Hoog geconcentreerde minerale meststof uit mest met nieuwe techniek

Het Dongense bedrijf Water Future bestaat sinds 2017 en is gespecialiseerd in het afscheiden van mineralen uit vloeistoffen. Hiervoor heeft het bedrijf een elektrisch gedreven membraanscheidingssysteem ontwikkeld.
Nadat ervaring is opgedaan in de glastuinbouw (hergebruik water en nutriënten) ontwikkelde het bedrijf de techniek verder voor toepassing in de mestverwerking. De naam voor het systeem is RENCON.
Daarvoor heeft het bedrijf de afgelopen twee jaar testen gedaan bij meerdere bedrijven in de melkveehouderij (urinefractie) en bij een grootschalige mestverwerking (dunne fractie). Hier lukte het om met relatief lage kosten en energieverbruik tot geconcentreerde mineralenconcentraten komen. Deze concentraten bevatten amper organische stof (alleen carbonaat, een organisch zout) en daarmee voldoen ze ruimschoots en gegarandeerd aan de RENURE-criteria. Deze activiteiten zijn onder andere ondersteund door de Provincie Noord Brabant. 

De techniek
De scheiding maakt gebruik van de positieve of negatieve lading van zouten (ionen) in de dunne mestfracties. In het apparaat worden deze ionen als het ware door een membraan getrokken doordat aan de andere kant ook een elektrische lading aanwezig is. Kationen (positief geladen ionen) worden naar de negatief geladen kant getrokken en anionen (negatief geladen ionen) naar de positief geladen kant.
Hierdoor worden deze zouten afgescheiden van de rest van de vloeistof.

Deze scheiding is dus niet gebaseerd op een drukverschil zoals bij omgekeerde osmose, maar op de elektrische lading van opgeloste zouten. Het systeem functioneert gewoon bij kamertemperatuur, en het lijkt dat het minder kritisch is in de voorbehandeling van de dunne fractie dan omgekeerde osmose. Hierdoor zullen toevoegmiddelen minder of niet nodig zullen zijn. Wel kost het proces elektriciteit.

Schematische weergave van het RENCON-proces. Kracht van de techniek volgens Water Future:
- Volledige scheiding van organische vervuilingen en geladen waardevolle meststoffen/zouten
- Opconcentreren met een factor 5 tot maximaal 10
- Minder gevoelig voor deeltjes (< 1 micron) en vervuilingen
- Water gaat langs membraan met lage druk (1 à 2 Bar)
- Alleen elektriciteit nodig
- Kamertemperatuur

In de experimenten zijn zijn uiteenlopende dunne fracties van melkvee- en varkensmest behandeld. Relatief eenvoudig kwam men tot concentraties van 21 kg stikstof (N) en 28 kg kalium (K₂O) per m³ onder stabiele proces omstandigheden. Dit is circa drie keer zo hoog als de gemiddelde concentratie van het huidige mineralenconcentraat. Het bedrijf verwacht dat een verdere concentratie tot een factor tien in de praktijk gehaald kan worden.
Het concentraat voldeed zoals verwacht ruimschoots aan de RENURE-criteria

De techniek is mogelijk ook zeer geschikt om niet als alternatief voor maar in combinatie met de huidige mestverwerking waar omgekeerde osmose wordt gebruikt en mineralenconcentraat wordt geproduceerd. Men zou het mineralenconcentraat verder kunnen concentreren en mogelijk worden de membranen van de omgekeerde osmose minder belast waardoor kosten, energie en reiniging ervan efficiënter en goedkoper wordt. En zodat de membranden langer mee zullen gaan en er beduidend meer schoon water kan worden geproduceerd.
Bovenal concentreert men zo het concentraat verder op waardoor kosten voor opslag, transport en aanwending dalen.

Een ander voordeel is dat het concentraat uitsluitend zouten bevat. Het is vrij van bacteriën en organische bestanddelen. Dit zou de toepassing in beeld kunnen brengen in de teelt van  vollegrondsgroenten, fruit, uien en dergelijke waar via GlobalGAP of andere kwaliteitssystemen extra aandacht voor voedselveiligheid wordt gevraagd. Een andere toepassing die interessant kan worden is fertigatie, waar met druppelslangetjes heel precies water en nutriënten aan gewassen worden gegeven.

Links: RENCON-concentraat na het proces; midden: dunne fractie (na DAF), de ingaande meststroom en rechts het startwater voor het proces.

De economische aspecten zijn hiervoor uitgewerkt, volgens de berekeningen biedt het een goed perspectief voor grootschalige centrale mestverwerkers. Ook lijkt het kansrijk voor kleine decentrale toepassing bij melkveehouders, mits een effectieve voorfiltratie gerealiseerd kan worden. Deze onderzoeken zijn inmiddels opgestart.
De erkenning van RENURE  is hierbij overigens een belangrijke, maar niet de enige factor: ook besparingen op kosten voor opslag en transport, en effectievere en efficiëntere processen van de mestverwerking zelf zijn belangrijk.

Het plan is nu om de techniek bij een grootschalige mestverwerker helemaal praktijkrijp te maken. Hierbij zal een pilot (zie foto) geïnstalleerd gaan worden met mestverwerkingscapaciteit van 10.000 m³ per jaar. Bij stabiele operatie zal Water Future een aanvraag doen voor een erkenning als hoogwaardige mestverwerking (HMV) techniek.


Een bestaande pilot-installatie. Binnenkort zal er een installatie op praktijkschaal worden geïnstalleerd bij een mestverwerker.

Wilt u meer informatie, neem dan contact op met Willem van Baak: willem@waterfuture.nl