De waterschappen willen in 2030 50% en in 2050 100% circulair te zijn (Unie van Waterschappen, 2021), onder meer door bij de rioolwaterzuivering stoffen terug te winnen en op te werken tot secundaire grondstof. Deze grondstoffen kunnen primaire grondstoffen vervangen. Dit draagt bij aan een circulaire grondstoffenketen en kan milieuwinst opleveren. Hoe groot deze milieuwinst is hangt echter ook af van onder andere de energie en hulpstoffen die nodig zijn bij het terugwinnen, maar ook van de effecten die terugwinning heeft op de werking van de rioolwaterzuivering (rwzi).

In deze studie is onderzocht wat de klimaatimpact en de milieukosten zijn van acht grondstoffen die uit rioolwater kunnen worden teruggewonnen. Het betreft: groen gas, CO2, cellulose (fijn zeefgoed, nat en droog), fosforzuur uit slibas, struviet (verbinding van magnesium, ammonium en fosfaat), vivianiet (verbinding van ijzer en fosfaat), natuurlijke plasticvervangers (Calyda) en Kaumera (biopolymeer uit Nereda®-zuiveringsslib). Bij alle grondstoffen is een vergelijking gemaakt met de huidige conventionele manier om deze grondstoffen te maken.

Figuur 1 hieronder geeft een schematische weergave van de belangrijkste processen die onderdeel zijn van het waterzuiveringsproces. In de figuur is aangegeven op welke plekken in het zuiveringsproces de grondstoffen uit deze studie kunnen worden teruggewonnen. De meeste grondstoffen kunnen op een standaard waterzuivering teruggewonnen worden. Kaumera kan alleen op rwzi’s teruggewonnen worden die gebruik maken van de Nereda®-technologie. Hierbij ontstaan slibkorrels met andere eigenschappen dan het fijne slib van conventionele biologische rwzi’s.

Hoe is de milieu-impact van de grondstoffen bepaald? 

Om de milieu-impact van de teruggewonnen grondstoffen te bepalen is zowel naar de impact van het terugwinnen van de grondstof zelf gekeken, als naar het effect van het terugwinnen op de werking en effectiviteit van de zuiveringsinstallatie. Voor het terugwinnen van de grondstof zijn inputs (figuur 2 hieronder,  oranje kader) nodig, zoals energie en hulpstoffen. De inputs hebben een milieu-impact. Voor de meeste grondstoffen geldt dat de elektriciteit en warmte die nodig zijn voor het terugwinnen van de grondstof het meeste bijdragen aan de milieu-impact.

Daarnaast kan het terugwinnen van de grondstoffen ervoor zorgen dat er meer of minder inputs (paarse kader) nodig zijn op de waterzuivering, zoals minder energie voor beluchting of minder polymeer voor de ontwatering. Ook kan de hoeveelheid outputs (paarse kader), zoals slib, hoger of lager worden. De milieu-impact van de effecten op de zuivering zijn toegerekend aan de teruggewonnen grondstof. Naast de teruggewonnen grondstof (het product) kan het ook voorkomen dat er bijproducten geproduceerd worden (lichtblauw kader). Het milieuvoordeel van de teruggewonnen grondstof en het  bijproduct wordt meegenomen door ervan uit te gaan dat dit een ander product vervangt (‘vermeden product’, geel gestippeld kader). De procesdata voor de berekeningen is voor zover mogelijk gebaseerd op gegevens van rwzi’s waar de grondstof wordt teruggewonnen of op gegevens van pilotinstallaties. Waar deze gegevens niet beschikbaar waren, is gebruik gemaakt van theoretische waardes. De gegevens zijn aangeleverd door experts betrokken bij de ontwikkeling van de technologie.

Met de resultaten kunnen waterschappen aan afnemers van grondstoffen laten zien wat de milieu-impact van de grondstof is en wat het milieuvoordeel is ten opzichte van conventionele grondstoffen. Als een rwzi goed overeenkomt met de in de studie gebruikte referentiezuivering is het ook mogelijk om de resultaten te gebruiken om te bepalen wat het effect op de milieu-impact van een individuele zuivering is als een bepaalde grondstof wordt teruggewonnen.

Deze studie kan de basis zijn van bredere scenarioanalyses over hoe een innovatieve omgang met grond- stoffen uit rioolwater bij kan dragen aan een circulaire, duurzamere economie.

Deze studie is een update van de studie Levenscyclusanalyse van grondstoffen uit rioolwater uit 2016 (STOWA, 2016-22).