Elektrolyse maakt water van dunne fractie op varkensbedrijf

Op een varkensbedrijf in Zuid-Nederland is vorige week een proefinstallatie geïnstalleerd van het Spaanse systeem dat CleanFarming in Nederland gaat leveren. 'De eerste resultaten laten zien dat we minimaal 90 procent stikstof uit de dunne fractie kunnen halen', zegt directeur Pam Evenhuis van CleanFarming.

'We gaan nog dit jaar een grotere installatie plaatsen op dit bedrijf die dagelijks 100 kuub dunne fractie kan verwerken. Zodra we op basis van de resultaten van die grotere installatie aantonen dat we loosbaar water produceren, kunnen meer testinstallaties worden geplaatst', vertelt Evenhuis.

Harde cijfers die in Nederland zijn behaald, zijn nodig voor de certificering. 'En omdat we rundvee- en varkenshouders in Nederland zekerheid willen bieden over de werking van het systeem', verklaart de directeur van CleanFarming.

De proefinstallatie oogt klein. 'Toch kan het systeem minimaal 10 kuub dunne fractie per dag verwerken', stelt Jorge Almendros van CleanFarming, die vanuit Spanje naar Nederland is gekomen om de installatie te plaatsen en in te regelen. In Spanje draaien vijf installaties met een capaciteit tussen de 10.000 en 92.000 kuub dunne fractie. De oudste draait nu drie jaar.

Snel proces

Dat de kleine installatie veel dunne fractie kan verwerken, komt doordat het proces snel verloopt. Alleen bij de allereerste opstart wordt de onderste 20 centimeter van het reactorvat van 200 liter gevuld met water. Dat gaat eerst door de elektrolyse-installatie heen om het systeem in te stellen.

Vervolgens komt een laag dunne fractie bij het reactorvat. Deze wordt constant rondgepompt, totdat via de elektrolyse het vereiste aandeel ammoniak en de andere stikstofvormen uit de dunne fractie zijn omgezet naar het onschadelijke stikstofgas. De andere organische stoffen die in de dunne fractie zitten, zoals fosfaat of kalium, worden door elektrolyse omgezet naar vaste stoffen fosfaat- of kaliumchloraat en slaan onder in het reactorvat neer.

Het verwijderingspercentage van ammoniak en de andere organische stoffen wordt geregeld door voortdurend de geleidbaarheid te meten. Hoe lager die is, hoe groter het verwijderingspercentage. Een verwijdering van minimaal 90 procent tot wel 98 procent of meer is volgens Almendros haalbaar. Moet er meer worden verwijderd, dan gaat het proces simpelweg wat langer door.

Als de geleidbaarheid van de dunne fractie laag genoeg is en er dus loosbaar water is gemaakt, komt er weer een nieuwe laag dunne fractie in het reactorvat. Dat gaat net zo lang door tot het hele reactorvat vol is met loosbaar water. Dat kost slechts zes tot zeven minuten. Ondanks dat de proefinstallatie niet de hele dag draait, kon deze toch al 10 kuub per dag dunne fractie tot loosbaar water verwerken.

De elektrolyser die in de proefinstallatie zit, is ontworpen om per dag 28 kuub dunne fractie om te zetten naar water. Dat is jaarlijks 10.000 kuub. Een installatie met vier elektrolysers verwerkt dagelijks 4,5 kuub en jaarlijks 40.000 kuub dunne fractie tot loosbaar water.

Fosfaat en kali onder in het vat

Meer dan 90 procent van alle ammoniak en andere stikstofvormen uit de dunne fractie zet het CleanFarming-systeem om naar stikstofgas en loosbaar water. Fosfaat, kali en andere mineralen slaan neer onder in het reactorvat. Die hoeveelheid is klein. In Spanje wordt dit maar eens in de paar jaar onderuit het vat gehaald. In Nederland zal dat vanwege de mestregels jaarlijks moeten. Voordeel van de installatie is dat die weinig ruimte nodig heeft.

Een andere optie om stikstof uit mest te verwijderen, is bijvoorbeeld biologische zuivering. Dit gebeurt in grote open bassins, waarbij bacteriën ammoniak omzetten naar stikstofgas. Dit systeem vergt extra ruimte op het erf en een vergunning is nodig. De varkenshouder bij wie CleanFarming de proefinstallatie heeft geïnstalleerd en straks de grotere testinstallatie gaat plaatsen, zegt dat hij allang zo'n biologische zuiveringsinstallatie zou hebben geplaatst als hij de ruimte zou hebben.

Het probleem van andere opties om de dunne fractie verder te verwerken, is dat stikstof daardoor niet verdwijnt. Ook als renure definitief is toegelaten, is er in Nederland nog steeds een overschot aan stikstof, verwacht de varkenshouder.

Subsidie mogelijk

Tot een capaciteit van 40.000 kuub dunne fractie past CleanFarming in een container. Daarmee kan het systeem volgens Evenhuis ook mobiel worden gemaakt, zoals een van de aanwezige veehouders vroeg. De kosten van een installatie voor 40.000 kuub dunne fractie zijn naar verwachting tussen de 420.000 en 570.000 euro. Voor dergelijke systemen is subsidie mogelijk.

Het systeem van CleanFarming verbruikt volgens adviseur Christian Kooijenga 12 kilowattuur per uur om ten minste 4,5 kuub per uur dunne fractie te verwerken. Naast dit energieverbruik zijn zoutzuur en natriumhypochloriet nodig. Van beide 0,1 liter per kuub.

Het systeem van CleanFarming biedt een oplossing voor de dunne fractie. Dat is 80 tot 85 procent van de totale mestproductie op een rundvee- of varkensbedrijf. Mest scheiden is dus de eerste stap. Evenhuis zegt dat er voor veehouders die geen mestscheider hebben aan een oplossing wordt gewerkt. Ook is nog een afzetkanaal voor dikke fractie nodig, bijvoorbeeld naar de mestvergister of compostering.

Om de totale ammoniakemissie te beperken, is een mestrobot, mestschuif of ander systeem nodig om de mest snel uit de stal te halen.

Geurloos en vrij van bacteriën en virussen

De installatie van CleanFarming maakt van de dunne fractie water dat is te lozen op het oppervlaktewater. De normen die het waterschap hiervoor hanteert, zijn volgens Jorge Almendros van CleanFarming altijd haalbaar. Als het vanwege de normen nodig is om 98 procent van de stikstof uit de dunne fractie te halen, dan draait het systeem wat langer door.

Het voordeel van elektrolyse is daarbij niet alleen dat de gehalten aan stikstof, fosfaat en andere organische materialen kunnen voldoen aan de normen voor loosbaar water. Door elektrolyse is het resterende water ook vrij van bacteriën en virussen en is het geurloos.

Wil een veehouder water opslaan om te gebruiken voor irrigatie, dan hoeft de reiniging minder vergaand te zijn. Ook is het water dat de CleanFarming-installatie van de dunne fractie produceert geschikt om stallen mee te reinigen. Door het proces zijn de ziektekiemen die mogelijk in de dunne fractie zaten, gedood.