Gouden shit: de ongebruikte potentie van wat we dagelijks door de wc spoelen

Mensen poepen. Sommigen droppen het in een gat of droge doos en koesteren het als bron van mensenmest of biogas. Anderen deponeren het in een porseleinen trechter vol drinkwater, trekken het zo snel mogelijk door en gooien er een serie schoonmaakmiddelen achteraan. Ze betalen om dat stinkende mengsel af te laten voeren, en betalen dan opnieuw voor schoon water om hun volgende riooldonatie weer door te kunnen spoelen. Zulke kwistzuchtige gewoontes blijken de zuiveraars aanzienlijke winsten op te kunnen leveren. TW verkent nieuwe mogelijkheden van vertrouwde ‘grondstoffenfabrieken’, de rioolwaterzuiveringsinstallaties.

Mensen verteren relatief veel van wat ze eten, maar ongeveer een zesde blijft ongebruikt. Aangevuld met de nodige spijsverteringssappen, darmslijmvliescellen en bacteriën, komen die onverteerde plantenresten er aan de andere kant weer uit als cellulose. Samen met het wc-papier, de urine, de medicijnresten en onze schoonmaakmiddelen wordt het een stinkende drek waar de industrie nog heel wat mee kan. Het riool blijkt niet alleen een bron voor water, biogas en warmte, maar levert bijvoorbeeld ook ingrediënten voor eiwitten, aardolievervangers, fosfor, data en cellulose.

Fosfor

De gemiddelde mensendrol bevat een paar honderd calorieën, plus de nodige nutriënten – waaronder fosfor, een kritieke grondstof. Zonder hergebruik zouden we tegen het eind van de eeuw bijna volledig afhankelijk kunnen zijn van fosforgrootmacht Marokko.

In rioolwater vind je fosfor meestal in de vorm van fosfaat. Dat wordt gebruikt voor kunstmest, brandvertragers en diervoer, maar ook voor koffiecreamer, cola, rijsmiddel, anti-klontermiddel en anti-roest. Het fosfaat wordt uit het rioolwater gehaald door het met magnesium te laten reageren tot struviet-kristallen. Daarnaast halen drie rioolzuiveringsinstallaties fosfaat uit de as van verbrand zuiveringsslib, en vissen drie andere installaties ijzerfosfaat met een magneet uit de smurrie. Daarbij neemt het de vorm aan van ‘vivianiet’, een grondstof voor eindproducten als verf.

Data van Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA) suggereert dat we binnenkort genoeg fosfaat uit het riool kunnen halen om in ieder geval in onze afnemende vraag naar kunstmest te voorzien. In 2016 wisten de grote Nederlandse zuiveringsinstallaties in totaal 429 ton fosfor uit het rioolwater te halen, berekende Arcadis. Hoewel ongeveer 80% daarvan nu nog naar kunstmestproducenten gaat, wordt fosfor steeds vaker ingezet voor hoogwaardigere toepassingen – bijvoorbeeld als grondstof voor de chemische industrie.

Caleyda & Kaumera

Kies je niet voor maximale opbrengst aan biogas en CO2, dan kan je je rioolwaterinstallatie inzetten voor de productie van Caleyda of Kaumera, twee nieuwe biogrondstoffen die onze afhankelijkheid van de aardolie-industrie moeten verminderen.

Caleyda is een bioplastic dat snel afbreekt onder natuurlijke omstandigheden. Het wordt gemaakt door bacteriën uit de beluchtingstanks vet te mesten met toegevoegde vetzuren. Hun energiereserves bestaan uit PHA (polyhydroxy-alkanoaat), waarvan je het beloofde bioplastic kan maken. Sinds mei 2022 heeft Dordrecht hiervoor een eerste proeffabriek. Omdat het zowel in zoet als in zout water op kamertemperatuur af kan breken, zou Caleyda een gouden ei kunnen zijn in een wereld waarin inmiddels bijna elk organisme vervuild is met plastic. Door het te maken van goedkope bronnen als rioolwater, zou het beter moeten kunnen concurreren met goedkope, schadelijke plastics.

Kaumera is een veelzijdig biopolymeer dat een beetje lijkt op alginaat uit zeewier: het is een soort brandwerende gelei die water kan afstoten en opnemen. Je kan het gebruiken als bindmiddel in de land- en tuinbouw, in de betonindustrie en in de bouw, bijvoorbeeld als coating voor mestkorrels, voor lichtgewicht biocomposieten of als brandvertrager. Kaumera (‘kameleon’ in het Maori) wordt in Zutphen en Epe gemaakt met een zuiveringstechnologie waarbij het resterende slib snel bezinkbare korrels vormt.

Terwijl Spaanse burgers zich boos maken over een cellulosefabriek die hun bos en rivier bedreigt, vissen Nederlandse rioolwaterzuiveringsinstallaties ongeveer 1.000 ton cellulose per jaar aan verlept wc-papier uit het water.“

Cellulose

Zowel onverteerde plantenresten als ons geliefde wc-papier voorzien het riool van een geliefde biogrondstof waar je uiteenlopende zaken als papier, kleding of cellofaan van kan maken: cellulose. Terwijl Spaanse burgers zich boos maken over een cellulosefabriek die hun bos en rivier bedreigt, vissen Nederlandse rioolwaterinstallaties ongeveer 1.000 ton cellulose per jaar aan verlept wc-papier uit het water. Vergeleken met de 180.000 ton toiletpapier die we jaarlijks doorspoelen, lijkt dat nog weinig. 

In Leidsche Rijn en Zeewolde doen ze onderzoek naar manieren om deze hoeveelheid te verhogen. Dat levert niet alleen meer cellulose op, maar maakt ook de rest van het zuiveringsproces energiezuiniger. Omdat de productie van ‘maagdelijke’ cellulose uit zachthout vaak gepaard gaat met grootschalige ontbossing, komt cellulose uit rioolwater opvallend goed uit de recente milieukostenvergelijking van CE Delft. Om hun rol als bosbeschermers te kunnen vervullen, moeten de zuiveringsinstallaties op zoek naar manieren om de cellulose beter te scheiden van de rest van het ‘zeefgoed’, bestaande uit zand, haren en organisch materiaal.

Data

Nederlands 300 rioolwaterzuiveringsinstallaties sturen elke week monsters water naar het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM). In 1992 zag het daarin al dat er een polio uitbraak was in een streek waar weinig werd gevaccineerd. Tijdens de covid-jaren gaf de riooldata aan waar de brandhaarden zaten, met welke variant we te maken hadden en in welke fase van de epidemie we zaten. Naast corona en polio, houdt het RIVM ook Mpox en antibioticaresistente bacteriën in de gaten.

Behalve ziektes, spoort het RIVM ook ons medicijngebruik op. Door het aantal uitgeschreven recepten te vergelijken met de hoeveelheid medicijnresten in het rioolwater, kan het inschatten of er sprake is van een illegale markt van een bepaald medicijn. Zo bleek in 2017 dat bijna 80% van de gebruikte Viagra van de illegale markt moest komen. Behalve naar medicijnresten, speurt het RIVM ook naar sporen van cocaïne, crystal meth, ecstasy, speed en designerdrugs. 

Rioolwater toonde aan dat 80% van de gebruikte Viagra van de illegale markt kwam.”

Naast aanwijzingen over ziekte en het gedrag van de rioolgebruikers, geeft het rioolwater ook inzicht in milieuvervuiling. Zo onderzocht het Rijksinstituut ook of het rioolwater de PAK-vervuiling rond Tata Steel kon bevestigen (nee) en het gebruik van radioactieve stoffen in ziekenhuizen kon aantonen (ja). In de toekomst verwacht het ook onderzoek te doen naar zaken als microplastics, zware metalen, brandvertragers, bestrijdingsmiddelen en schadelijke stoffen als PFAS. Deze informatie kan bijvoorbeeld gebruikt worden om vervuilers ter verantwoording te roepen of gerichte opruimingsacties uit te voeren.

Waardevolle grondstoffen, waardeloze wetgeving?

Je kan je afvragen waarom moeten we nog betalen om het riool te mogen gebruiken, terwijl we er al zoveel waardevolle grondstoffen aan doneren. Bij veel nieuwe rioolproducten is nog niet duidelijk wat we ermee terug kunnen verdienen. Dat komt ook omdat onze wetgeving nog niet voldoende aangepast is aan onze circulaire ambities: wat vroeger ‘afval’ heette, heet nu weliswaar vaak ‘grondstof’, maar heeft nog lang niet altijd die status. Zo kon het gebeuren dat een rioolwaterinstallatie geen warmte mocht verkopen, omdat ze niet geregistreerd stond als energiecentrale – waarvoor weer heel andere regels gelden.

Stoffen uit rioolwater moeten een ‘einde afvalstatus’-stempel krijgen voor dat ze als nieuwe grondstof behandeld kunnen worden. Die status toont aan dat het product geen schadelijke stoffen meer bevat. Zo wordt een stof als cellulose onderzocht op de aanwezigheid van pathogenen, medicijnresten, ‘zeer zorgwekkende stoffen’ en zware metalen. Afhankelijk van de beoogde toepassing, kunnen de normen voor verschillende verontreinigingen verschillen. Dit bepaalt weer welke prijs ze krijgen, en welke toepassing rendabel is.

Dierenpoep: koolstof voor klimaatresistente bodems

Naast het riool, biedt ook Nederlands gevreesde meststapel een berg waardevolle grondstoffen, constateerde de Universiteit van Wageningen al. Door slim om te gaan met dierlijke mest, besparen boeren niet alleen een hoop geld aan kunstmest, maar stoten ze ook minder stikstof en methaan uit. Anderen verkopen de mest als voeding voor maden, die weer kunnen dienen als visvoer.

Gescheiden van de urine en vermengd met stro, kan dierenpoep vaak ook gebruikt worden om biodiversiteit te verhogen. Zulke ruige stalmest trekt insecten aan, die op hun beurt weer weidevogels lokken. Daarnaast verhoogt het de koolstofopslag en sporenelementen in de bodem, waarin planten beter groeien en water beter vastgehouden wordt. Terwijl de intensieve landbouw van na de oorlog vaak uitging van het steriliseren van de grond, zien veel boeren nu dat de schimmels, insecten en bacteriën in zulke levende bodems juist kunnen helpen om plagen te voorkomen en heftige klimaatschommelingen op te vangen. Daarom werken inmiddels ook grote bedrijven als HAK aan dit soort bodemherstellende teeltmethodes.

De toevoeging van stro gebeurt vaak in vrijloopstallen, waarin de koeien weer meer als kuddes kunnen leven. Een melkveehouder in Overijssel zag dat zijn koeien daarvan zo veel gelukkiger werden dat ze gemiddeld een jaar langer leefden, en een jaar langer melk gaven. Winst voor het milieu, winst voor de koe, en winst voor hem.