“Ja, het ruikt net zo erg als ik had verwacht.” Het is raar om zoiets te zeggen over iets dat al een tijdje op je verlanglijstje staat, maar dat waren precies mijn woorden toen ik een gebouw binnenliep dat liefkozend de “slibschuur” van Crossness wordt genoemd.
De locatie in Thamesmead, Zuidoost-Londen, heeft een lange geschiedenis met water en afval. In de jaren 1800 werd de Londense rivier de Theems gebruikt als dumpplaats voor alles (en ik bedoel, alles) wat in de stad werd geproduceerd. 1858 bracht een verrassend hete zomer met zich mee, maar dit was geen reden tot vreugdevol feestvieren. De rivier, die was bedolven onder rottend voedsel, kadavers en uitwerpselen, begon zo te stinken dat de stad letterlijk tot stilstand kwam. De periode die nu bekend staat als The Great Stink werd pas in de geschiedenisboeken opgenomen toen ingenieurs, onder leiding van Joseph Bazalgette, het uitgebreide ondergrondse rioleringsnetwerk van Londen aanlegden om het afval uit de stad te vervoeren. En Crossness speelde een hoofdrol – daar pompten enorme stoommachines het rioolwater op uit de riolen en loosden het onbehandeld in de rivier.
Het oude Crossness-gemaal speelt niet langer een rol in het Londense rioolnetwerk. Het werd echter onlangs zorgvuldig gerestaureerd in zijn oude glorie, en is open voor bezoekers (Image credit: Wikipedia CC)
Gelukkig is de Londense aanpak van afvalwaterzuivering geëvolueerd sinds Bazalgette’s tijd – rioolwater wordt niet zomaar in de waterwegen gedumpt! Om het moderne zuiveringsproces te begrijpen en te zien hoe het verandert, werd ik uitgenodigd om een kijkje te nemen bij de indrukwekkende Crossness Sewage Treatment Works, die worden beheerd door Thames Water. Dr. Nick Mills en Aurelien Perrault werken in het Wastewater Innovation team, en zij beheren niet alleen het afval van vandaag, maar bouwen ook aan de volgende generatie zuiveringsinstallaties, die van rioolwater big business zullen maken.
Dus laten we beginnen met wat er gebeurt bij het doorspoelen van een toilet. Alles wat je lichaam heeft verlaten, alle zakdoekjes of papier die je hebt gebruikt en het water in de pot, verlaat je huis en komt in het riool van de stad. Daar komt het samen met ander afvalwater, en in het geval van Londen, regenwater, en wordt het naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie zoals die in Crossness gebracht. Daar wordt het gescreend om grote objecten uit het afvalwater te verwijderen – meestal zijn dat dingen die er sowieso niet in horen, zoals luiers, condooms en flessen. Zand en gruis in het water worden er in dit stadium ook uitgefilterd, maar in tegenstelling tot het andere spul wordt het gereinigd en gebruikt voor bouwprojecten elders. (PS: Er zijn mij enkele gruwelverhalen verteld over andere voorwerpen die uit de riolen zijn gekomen, maar die zal ik hier niet herhalen). Olie en vet vermengen zich niet met water, dus kunnen ze ook van de oppervlakte van het afvalwater worden afgeroomd.
En nu pas begint de eigenlijke behandeling. Eerst wordt het gefilterde afvalwater opgeslagen in enorme bezinktanks. Daar wordt het zachtjes gemengd, om zuurstof toe te voegen en kleine verontreinigende deeltjes (bv. uitwerpselen) aan te moedigen grotere klonters te vormen, die “vlokken” worden genoemd. Zodra ze groot en zwaar genoeg zijn, zakken deze vlokken naar de bodem van de tank, waar ze een donker, kleverig materiaal vormen dat slib wordt genoemd. Tijdens het mengen duwen de schrapers het slib naar het midden van de tank, waar het wordt weggepompt voor verdere behandeling.
Het nu iets schonere, maar nog steeds bruine water wordt doorgestuurd naar wat “secundaire behandeling” wordt genoemd, waarbij op grote schaal gebruik wordt gemaakt van microbiologie. Bepaalde soorten bacteriën worden toegevoegd om zich tegoed te doen aan de gevaarlijke ziekteverwekkers die zich in het met uitwerpselen gevulde afvalwater bevinden. Omdat deze bacteriën afhankelijk zijn van zuurstof, wordt tegelijkertijd lucht toegevoegd, zodat ze kunnen gedijen en zich vermenigvuldigen. Zodra ze alle ziektekiemen hebben afgebroken, hebben de bacteriën hun werk gedaan. Het water wordt naar een andere tank geleid, waar het wordt gefilterd en gedesinfecteerd, en dan is het klaar om weer in onze huizen te worden gepompt.
Hoe indrukwekkend het waterzuiveringsproces ook is, voor mij is het slib een stuk interessanter. Zoals ik in een eerder bericht al heb gezegd, gebruiken steden als Stockholm het als brandstof voor voertuigen, maar dat is niet de enige optie. Laten we eens kijken wat er gebeurt nadat het slib de bezinktanks heeft verlaten. Op dit punt is het slib voornamelijk vloeibaar – Aurelien vertelde me dat doorgaans slechts ongeveer 3% van het volume uit vaste stoffen bestaat. Dus voordat er een grote behandeling kan plaatsvinden, moeten ze het mengsel drogen. Dit gebeurt met centrifuges, die snel ronddraaien, waardoor de vaste stoffen in de ene richting en de vloeistof in de andere wordt geduwd. Zodra het volume vloeistof is verminderd (vaste stoffen nu tot ~16%), is het slib klaar om naar de thermische hydrolyse-installatie (THP) te gaan. (VERDER…)
Plains, in Washington DC (Image credit: Wikipedia CC)
THP kookt het slib eerst onder hoge druk, voordat het snel wordt gedecomprimeerd. De combinatie van deze twee stappen steriliseert het slib, en maakt het ook gemakkelijker af te breken. De THP in Crossness is een indrukwekkend gezicht – verschillende torenhoge stalen silo’s, die warmte uitstralen. “Van oudsher draaide de sector om betonnen pijpen en enorme tanks,” zegt Nick, “maar we gaan steeds meer op een chemisch proces lijken.”
Na de THP-behandeling is het slib heet – ergens in de buurt van 160°C – dus voordat het verder gaat, wordt het afgekoeld tot 40°C. Dan is het klaar om een nieuwe klasse microben – anaërobe bacteriën – te ontmoeten in de vergister. Deze bacteriën kunnen het slib afbreken en produceren methaan als bijproduct. Dit gas wordt naar de gecombineerde warmte-, kracht- en koelingscentrale van de locatie geleid, die bestaat uit drie 2MW-motoren. Deze wekt elektriciteit op – genoeg om de hele site van stroom te voorzien – en warmte, die wordt gebruikt om stoom te produceren die nodig is in de THP. Ja, de installatie die het afvalwater behandelt, wordt ook aangedreven door afvalwater. Het is ook aanzienlijk efficiënter geworden, zoals Nick uitlegde. “Vroeger gebruikten we 16 vergisters om het slib op deze locatie te verwerken. Nu, met THP, hebben we er nog maar zes nodig om hetzelfde volume te verwerken.”
Wandelend over het enorme terrein op een koele, winderige herfstdag, was er slechts de geringste zweem van rioolwater in de lucht. Toen we echter de warme beslotenheid van de slibschuur betraden, veranderde de situatie. Het stonk. Ik wist dat we het einde van het zuiveringsproces naderden, maar voordat we de deur van de schuur openden, gingen we naar boven naar een andere enorme fabrieksruimte – dit was waar het voedingsrijke, uitgegiste slib naartoe wordt gestuurd voordat het klaar is voor gebruik elders. De ruimte werd gedomineerd door een aantal enorme machines, waarvan er één in onderhoud was, zodat ik het mechanisme binnenin kon zien. Toen ik Aurelien zei dat het me bekend voorkwam, zei hij: “Deze machines zijn in eerste instantie ontwikkeld voor gebruik in de ciderindustrie, om de pulp van de vloeistof te scheiden”. Deze ontwateringsmachines drogen het steriele slib mechanisch, door het voortdurend te roteren en te persen. De vloeistof wordt door membranen geleid om haar verder te reinigen, en de vaste stoffen worden in de schuur beneden gedropt. “Binnen de komende twee jaar, als we onze nieuwe faciliteit eenmaal online hebben, zullen we 50% van ons slib door dit type proces sturen,” zei Nick, “Dat staat gelijk aan het afval dat door 7,5 miljoen mensen wordt geproduceerd.”
(Image credit: L. Winkless)
De laatste halte van mijn rondleiding was de schuur zelf. In de enorme ruimte reed een graafmachine in en uit nissen in de schuur, telkens terugkerend naar een wachtende vrachtwagen om het schone, droge slib op te laden. Het meeste hiervan gaat naar landbouwgrond – het is de perfecte meststof. Maar net buiten de schuur waren bouwvakkers de funderingen aan het graven voor de volgende fase in Crossness’ ontwikkeling; een Advanced Energy Recovery faciliteit die een deel van het slib zal gebruiken om er nog meer waarde uit te halen!
In plaats van het allemaal te verbranden in een verbrandingsoven, bouwen Nick en zijn team een pyrolyse-installatie. Pyrolyse maakt gebruik van thermische ontleding om een deel van het vaste materiaal om te zetten in een gas; over het algemeen een mengsel van koolmonoxide, methaan en waterstof (vrijwel in gelijke delen). Deze brandstof kan vervolgens worden teruggevoerd naar de WKK-installatie van de locatie, om elektriciteit te produceren. Door THP, duurzame thermische droging en pyrolyse te combineren, denkt het Crossness-team de omzettingssnelheid van rioolwater in elektriciteit bijna te kunnen verdubbelen, waardoor ze netto-exporteurs van elektriciteit zouden kunnen worden.
Een studie die werd gesteund door het Britse ministerie van energie & Climate Change toonde aan dat als deze gecombineerde aanpak in het hele Verenigd Koninkrijk zou worden toegepast, rioolslib elk jaar een extra 1.310 GWh aan duurzame elektriciteit zou kunnen genereren. Als ik tijdens mijn bezoek aan Crossness iets heb geleerd, dan is het wel dat water- en afvalverwerking pas echt toekomstbestendig is als ze zelfvoorzienend is – een echte recycling van energie en materialen. And it looks like Crossness is well on its way to achieving that.