De manier waarop we omgaan met ons afvalwater uit toilet, badkamer en keuken moet weer in het licht komen te staan van het sluiten van de kringloop. Dat betekent dat uit het menselijke Rioolwater (afvalwater) zoveel mogelijk energie, schoon water en meststoffen als fosfaat, stikstof en kalium moeten worden teruggewonnen en hergebruikt in de landbouw.
‘Sanitatie’ is een woord dat Nederland niet of nauwelijks kent, maar in het Engels is ‘sanitation’ een wijd gebruikt begrip. Het gaat om de manier waarop wij ons van ons afvalwater ontdoen. In 1983 verdween in Alkmaar het laatste ‘tonnetje’ in Nederland. Daarmee kwam een eind aan het systeem, dat eind 19e eeuw werd ingevoerd, waarbij fecaliën en urine werden opgevangen in tonnen. Die werden ingezameld door de gemeente en de inhoud werd rechtstreeks en vaak zonder behandeling in de landbouw hergebruikt. Daarmee diende dit systeem de voedselproductie.
In het begin van de 20e eeuw kwam het toilet met waterspoeling in gebruik dat werd aangesloten op een systeem van riolering en waterzuiveringsinstallaties. Alleen al in Nederland ligt een rioleringsnetwerk van 100.000 kilometer, met een waarde van 62 miljard euro, en 351 waterzuiveringsinstallaties. Sanitatie, waarbij grote hoeveelheden water worden gebruikt is in de geïndustrialiseerde wereld deel van het dagelijks leven, onder het motto: “flush and forget”.
Het systeem waarbij wij ons menselijk afval met grote hoeveelheden water verdunnen, leent zich niet voor een economisch efficiënte terugwinning van water, energie en schaarse grondstoffen, betoogt prof. Zeeman. Daarvoor hebben wij ‘nieuwe sanitatie’ nodig, waarmee we de cyclus tussen voedselproductie en voedselconsumptie kunnen herstellen.
Nieuwe sanitatie omschrijft Zeeman in haar oratie ‘New Sanitation’, bridging cities and agriculture als de inzameling, het transport, verwerking en hergebruik van huishoudelijk afval en afvalwater. Doel is om uit dit afval en afvalwater een maximum aan grondstoffen terug te winnen. De daarvoor benodigde hoge concentratie in de afvalstromen, met name van zwart water (feces en urine), valt het best te bereiken met scheiding aan de bron en het zo min mogelijk of niet verdunnen met water.
Nieuwe sanitatie moet wel comfortabel, hygiënisch en milieuvriendelijk zijn, aldus Zeeman. Daarbij moeten verontreinigingen met ziekteverwekkers en verontreinigingen als gevolg van medicijn- en cosmeticagebruik worden verwijderd. De volksgezondheid is wat haar betreft een belangrijke randvoorwaarde bij de invoering van nieuwe sanitatie.
Nieuwe sanitatie kan vooral helpen bij het terugwinnen van water, en meststoffen (nutriënten). Bovendien kan het energie produceren. Het wereldwijd dreigende watertekort kan voor een deel worden opgelost met het hergebruik van ‘grijs water’. Dat is water dat afkomstig is uit de keuken of vrij komt bij het wassen en douchen. Daarnaast zijn andere grondstoffen terug te winnen, zoals stikstof, kalium en vooral fosfor. Als de huidige trend van het fosforgebruik doorzet is deze grondstof eind 21e eeuw op. Terugwinning van fosfor uit zwart water en keukenafval (dat nu in de groene bak verdwijnt) kan wereldwijd 27 procent van het huidige fosfor kunstmestgebruik dekken. Voor stikstof is dat 25 procent, en dat is vooral uit oogpunt van energiebesparing aantrekkelijk omdat de huidige manier van stikstofwinning uit de lucht circa één procent van de wereldwijde jaarlijkse energieproductie opslokt.
Centraal in haar onderzoek naar nieuwe sanitatie staat anaërobe zuivering gekoppeld aan vacuüminzameling (toilet) en transport. Hierbij wordt een minimale hoeveelheid of liever helemaal geen water gebruikt. Al op diverse plaatsen wordt het door Zeeman ontwikkelde concept toegepast, zoals in Sneek waar een wijk van 250 woningen is voorzien van dit nieuwe systeem, bij het NIOO-KNAW in Wageningen, Villa Flora en bij een kantoor/expositiegebouw gekoppeld aan de Floriade evenals in een school in de Oekraine.
Ook in Tanzania loopt een project waarbij onderzoek wordt gedaan onder Zeeman’s supervisie naar schoolsanitatie, met biogasproductie via anaërobe vergisting van toiletafval. Toekomstig onderzoek in Wageningen en bij Wetsus in Leeuwarden zal zich richten op zgn. anaërobe desinfectie, waarbij de anaërobe vergisting wordt uitgevoerd bij hoge temperaturen en hoge concentraties voor optimale verwijdering van ziektekiemen in combinatie met biogasproductie, verwijdering van microverontreinigingen zoals medicijnresten en hormonen en de terugwinning van stikstof. Een van de veelbelovende technieken voor stikstofterugwinning is een fotobioreactor waarbij algen stikstof en fosfor uit urine of anaërobe stromen gebruiken voor hun groei.
Zeeman zegt in haar oratie te beseffen dat nieuwe sanitatie een nieuwe infrastructuur vergt. Met de huidige riolering- en waterzuiveringinfrastructuur in Nederland is het duidelijk dat het alleen maar haalbaar is als dat stapsgewijs gebeurt en dat daarvoor een transitiestrategie nodig is.Volledige implementate vergt wellicht 50 jaar. Zeeman denkt dat het mogelijk moet zijn dit in modules te doen, op basis van toekomstig te ontwikkelen technologische kennis.
