Mestdruk gebieden in Vlaanderen

In mestdruk gebieden in Vlaanderen (West-Vlaanderen, delen van Oost-Vlaanderen, Noorderkempen Antwerpen) wordt er meer geïnvesteerd in effectieve nutriëntverwerking strategieën voor digestaat. Op deze manier wordt de beperkte nutriënt afzetruimte niet nodeloos bijkomend belast bovenop de reeds heersende druk komende van de intensieve veehouderij. Er kunnen verschillende strategieën worden onderscheiden inzake verwerking van digestaat:

• Volledige indroging en export droog digestaat
• Scheiding, biologische verwerking dunne fractie, droging en export dikke fractie
• Scheiding, biologische verwerking dunne fractie via constructed wetlands tot loosbaar effluent
• Scheiding, droging dikke fractie, doorgedreven zuivering van dunne fractie via membraanfiltratie

Volledige indroging en export droog digestaat

De warmtebehoefte voor het drogen van digestaat is sterk afhankelijk van het %DS vóór en na het drogen. In de BBT-studie mestverwerking (Lemmens B. et al., 2007) zijn de volgende waarden inzake warmtebehoefte terug te vinden (voorbeeld mestdroging):

• Thermisch: 3 250 MJ/ton verdampt water;
• Elektrisch: 60 kWu/ton verdampt water.

Het primair energieverbruik bedraagt 3 790 MJ/ton water.

Enkele rekenvoorbeelden:

• Het energieverbruik voor het drogen van de dikke fractie (na mestscheiding) met een DS-gehalte van 30% naar 90% bedraagt ongeveer 2 500 MJ/ton dikke mestfractie (Lemmens B. et al., 2007).
• Het energieverbruik voor het drogen van de dikke fractie (na scheiding van digestaat afkomstig van de vergisting van 1 ton maïs) met een DS-gehalte 6% naar 90% bedraagt ongeveer 3 000 MJ_primair/ton dikke fractie digestaat (ODE Vlaanderen, 2011a).

In veel gevallen is de geproduceerde thermische energie in de vergistingsinstallatie ontoereikend voor indroging van het volledige digestaat. Een aantal bedrijven vullen deze thermische behoefte aan met extra (groene) warmte, bv. afkomstig van hout of PPO (via een WKK).

Scheiding, biologische verwerking dunne fractie, droging en export dikke fractie

In mestdruk gebieden in Vlaanderen is dit traject vaak de meest bedrijfszekere en goedkoopste manier van verwerking. Digestaat wordt gescheiden in een dunne en dikke fractie.

De dunne fractie van het digestaat wordt naar een biologische (nitrificatie/denitrificatie) verwerking geleid waar N (Org. N, NH₄-N, NO₃-N) voor 90% tot milieuneutraal N₂ wordt verwerkt. Effluent na biologie van digestaatverwerking wordt vervolgens lokaal afgezet als een P-arme, N-arme, K-rijke bemester.

De dikke fractie van het digestaat wordt ingedroogd (bv. met behulp van een banddroger). Er is voldoende thermische energie voorhanden uit het vergistingsproces om de dikke fractie van het digestaat conform Verordening 1069/2009 te drogen en te hygiëniseren tot een exportwaardige bodemverbeteraar. Aangezien het merendeel van de P met de dikke fractie meegaat, wordt die via ‘export’ aldus als verwerkt beschouwd. In deze toepassing is er nog thermische energie in overschot voor indroging/indamping van de dunne fractie van het digestaat (bv. via een rotator) of het ruw digestaat. Volgens de sector wordt maximaal 40% van het digestaat behandeld met behulp van eigen warmte.

Voordelen van afzet van effluent van de biologie t.o.v. afzet van ruw digestaat zijn:

• de lagere N- en P- inhoud;
• de mogelijkheid voor stockage in open lagunering (goedkope opslag);
• minder strenge voorwaarden betreffende de uitrijperiodes (quasi jaarrond op begroeide percelen, met uitzondering van vorst);
• lagere afzetkosten: naar schatting 4 €/ton voor lokale afzet van effluent met lagunering ten opzichte van naar schatting 20 €/ton voor afzet van ruw digestaat op middellang afstandstransport met tussentijdse opslag).

Verwerking bij de vergister zelf heeft de bijkomende voordelen:

• beperking transport;
• lokaal opgewekte energie voor de verwerking
• goedkopere verwerking dikke fractie digestaat (restwarmte biogas-WKK) door indroging en export.

Naast een biologische verwerking geïntegreerd in de werking van de biogasinstallatie zelf, wordt er ook aan coverwerking gedaan van digestaat in bestaande mestverwerkingsinstallaties. Een bijmenging van digestaat bij mest heeft als voordeel dat er kan bespaard worden op de C-bron bij klassieke nitrificatie/denitrificatie.

Scheiding, biologische verwerking dunne fractie via constructed wetlands tot loosbaar effluent

Naast de afzet van het effluent van de biologie, is er ook een goedkopere tertiaire nazuivering (polijsting), met name het gebruik van constructed wetlands (rietvelden) tot loosbaar/herbruikbaar water. Deze technologie wordt in West-Vlaanderen reeds in vijf mestverwerkingsinstallaties succesvol toegepast, waarbij één met coverwerking met digestaat. Kostprijs, incl. afschrijving en opvolging, van een dergelijke nazuivering ligt volgens de sector lager dan het uitrijden van effluent (3,5-4,5 €/ton) en zorgt voor een verdere doorgedreven 100% verwerking van de nutriënten.

Scheiding, droging dikke fractie, doorgedreven zuivering van dunne fractie via membraanfiltratie

Bij deze techniek worden nutriënten opgeconcentreerd (concentraatstroom) en ontstaat gezuiverd loosbaar/herbruikbaar water (permeaatstroom).

opmerking
Slib wordt soms ook mee gedroogd met de dikke fractie van het digestaat.

Omwille van technische en economische problemen wordt deze digestaatbehandelingstechniek momenteel niet meer toegepast in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties. Door de sterke variatie in inputstromen, is er ook een sterke variatie in de samenstelling van de behandelen afvalwaterstroom. Technische problemen doen zich voornamelijk voor bij de afstelling van de membranen.

Wel wordt er anno 2011 onderzoek verricht naar meer geavanceerde en beter bewaakte en gestuurde filtercascades. De stijgende waarde van gerecupereerde nutriënten in de concentraatstromen, alsook van gezuiverd water voor hergebruik in het proces zouden immers bij afdoende procesoptimalisatie toekomstperspectieven kunnen bieden en kunnen leiden tot dalende kosten. Een full-scale installatie is anno 2011 nog niet operationeel.

Deze piste wordt al geruime tijd (van vóór 2004) onderzocht in o.a. Denemarken, Nederland, Duitsland en Vlaanderen. Het merendeel van de installaties ligt anno 2011 echter stil of is omgebouwd.

In Nederland worden vergelijkbare processen toegepast op zuivere drijfmest. Ook hier blijken de variatie in samenstelling en de moeilijkere scheiding van digestaat problemen te veroorzaken. Op drijfmest worden wel goede resultaten behaald, maar de eindproducten (concentraten) zijn in de praktijk weinig geconcentreerd.