7,4 miljoen euro voor onderzoek naar producten uit afvalwater

Douchen, schoonmaken, toilet spoelen, industriële productie; allemaal processen waarbij veel water wordt gebruikt. Maar wat gebeurt er met het vuil in het water, met alles wat wordt weggespoeld en samen met het water in het riool verdwijnt?

Jaarlijks produceren wij per persoon circa 30 kilo aan organisch materiaal (biomassa) dat via het riool in ons afvalwater verdwijnt. Dit organisch materiaal wordt uit het afvalwater gehaald en tot op heden vaak verbrand. Maar wat als dit afvalwater, en componenten uit het slib van afvalwater, wordt hergebruikt als grondstof voor nieuwe producten? De Novo Nordisk Foundation kent 7,4 miljoen euro toe voor een groot onderzoek, genaamd REThiNk. Met dit project zetten de TU Delft, de Universiteit van Aalborg en de Universiteit van Aarhus een belangrijke stap in de transitie naar de circulaire economie.

Afvalwater recyclen
REThiNk is gericht op het terugwinnen van extracellulaire polymeren substantie (EPS) uit afvalwaterzuiveringsresiduen als een nieuw circulair biopolymeer. Het terugwinnen van biopolymeren uit afvalwater is een van de mogelijkheden om het vuil uit afvalwater te recyclen. Mark van Loosdrecht, hoogleraar milieubiotechnologie en waterzuivering aan de TU Delft, zal zich met andere onderzoekers van de TU Delft richten op het beter leren kennen van onder meer de fysische en chemische karakteristieken van polymeren en het beter begrijpen hoe het microbiële productieproces in elkaar zit. Met de opgedane kennis van de polymeereigenschappen wordt verwacht allerlei nieuwe materialen te kunnen maken die vooral in de landbouw, chemie en bouwsector kunnen worden ingezet. Mark van Loosdrecht stelt: “Alles wat nu afval heet, proberen wij te benutten.”

Samenstelling polymeren
EPS kan worden beschouwd als een soort gelatine. Er is nog weinig systematisch onderzoek gedaan naar polymeren omdat de samenstelling, in vergelijking met bijvoorbeeld DNA, heel complex is met enorm veel variabelen. De toekenning van het onderzoeksgeld door de Novo Nordisk Foundation maakt eindelijk de weg vrij naar goed en systematisch onderzoek naar deze polymeren. “Tot op heden heeft EPS relatief weinig aandacht gekregen en zijn er alleen simplistische, nietszeggende metingen uitgevoerd, omdat de analyse ervan zeer complex is. In elke waterzuivering gebruiken bacteriën EPS om zichzelf te immobiliseren. Deze polymeren hebben een potentiele waarde voor de biobased circulaire economie. In de afgelopen jaren hebben we onderzoek kunnen doen naar de biopolymeren in aeroob korrelslib. Dat kunnen we nu uitbreiden naar actief slib: de naam voor de biomassa die in een waterzuivering tijdens het zuiveringsproces wordt geproduceerd,” aldus Mark van Loosdrecht.  

Grondstof
Actief slib is een afvalproduct dat nu nog wordt verbrand. De verwachting is dat het in de toekomst zal dienen als grondstof in een circulaire economie die onder andere fosfaat en energie kan leveren. Vooral de productie van biopolymeren zou deze verwerking tot grondstof economisch haalbaar kunnen maken. Op termijn kan het de op olie gebaseerde polymeren vervangen die nu in de industrie worden gebruikt. Het gaat dan bijvoorbeeld om composietmaterialen voor in de bouw, of vlam vertragende coatings.

Samenwerking
Het onderzoek wordt gedaan met een team dat bestaat uit vooraanstaande wetenschappers op het gebied van analyse van de polymeren, fysisch en chemische karakterisatie van de polymeren, microbiologie van de EPS-vorming (TU Delft), genetische karakterisatie, fysiologie van EPS-vorming (Universiteit Aalborg) en de opwerking van de polymeren en NMR karakterisatie (Universiteit Aarhus). Kortom, de resultaten van het onderzoek creëren een toegangspoort voor actief slib tot de wereldmarkt voor biopolymeren, vergroten de duurzaamheid van afvalwaterzuiveringsinstallaties en genereren een nieuwe, overvloedige en goedkope grondstof voor de circulaire economie.


Lees hier het bericht van de Novo Nordisk Foundation over alle kandidaten die een beurs vanuit het NNF Challenge Programme voor 2022 hebben ontvangen.