Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde...

60
Opwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels, Evi; Meers Erik : Universiteit Gent, Lab. An. Chemie & Toegepaste Ecochemie, Faculteit Bio-ir wetenschappen, Coupure Links 653, 9000 Gent Huits, Dominique; Pollentier Annelies : INAGRO, Innovatief en duurzaam Agrarisch Ondernemen, Ieperseweg 87, 8800 Rumbeke

Transcript of Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde...

Page 1: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

Opwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerkingtot herbruikbaar water voor de landbouw

IWT-LO 080504

Michels, Evi; Meers Erik : Universiteit Gent, Lab. An. Chemie & Toegepaste Ecochemie, Faculteit Bio-

ir wetenschappen, Coupure Links 653, 9000 Gent

Huits, Dominique; Pollentier Annelies : INAGRO, Innovatief en duurzaam Agrarisch Ondernemen,

Ieperseweg 87, 8800 Rumbeke

EINDRAPPORTI. WETENSCHAPPELIJK-TECHNOLOGISCH VERSLAG

II. VALORISATIEVERSLAG

Page 2: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

2 Eindverslag IWT LO 080504

INHOUDSTAFEL

InhoudInhoudstafel.................................................................................................................................2PARTIM I. HET WETENSCHAPPELIJK-TECHNOLOGISCH VERSLAG1 Inleiding..............................................................................................................................4

1.1 Waterschaarste in de landbouw....................................................................................41.2 De onderzoeksopzet.....................................................................................................5

2 Onderzoeksbevindingen......................................................................................................62.1 WP1-Inventarisatie geschikte technieken voor opwaardering afvalwater en hergebruikopties secundair water in de landbouw..................................................................7

2.1.1 Beschikbare technieken en hun kostprijs..............................................................72.1.2 Kwaliteitsvereisten in functie van de beoogde toepassing...................................8

2.2 WP2- Microbiologische karakterisatie nagezuiverde effluenten...............................122.2.1 Bacteriologische kwaliteit...................................................................................12

2.3 WP-3 Fysico-chemische beoordeling afvalwater komende van nagezuiverde effluenten..............................................................................................................................142.4 WP-4 Beoordeling hergebruik/recuperatie opties......................................................18

2.4.1 Beoordeling gezuiverd effluent voor hergebruik in laagwaardige en hoogwaardige landbouwkundige toepassingen.................................................................182.4.2 Beoordeling recuperatie en opwaardering nutriënten in zuiveringsprocédés.....27

2.5 WP-5 Valorisatie en communicatie............................................................................30PARTIM II. HET VALORISATIEVERSLAG3 Inleiding............................................................................................................................32

3.1 Evolutie valorisatieperspectief...................................................................................323.2 Overzicht verwachte resultaten en activiteiten ter valorisatie....................................34

3.2.1 Activiteiten van kennisoverdracht......................................................................353.2.2 Beoordeling andere agrarische effluenten..........................................................383.2.3 Verdere praktijktoepassingen voor nabehandeling.............................................39

3.3 Juridische bescherming..............................................................................................403.3.1 Bestaande intellectuele eigendomsrechten.........................................................403.3.2 Bescherming nieuwe kennis en projectresultaten...............................................40

4 Referentielijst....................................................................................................................41

Page 3: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

3 Eindverslag IWT LO 080504

PARTIM I.HET WETENSCHAPPELIJK-TECHNOLOGISCH VERSLAG

Page 4: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

4 Eindverslag IWT LO 080504

In het voorliggende rapport worden de onderzoeksbevindingen van het IWT Landbouwonderzoek 080504 voorgesteld. Met dit type projecten beoogt het IWT kennis te verwerven en te bundelen via basis- en praktijkgericht onderzoek en dit vervolgens te vertalen naar innovatieve toepassingen voor de primaire sector.

1 INLEIDING

1.1 WATERSCHAARSTE IN DE LANDBOUW

België is één van 9 Europese landen waar in de komende decennia waterschaarste wordt verwacht. De landbouw in Vlaanderen alleen al verbruikte in 2004 en 2005 ongeveer 67 miljoen m³ water, uitgesplitst over 27 miljoen m³ gebruikt in de dierlijke produktie en 41 miljoen m³ gebruikt in de plantaardige produktie (een gelijk aandeel voor de gewassen in open lucht als onder beschutting) (MIRA-T, D’Hooghe et al., 2007). Grondwater en leidingwater vormden hier de belangrijkste waterbronnen. Grondwater is echter niet overal even beschikbaar. Zo is in het zuiden van de provincies West-Vlaanderen en Oost-Vlaanderen de toestand van het Sokkel en Landeniaanwater alarmerend. Bestaande vergunningen uit het Sokkelsysteem worden maar gedeeltelijk hervergund en uitbreidingen voor het winnen van water worden niet gegeven, wat grote gevolgen heeft op de totale productiekost in landbouwbedrijven. Bovendien maakt het heffingenbeleid een onderscheid tussen de kwetsbaarheid van de laag waaruit grondwater gepompt wordt, waardoor grondwater steeds duurder wordt. Leidingwater vormt voor heel wat van deze bedrijven het enige alternatief, maar ook leidingwater wordt op vandaag nog altijd deels gemaakt uit water opgepompt uit het Sokkelsysteem. Daarnaast wordt ook het gebruik van leidingwater steeds minder economisch attractief. Het is dan ook duidelijk dat watervoorziening voor de landbouw, zowel milieutechnisch als economisch, één der belangrijkste uitdagingen van de nabije toekomst vormt.

De belangrijkste bronnen van waterverbruik op landbouwbedrijven zijn drinkwater voor de dieren, irrigatiewater en reinigingswater. Belangrijk hierbij op te merken is dat voor al deze toepassingen voornamelijk gebruik gemaakt wordt van grondwater of leidingwater. Hemelwater wordt ook steeds meer opgevangen voor gebruik maar de beschikbaarheid van kwalitatief hemelwater is op de meeste bedrijven verre van dekkend. Gezuiverd agrarisch afvalwater vindt hierbij nauwelijks zijn weg naar het bedrijf. Redenen hiervoor zijn de onzekerheden omtrent kwaliteitsborging en samenstelling van deze gezuiverde effluenten. Om de land- en tuinbouwbedrijven van voldoende water te voorzien, is het bedrijfszeker opwaarderen van laagwaardige waterbronnen dan ook van groot belang.

Page 5: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

5 Eindverslag IWT LO 080504

Vaste fractie

Vloeibare fractie

Fysische scheiding

Compostering

Bodem verbeteraar

Nutrient reductie via biologische behandeling

Loosbaarwater

Constructed wetlands

Bemester

Uitspreiding over land

VergistingLoosbaar

water

1.2 DE ONDERZOEKSOPZET

Momenteel is het technisch en economisch haalbaar om effluent uit mestverwerking verder te gaan verwerken tot een loosbaar water door middel van constructed wetlands na biologie of door doorgedreven filtratie technieken na vergisting (voor een overzicht zie Fig 1). Gezien het stijgend aantal mestverwerkingsinstallaties in Vlaanderen (en internationaal) schuilt hierin dan ook een enorm potentieel voor valorisatie van dergelijke effluenten binnen de landbouw.

Figuur 1. Overzicht van de huidige trajecten voor mestverwerking in Vlaanderen

Diepgaand toegepast onderzoek is echter vereist om na te gaan of het water voldoet aan de kwaliteitsvereisten en voor welke sectoren en processen binnen deze sectoren het effluent zou kunnen worden gebruikt (zowel hoogwaardige als laagwaardige toepassingen). In de huidige studie hadden we dan ook als doel om de verschillende effluent stromen verregaand te karakteriseren om aldus na te gaan welk type hergebruik technisch mogelijk is en welke parameters nog dienen te worden geoptimaliseerd alvorens effectief hergebruik mogelijk wordt. In de loop van het onderzoek werd echter duidelijk dat de groei in aantal staalname locaties echter minder groot was dan geanticipeerd. Dit was vooral het geval voor de vergistingsinstallaties. In de vergistingsinstallaties onder studie werd eind 2009 het naverwerkingstraject volledig stilgelegd. Hierdoor konden de installaties in Diksmuide en Roeselare respectievelijk slechts 5 en 6 maal eindwater leveren.

Volgende doelstellingen werden vooraf gestipuleerd:

Page 6: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

6 Eindverslag IWT LO 080504

Beoordeling van de kwaliteitseisen voor hergebruik van afvalwater, waarbij de verschillende stromen gezuiverd effluent volledig bacteriologisch en fysico-chemisch in kaart worden gebracht over een periode van 18 maanden. Hierbij zal de focus liggen op de kwaliteitseisen opgelegd in functie van de verschillende hergebruikopties. Door het lager aantal locaties dan oorspronkelijk gestipuleerd, konden we deze tijdsspanne echter optrekken naar 24 maanden binnen hetzelfde budget.

Een inzicht verwerven in de technieken (kostprijs, vereist materiaal, praktische haalbaarheid op het landbouwbedrijf) vereist om de verschillende types gekarakteriseerd effluent effectief verder om te zetten naar herbruikbaar water.

Een duidelijk actieplan vooropstellen met de verschillende stappen die dienen te worden ondernomen om het gekarakteriseerde effluent effectief om te zetten naar herbruikbaar water.

Door het minder aantal staalnamepunten was het mogelijk om al een eerste praktijkvalidatie uit te voeren, waarbij een piloot installatie met verschillende nabehandelinsgtechnieken geplaatst kon worden op één van de sites onder studie. Dit was oorspronkelijk opgenomen als een mogelijk toekomsperspectief, maar kon dus reeds binnen het bestek van de huidige studie worden uitgevoerd (zie valorisatieverslag)

2 ONDERZOEKSBEVINDINGEN

Het voorgestelde project betrof een samenwerking tussen twee kenniscentra (UGent en Inagro (voormalige POVLT)) met elk hun beduidende en complementaire bijdrage aan het onderzoek. Dit heeft toegelaten om op een efficiënte en eenduidige manier te evalueren hoe en waar nagezuiverde effluenten uit de mestverwerking het best kunnen worden aangewend voor diverse agrarische nabestemmingen, met beoordeling van zowel hoogwaardige (drinkwater, aquacultuur, irrigatiewater tuinbouw), als laagwaardige (spoelwater, irrigatiewater buitenteelten, koelwater) toepassingen. Hiertoe werden verschillende werkpakketten vooropgesteld waarvan de resultaten hieronder besproken zullen worden.

2.1 WP1-INVENTARISATIE GESCHIKTE TECHNIEKEN VOOR OPWAARDERING AFVALWATER EN HERGEBRUIKOPTIES SECUNDAIR WATER IN DE LANDBOUW

Page 7: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

7 Eindverslag IWT LO 080504

In dit werkpakket werd de problematiek tweezijdig benaderd: 1) enerzijds wensten we een overzicht te verkrijgen van alle beschikbare technieken en hun eventuele kostprijs en 2) anderzijds wensten we na te gaan welke mogelijke hergebruikopties er bestaan voor secundaire waterbronnen in de landbouw en aan welke kwalitatieve vereisten dit water dan dient te voldoen. Op basis van deze gegevens en verdere resultaten uit werkpakket 2 en 3, wensten we vervolgens een flowchart op te stellen, waarbij in functie van de mogelijks te verwachten probleemkarakteristieken in het uitgangswater de best beschikbare technieken naar voor geschoven worden. Om de leesbaarheid van dit verslag te verhogen werd geopteerd om dit laatste aspect verder belichten binnen werkpakket 4, alsook binnen het valorisatieverslag (sectie betreffende de webtool).

2.1.1 BESCHIKBARE TECHNIEKEN EN HUN KOSTPRIJS

Om de grote hoeveelheid aan data verzameld binnen dit werkpakket overzichtelijk en geordend te kunnen weergeven werd besloten om een online applicatie te ontwikkelen die de verschillende technieken, alsook hun kostprijs weergeeft (www.watertool.be). Het ontwerpen van deze webtool is ook een belangrijk aspect van onze valorisatie/communicatie strategie, maar dit zal verder in het luik “valorisatieverslag” toegelicht worden. Hier zullen we ons enkel focussen op het luikje beschikbare technieken binnen de tool.

Om een overzicht te verkrijgen werd er eerst een literatuur studie uitgevoerd om verschillende technieken en hun toepassing te selecteren. Hierbij focusseerden we ons op de technische achtergrond van de techniek, praktische implicaties en toepassingsdomeinen. Om een gefundeerde richtprijs te kunnen bepalen, werden vervolgens diverse leveranciers van de geselecteerde technieken aangeschreven. Hierbij werd algemene info opgevraagd over het product dat zij aanbieden, alsook een richtkostprijs. Voor het bepalen van deze richtprijs werd gevraagd om uit te gaan van een referentie scenario, waarbij de waterbehoefte, het piekdebiet, het probleem en het streefdoel werd opgegeven. Voor de verschillende technieken werd de waterbehoefte en het piekdebiet hetzelfde gehouden, enkel het probleem en het streefdoel wijzigde. Hieronder vindt u bijvoorbeeld een voorbeeld van het referentie scenario waarvan werd vertrokken voor ultrafiltratie:

Tabel 1: Voorbeeld van referentiescenario - ultrafiltratie

Waterbehoefte 20 m³/dagPiekdebiet 4 m³/uurZwevende deeltjes 4 à 6 mg/lStreefdoel/norm Helder water

Naast de investeringskost werd aan de verschillende leveranciers ook gevraagd naar de kosten voor onderhoud, werking (energie- en productverbruik) en andere indirecte kosten (bv. spoelwaterverbruik). De vaste (investerings-) kost werd afgeschreven op 10 jaar. Er

Page 8: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

8 Eindverslag IWT LO 080504

werd rekening gehouden met een intrestderving van 5%. Uit al deze aangeleverde informatie werd dan een richtprijs (of een vork waarin de kostprijs zich bevindt) berekend. Hierbij werd er wel op gelet dat geen individuele firma kostprijzen worden vrijgegeven.

Al deze gegevens werden vervolgens geïmplementeerd in een vrij toegankelijke webtool applicatie, waar de gebruiker op verschillende manieren de databank kan gaan bevragen. Hierbij kan zowel globale informatie worden gevonden, als kunnen case specifieke probleemwaters beoordeeld worden aan de hand van hun chemische/bacteriologische samenstelling. Hierbij worden de probleemparameters gespecificeerd en worden in functie van het beoogde hergebruik (zie 2.1.2) technieken vooropgesteld die de probleemparameters kunnen verhelpen.

Samengevat hebben we als deliverable van dit aspect van het werkpakket een webtool ontworpen waar door middel van een drop down menu een keuze kan gemaakt worden uit verschillende parameters. Door aanklikken van de techniek kan vervolgens algemene beschrijvende informatie worden gevonden, knelpuntparameters die met deze techniek kunnen geremedieerd worden, alsook een richtkostprijs berekening en verschillende leveranciers van deze techniek.

2.1.2 KWALITEITSVEREISTEN IN FUNCTIE VAN DE BEOOGDE TOEPASSING

Niet iedere landbouwgerichte toepassing van water vereist een zelfde strenge waterkwaliteit. Zo behoeft in de meeste gevallen reinigingswater van stallen (exclusief bv. laatste reinigingswater bij pluimveestallen) minder kwalitatief water dan bvb. drinkwater. Een juiste inschatting van de minimale waterkwaliteit voor de verschillende watergerelateerde toepassingen binnen de land- en tuinbouwsector is dan ook primordiaal om te komen tot een economische benadering van deze problematiek.

Door middel van literatuurbronnen werd een overzicht gemaakt van de verschillende kwaliteitsvereisten per toepassing. Ook deze werden geïntegreerd in de watertool (www.watertool.be), waardoor de gebruiker in functie van zijn beoogde toepassing knelpuntparameters kan identificeren. Volgende toepassingen en hun kwaliteitsvereisten werden geïntegreerd: drinkwater voor de mens, varkens, paarden, herkauwers, pluimvee, IKM drinkwater herkauwers, IKM reinigingswater melkinstallaties, Belplume, hoeveverwerking, irrigatie grasland, akkerbouw, IKKB, vollegrondsgroenten, glastuinbouw, Global Gap, substraatteelt, boomteelt en fruitteelt. Een voorbeeld van de fysico-chemische en bacteriologische richtlijnen voor drinkwater per diercategorie, voor menselijke consumptie en normen voor het behalen van specifieke kwaliteitslabels is weergegeven in Tabel 2 Tabel 3 geeft dan weer de richtlijnen voor verschillende vormen va irrigatie weer. De verschillende richtlijnen zullen ook verder behandeld worden bij de bespreking van WP 4.

Page 9: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

9 Eindverslag IWT LO 080504

Samengevat hebben we als deliverable van dit aspect van het werkpakket door middel van een literatuurbevraging de verschillende richtlijnen voor een brede waaier aan hoogwaardige en laagwaardige hergebruikopties geïnventariseerd. Om dit toegankelijk te maken voor een breed publiek werd dit toegevoegd aan de webtool. Dit laat gebruikers toe om voor case specifieke situatie (beoogde hergebruik) hun effluent kwaliteit te gaan toetsen.

Page 10: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

10 Eindverslag IWT LO 080504

Tabel 2. Fysico-chemische en bacteriologische drinkwaternormen per diercategorie, normen voor menselijke consumptie en normen voor het behalen van specifieke kwaliteitslabels (DGZ, 2009; IKB, 2006)

Page 11: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

11 Eindverslag IWT LO 080504

Tabel 3. Algemene chemische richtwaarden voor de kwaliteit van aanmaakwater bij hergebruik van drainwater volgens de Bodemkundige Dienst van België (D’Hooghe et al., 2007), normen voor specifieke teelten zoals gebruikt door Inagro (POVLT, 2009) en mogelijke effecten bij overschrijding van de norm (Ayers & Westcot, 1994; PCG, 2007; USEPA, 2004; Van Ginderachter, 2008; Verlinden, 2005)

Page 12: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

12 Eindverslag IWT LO 080504

2.2 WP2- MICROBIOLOGISCHE KARAKTERISATIE NAGEZUIVERDE EFFLUENTEN

2.2.1 BACTERIOLOGISCHE KWALITEIT

Een heel belangrijke parameter voor hergebruik van effluent water is de bacteriologische kwaliteit. Dit is evident voor hergebruik als drinkwater, waar besmetting zware economische gevolgen kan hebben voor het landbouwbedrijf, maar is eveneens belangrijk voor laagwaardiger toepassingen van water hergebruik (vb. hygiënogrammen pluimveehouderij).

Om een duidelijk beeld van de bacteriologische kwaliteit van het effluent te krijgen werd een uitgebreide bacteriologische screening uitgevoerd verspreid in tijd en locatie. Concreet werden maandelijkse staalnames voorzien door de hoofdaanvrager over een periode van 24 maand, waarna de verschillende bacteriologische parameters opgenomen in de kwaliteitseisen voor drinkbaar water bepaald werden door Inagro. Deze omvatten naast visuele beoordeling op kleur en troebelingsgraad eveneens een algemene evaluatie van de geur (organoleptische kwaliteitsappreciatie), ook het totale kiemgetal bij 22°C en 37°C, evenals het gehalte aan Coliformen, E. Coli, Enterococcen, sulfiet reducerende Clostridia, Clostridium perfringens en Salmonella. De totale kiemgetallen worden bepaald volgens de gietplaatmethode, alle andere volgens de membraanfiltratietechniek. Het labo is ISO17025-geaccrediteerd voor deze bacteriologische bepalingen.

Een eerste globale observatie was dat de constructed wetlands over het algemeen zeer goed scoorden wat betreft bacteriologische kwaliteit. Dit is in overeenstemming met literatuurgegevens die stellen dat er een efficiënte afdoding van bacteriën plaatsvindt in constructed wetlands, waarbij de verwijdering van enterogene bacteriën (o.a. Salmonella, Coliformen en Escherechia coli) uit vloeibare varkensmest via wetlands hoger is dan bij het gebruik van sub-surface flow (SSF) designs, percolatievelden of wortelzonevelden (Hill & Sobsey, 2001). Tussen de verschillende seizoenen werden geen grote verschillen in globale bacteriologische kwaliteit (totale kiemgetallen) vastgesteld. Opvallend was wel dat er steeds een “doorslag” of een plotse piekbelasting werd vastgesteld rond oktober bij het merendeel van de installaties. Dit kan verklaard worden door een dalende efficiëntie van een zanderige percolatietoren eens de temperatuur begint te zakken (grens +/- 10 °C). Voor de overige bacteriologische parameters was het moeilijk om een eenduidig verband vast te stellen met seizoenaliteit.

Er kon wel een groot verschil waargenomen worden in bacteriologische kwaliteit zowel in functie van de locatie als in functie van de plaats van staalname. Zo konden we vaststellen dat de bacteriologische kwaliteit van het eindwater in Ichtegem en Gistel lager was in

Page 13: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

13 Eindverslag IWT LO 080504

vergelijking met de andere locaties. Dit kan verklaard worden door het wetland design: Gistel en Ichtegem zijn één van de eerst aangelegde wetland locaties en bevatten minder verticale (~filtrerende) percolatievelden in vergelijking met de andere locaties. Bij toekomstig wetland design met de optie van hergebruik van effluent zal dus rekening gehouden moeten worden met deze observatie en zal men dus een maximaal aantal verticale percolatievelden moeten integreren in het ontwerp. Zoals aangehaald had ook de plaats van staalname een invloed op de bacteriologische kwaliteit. In Langemark werd er geopteerd om steeds een staal te nemen aan de uitgang van het laatste percolatieveld, net voor het water het eindbassin invloeit, in tegenstelling tot de andere locaties waar staalname steeds gebeurde in het eindbassin. Hierbij kon steeds een opmerkelijk lagere bacteriologische belasting in Langemark opgemerkt worden. Dit kan eenvoudig verklaard worden door het verschil tussen een open bassin (met alle (contaminerende) invloeden van buitenaf) versus rechtstreekse afname aan het uiteinde van een filterend percolatieveld.

De meest voorkomende probleemparameters waren C. perfringens, Coliformen en sporen van sulfiet reducerende bacteriën, waar voor de meeste toepassingen een nultolerantie wordt gehanteerd. Occasioneel werden er ook milde besmettingen vastgesteld met E. coli. Salmonella besmetting werd nooit vastgesteld. Hierbij is het belangrijk om in het achterhoofd te houden dat de staalname plaatsvond in een open bassin (met uitzondering van Langemark). Om de kwaliteit van dit open bassin eindwater (afkomstig uit de mestverwerking) te vergelijken met andere waterbronnen vergeleken we onze dataset met een bestaande dataset van Inagro die gegevens bevat omtrent bacteriologie bij verschillende waterbronnen ((ondiep) grondwater, open put, regenwater). Vooral open put water is vandaag de dag de meest gebruikte waterbron, zeker op de bedrijven waar de staalnames plaatsvonden. Het open put water vertoonde een sterk wisselende bacteriologische kwaliteit met bijvoorbeeld Clostridium gehaltes die vaak hoger lagen dan 1000 cfu/100 ml (zie Fig. 2). Dergelijke hoge gehaltes werden gedurende de onderzoeksperiode op geen enkele van de wetland locaties vastgesteld. Dezelfde trend was ook waarneembaar voor andere bacteriologische parameters. Er kan dus gesteld worden dat het effluent na constructed wetlands over een gelijkwaardige en vaak zelfs betere bacteriologische kwaliteit beschikt in vergelijking met de hedendaags meest gebruikte waterbron op deze bedrijven.

Zoals aangegeven in 1.2 zijn slechts een gelimiteerd aantal stalen beschikbaar afkomstig van vergistingsinstallaties. Deze gezuiverde effluenten zijn het resultaat van een nazuivering met een membraancascade. Hier verwacht men dus een goede bacteriologische kwaliteit. Echter na de nazuivering wordt het water verzameld in een openlucht lagune om het water te laten afkoelen, na te polijsten en terug biologisch actief te maken. Hierdoor kan de bacteriologische samenstelling veranderen. Deze stelling wordt bevestigd door de onderzoeksresultaten. Zo was de bacteriologische kwaliteit van de waterstalen voor Roeselare en Diksmuide genomen onmiddellijk na membraanfiltratie nagenoeg vrij van pathogenen. De stalen genomen in de lagunes daarentegen waren meer gecontamineerd. Deze contaminatie was echter niet gelinkt aan het lozingswater zelf, maar aan typische

Page 14: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

14 Eindverslag IWT LO 080504

contaminatiefactoren voor stilstaande poelen, zoals bladval, hemelwater, enz, met occassionele detectie van E. coli, C. perfringens en sporen van sulfiet reducerende bacteriën. De totale kiemgetallen voldeden wel steeds aan de norm van 100.000 cfu/ml voor hergebruik als drinkwater.

Figuur 2. Clostridium-gehalte (cfu 100 ml-1) in open putwater i.f.v. de tijd; januari-november 2008 (POVLT, 2010)

Samengevat hebben we als deliverable van dit werkpakket door middel van maandelijkse bacteriologische monitoring een duidelijk beeld gekregen van de bacteriologische kwaliteit van de beschouwde agrarische effluenten. Wanneer we in ons achterhoofd houden dat de agrarische effluenten allen afkomstig zijn vanuit de mestverwerking, kunnen we een opmerkelijk goede globale bacteriologische kwaliteit vaststellen zowel voor het eindwater van de constructed wetlands als in het beperkt aantal stalen afkomstig van vergisting installaties. In functie van het wetland design en het punt van afname was het water uit wetlands soms zelfs direct bruikbaar voor een hoogwaardige toepassing zoals hergebruik als drinkwater voor varkens.

2.3 WP-3 FYSICO-CHEMISCHE BEOORDELING AFVALWATER KOMENDE VAN NAGEZUIVERDE EFFLUENTEN

Naast een bacteriologische beoordeling van het eindwater werd er ook een uitgebreide fysico-chemische beoordeling van de effluenten uitgevoerd over een periode van 24 maanden. Dit gebeurde op de vakgroep Toegepaste Analytische en Fysische Chemie van de UGent en omvatte onder andere volgende fysico-chemische parameters: zwevende stof, zuurtegraad, geleidbaarheid, total dissolved solids, chemische zuurstof vraag, totale stikstof,

Page 15: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

15 Eindverslag IWT LO 080504

ammoniakale stikstof, nitriet, nitraat, totale fosfor, spoorelementen (Cu, Zn, Fe, Mn, B), zouten (chloride, sulfaat, fluoride), uitwisselbare basen (Ca, Mg, Na, K) en hardheid. Toetsing van de analyseresultaten aan de normen voor verschillende types van hergebruik zal worden toegelicht in 2.4. In de huidige sectie zullen enkele de meest opvallende resultaten besproken worden.

Zoals verwacht kon worden uit een voorgaand IWT project (IWT KMO 60233) scoorden de effluenten van de constructed wetlands uitstekend voor de typisch “mestgerelateerde” parameters zoals N en P, waarbij de analysewaarden zich ver onder de normen voor lozing bevonden (15 mg/l en 2 mg/l voor respectievelijk totaal stikstof en totaal fosfor) (Fig. 3).

Figuur 3. Totaal stikstof (links) en totaal fosfor (rechts) gehalte in het eindwater van de 5 constructed wetlands over een analyseperiode van 24 maanden (La, Gi, Pi, Wvl, Ich)

Ook op het gebied van de sporenelementen werden opvallend lage waarden gevonden voor de meerderheid van de geteste elementen. Meer specifiek was dit ook het geval voor koper en zink, twee elementen die traditioneel aanwezig zijn in het Vlaamse en Europese varkensdieet. Enkel voor Mn en Fe werden verhoogde waarden gevonden. Van de vele verwijderingprocessen voor metalen in constructed wetlands waaronder adsorptie, precipitatie en opname door planten en bacteriën (Lesage et al., 2007; Sundaravadivel & Vigneswaran, 2001), is microbiële sulfaatreductie en daaruitvolgende metaalsulfideneerslag dominant (Kadlec & Reddy, 2001; Stein et al., 2007). Lesage et al. (2007) stelden vast dat de verwijderingefficiëntie door precipitatie in CW’s hoog is voor alle sporenelementen, behalve voor Fe en Mn. Dit valideert de hier bekomen resultaten.

Voor wat betreft de koolstofcomponenten en het zwevende stof gehalte konden grote variaties vastgesteld worden in functie van het staalnamepunt. Zoals eerder aangehaald werd er geopteerd om in Langemark staalname uit te voeren aan de uitgang van de laatste percolatietoren vooraleer het water in het opslagbassin loopt. Deze keuze reflecteert zich duidelijk in de resultaten voor zwevende stof (Fig 4). Dit heeft belangrijke repercussies naar

Page 16: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

16 Eindverslag IWT LO 080504

mogelijk hergebruik. Zwevende stoffen kunnen immers niet alleen leiden tot verstopping van instrumenten (drinknipples, hogedrukreinigers, spuittoestellen,…), maar kunnen ook een effectieve hygiënisatie sterk bemoeilijken. Bij hergebruik zal het dus van belang zijn steeds rechtstreeks te gaan aftappen van de percolatietoren om nodeloze contaminatie met zwevende stoffen te gaan vermijden.

Figuur 4. Invloed van het staalnamepunt op het totaal gehalte aan zwevende stof in het eindwater van de 5 constructed wetlands (La, Gi, Pi, Wvl, Ich). In stippellijn wordt de locatie Langemark aangeduid

Uit de globale resultaten konden alvast enkele knelparameters geïdentificeerd worden die ongeacht het beoogde type hergebruik verdere aandacht zullen vereisen. Het gaat hier om de globale zoutdruk, sulfaat- en chloride gehalte, natrium en de globale hardheid (Ca en Mg) (Fig 5). Deze zullen verder toegelicht worden in WP4.

Page 17: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

17 Eindverslag IWT LO 080504

.Figuur 5. Totale hardheid in het eindwater van de 5 constructed wetlands (La, Gi, Pi, Wvl, Ich)

Hoewel er slechts een gelimiteerd aantal stalen beschikbaar was voor eindwater van vergistingsinstallaties, kunnen toch enkele belangrijke observaties worden gemaakt. Wat betreft zwevende stoffen kon eenzelfde observatie worden gemaakt als bij de wetlands, met een opmerkelijk betere kwaliteit bij staalname onmiddellijk bij de uitgang van de membraanfiltratie in vergelijking met staalname uit de openlucht lagune.

Enkele van de knelpuntparameters bij wetlands lijken uit de eerste observaties dan weer geen belemmering te vormen bij het eindwater uit vergisting. Dit was vooral evident voor het EC gehalte, waar tengevolge van de doorgedreven membraanfiltratie lage zoutgehaltes werden vastgesteld. Ook het globale chloride gehalte was steeds beduidend lager en vertoonde een grotere stabiliteit in vergelijking met water afkomstig van de wetlands. Tenslotte was ook het gehalte aan fluor en ijzer in beide vergistingsinstallaties veel lager dan Voor sulfaten was er dan weer een discrepantie tussen de beide vergistingsinsallaties onder studie, met een sulfaatgehalte onder de norm voor Roeselare en frequente overschrijding te Diksmuide. Dit is mogelijks te verklaren door het vulsubstraat in de lagune te Diksmuide, dat bij opstart van de zuivering een tijdelijke bron kan vormen van sulfaten. Ook voor de hardheid was de hardheid hoger voor de site te Diksmuide in vergelijking met Roeselare, dit was vooral te wijten aan het gehalte van calcium in Diksmuide (mediaan = 181 mg l-1) in vergelijking met Roeselare (mediaan = 8,8 mg l-1).

Samengevat hebben we als deliverable van dit werkpakket door middel van maandelijkse fysico-chemische monitoring een duidelijk beeld gekregen van de globale kwaliteit van de beschouwde agrarische effluenten. Naast enkele algemene observaties die van belang zijn voor het punt van afname voor hergebruik konden we eveneens reeds enkele parameters identificeren die sowieso knelpuntparameters zullen vormen bij eender welk type van water hergebruik uit wetlands. Hoewel we ons slechts kunnen baseren op een gelimiteerd aantal stalen lijken deze knelpunten minder prangend bij water afkomstig van vergistingsinstallaties.

Page 18: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

18 Eindverslag IWT LO 080504

2.4 WP-4 BEOORDELING HERGEBRUIK/RECUPERATIE OPTIES

2.4.1 BEOORDELING GEZUIVERD EFFLUENT VOOR HERGEBRUIK IN LAAGWAARDIGE EN HOOGWAARDIGE LANDBOUWKUNDIGE TOEPASSINGEN

Binnen het kader van een duurzaam waterbeleid is het uitermate belangrijk om kwalitatief hoogstaand water exclusief voor te behouden voor toepassingen die dat niveau van kwaliteit vereisen. Binnen de dierlijke productie wordt de meerderheid van het waterverbruik aangewend als drinkwater voor de dieren, wat een uitstekende kwaliteit vereist. Naast gebruik als drinkwater, worden echter ook grote hoeveelheden kwalitatief hoogstaand water op een landbouwbedrijf verbruikt voor meer laagwaardiger toepassingen zoals spoelwater, koelwater en irrigatiewater. Hergebruik van alternatieve waterbronnen zouden naast milieu-technische pluspunten dus ook belangrijke economische voordelen kunnen genereren.

Vooraleer alternatieve waterbronnen ingeschakeld kunnen worden in de bedrijfsvoering, moet het water uiteraard aan bepaalde kwaliteitsvereisten voldoen, in het bijzonder wat de fysico-chemische samenstelling en de bacteriële zuiverheid betreft. Hierbij gelden verschillende niveau’s van strengheid in functie van de beoogde toepassing.

In dit werkpakket hebben we de gezuiverde effluenten dan ook beoordeeld voor hergebruik in hoogwaardige of meer laagwaardigere toepassingen. Hiertoe werden de resultaten bekomen uit werkpakket 2 en werkpakket 3 getoetst aan de kwaliteitsvereisten voor de verschillende types van hergebruik. Gezien het gelimiteerd aantal observaties voor het water afkomstig van vergistingsinstallaties leek het ons weinig representatief om een gedetailleerde uitsplitsing per type hergebruik te gaan maken. Wel kan gesteld worden dat het op basis van de bekomen resultaten lijkt dat hoog- en laagwaardig hergebruik tot de mogelijkheden behoort. Enkele van de belangrijkste knelpuntparameters (o.a. zoutdruk) leken immers afwezig te zijn en parameters die wel een mogelijk probleem vormen overschreden vaak slechts gering de vooropgestelde normen. Het lijkt ons dan ook mogelijk om dit water met een mildere vorm van napolijsting beschikbaar te maken voor extern of intern hergebruik. Verder onderzoek om dit te bevestigen is echter nog noodzakelijk.

2.4.1.1 Hoogwaardige landbouwkundige toepassingen

Hergebruik als drinkwater voor vee

Zoals hierboven reeds vermeld is drinkwater een belangrijke verbruikspost binnen de dierlijke productie. Ter illustratie, de Vlaamse varkenssector verbruikt jaarlijks ongeveer 11,5 miljoen m³ water, waarvan 70-80 % bestemd is voor drinkwater. Soortgelijke cijfers gelden voor de melkveehouderij, met een jaarlijks verbruik van 12 miljoen m³, waarvan 8,5 miljoen

Page 19: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

19 Eindverslag IWT LO 080504

m³ bestemd voor drinkwater en in de pluimveehouderij met een jaarlijks verbruik van ruim 2 miljoen m³ waarvan 1,8 miljoen m³ als drinkwater. Per diersoort gelden echter zeer specifieke drinkwaterkwaliteitsvereisten die nog strenger worden indien bepaalde kwaliteitslabels (Belplume, IKM,…) dienen gehaald te worden (zie ook Tabel 2).

Algemeen kan worden gesteld dat indien het water voldoet aan de voorwaarden voor drinkwater voor varkens, het ook voldoet aan de richtlijnen voor herkauwers en paarden, Voor pluimvee zijn er hierop enkele uitzonderingen (vb NH4, sulfaten, Coliformen,…). Tabel 4 en 5 geven een array van resultaten weer, specifiek opgesteld voor hergebruik van water als drinkwater voor varkens (Tabel 4) en pluimvee (Tabel 5). Hierbij worden de resultaten opgedeeld in vier categorieën: de analyseresultaten overschrijden steeds de richtlijn (rood), de analyseresultaten voldoen steeds aan de richtlijn (groen), in meer dan 50% van de gevallen voldoet het analyseresultaat aan de richtlijn (geel) of in minder dan 50% van de gevallen voldoet het analyseresultaat aan de richtlijnen (oranje).

Tabel 4. Toetsing van de analyseresultaten voor constructed wetlands aan de richtlijnen voor drinkwater voor varkens, opgesplitst per locatie (LA= Langemark, GI= Gistel, WVL= West-Vleteren, ICH= Ichtegem, Pi= Pittem)

Page 20: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

20 Eindverslag IWT LO 080504

Tabel 5. Toetsing van de analyseresultaten voor constructed wetlands aan de richtlijnen voor drinkwater voor pluimvee, opgesplitst per locatie (LA= Langemark, GI= Gistel, WVL= West-Vleteren, ICH= Ichtegem, Pi= Pittem)

Gebaseerd op de richtlijnen voor drinkwater voor varkens werd de pH van het water algemeen als iets te zuur bevonden (richtlijn 6,5-9). Echter, in de varkenshouderij (vooral voor biggen) zal men de drinkwaterbron dikwijls opzettelijk gaan aanzuren (tot pH 4 à 5) omwille van de hygiënisatie die daarmee gepaard gaat (Huits, 2009). Landbouwers zullen dus liever water gebruiken dat reeds over een vrij lage pH beschikt om zo de kostprijs van de toe te dienen hoeveelheid zuur te onderdrukken. Op deze manier hoeft pH dan ook niet als belangrijk knelpunt te worden aanzien. Voor herkauwers, pluimvee en paarden vormt pH sowieso geen knelpunt gezien de waarden hiervoor tussen 4 en 9 mogen variëren.

Het zoutgehalte van water uit de constructed wetlands vormt een belangrijk knelpunt voor hergebruik als drinkwater voor alle diercategorieën (norm 2,1 mS/cm). Een hoog zoutgehalte leidt er immers toe dat dieren meer zullen gaan drinken (in die mate zelfs dat een koe zich kan dooddrinken) en dat er zoutneerslag in de leidingen kan optreden. Hierbij is het wel belangrijk dat de EC-norm voor dierlijk drinkwater gebaseerd is op de humane drinkwaternorm (Huits, 2009), waardoor deze mogelijks iets te stringent is opgesteld. Bovendien beschikt diep grondwater in West-Vlaanderen, wat nu vaak als bron van drinkwater wordt gebruikt ook vaak over een te hoog zoutgehalte (Verlinden, 2005; VMM, 2006), gaande tot 4 mS cm-1 (POVLT, 2010). Algemeen kan wel gesteld worden dat een zoutvergiftiging kan ontstaan bij een zoutgehalte hoger dan 2,5 % (Ayers & Westcot, 1994;

Page 21: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

21 Eindverslag IWT LO 080504

DGZ, 2009; USEPA, 2004). Uit de resultaten blijkt dat de EC door verdunning tijdens het off-seizoen van P. australis voor de locaties Ichtegem en West-Vleteren in het bereik lag als die voor diep grondwater. Mogelijk kunnen deze waterbonnen tijdens het off-seizoen dus rechtstreeks (zonder verdunning of ontzilting) worden hergebruikt. Gi, La en Pi daarentegen vertoonden ook tijdens het off-seizoen verhoogde EC waarden. Op deze locaties is dan ook op elk moment een verdunning met andere waterbronnen of een ontzilting vóór hergebruik aangewezen.

Verhoogde EC-waarden worden veroorzaakt door de aanwezigheid van vrije ionen in oplossing, waaronder sulfaten, chloriden, fluoriden, natrium, kalium, alsook calcium en magnesium. Voornamelijk sulfaten vormen een belangrijk knelpunt in de opwaardering tot drinkbaar water, aangezien zwavelcomponenten schadelijk zijn voor de gezondheid van de dieren (DGZ, 2009). Sulfaten vormen op iedere locatie een knelpuntparameter, waarbij in Gistel, Ichtegem en Pittem op ieder moment de normen werden overschreden met mediane sulfaatwaarden van respectievelijk 718, 595 en 1577 mg/l. Langemark vertoonde een opvallend lagere mediaan van 154 mg/l. In tegenstelling hiermee was tijdens de onderzoeksperiode het chloridegehalte vooral te La zeer hoog (mediaan 2500 mg/l), in vergelijking met de andere locaties (mediaan Gi= 846 mg/l, Pi= 889 mg/l, WVl= 442 mg/l en Ich = 595 mg/l) waar het sulfaatgehalte lager was. De verschillen tussen de locaties kunnen vermoedelijk toegeschreven worden aan de voorbehandeling van het effluent voor de constructed wetlands. Natrium op zijn beurt is dan weer een essentieel element voor dieren met een rol in de vruchtbaarheid, zenuwoverdracht en vleesaanzet. Bij te hoge concentraties kan het echter schadelijk worden. Vooral varkens zijn hieraan gevoelig.

Uit de resultaten blijkt dat eveneens totale hardheid een belangrijke knelparameter vormt voor hergebruik als drinkwater voor alle beschouwde diercategorieën (varkens, herkauwers, pluimvee). Deze hoge hardheid wordt in hoofdzaak veroorzaakt door een overmaat aan uitwisselbare, tweewaardige Ca- en Mg-ionen en kan aanleiding geven tot verstopping van de leiding en lekkende drinknippels. Er kan echter gesteld worden dat, indien het water niet wordt opgewarmd, er vermoedelijk geen kalkaanslag en verstopping in leidingen zal optreden. Uit de database van Inagro (2010) blijkt dat ook grondwater en open putwater in West-Vlaanderen meestal een te hoge hardheid hebben voor gebruik als drinkwater (gemiddelde grondwater = 35 D°H; gemiddelde open putwater = 23 D°H). Daarnaast kan ook leidingwater zeer hard zijn (GOM, 2004; MIRA-T, 2008). Hoewel hard water niet direct een gezondheidsrisico inhoudt voor dieren is het belangrijk op te merken dat op de meerderheid van de locaties, behalve te Pittem en West-Vleteren, de totale hardheid voornamelijk gelinkt was aan een verhoogd Mg-gehalte. Bij verhoogde Mg-gehalten lopen de dieren kans op een versnelde stoelgang (DGZ, 2009; IKB, 2006), wat toch het belang van een ontharding kan benadrukken. Naast hard water kan ook een te hoog ijzergehalte aanleiding geven tot verstoppingen. Voornamelijk de combinatie van een hogere pH (> 7,2) en veel zuurstof zorgt voor een snelle vorming van neerslag van Fe(OH)3, die opnieuw de werkzaamheid van medicatie via drinkwater kan verlagen. Bij een lagere pH (< 6,8, zoals bij het eindwater van de wetlands)

Page 22: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

22 Eindverslag IWT LO 080504

kan het aanwezige Fe2+ wel oxideren, maar ontstaat er minder snel neerslag. Vanaf 3 mg Fe l-1 kan verstopping optreden (DGZ, 2009). In de huidige dataset bereikten slechts enkele outliers de waarde van 3 mg/l. De verhoogde metingen zijn waarschijnlijk het gevolg van rechtstreeks contact met verweerbare kleimineralen (De Neve & Cornelis, 2009), wat onmiddellijk ook kan verklaren waarom Gistel en Ichtegem (staalname in natuurlijke kleiput) globaal verhoogde Fe gehalten vertoonden. Daarnaast is het wel belangrijk te erkennen dat ijzer een van de belangrijkste invloeden vormt op de smaak van het water en bovendien een geurafwijking kan veroorzaken. Smakelijkheid is echter een relatief begrip. Eénmaal dieren gewend zijn aan een bepaald water vinden ze dit meestal lekker, mits de gehalten binnen de grenswaarden liggen. Vanaf 10 mg Fe l-1 zal het water een zodanig slechte smaak hebben dat de dieren minder zullen drinken (DGZ, 2009). Bovendien kunnen te hoge gehalten eveneens spijsverteringsstoornissen teweeg brengen. Deze waarde werd echter nooit bereikt. Desondanks zal het toch aan te raden enige vorm van ontijzering te voorzien bij hergebruik. Belangrijk hierbij op te merken is dat ook (on)diep grondwater en open putwater in West-Vlaanderen dikwijls over een te hoog en sterk variërend Fe-gehalte beschikken (GOM, 2004; PCG, 2007). Gelijkaardige chemische reacties/problemen kunnen eveneens optreden bij te hoge gehaltes mangaan (vb. oxidatie (vb door contact met ontsmettingsmiddelen zoals peroxiden of actief chloor), waardoor een fijne, zwarte neerslag kan ontstaan, wat dan opnieuw aanleiding kan geven tot verstopping (ongeacht opwarming) en een lagere werkzaamheid van medicatie via drinkwater

Voor Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb en Zn bestaan voor zover ons bekend geen dierlijke drinkwaternormen, maar gezien deze elementen traditioneel aanwezig zijn in het Vlaamse en Europese varkensdieet (Petersen et al., 2007), werden ze tevens geanalyseerd. Zoals reeds aangegeven in werkpakket 3 waren de gehaltes aan sporenelementen in het water na CW’s steeds zeer laag (met uitzondering van Fe en Mn) en vormen deze dus geen belemmering voor hergebruik als drinkwater.

Fluoride in drinkwater heeft een groot effect op tanden en beenderen. Concentraties in het bereik van 1,5-4 mg F- l-1 resulteren in dentale fluorosis en langdurige blootstelling aan nog hogere concentraties (4-10 mg F- l-1) leidt tot skeletale fluorosis (Mohapoatra et al., 2009). In de eindwaters was enkel in West-Vleteren tijdens 2 observaties (max. 2,96 mg/l) het gehalte aan fluoride te hoog voor varkens en pluimvee (start onderzoeksperiode). Hierbij is het belangrijk dat ook grondwater in West-Vlaanderen dikwijls beschikt over een fluorideaanrijking (PCG, 2007).

Het gehalte aan stikstof- en fosforcomponenten (Ntot, NH4, NO2, NO3, Ptot) in het effluent vormt geen knelpunt voor hergebruik als drinkwater. Er dient echter wel opgelet worden voor eutrofiëring in de wateropslagsystemen (NO2 + NO3 > 10 mg l-1). Hoewel voor hergebruik als drinkwater (varkens, herkauwers, pluimvee) zover ons bekend geen specifieke normen voor zwevende stoffen, COD en BOD5 bestaan, dienen ook deze parameters laag te zijn om verstopping en biofilmvorming in leidingen en watertoedieningssystemen te vermijden en om

Page 23: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

23 Eindverslag IWT LO 080504

een heldere waterbron te garanderen (lage turbiditeit). Zoals besproken in werkpakket 3 zal het aftappunt van het water dus een zeer belangrijke beschouwing zijn bij hergebruik.

Een globaal beeld van de algemene waterhygiëne wordt het best bekomen door analyse van het totaal kiemgetal. Een overschrijding van deze richtlijnen wijst immers op een verhoogde bacteriële druk. Uit de resultaten blijkt dat een tertiaire behandeling via CW’s kan leiden tot water met een goede bacteriologische kwaliteit. Vooral Langemark scoorde uitzonderlijk op algemene waterkwaliteit met een maximum meetwaarde van 1360 cfu bij 37°C en 9279 cfu bij 22°C (richtlijn alle diercategoriëen (zonder bepaalde kwaliteitslabels) 100.000 cfu). Opvallend was wel dat Gistel en Ichtegem algemeen een verhoogde microbiële druk vertoonden. Zoals reeds aangehaald in werkpakket 2 is dit vermoedelijk te wijten aan een lagere hoeveelheid percolatievelden in het zuiveringssysteem in vergelijking met de overige locaties. Hierbij was het wel moeilijk om een éénduidige seizoensvariatie vast te stellen. Naast het algemeen kiemgetal werden ook specifieke bacteriologische analyses uitgevoerd. Zo werd het Coliformen-bacteriëngetal bepaald om een eventuele fecale besmetting vast te stellen, alsook thermotolerante Enterococcen (resistenter dan Coliformen, maar meestal niet pathogeen) als indicatie voor een recente besmetting. Vooral Enterococcn vertoonden hierbij globaal goede resultaten. Gezien hier gewerkt werd op effluenten uit de mestverwerking, was het eveneens zinvol om Salmonella, Clostridium perfringens en sporen van sulfietreducerende Clostridia (SSRC)te bepalen. Deze laatste komen normaal gesproken voor in anaëroob milieu (bv. In een sedimentlaag) en kennen een hoge resistentie. Indien ze aanwezig zijn, kunnen ze echter hitteresistente sporen vormen, die enterotoxines produceren (DGZ, 2009; IKB, 2006).Tijdens de onderzoeksperiode werden op alle locaties occasionele overschrijdingen vastgesteld van de norm voor sporen sulfiet reducerende Clostridia (SSRC) en Clostridium perfringens, wat toch wijst op het belang van een preventieve hygiënisatie.

Hergebruik als irrigatiewater (intensieve land- en tuinbouw, gietwater en glastuinbouw)

Bij irrigatiewater is het belangrijk een onderscheid te maken tussen irrigatie in de intensieve land- en tuinbouw versus de meer extensieve toepassingen. Er worden immers strengere eisen gesteld aan aanmaakwater om accumulatie van o.a. zouten te minimaliseren. De algemene zoutdruk in het eindwater van de constructed wetlands vormt dan ook één van de belangrijkste knelpunten bij dit hoogwaardig hergebruik, waarbij maximum waarden van 0,55 0,8 en 1,5 mS/cm werden gehanteerd voor respectievelijk hergebruik als drainwater, intensieve land- en tuinbouw en glastuinbouw. Een te hoog zoutgehalte kan immers ernstige repercussies hebben op de totale opbrengst (zie verder ook bij Tabel 6). Ook de accumulatie van bepaalde zouten (vb Cl-) in de bodem kunnen de opbrengst reduceren, alsook directe schade op het gewas zelf (verbranding, verkleuring, residu,…). Hoewel men de schade enigszins kan beperken door te beregenen tijdens de nacht, gewassen na te spoelen met water van een goede kwaliteit en onder de gewassen door te beregenen (Ayers & Westcot, 1994; Deckers & Vergote, 2006; POVLT, 2001; Van Ginderachter, 2008; Verlinden, 2005)

Page 24: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

24 Eindverslag IWT LO 080504

lijkt het globaal gehalte aan zout en de saliniteit toch een majeur knelpunt te zijn die hergebruik onder deze vorm financieel onhaalbaar maakt. Verder ligt ook het gehalte aan sulfaten in de eindwaters veel te hoog voor dit type hergebruik.

Vanuit een praktisch oogpunt zij ook enkele knelpunten identificeerbaar. Zo werd de algemene hardheid als te hoog bevonden voor hergebruik in de glastuinbouw, gezien dit verstopping kan veroorzaken. Hoewel er voor de andere intensieve toepassingen geen normen werden opgelegd worden voor hardheid, zijn hierbij ook de individuele Ca en Mg waarden te hoog om hergebruik toe te laten. Verder geldt ook hier opnieuw dat zwevende stoffen desinfectie kunnen bemoeilijken en verstoppingen kunnen veroorzaken in het irrigatiesysteem. Als richtwaarde wordt 5-35 mg SS l-1 en 0,2-35 genormaliseerde turbiditeitseenheden (NTU) opgegeven, waardoor ook hiervoor remediatie zal aangewezen zijn. Tenslotte kan ook het Fe-gehalte aanwezig in de eindwaters van Ichtegem en Gistel tot verstoppingsproblemen leiden.

Naast de chemische samenstelling is ook een algemene goede waterhygiëne voor irrigatie van groot belang. Het bereik voor totale Coliformen in irrigatiewater wordt beoogd op 1-200 cfu 10 ml-1. Volgens de Integraal Keten Kwaliteit Beheersysteem (IKKB) standaard voor de primaire plantaardige productie bedraagt de norm voor Escherechia coli 0 cfu 100 ml-1 (POVLT, 2009). Voor beide parameters werden hiervoor wel occasionele besmettingen vastgesteld op de verschillende locaties, wat preventieve hygiënisatie noodzakelijk maakt.

Verder kon ook een belangrijk regulatorisch knelpunt worden geïdentificeerd. Zo stelt de sectorgids Autocontrole voor de Primaire Plantaardige Productie (versie 3 dd 29.10.2010) onder punt 4.4.1 een limitatieve oplijsting van mogelijke waterbronnen die gebruikt mogen worden voor irrigatie. Hierbij worden beekwater, open put, boorput, stadswater of regenwater aangehaald. Het is dan ook de vraag hoe de bevoegde administraties (rechtstreeks) gebruik van effluent van wetlands zullen catalogeren.

2.4.1.2 Laagwaardige landbouwkundige toepassingen

Hergebruik als irrigatiewater

Globaal gezien zijn de richtlijnen voor irrigatie bij extensieve toepassingen minder stringent dan voor intensieve toepassingen. Voor een overzicht van de verschillende richtlijnen voor openluchtteelen, grasland, akkerbouw, vollegrondsgroenten, substraattteelt, boomteelt en fruitteelt verwijzen we graag naar Tabel 3. Opnieuw blijft hier echter één van de belangrijkste problemen bij gebruik van water voor irrigatie het zoutgehalte. Aanwezige zouten (ionen) in de bodemoplossing zorgen immers voor een verlaging van de bodemwaterpotentiaal (Ayers & Westcot, 1994; Bradford et al., 2008). Sommige van deze ionen, zoals K+, Ca2+, Mg2+, NO3-

en SO4 2-, zijn voedingselementen voor de planten, andere ionen, zoals bijvoorbeeld Na+ en Cl- zijn dit niet. Een te hoge saliniteit heeft echter een sterke invloed op de plantengroei en –productie en kan een serieus verlies aan opbrengst met zich meebrengen De reactie van

Page 25: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

25 Eindverslag IWT LO 080504

planten op saliniteit (en hun zoutgevoeligheid) verschilt echter tussen verschillende soorten en zelfs tussen cultivars binnen een bepaalde soort. In Tabel 6 worden de EC grenswaarden (100 % opbrengst) en waarden die lagere opbrengsten opleveren, weergegeven voor enkele van de belangrijkste land- en tuinbouwgewassen. Hierbij kan gesteld worden dat de plantengroei lineair afneemt met een stijgende zoutconcentratie boven de grenswaarde.

Indien we de mediane waarden voor zoutgehalte in beschouwing nemen (La: 9,04 mS/cm, Gi: 4,86 mS/cm, Pi: 6,58 mS/cm, WVl: 3,14 mS/cm en Ich: 4 mS/cm), lijken enkel gerst, suikerbiet en eventueel rogge een haalbare kaart te zijn. Indien men vervolgens ook de gebruikte oppervlakte in Vlaanderen en de waterbehoefte in acht neemt is suikerbiet de enige kandidaat voor irrigatie met eindwater van constructed wetlands. Een belangrijke factor die hiervoor dan mee in beschouwing zal moeten worden genomen is de economische haalbaarheid van het transport van het water van de wetlands naar de suikerbietvelden enïdentificeerd worden als hierboven de effectieve noodzaak voor irrigatie van suikerbieten in België. Op regulatorisch vlak kan tenslotte hetzelfde knelpunt geïdentificeerd worden als hierboven aangehaald.

Tabel 6. Relatieve zouttolerantie, EC-grenswaarden i.f.v. de opbrengst, oppervlakte in Vlaanderen en irrigatiebehoefte voor verschillende land- en tuinbouwgewassen (Bernaerts & Demuynck, 2009; D’Hooghe et al., 2007; NIS, 2009; Platteau, 2009; Verlinden, 2005)

Page 26: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

26 Eindverslag IWT LO 080504

Wanneer dit type water zou gebruikt worden voor irrigatie is het echter wel belangrijk te beseffen dat naast een effect op de opbrengst van gewassen een te hoog zoutgehalte in het irrigatiewater eveneens een negatieve invloed heeft op de structuur en de permeabiliteit van de bodem en de kwaliteit van het grondwater. Bij langdurige toediening van hoge dosissen zoutrijk water kan de bodem immers geleidelijk aan verzilten (Ayers & Westcot, 1994; Bradford et al., 2008; De Neve & Cornelis, 2009; Hurton & Turner, 2003). Indien bevloeid wordt met kali- en natriumrijk water, kunnen er bovendien uitwisselingsreacties plaatsvinden aan het contactoppervlak van de kleimineralen in de bodem, waarbij de éénwaardige ionen Na+ en K+ de plaatsen van Ca2+ en Mg2+ zullen innemen. Vooral met Na+ is dit niet zonder risico gezien de grote watermantel van het Na+-ion de kleideeltjes uit elkaar zal drijven waardoor ze in oplossing zullen gaan (= peptisatie). De opgeloste kleimineralen vullen dan alle poriën in de bodemstructuur en de bodem verslempt. Een verslempte bodem is slecht toegankelijk voor lucht en bij indrogen kunnen zich harde kluiten vormen. Dit zorgt voor een slechte aëratie en bemoeilijkt de opkomst van kiemplanten en de wortelgroei, wat de plantengroei uiteindelijk ernstig zal belemmeren. De bewerking van verslempte bodems verloopt ook moeizaam en er kan moeilijk een mooi zaaibed klaargelegd worden (Bradford et al., 2008; De Neve & Cornelis, 2009). Om verslemping te voorkomen wordt als kwaliteitsparameter voor irrigatiewater vaak de verhouding van Na+ op Ca2+ en Mg2+

beschouwd, meer bepaald de natrium adsorptie ratio (NAR). Is deze verhouding te hoog (> 6), dan kan verslemping van de bodem optreden. Bij recirculatie bestaat de kans op hoge NAR-ratio’s (Lazarova & Bahri, 2005; POVLT, 2001; USEPA, 2004).

Voor hergebruik als irrigatiewater voor grasland, akkerbouw, openluchtteelten en fruitteelt zijn geen normen opgelegd voor wat betreft totale hardheid. Voor vollegrondsgroenten en boomteelt werd de norm voor totale hardheid in het effluent dikwijls overschreden.

Wat betreft sporenelementen zijn er in de akkerbouw en fruitteelt geen normen opgelegd. Het water na CW’s bevat echter wel te hoge Fe-gehalten voor hergebruik als irrigatiewater voor vollegrondsgroenten, voor de substraatteelt en voor de boomteelt, opnieuw voornamelijk te Gistel en Ichtegem. Voor het beregenen van grasland vormt ijzer dan weer geen probleem. Het Mn-gehalte van het effluent voldoet aan de normen voor vollegrondsgroenten, maar heel sporadisch vonden overschrijdingen plaats voor de norm voor substraatteelten in Ichtegem, Pittem en Langemark. Ook voor Cu en Zn zijn normen opgelegd voor sommige teelten. Deze parameters vormen echter op geen enkel moment een knelpunt voor hergebruik als irrigatiewater.

Hergebruik als reinigingswater, koelwater en proceswater

Aan reinigingswater (bv. voor stallen, machines en materialen) worden er geen strenge kwaliteitseisen opgelegd (USEPA, 2004), met uitzondering van water dat gebruikt wordt voor de reiniging van pluimveestallen en van de melkinstallatie. Reinigingswater voor pluimveestallen moet immers voldoen aan de drinkwaternormen voor pluimvee. Voor de reiniging van de melkinstallatie en de koeltank eist IKM dat water van een kwaliteit voor

Page 27: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

27 Eindverslag IWT LO 080504

menselijke consumptie wordt gebruikt. Bijgevolg worden momenteel enkel leidingwater en hoog kwalitatief grondwater, hiervoor gebruikt (Gox, 2009; Huits & Nechelput, 2006), en lijkt het onwaarschijnlijk dat in de nabije toekomst andere waterbronnen gebruikt zouden worden Voor alle andere reinigingstoepassingen moet men vooral vanuit praktisch oogpunt mogelijke knelpunten gaan identificeren. Zo is een hoog stikstof en fosfor gehalte ongewenst om eutrofiering en algenbloei in opslagruimtes te vermijden. Verder kan het hoge zoutgehalte aanleiding geven tot zoutneerslag in leidingen wat dan weer op termijn tot verstoppingen kan leiden. Om dezelfde reden kan ook ontijzering aangewezen zijn om zo de kans op verstopping in leidingen en apparatuur te minimaliseren. Hoewel er geen specifieke bacteriologische eisen worden vooropgesteld en de bacteriologische kwaliteit van het eindwater algemeen zeer goed is, is het toch belangrijk om ook preventief te gaan hygiëniseren om bijvoorbeeld onder andere biofilmvorming in leidingen en de groei van Legionella en andere micro-organismen te vermijden/verminderen.

Voor gebruik als koelwater zal een ontharding vereist zijn voor de reiniging en koeling van serres (warm glas), aangezien neerslag op het serreglas leidt tot een verminderde lichtinval en bijgevolg tot een daling van de gewasopbrengst (Derden et al., 2005). Dezelfde opmerkingen rond eutrofiering, verstopping en biofilmvorming gelden ook voor koelwater.

De vereiste kwaliteit voor proceswater is opnieuw afhankelijk van de toepassing. Zo vraagt water voor membraanreiniging een goede kwaliteit (bv. weinig zwevende stoffen) om een efficiënte reiniging te garanderen en de reinigingsfrequentie tot een minimum te beperken (Pearce, 2007). Water voor een luchtwasser mag dan weer niet te hard zijn om kalkaanslag in de basische trap te vermijden. Water na RO is hiervoor dus meer geschikt dan leidingwater. Afhankelijk van de beoogde toepassing en gezien de kwaliteit van het eindwater zal dus een voorbehandeling (bv. filtratie, ontharding, desinfectie) nodig zijn. Als basisvloeistof voor gewasbeschermingsmiddelen daarentegen, die zeer zuur kunnen zijn, wordt water met een hoge hardheid aangeraden, omwille van de goede bufferwerking (Derden et al., 2005). Echter, gezien de hoge zoutdruk zal ook hier een voorbehandeling noodzakelijk zijn.

Samengevat hebben we als deliverable voor verschillende types van hergebruik een evaluatie gemaakt van de mogelijkheden tot hergebruik. Heruit blijkt dat verschillende types van hergebruik een realistische mogelijkheid blijken, mits remediatie van enkele recurrente knelpuntparameters.

2.4.2 BEOORDELING RECUPERATIE EN OPWAARDERING NUTRIËNTEN IN ZUIVERINGSPROCÉDÉS

Gezien de landbouw geconfronteerd wordt met een exponentiële stijging in waarde van basisbemesters, leek het ons in het huidige project interessant om – in beperkte mate- eveneens na te gaan of er geen zinvolle valorisatie mogelijk is van andere spui- en

Page 28: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

28 Eindverslag IWT LO 080504

nevenstromen van mestverwerking. In de interne werking van membraanfiltratie ontstaan er immers spuistromen dewelke selectief aangerijkt kunnen worden met K, P, N of zelfs sporenelementen. Een denkbare valorisatie hiervoor kan het gebruik zijn van deze stromen als vervanger van kunstmest. Dit is zeker interessant indien we de huidige bewegingen bij de Vlaamse en Europese administraties in acht nemen, waar men overweegt om een aantal gegenereerde produkten van digestaat te gaan erkennen als kunstmest.

Om dit na te gaan werden digestaten, dikke fracties van het digestaat na scheiding en na droging, concentraten uit de eerste en tweede membraanfiltratie, en spuiwaters uit de zure en de basische trap van luchtwassers op regelmatige tijdstippen bemonsterd en fysico-chemisch gekarakteriseerd. Per stroom werden de relevante parameters geanalyseerd. Voor het onbehandeld digestaat, de dikke fractie na scheiding en de DiFr na droging werden volgende parameters bepaald: algemene parameters (DS, pH, EC, zoutgehalte), koolstofcomponenten (as, OC), macronutriënten (Ntot, NH4-N, Ptot, K, Ca, Mg, Na), Cl- en sporenelementen (Fe, Mn, Al, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn). De stalen werden genomen in de vergistingsinstallatie Goemaere Eneco Energie (GEE) te Diksmuide op twee verschillende tijdstippen. Voor het concentraat uit eerste membraanfiltratie en uit tweede filtratie werden volgende parameters bepaald: algemene parameters (DS, dichtheid, pH, EC, zoutgehalte), koolstofcomponenten (SS, as, OC, COD), macronutriënten (Ntot, NH4-N, NO3-N, Ptot, K, Ca, Mg, Na, SO4), Cl- en sporenelementen (Fe, Mn, Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn). Deze stalen waren afkomstig van GEE en van de vergistingsinstallatie Mandel Eneco Energie (MEE) te Roeselare. Aangezien MEE anno 2010 nog in opstart was, kon er in deze installatie slechts één maal representatief concentraat genomen worden. De concentraten te GEE werden op twee verschillende tijdstippen bemonsterd. Voor het spuiwater uit de zure en de basische trap van de luchtwasser werden volgende parameters bepaald: algemene parameters (dichtheid, pH, buffercapaciteit tot pH 4,3 en tot pH 8,3, EC, zoutgehalte), koolstofcomponenten (SS, COD), macronutriënten (Ntot, NH4-N, SO4) en Cl-. De stalen werden genomen te MEE op drie verschillende tijdstippen.

Uit de resultaten blijkt dat het concentraat uit de eerste membraanfiltratie potentieel biedt als N-K-houdende kunstmest. Het stikstofgehalte lag tussen de 5,9 en 6,4 kg N ton-1 VS, wat in grootteorde vergelijkbaar is met varkensmengmest (5-10 kg N ton-1 VS; Lemmens et al., 2007). Het stikstofwerkingspercentage was gemiddeld 82 %, wat hoger is dan dat voor dierlijke mest (65 %; Lemmens et al., 2007). Spuiwater uit de zure trap van de luchtwasser biedt potentieel als N-S-houdende kunstmest. Het stikstofgehalte bedroeg 13-17 kg N ton-1

VS met een stikstofwerkingspercentage van nagenoeg 100 %, overeenkomstig literatuurgegevens (LNV, 2009). Het spuiwater uit de basische trap van de luchtwasser en het concentraat uit de tweede membraanfiltratie waren arm aan nutriënten. Deze stromen bieden daarom als dusdanig weinig potentieel als meststof.

Hoewel digestaat tot op heden nauwelijks wordt toegevoegd aan de basisbemesting (‘dierlijke mest’ in het Mestdecreet), blijkt uit de resultaten dat het aanvullend gebruik van deze stroom voordelig kan zijn. Voordelen bij het gebruik van digestaat t.o.v.

Page 29: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

29 Eindverslag IWT LO 080504

varkensmengmest zijn onder meer de hogere C:N-verhouding (11 vs. 4,9) en het hogere stikstofwerkingspercentage (81 % vs. 65 %). Immers, tijdens de vergisting worden in hoofdzaak gemakkelijk afbreekbare organische verbindingen omgezet in biogas, maar blijven complexe verbindingen (zoals lignine) na, waardoor de bodemverbeterende eigenschappen in het digestaat behouden blijven (Bries, 2010; Hjorth et al., 2009; WPA, 2007). Daarnaast komt tijdens de vergisting organisch gebonden stikstof vrij onder de vorm van NH4-N, dat direct beschikbaar is voor het gewas (WPA, 2007). De geanalyseerde dikke fracties beschikten over een hoger fosfaatgehalte in verhouding tot het stikstofgehalte. Naargelang het gewastype, zou men als basisbemesting dus kunnen gebruik maken van een optimale combinatie van varkensmengmest, digestaat en dikke fractie digestaat, uitgaande van de N:P:K-verhouding en de C:N-verhouding van deze producten.

De geanalyseerde dikke fracties, concentraten en spuiwaters voldeden allen aan de samenstellings- en gebruiksvoorwaarden voor zware metalen bij gebruik als meststof of bodemverbeterend middel (Bijlage 4.2.1.A van het VLAREA, 2004). Enkel voor Ni werd voor één staal gedroogde dikke fractie een zeer lichte overschrijding van de samenstellingsnorm vastgesteld.

Hoewel we ons maar kunnen baseren op een gelimiteerd aantal analyses kunnen toch reeds enkele mogelijke knelpunten geïdentificeerd worden.

Bij gebruik van concentraat uit eerste membraanfiltratie in de landbouw zou het kaliumgehalte – in functie van het reeds toegediende kaliumgehalte via de basisbemesting- limiterend kunnen zijn. Te hoge concentraties aan kalium kunnen immers leiden tot verhoogde NAR-ratio’s en verslemping van de bodem (Lazarova & Bahri, 2005; POVLT, 2001; USEPA, 2004). Afhankelijk van de samenstelling van de basisbemesting en de eigenschappen van de bodem zal aldus meer of minder concentraat als ‘kunstmeststof’/’andere meststof’ kunnen worden gedoseerd.

Bij het gebruik van zuur spuiwater in de landbouw zou het zwavelgehalte een limiterende factor kunnen zijn. Een overmaat aan zwavelmeststoffen levert immers een onnodige extra verzuring van de bodem (LNV, 2009). Daarom dient men de voor het gewas geadviseerde zwavelgift te geven, gebaseerd op grondonderzoek of op de zwavelbalans van het perceel. Dierlijke mest levert echter vaak te weinig zwavel en bovendien is deze niet direct beschikbaar voor het gewas (pas na mineralisatie). Gewassen hebben echter in hoofdzaak in het voorjaar, bij het begin van de groei van het gewas, behoefte aan zwavel. Tegenwoordig wordt daarom gebruik gemaakt van artificiële (NH4)2SO4, die direct beschikbaar sulfaat levert voor de plant. Gebruik van zuur spuiwater kan hiervoor een duurzaam alternatief vormen. Wel zal men moeten rekening houden met de verzurende en corrosieve werking van dit spuiwater, waardoor corrosiebestendige toedieningsapparatuur dient te worden gebruikt en contact met de mens en het gewas moet vermeden worden. Neutralisatie van het zuur spuiwater door opmenging met het basisch spuiwater (pH ± 9) zou hiervoor een oplossing kunnen bieden

Page 30: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

30 Eindverslag IWT LO 080504

Ook de hoeveelheid zouten die via de meststof worden toegediend aan de bodem kunnen limiterend werken en verzilting en verslemping van de bodem veroorzaken alsook de gewasopbrengst ernstig verminderen. De EC-waarde van het zuur spuiwater te MEE schommelde tijdens de onderzoeksperiode tussen 73 en 106 mS cm-1. Opmenging met andere (zoutarme) meststoffen is in dit geval dan ook vereist. Ook het basisch spuiwater beschikte over een hoge EC-waarde (67-68 mS cm -1), veroorzaakt door chloriden afkomstig van de oxidatieve trap van de luchtwasser (dosering NaOCl). Het concentraat uit eerste membraanfiltratie beschikte over een EC van 54-66 mS cm-1, wat allemaal hoger is dan het gemiddelde bereik voor varkensmengmest (30-50 mS cm-1).

Samengevat hebben we als deliverable binnen dit werkpakket een eerste aanzet gegeven tot het bestuderen van potentiële recuperatie van nutriënten uit agrarische nevenstromen. Deze eerste resultaten schetsen een positief beeld betreffende toekomstige nutriëntrecuperatie. Verder onderzoek zal dit echter verder moeten staven/uitdiepen, waarbij ook economische en regelgevende aspecten belicht zullen dienen te worden.

2.5 WP-5 VALORISATIE EN COMMUNICATIE

Dit werkpakket zal uitgebreid becommentarieerd worden in partim II: het valorisatieverslag.

Page 31: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

31 Eindverslag IWT LO 080504

PARTIM II.HET VALORISATIE VERSLAG

Page 32: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

32 Eindverslag IWT LO 080504

3 INLEIDING

In het valorisatieverslag zal aangetoond worden op welke wijze de resultaten benut kunnen/zullen worden in Vlaanderen, zowel door de projectuitvoerder(s) als door de leden van de gebruikerscommissie en de brede doelgroep van land- en tuinbouwbedrijven. Het doel van het valorisatieverslag is om na afloop van het project te kunnen nagaan in hoeverre de doelstellingen qua meerwaarde bij de doelgroep (de economische en - indien relevant - ook de ecologische en sociale meerwaarde) gerealiseerd werden of zullen worden. Het dient volgende aspecten te bevatten:

1) een beschrijving van de evolutie van het valorisatieperspectief t.o.v. het perspectief geschetst in de projectaanvraag

2) een overzicht van de verwachte resultaten op korte en (middel-) lange termijn en van de activiteiten die tot doel hebben deze resultaten te valoriseren bij de doelgroep

3) een beschrijving van de stappen die de projectuitvoerder(s) hebben ondernomen of zullen ondernemen om de projectresultaten nationaal en/of internationaal juridisch te beschermen

3.1 EVOLUTIE VALORISATIEPERSPECTIEF

De productie van nagezuiverde effluenten in de full-scale praktijk en de ontwikkeling van technologie daartoe werd reeds ontwikkeld in kader van voorgaande IWT projecten (IWT 60233 ; IWT 60885). De beoordeling van deze effluenten naar hergebruik toe, alsook in kaart brengen van de hergebruikopties was het vooropgestelde valorisatie doel van het huidige voorstel. Ook de beoordeling of er voor bepaalde parameters in functie van hergebruikopties bijkomende stappen nodig zijn, en in welke technologische richting dit dient gestuurd te worden, maakten deel uit van dit onderzoek.

Er werd vooropgesteld om een beoordelingsmatrix te creëren waaraan de karakteristieken van gezuiverde effluenten kunnen gespiegeld worden om hun bruikbaarheid voor diverse toepassingen te toetsen. Hierbij moest ook de mogelijkheid van het toepassen van napolijstingstechnieken belicht worden en moest de economische impact van de noodzakelijke investeringen op het rendement van het bedrijf in kaart worden gebracht.

Om deze beoordelingsmatrix praktisch implementeerbaar te maken en beschikbaar voor het gehele publiek, werd besloten dit te implementeren in een webtool toepassing: de watertool. Deze wordt na inschrijving gratis ter beschikking gesteld aan het grote publiek. In deze watertool kunnen individuele gebruikers hun waterkwaliteit aftoetsen aan de richtlijnen voor verschillende types hergebruik. In één oogopslag worden vervolgens de probleem parameters geïdentificeerd en kan men verdere uitleg verkrijgen over deze parameter.

Page 33: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

33 Eindverslag IWT LO 080504

Voorts wordt ook aangegeven met welke behandelingstechniek de knelpuntparameter verholpen kan worden. Tenslotte wordt ook een richtkostprijs voor de behandeling opgegeven en vindt de gebruiker contactgegevens van mogelijke leveranciers. De officiële lancering van www.watertool.be gebeurde eind januari 2011. Het bezoekersaantal steeg vooral na de grote promotiecampagne in de periode april – juni 2011. Om ervoor te zorgen dat het aantal bezoekers op peil blijft en ook nieuwe gebruikers hun weg vinden worden continu inspanningen geleverd:

Bij een uitslag van een wateranalyse uitgevoerd door het labo van Inagro, wordt de flyer meegestuurd.

Op landbouwbeurzen wordt de flyer ter beschikking gelegd. Op infomomenten rond het thema water wordt verwezen naar de watertool en wordt

de flyer ter beschikking gelegd.

De maandelijkse historiek toont duidelijk het valorisatiepotentieel aan.

Fig 6. Maandelijkse historiek van het bezoekersaantal van watertool.be

De hierboven vermelde cijfers en het aandeel aan recurrente bezoekers tonen een duidelijke interesse van een brede doelgroep en de bijhorende valorisatie aan. Wij geloven dan ook dat de huidige tool in combinatie met het gewijzigde Grijswaterdecreet voor de landbouw op korte termijn zou kunnen leiden tot nieuwe toepassingen / inititatieven voor hergebruik voor verschillende doeleinden op bedrijfsniveau.

Page 34: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

34 Eindverslag IWT LO 080504

Om dit te concretiseren werd er binnen het huidige project besloten om niet alleen oriënterend te gaan werken, maar ook over te gaan tot de uitwerking en praktische opstelling van een case study te Pittem.

In samenwerking met VLAKWA en Inagro kon ons gedurende een periode van drie weken een pilootinstallatie ter beschikking worden gesteld. Deze piloot omvatte een zandfilter, een aktief kool filter, een ontharder, ultrafiltratie en omgekeerde osmose unit. In verschillende combinaties/volgordes werd het eindwater van het constructed wetland te Pittem doorheen de piloot geleid. Op ieder punt van de cascade werden op regelmatige basis fysico-chemische en bacteriologische analyses uitgevoerd om aldus de doeltreffendheid van de techniek op de geïdentificeerde knelparameters na te gaan. Bovendien konden we zo een beter/realistischer inzicht krijgen in de praktische knelpunten en de economische implicaties van nabehandeling. Een belangrijke observatie hierbij was dat de meer gespecialiseerde technieken (RO, UF,…) wel efficiënt waren, doch de praktische haalbaarheid weinig reëel lijkt in de dagelijkse werking van het landbouwbedrijf. Bovendien drijven dergelijke technieken het totale kostenplaatje te sterk op waardoor landbouwers niet geneigd zullen zijn dergelijke investeringen door te voeren. Dit traject ter valorisatie/utilisatie was niet opgenomen in de originele projectaanvraag, maar kon toch gerealiseerd worden door het lager aantal staalnamepunten dan oorspronkelijk geanticipeerd (zie wetenschappelijk-technisch verslag). Hierdoor kreeg het project alsnog een extra praktijkgerichte dimensie en een extra valorisatie troef.

3.2 OVERZICHT VERWACHTE RESULTATEN EN ACTIVITEITEN TER VALORISATIE

Een belangrijk aspect van valorisatie is de goede transfer van de bevindingen voortvloeiend uit het onderzoek naar de landbouwpraktijk. Hiertoe werden verschillende initiatieven vooropgesteld. Eerst en vooral werden gedurende de duur van het project op regelmatige tijdstippen vergaderingen belegd met de leden van de gebruikerscommissie om de voortgang van het project en de vergaarde info toe te lichten en tegelijkertijd de vinger aan de pols te houden bij de verschillende behoeften van de leden van de gebruikerscommissies. Een overzicht van de verslagen vindt U op http://users.ugent.be/~emmichel/. Omdat de uiteindelijke doelgroep van het project per definitie breder is dan enkel de leden van de gebruikerscommissie, werd eveneens een uitgebreide communicatie strategie voorzien. Dit resulteerde in potentieel nieuwe samenwerkingsvormen en de opstart van concrete praktijktoepassingen met het oog op het verhogen van de competitiviteit van de landbouwbedrijven en duurzame ontwikkeling. Bovendien gaf dit ook aanleiding voor gesprekken rond concrete nieuwe samenwerkingsvormen voor verder onderzoek. Elk van deze aspecten zullen hieronder besproken worden.

Page 35: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

35 Eindverslag IWT LO 080504

3.2.1 ACTIVITEITEN VAN KENNISOVERDRACHT

Om de beoogde doelgroep optimaal te bereiken werd beslist om via rechtstreekse contactmomenten de doelgroep te benaderen. Dit deden we via 1) open bedrijven dag 2010, 2) deelname aan (inter)nationale congressen/studiedagen, vaak specifiek gericht op een landbouwpubliek, 3) geschreven nationale en internationale vakbladen en 4) een publiciteitscampagne voor de ontwikkelde webtool. De diverse benaderingen zullen hieronder verder toegelicht worden.

Openbedrijvendag 2010

Innova Manure (lid van de gebruikerscommissie) deed met één van zijn sites te West-Vleteren in 2010 mee aan Openbedrijvendag. Op dit evenement werd het IWT onderzoek uitgebreid toegelicht. Concreet werd er in het veld een stand opgezet. De bezoekers werden langs de stand geleid, waarheen via pancartes en uitleg in eenvoudige taal het project en de resultaten werden toegelicht. Binnenin een hangar werden ook verschillende posters opgehangen die het gehele project verder toelichtten. De openbedrijvendag was een groot succes, met een geraamd bezoekersaantal van 2500, waarbij naast particuliere deelnemers eveneens een groot aantal landbouwers en administraties aanwezig waren. Het project genoot veel aandacht met veel vraagstelling en concrete interesse, wat dus een bewijs is van de goede verspreiding van het onderzoek naar de doelgroep.

Fig 7. Sfeerbeelden openbedrijvendag 2010

Deelname aan (inter)nationale congressen/studiedagen/beurzen

Deelname aan congressen/studiedagen zijn een alternatieve manier om verschillende doelgroepen te bereiken. Hierbij hebben we ons zo veel mogelijk (doch niet exclusief) toegespitst op congressen die rechtstreeks de beoogde landbouwdoelgroep en organisaties bereikten.

Page 36: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

36 Eindverslag IWT LO 080504

Michels, E. & Meers, E. (2011). Instituut voor permanente vorming. Manure processing through constructed wetlands: past, present and future. Januari 14, Gent.

Michels, E. & Meers, E. Opwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverking tot herbruikbaar water voor de landbouw. (2010). Overlegplatform Water, Innovatiesteunpunt Boerenbond, September 3, Westvleteren.

Michels, E. & Meers, E. (2010). Manure processing to reusable water using constructed wetlands. (2010). Belgian Committee oft he International Water Association (BIWA), May 31, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Universiteit Gent, Gent.

Meers, E. (2011). Matchmaking Vlaamse en Nederlandse organisaties en bedrijven in de watersector. Matchmaking Belgium-Netherlands “Energy & Water”, TNAV, May 17, Breda, The Netherlands. Oral presentation.

Michels, E., Meers, E. & Tack, F.M.G. (2010). Verwerking van mest tot loosbaar/herbruikbaar water. Openbedrijvendag Innova Manure, October 4, Westvleteren.

Meers E., Michels E., Huits, D. & Pollentier, A. (2011). Manure processing to reusable water using constructed wetlands. Water/Energie Infodag, Innovatiesteunpunt voor Land- en Tuinbouw (BB), March 8, Oostmalle.

Tolpe, I., Michels, E. & Meers, E. (2011). Constructed wetlands voor zuivering van mest tot herbruikbaar water. Infodag Innovatieve Veehouderij, Innovatiesteunpunt voor Land- en Tuinbouw (BB), June 8, Diocesaan Centrum Groenhove, Torhout.

Pollentier A., Trefdag ‘Landbouw en Milieu’ (Proclam vzw), vooraankondiging watertool. 26 november 2010, Rumbeke,

Huits D., Voorstelling watertool aan deelnemers project Dur’Agriso. 28 januari 2011, Poperinge,

Pollentier A., Voorstelling op raad van bestuur Vlakwa vzw. 3 februari 2011, Brugge

Huits D., Vandevoorde A.-S., Energie|Waterinfodag (Innovatiesteunpunt), Toelichting watertool op einde van de infosessies ‘Drainagewater’ en ‘Kostprijs van alternatief water via wateraudit’. Beide sessies werden twee maal gegeven. 8 maart 2011, Oostmalle

Huits D., Toelichting watertool + meegeven van flyer op infomoment ‘Hergebruik waswater in de preiteelt: mogelijkheden’. 10 maart 2011, Rumbeke,

Huits D., Het juiste water op de juiste plaats (Departement Landbouw en Visserij, Afdeling Duurzame Landbouwontwikkeling), toelichting watertool + meegeven van flyer. 11 maart 2011, Zwevegem

Pollentier A., Huits D., Toelichting watertool op intern vormingsmoment medewerkers POVLT. 25 maart 2011, Rumbeke

Huits D., Toelichting watertool op contactoverleg intermediaire medewerkers rond thema water in de Westhoek. 28 maart 2011, Esen

Page 37: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

37 Eindverslag IWT LO 080504

Pollentier A., Huits D., Watermarkt, toelichting watertool + ronddelen flyer. 31 mei 2011, Poperinge

Vandevoorde A.-S., Innovatieve veehouderij (Innovatiesteunpunt), Toelichting watertool op einde van de infosessies ‘Ontijzeren van water’ en ‘Drainagewater als bron op veeteeltbedrijven’. 8 juni 2011, Torhout

Beurzen:

POVLT, 13-16 januari 2011 : Agriflanders Gent; aankondiging watertool met flyer en online-applicatie.

POVLT, 29-31 januari 2011 : Landbouwsalon Roeselare; flyer.

Via mondelinge contributies aan twee internationale congressen kon tenslotte ook een breed wetenschappelijk publiek kennismaken met het project.

Michels, E., Meers, E., Huits, D. & Tack, F.M.G. Manure processing to reusable water using constructed wetlands (2010). 7th International Conference on Phytotechnologies. September 26-29, Parma, Italy, p. 35.

Meers, E., Michels, E., Huits,D., Pollentier, A. & Tack, F.M.G . (2010) Manure processing to reusable water using constructed wetlands. ISEI7 – 7th International Conference on Ecological Informatics. December 13-16, Ghent, Belgium, p27.

Op het congres van Parma werden bovendien contacten gelegd met de Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Departamento de Química e Bioquímica. Deze partij zou bereid zijn om kosteloos het gehalte aan antibiotica in het eindwater te onderzoeken. De mogelijke aanwezigheid van antibiotica in het eindwater en de hierbij horende gevolgen voor hergebruik was één van de bezorgdheden die geopperd werden gedurende de gebruikerscommissies. Het ontbrak ons echter aan budget en expertise om dergelijke analyses uit te voeren. Via dit contact zal dit op korte termijn toch kunnen plaatsvinden.

Geschreven nationale en internationale vakbladen

Naast mondelinge verspreiding van de gegevens werd er ook via nationale vakbladen ruchtbaarheid gegeven aan het onderzoek.

Michels, E. & Meers, E. (2010). Verwerking van mest tot herbruikbaar water: mythe of realiteit. Aquarama, 50, 98-99.

Pollentier, A., Michels, E. & Meers, E. (2010). Een glaasje gerecycleerd water ? Landgenoten, Winter editie, 17.

Michels, E., Meers, E., Tolpe, I. & Tack, F.M.G. (2010). Mestverwerking, landbouw en natuur hand in hand. Landbouw & Techniek, 13, 11-13

Page 38: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

38 Eindverslag IWT LO 080504

Huits D., www.watertool.be selecteert voor u de geschikte waterbehandeling, Jaarverslag 2010 POVLT-Beitem, p 28.

Huits D., nieuwe tool voor waterbehandeling, Jaarboek provincie West-Vlaanderen 2011, p 128

Huits D., www.watertool.be selecteert de geschikte waterbehandeling voor jouw bedrijf, Landbouw&Techniek 03, 11 februari 2011, p52.

Huits D., Pollentier A., www.watertool.be online vanaf eind februari, Goentemail Beitem, jaargang 7 nr 6, p9.

Huits D., Afwijkende wateranalyses: wat nu?, ProeftuinNieuws 08, 15 april 2011, p 26

Om te kunnen publiceren in internationale tijdschriften met een voldoende hoge impact factor werd geopteerd om te wachten op de beschikbaarheid van de volledige dataset. Wij plannen dan ook om binnen afzienbare termijn verschillende internationale publicaties te destilleren uit de ruime dataset. Gezien er ook reeds een pilootstudie voor effectief hergebruik werd uitgevoerd behoort een publicatie over deze topic ook tot de mogelijkheden. In het kader van recuperatie van nutrienten werd wel reeds volgende paper geschreven:

Vaneeckhaute, C., Meers, E., Michels, E., Christiaens, P. & Tack, F.M.G. (2012). Fate of macronutrients in water treatment of digestate using vibrating reversed osmosis. Water Air and Soil Pollution, accepted for publication.

Tijdens de onderzoeksperiode werd er eveneens twee master scriptie uitgevoerd rond het onderzoeksthema (Céline Vaneeckhaute & Atsede Teshale, begeleiding Evi Michels en Prof. Meers). De masterscriptie van Céline Vaneeckhaute werd de winnaar werd van de derde TNAV scriptieprijs (16 december 2010) rond water- en slibtechnologie. De doorslaggevende beoordelingscriteria waren: bruikbaarheid van het eindwerk als dusdanig, de toepasbaarheid van de bevindingen, de originaliteit van het werkstuk met de eigen inbreng van de kandidaat én het aspect duurzaamheid.

3.2.2 BEOORDELING ANDERE AGRARISCHE EFFLUENTEN

In het luik “toekomstperspectieven” in de projectaanvraag werd aangegeven dat er naast gezuiverde effluenten van mestverwerkingsinstallaties nog tal van andere agrarische nevenstromen zijn die geschikt kunnen zijn voor opwaardering tot hergebruik. Door de gerichte externe communicatie bij het project werden aldus contacten gelegd met het proefcentrum voor Sierteelt om na te gaan of de vooropgestelde methodiek eveneens geïmplementeerd kan worden in de context van de sierteelt.

Page 39: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

39 Eindverslag IWT LO 080504

Vanuit het beleid wordt ingezet op maximaal recirculatie en hergebruik van spuiwaters binnen de sierteelt. Dit is echter niet mogelijk op alle bedrijven. Bovendien kunnen bedrijven die op grondwater aangewezen zijn (geheel of gedeeltelijk) omdat ze niet voldoende ruimte hebben voor een (voldoende grote) regenopslag, veel minder lang recirculeren omwille van opstapeling van bepaalde elementen. Deze moeten dus vaker gaan spuien. Een mogelijke piste is dan ook om na te gaan of dergelijk spuiwater niet eerst kan opgezuiverd worden met een kleinschalig constructed wetland, waarna een grondige karakterisatie van het effluent uitsluitsel zou kunnen geven over de mogelijkheden van recirculatie.

Gezien een dergelijk project de competitiviteit van de betrokken sierteelt bedrijven sterk zou kunnen verhogen, wordt momenteel overwogen om samen met de betrokken partijen een kleinschalig KMO project in te dienen rond een concrete testcase met een cluster van azalea bedrijven te Lochristi.

3.2.3 VERDERE PRAKTIJKTOEPASSINGEN VOOR NABEHANDELING

Gebaseerd op de resultaten van de proeven met de VLAKWA pilootinstallatie konden we reeds enkele belangrijke conclusies trekken (zie 3.1). Voortbouwend op deze resultaten kunnen alternatieve scenario’s (~economisch aantrekkelijkere scenario’s) naar voor geschoven worden (vb. versnijding effluent met drainwater). Wij plannen dan ook nieuwe test cases op de andere landbouwbedrijven die opgenomen waren binnen het huidige landbouwonderzoek, specifiek toegespitst op deze alternatieve scenario’s. Hierbij is het belangrijk op te merken dat de betrokken landbouwers zeer enthousiast zijn over deze piloot studies, gezien bij velen de watersnood steeds hoger wordt en zij aldus beseffen dat er dringende actie vereist is om hun bedrijf leefbaar te houden.

Verder zal er in samenwerking met VMW vermoedelijk begin 2012 een alternatieve nabehandelings pilot opgesteld worden te Gistel (één van de test sites) met als doel eindwater van constructed wetlands effectief te gaan implementeren als drinkwater voor varkens.

Op het vlak van nutriëntrecuperatie werd er recent een MIP project aangevraagd en bekomen (Nutricycle). In dit project waarbij Universiteit Gent optreedt als hoofdaanvrager zal nagegaan worden hoe micro- en macronutriënten uit mest- en digestaatderivatieven kunnen gerecupereerd en gevaloriseerd worden als hernieuwbare/biobased alternatieven ter vervanging van kunstmeststoffen (cradle-to-cradle filosofie).

3.3 JURIDISCHE BESCHERMING

Page 40: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

40 Eindverslag IWT LO 080504

3.3.1 BESTAANDE INTELLECTUELE EIGENDOMSRECHTEN

De technologie voor verwerking van mest tot nagezuiverde loosbare effluenten was reeds het onderwerp van voorafgaand onderzoek, waarbij de intellectuele eigendomsrechten bij de diverse constructeurs liggen en blijven. Deze innovaties maken immers deel uit van hun bedrijfseigen IP management. De insteek van het huidig onderzoek was een evaluatiekader te creëren voor de beoordeling van hergebruikopties van nagezuiverde effluenten, ongeacht het (reeds bestaande) technische voortraject.

3.3.2 BESCHERMING NIEUWE KENNIS EN PROJECTRESULTATEN

De beoordeling van de hergebruikopties en de parameters die deel uitmaken van deze beoordeling (beoordelingsmatrix) zullen ruim verspreid worden en maken geen deel uit van afgeschermde intellectuele eigendom. De kenniscentra zullen de voortvloeiende bevindingen in samenspraak met de direct betrokkenen binnen de gebruikerscommissie ter publicatie uitdragen. Inzichten in de interne werking van de zuiveringsprocessen zelf die deel uitmaken van de case-studies worden echter onder geen beding uitgedragen, ter bescherming van de technologische leden van de gebruikerscommissie. Indien bij verder onderzoek optimalisaties van bestaande procédés gebeuren door nageschakelde technieken te plaatsen voor verdere opwaardering van het geproduceerde effluent, zal de communicatie steeds geschieden in overleg met de diverse constructeurs alvorens breder te verspreiden binnen de gebruikerscommissie en vervolgens daarbuiten.

Page 41: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

41 Eindverslag IWT LO 080504

4 REFERENTIELIJST

AYERS, R.S. & WESTCOT D.W. (1994). Water quality for agriculture. Irrigation and Drainage. Paper 29 Rev. 1, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy, 174p.

BERNAERTS E. & DEMUYNK E. (2009). Landbouwrapport 2008: Akkerbouw. Rapport, Departement Landbouw en Visserij, Brussel, België, 25p.

BRADFORD S.A., SEGAL E., ZHENG W., WANG Q.Q., HUTCHINS S.R. (2008). Reuse of concentrated animal feeding operation wastewater on agricultural lands. Journal of Environmental Quality, 37(5), 97-115.

BRIES J. (2010). Organische stof en bodemvruchtbaarheid: mogelijkheden en beperkingen met eindproducten van de mestverwerking. Voordracht, Bodemkundige Dienst van België, studiedag: ‘Wat rest na mest’, Brugge, België, januari, 2010.

DECKERS S. & VERGOTE J. (2006). Waterkwaliteit voor beregening. Landbouw & Techniek, 02, 36-37.

DE NEVE & CORNELIS (2009). Bodemkunde en bodemfysica. Cursus, UGent, België, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, 345p.

DERDEN A., GOOVAERTS L., VERCAEMST P., VRANCKEN K. (2005). Best beschikbaretechnieken voor de glastuinbouw. Studie BBT-Kenniscentrum, Vlaams Instituut voor Technologische Ontwikkeling, Gent, België, Academia Press, 2005, 336p.

DGZ (2009). Kwaliteitsparameters en gezondheidsrisico’s. Tabel opgesteld in kader van dit project, Dierengezondheidszorg, Callens J., Vlaanderen, België, september, 2009.

D’HOOGHE J., WUSTENBERGHS H., LAUWERS L. (2007). Inschatting van het watergebruik in de landbouw op basis van nieuwe en geactualiseerde kengetallen per landbouwactiviteit. Studie uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse Milieumaatschappij, MIRA, MIRA/2007/04, ILVO, 80p.

GOM (2004). Alternatieven voor diep grondwater in West-Vlaanderen. Actiepuntennota, Provinciale Ontwikkelingsmaatschappij, Kenniscentrum Rationeel Waterbeheer, West-Vlaanderen, België, september, 2004, 24p.

GOX (2009). Regenwaterrecuperatie in de pluimveehouderij. Project, Provincie Antwerpen, Departement Welzijn, Economie en Plattelandsbeleid, Vlaanderen, België, december, 2009, 28p.

HILL V.R. & SOBSEY M.D. (2001). Removal of Salmonella and microbial indicators in constructed wetlands treating swine wastewater. Water Science and Technology, 44(11-12), 215-222.

HJORTH M., CHRISTENSEN K.V., CHRISTENSEN M.L., SOMMER S.G. (2010). Solid-liquid separation of animal slurry in theory and practice. A review. Agronomy for Sustainable Development, 30, 153–180.

Page 42: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

42 Eindverslag IWT LO 080504

HUITS D. & NECHELPUT H. (2006). Water elke druppel telt: Melkveehouderij. Tips om duurzaam om te gaan met water op een melkveebedrijf. Vlaamse Milieumaatschappij Afdeling Water, Vlaanderen, België, 24p.

HUITS D. (2009). Opwaardering van gezuiverde effluenten uit de mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw. Provinciaal Onderzoeks & Voorlichtingscentrum voor Land- en Tuinbouw, voordracht, gebruikerscommissie IWT/CLO project (080504), Rumbeke, België, oktober, 2009.

HURTON C.H. & TURNER C. (2003). Manure management. Treatment strategies for sustainable agriculture. Bedford, UK, Lister and Durling Publishers, 410p.

IKB (2006). Kwaliteit & regelgeving: Drinkwater. Brochure, Integrale KetenBeheersing, Zeist, Nederland, 3p.

KADLEC R.H. & REDDY K.R. (2001). Temperature effects in treatment wetlands. Water Environment Research, 73(5), 543-557.

LAZAROVA V. & BAHRI A. (2005). Water reuse for irrigation: Agriculture, landscapes and turf grass. Florida, USA, CRC Press, 406p.

LEMMENS E., CEULEMANS J., ELSLANDER H., VANASSCHE S., BRAUNS E., VRANCKEN K. (2007). Best beschikbare technieken (BBT) voor mestverwerking. Studie BBTKenniscentrum, Vlaams Instituut voor Technologische Ontwikkeling, Gent, België, Academia Press, 335p

LESAGE E., ROUSSEAU D.P.L., MEERS E., TACK F.M.G., DE PAUW N. (2007). Accumulation of metals in a horizontal subsurface flow constructed wetland treating domestic wastewater in Flanders, Belgium. Science of the Total Environment, 380, 102–115.

LNV (2009). Spuiwater uit de chemische luchtwasser: stikstofhoudende zwavelmeststof (ammoniumsulfaatoplossing). Etiket/afleverbewijs/gebruikshandleiding, Ministerie van Leefmilieu, Natuur en Voedselkwaliteit, 2p.

MIRA-T (2007). Milieurapport Vlaanderen. Indicatorrapport, Vlaamse Milieumaatschappij, Vlaanderen, België, 158p.

MIRA-T (2008). Milieurapport Vlaanderen. Indicatorrapport Vlaamse Milieumaatschappij, Vlaanderen, België, 164p.

MOHAPOATRA M., ANAND S., MISHRA B.K., GILES D.E., SINGH P. (2009). Review of fluoride removal from drinking water. Journal of Environmental Management, 91(1), 67-77.

NIS (2009). Definitieve resultaten van de landbouwenquête van mei 2008. Persbericht, Nationaal Instituut voor de Statistiek, 1 juli, 2009, 3p.

PCG (2007). Opvang en opslag van hemel- en drainagewater: onderdeel van duurzaam watergebruik op het tuinbouwbedrijf. Rapport, Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt, 64p.

PEARCE G. (2007). Introduction to membranes: Water and wastewater - RO pre-treatment. Filtration & Separation, 44(7), 28-31.

Page 43: Eindverslag IWT LO 080504emmichel/IWT CLO 080504... · Web viewOpwaardering van gezuiverde effluenten uit mestverwerking tot herbruikbaar water voor de landbouw IWT-LO 080504 Michels,

43 Eindverslag IWT LO 080504

PETERSEN S.O., SOMMER S.G., BÉLINE F., BURTON C., DACH J., DOURMAD J.Y., LEIP A., MISSELBROOK T., NICHOLSON F., POULSEN H.D., PROVOLO G., SØRENSEN P., VINNERÅS B., WEISKE A., BERNAL M.P., BÖHM R., JUHÁSZ C., MIHELIC R. (2007).Recycling of livestock

PLATTEAU J. (2009). Landbouwrapport 2008: Tuinbouw. Rapport, Departement Landbouw en Visserij, Brussel, België, 32p.

POVLT (2001). Praktijkgids irrigatie vollegrondsgroenten. Praktijkgids, Provinciaal Onderzoeks & Voorlichtingscentrum voor Land- en Tuinbouw, 107p.

POVLT (2009). Laboratoriumnormen Water. Provinciaal Onderzoeks & Voorlichtingscentrum voor Landen Tuinbouw. Verkregen op aanvraag via Desmyter E. (september 2009).

POVLT (2010). Database: kwaliteit van waterbronnen in West-Vlaanderen. Provinciaal Onderzoeks & Voorlichtingscentrum voor Land- en Tuinbouw. Verkregen op aanvraag via Pollentier A. (maart 2010).

STEIN O.R., BORDEN-STEWARD D.J., HOOK P.B., JONES W.L. (2007). Seasonal influence on sulfate reduction and zinc sequestration in subsurface treatment wetlands. Water Research, 41, 3440-3448.

SUNDARAVADIVEL M. & VIGNESWARAN S. (2001). Constructed wetlands for wastewater treatment. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 31, 351-409.

USEPA (2004). Guidelines for water reuse. Report 625/R-04/108, USEPA, Cincinnati, OH, 2004, 274p.

VAN GINDERACHTER N. (2008). Recirculatie van water in de glastuinbouw: Winst voor u en het milieu. Rapport, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Beleidsdomein Landbouw en Visserij, Vlaanderen, België, 48p.

VERLINDEN G. (2005). Valorisatie van resteffluenten afkomstig van de mestverwerking. Eindrapport, Bodemkundige Dienst van België, West-Vlaamse Proeftuin voor Industriële Groenten vzw, Interprovinciaal Proefcentrum voor de Aardappelteelt vzw in opdracht van VLM (Mestbank), 37p.

VMM (2006). Grondwaterbeheer in Vlaanderen: het onzichtbare water doorgrond. Vlaamse Milieu Maatschappij Afdeling Water, Aalst, België, 150p.

WPA (2007). Digestaat als alternatief voor kunstmest: Fysische, chemische en microbiologische karakterisatie van digestaten. Rapport ADLO Demonstratieproject, West-Vlaams proefcentrum voor de Akkerbouw (WPA vzw), 2006-2007, 45p. Verkregen op aanvraag via Willaert L. (12/11/2009).