapport met de resultaten van een langjarig pilotonderzoek naar NEREDA is door de directeur van de STOWA overhandigd aan de Delftse rector magnificus Karel Luijben.

Daarna is het tijd voor het piéce de resistance: een bezoek aan de nieuwbouw. Het gezelschap wordt per bus naar de bouwplaats vervoerd. Bij een bezinkbassin feliciteert een waternimf dijkgraaf Waterschap Veluwe ir. Gert Verwolf met het bereiken van het hoogste punt van de in aanbouw zijnde eerste Nereda-installatie.
Nereda verwijst naar het Griekse woord ‘Neraida’. Nereda was een waternimf en dochter van Nereus, de Griekse God van de zee. In de Griekse mythologie staat Nereda voor puur en onberispelijk; een hint naar de waterkwaliteit die door de nieuwe technologie wordt geproduceerd.

Weer terug bij de afrondende feestelijkheden in de Dennenheuvel zoeken we samen met medegrondlegster van de technologie Merle de Kreuk een rustig tafeltje.
Jarenlang onderzoek, zei Helle van der Roest.

Wanneer begon het ongeveer?

Ze denkt even na. ‘In 1998 ongeveer begon Mark van Loosdrecht met het STW-project. In 2000 ben ik als promovenda gestart binnen dit project. Mark heeft toen een paar partijen benaderd voor de gebruikerscommissie, maar het schoot niet echt op. Tot Helle van DHV kwam, die ging er meteen vol in. Hij zorgde ervoor dat de STOWA, TUD en DHV gingen samenwerken.’

Daarmee was het onderzoek meteen praktijkgericht, hoe vond je dat?

‘In mijn promotieonderzoek probeerde ik wel in publicaties te denken, maar juist de koppeling tussen wetenschappelijk onderzoek en die praktijk boeide me meer.’

Voelde je geen druk om de reactor te moeten voltooien?

Verbaasd. ‘Ik heb het juist als een verrijking ervaren dat ik daarover mee mocht denken.’

Er waren wel behoorlijke tegenslagen.

‘Bart de Bruin van DHV had zeker twee nachten slecht geslapen voor hij mij durfde te bellen dat de reactor in Ede was leeggelopen. En ik heb ook weleens op Eerste Kerstdag op het lab gezeten. Ik was toen de enige die de reactor kon redden.’ Luider: ‘Dat laat je niet instorten.’

Voor de interviewer een nieuwe vraag kan stellen, fronst ze de wenkbrauwen. ‘Dat wil ik toch nog ook even zeggen als we het over tegenslagen hebben. Na dat eerste succesvolle project heeft STW tot twee keer toe een nieuwe subsidie op het gebied van korrelslib afgewezen, terwijl er toch nog heel wat te ontwikkelen was voor de technologie klaar was voor de praktijk.’ Nu de verontwaardiging eruit is, rustiger: ‘Aan de andere kant heeft het me wel gestimuleerd om eerder om me heen te kijken naar andere mogelijkheden buiten de Nereda ontwikkeling.’

Hoe ervaar je het werken tussen bedrijfsleven en universiteit?

‘Ik vind het leuk om die koppeling te maken. Vanuit de universiteit heb ik de toegang tot alle faciliteiten en fundamentele kennis, en vanuit het Waterschap de praktische invalshoek en de toepassingsmogelijkheden.’

En een eigen bedrijf opzetten?

‘Zelf ondernemer zijn boeit me niet zo. Zeker voor een ontwikkeling als deze is meer expertise nodig dan ik zelf in huis heb. Daar is DHV veel beter in.’

Waar sta jij zelf over vijf jaar?

Voorzichtig: ‘Dan hoop ik dat ik kan zeggen dat de 2e aerobe (korrel)technologie nu gebaseerd op Anammox. Anammox wordt nu toegepast op warme stromen zoals slibgistingswater. De koude Anammox is bedoeld voor de hoofdzuivering. Dit gaan we nu onderzoeken op een pilot in Dokhaven in Rotterdam. Het wordt een waanzinnige uitdaging maar het moet gaan lukken.Ik hou van de techniek en ik vind het cool als het werkt.’ Nuchter: ‘Ik ben wel redelijk oplossingsgericht.’

www.nereda.nl

Het Nereda-project heeft door de jaren heen veel prijzen gewonnen :
2010 Energy Globe
2009 CE Technical Excellence Award
2008 European Business Award for the Environment
2007 Water Quality and Safety Award
2007 Simon Stevin Gezel Prijs
2007 Dow Energie Prijs
2006 Process Innovation Award
2005 De Vernufteling

Nereda®: van idee tot succes

Dinsdag 8 mei 2012 opent ZKH Prins Willem Alexander in Epe ‘werelds eerste communale rioolwaterzuiveringsinstallatie die gebruik maakt van een nieuwe zuiveringstechnologie, de zogenaamde Nereda-technologie. Nereda is een innovatieve technologie die het mogelijk maakt huishoudelijk en industrieel afvalwater duurzaam en goedkoper dan voorheen te zuiveren. Technologiestichting STW maakte de ontwikkeling van de nieuwe technologie mede mogelijk.

Ter gelegenheid van de opening van de nieuwe Nereda-installatie praten we met ir. Helle van der Roest van advies- en ingenieursbureau DHV. Hij is één van de drijvende krachten achter de ontwikkeling van de innovatieve technologie.

Helle van der Roest over Nereda

Het interview vindt plaats in het gebouw van DHV in Amersfoort; geen doorsnee pand maar een kantoortuin op basis van een zeshoekig rastermodel gebouwd, waar in de open ruimte de werkplekken rond pilaren gegroepeerd staan. Toch is er geen storend gepraat of echo te horen. Van der Roest, trots: ‘Het gebouw is ruim 40 jaar oud en kijk eens: alsof het gisteren is gebouwd. Vorig jaar is het kantoor prachtig gerenoveerd, zodat het nu ook voldoet aan de hoogste energienormen.’

Nereda blijkt een succes. Kun je aangeven waarom?

Van der Roest geeft aan: ‘DHV heeft altijd geloofd in de enorme potenties van de technologie en heeft in de ontwikkeling ervan jarenlang geïnvesteerd. Vanaf een pril stadium heeft DHV met de uitvinder Mark van Loosdrecht van de TUDelft samengewerkt en is de koppeling tussen fundamentele ontwikkeling en vertaling naar de praktijk gelegd. Door elkaar voortdurend uit te dagen en samen met de STOWA te zoeken naar de eerste communale toepassingen is de Nereda technologie in korte tijd succesvol in de praktijk geïmplementeerd. De rol van de waterbeheerders die als launching customer wilden optreden, is hierbij uitermate belangrijk geweest. Zonder hen waren we niet zover gekomen als nu. De nationale en internationale belangstelling voor de Nereda technologie is een bewijs van het succes van Nereda én de unieke samenwerking van de NNOP-partners.’

De installatie is officieel geopend. Hoe nu verder?

Komt op dreef: ‘Willen wij als Nederlandse watersector significante betekenis hebben in de wereld, dan kunnen we niet zonder een structurele en verdere samenwerking. En dan bedoel ik zowel nationaal als internationaal.’

Dat deden jullie toch al?

Schudt het hoofd: ‘Aan onze internationale samenwerking valt nog heel wat te verbeteren. Regelmatig worden door Nederlandse partijen daartoe ook serieuze pogingen ondernomen. Lang niet altijd blijkt dit echter een succes, omdat we vaak nog worden gedreven vanuit concurrentie gedachten. Maar juist als je leert samen te werken met andere partijen en zelfs je concurrenten, krijg je soms onverwacht mooie resultaten. Bovendien is het prachtig te zien hoe je dan ook begrip krijgt voor elkaars werkwijze en cultuur.’

Noem eens een voorbeeld.

‘Onlangs nog hebben we als DHV samen met een aannemer en een ‘concollega’ adviesbureau succesvol aangeboden op een afvalwaterzuiveringsproject. Deze samenwerking is alle partijen buitengewoon goed bevallen en smaakt naar het volgende Nereda-project.’ Van der Roest is ook blij met de voorgenomen fusie met Royal Haskoning BV. Het samengaan van deze twee partijen schept ongelooflijk veel kansen. En als we internationaal willen meetellen, kunnen we niet zonder dit soort schaalvergroting.’

Hoe moeten we Nereda dan zien in internationaal perspectief?

Lacht. ‘Nereda zal het internationaal goed gaan doen, heel goed zelfs. Met de enorme potenties van de technologie - de nieuwe wereldstandaard voor afvalwaterzuivering - mogen we in samenwerking groot internationaal succes verwachten. Je kent misschien het gezegde: “Kennis – Kunde – Kassa”. Na de eerste twee K’s is het nu dus tijd om met elkaar de derde K te gaan realiseren.’

Samenwerking dus.

Knikt heftig. ‘Precies! Wat Nereda betreft is dit het voorbeeld van wat we met samenwerking binnen de Nederlandse watersector kunnen bereiken. Met de installatie Epe is een technisch hoogstandje gerealiseerd, dat voldoet aan de strengste kwaliteitseisen in Nederland. Daarnaast zijn de “energieopbrengst” en het lage energieverbruik ongeëvenaard.’

Energieopbrengst?

Praat zachter: ‘Nereda heeft veelbelovende perspectieven, zei ik al. Die zijn nog groter dan we oorspronkelijk dachten. Op het gebied van duurzaamheid gaan we hier nog veel meer van horen. De korrels uit de Nereda-installaties blijken bij uitstek geschikt om te kunnen worden ingezet voor het maken van bioplastics. Dadelijk praten we niet meer over afvalwaterzuivering maar over het opwerken van afvalwater naar duurzame eindproducten!

Vertel eens

Afwerend: ‘Nee, dat kan nog niet. Maar we gaan hier binnenkort meer van horen, let maar op!’

Inmiddels is het half één geworden, tijd voor een broodje.Tijdens de lunch praten we verder over de perspectieven van Nereda. Die zijn inderdaad meer dan veelbelovend. Vooralsnog blijven die dus nog even in nevelen gehuld. Van der Roest: ‘Sorry, dat moet nog even, niet alles tegelijk. Zodra er meer gemeld kan worden, doe ik dat.’
Waarvan akte.