De concentratie fosfaat in oppervlaktewater is een belangrijke criteria bij de beoordeling van de waterkwaliteit. Verhoogde concentraties leiden tot negatieve effecten, zoals algenbloei en vermindering van biodiversiteit. Fosfaat komt op vele manieren in het oppervlakte water. Voor een deel uit de agrarische sector en voor een deel uit gezuiverd afvalwater van huishoudens en bedrijven op industrieterreinen. Dit afvalwater zuiveren waterschappen voordat het in het oppervlaktewater terecht komt.
Waterschappen onderzoeken of fosfaat met de Biophree techniek nog verder te verwijderen is tot hele lage concentraties. In het Flevolandse afvalwater zit gemiddeld 10 mg/l fosfaat. Een groot deel hiervan komt vanuit huishoudens. Fosfaat zit in ons voedsel een deel daarvan scheiden wij weer uit via urine. Ook een aantal industrieën lozen fosfaat door het gebruik van bijvoorbeeld fosforzuur. Op de afvalwaterzuivering (AWZI) verwijderen we fosfaat voor ongeveer 95%. De norm die in wetgeving staat, is nu 1 mg/l. Dit betekent dat er 1 milligram fosfaat per liter gezuiverd afvalwater mag zitten. Deze wettelijke norm wordt in de nabije toekomst aangescherpt tot 0,5 mg/l. Met de Biophree technologie hopen wij uiteindelijk naar 0,1 mg/l toe te kunnen.
Van nature zit er altijd een hoeveelheid fosfaat in de bodem en in oppervlaktewater. Toch is fosfaat ook een belangrijke bouwstof voor al het leven. Zonder fosfaat geen leven. De energiedrager van al het leven is adenosinetrifosfaat. Dus fosfaat hebben wij al mens en dier nodig. De normale hoeveelheid fosfaat in oppervlaktewater varieert per type oppervlakte water maar zal doorgaans tussen de 0,07 en 0,14 mg/l zijn. Extra fosfaat toedienen is niet nodig en leidt tot problemen. Daardoor wordt het water voedselrijker en krijgen algen en kroos een kans om te groeien. Door meer algen en kroos komt er minder licht in het water. En dat heeft een negatief effect op de flora en fauna in het water.
Voor het landelijke onderzoek naar de verwijdering van fosfaat is een afvalwaterzuivering (AWZI) van Waterschap Rijn en IJssel beschikbaar gesteld. In een container op de AWZI testen onderzoekers op kleine schaal de werking van de techniek Biophree. Dit is een techniek van Nederlandse bodem. De onderzoekers gebruiken een klein deel van het gezuiverde water. De eerste stap is een behandeling met een zandfilter. De laatste zwevende deeltjes halen ze daarmee uit het gezuiverde water. Bij de tweede stap gaat het water door een kolom heen die gevuld is met een absorbtiemateriaal met onder andere ijzeroxide. Het fosfaat bindt zich aan het ijzer. De proefopstelling waarmee het onderzoek gebeurt, heeft in 2024 op AWZI Dronten gestaan. Hier hebben onderzoekers een jaar lang de nieuwe techniek getest. Op dat moment waren de resultaten al heel positief en was het tijd om de techniek op grotere schaal toe te passen. In afstemming met de waterschappen die meedoen aan UppWater (Nationaal Groeifonds) is besloten BioPhree bij Waterschap Rijn en IJssel toe te passen. Ook wordt de manier waarop we fosfaat kunnen terugwinnen onderzocht. Met het fosfaat dat uit het gezuiverde water komt, kan je allerlei producten maken. Bijvoorbeeld als meststof.
De Biophree-techniek bestaat uit meerdere stappen. De eerste stap is een behandeling met een zandfilter, waarmee de grootste zwevende deeltjes verwijderd worden. In een tweede stap stroomt het water door een kolom gevuld met absorptiemateriaal, waaronder ijzeroxide, waardoor het fosfaat zich aan het ijzer bindt. Deze beschrijving helpt de lezer inzicht te krijgen in hoe fosfaat uit gezuiverd water wordt gehaald en welke chemische processen hierbij betrokken zijn.
Het landelijke onderzoek op AWZI Dronten biedt inzichten die mogelijk op grotere schaal toegepast kunnen worden. In afstemming met het Nationaal Groeifonds UppWater wordt de toepassing van BioPhree uitgebreid bij Waterschap Rijn en IJssel. Bovendien wordt gekeken naar terugwinning van fosfaat: met het fosfaat uit gezuiverd water kunnen producten gemaakt worden, zoals meststoffen, wat bijdraagt aan circulaire water- en voedselketens.
Fosfaat speelt een dubbelrol: aan de ene kant is het essentieel voor alle levende organismen, aan de andere kant kan een teveel leiden tot eutrofiëring en verstoring van de ecosystemen in waterlichamen. Daarom is het verlagen van fosfaatconcentraties in afvalwater cruciaal voor het behoud van biodiversiteit en helder water. Door de huidige norm van 1 mg/l te verlagen naar 0,5 mg/l, en uiteindelijk naar 0,1 mg/l met Biophree, streeft men naar aanzienlijk schoner oppervlaktewater en minder algenbloei.
- Fosfaat ontstaat uit huishoudelijk en industrieel afvalwater, agrarische sector en voedselverwerking.
- AWZI verwijdert circa 95% van fosfaat voordat water in oppervlaktewater terechtkomt.
- Biophree combineert zandfiltratie en ijzeroxide-absorbatie om fosfaatbindende werking te realiseren.
- Proefopstellingen in Dronten laten positieve resultaten zien met potentieel schaalvergroting.
- Terugwinning van fosfaat kan leiden tot meststoffen en andere toepassingen.
Concrete stappen en verwachte resultaten
- Behandeling met zandfilter om zwevende deeltjes te verwijderen.
- Doorstroming door kolom met absorbtiemateriaal (ijzeroxide) voor fosfaatbinding.
- Onderzoek naar terugwinning van fosfaat voor producttoepassingen.
- Opschaling van de Biophree-techniek in samenwerking met waterschappen en UppWater.
Huidige landelijke fosfaatnormen en toekomstige doelen:
- Huidige norm in wetgeving: 1 mg/l fosfaat in gezuiverd afvalwater.
- Toekomstige normstap: 0,5 mg/l.
- Doel met Biophree: circa 0,1 mg/l bereiken.