Het uitgangspunt is dat alle eindige grondstoffen hierbij in een oneindige kringloop komen. Voor koperen buizen en accu’s van lood werkt deze kringloop al behoorlijk goed. Maar juist met verdunde afvalwaterstromen gaan nog veel eindige grondstoffen zoals zink verloren. Zinkfabrieken zouden hun afvalwaterstromen eigenlijk zo moeten behandelen dat alle zink weer terug de fabriek in komt, zoals bij zinkfabriek Nyrstar in Budel in de praktijk gebracht is. Dat geldt dan voor alle industrieën die eindige stoffen als zink, koper, lood en fosfaat gebruiken en lozen.
Voedsel-poepkringloop
Voor onze voedselkringloop ligt het ingewikkelder. De schaarse grondstoffen uit voedsel komen uiteindelijk via ons toilet, sterk verdund, in het rioolwater. Hierdoor is het rioolwater eigenlijk onderdeel van de landbouwketen en zou het in deze toekomstdroom voor de hand liggen dat de grondstoffen uit het rioolwater weer naar de landbouw gaan, om zo een oneindige keten, die onze voedselproductie veilig moet stellen, in stand te houden.
Daarmee komen we uit bij een praktijk uit het verleden, toen menselijke uitwerpselen nog werden ingezet bij de landbouw. Deze uitwerpselen werden opgehaald in tonnetjes en rechtstreeks zonder riolen teruggebracht naar de landbouw. In verband met hygiëne en ook luxe hebben we nu toiletten met riolen waardoor vandaag de dag deze keten verbroken is. Onze uitwerpselen eindigen in het rioolslib, dat verbrand wordt en zo verloren gaat voor de landbouw.
Essentiële componenten
Voor plantengroei zijn meer dan dertig componenten nodig. Verschillende elementen daarvan raken schaars in de nabije toekomst, zoals zink (dat opraakt over 20 jaar), fosfaat (op in 300 jaar), koper (op in 50 jaar) en selenium (schaars in de EU). Zonder deze componenten is er geen landbouw mogelijk. Op dit moment lekken de componenten in onze uitwerpselen via het rioolwater weg uit deze keten en ontstaat er een ernstige situatie voor de toekomstige landbouw.
Ook zwavel is een belangrijke grondstof voor de landbouw. Op dit moment komt bijna alle zwavel vrij bij de winning van fossiele brandstoffen. Als we daar volgens het klimaatakkoord van Parijs veel minder van gaan gebruiken, zal ook het zwavel in rioolwater terug moeten naar de landbouw.
Het ziet ernaar uit dat het verbranden van rioolslib en storten van het as een luxe is die we ons binnenkort niet meer kunnen veroorloven. De keten van landbouw naar voedsel naar rioolwater naar landbouw moet weer hersteld worden om in de toekomst in staat te zijn voldoende voedsel te produceren.
Met onze huidige rioolwatertechnologie is de winning van deze grondstoffen nog niet goed mogelijk. Ten eerste is rioolwater zeer complex en zitten verbindingen zoals zink, koper en seleen in de organische deeltjes in het water en slib, verstopt. Ten tweede zijn er overal in rioolwater gevaarlijke bacteriën, pesticiden en medicijnresten aanwezig, die een gevaar vormen voor veilig hergebruik.
Raffinage of scheiding aan de bron
De toekomst kan volgens mij twee kanten uitgaan om de kringloopketen te herstellen. Ten eerste kunnen we zeer geavanceerde raffinagetechnologieën ontwikkelen, die alle belangrijke componenten uit het afvalwater kunnen halen.
We kunnen nu bijvoorbeeld al een deel van het fosfaat apart terugwinnen rechtstreeks uit het water. Dit moeten we dan ook voor de andere essentiële componenten gaan ontwikkelen. Dat zal enorm ingewikkeld worden gezien de complexe aard van het rioolwater. We kunnen ook denken aan het terugwinnen van nutriënten uit het as van de rioolslibverbranding.
Een andere aanpak is het scheiden van rioolwater in de woning. Hierbij houden we de menselijke uitwerpselen apart van de rest van het water. In Sneek zijn hier al testen mee gedaan. Wanneer de menselijke uitwerpselen apart opgevangen worden in vacuümtoiletten, die maar heel weinig water gebruiken, krijgen we een geconcentreerde stroom die gemakkelijk te stabiliseren is en vrijwel alle essentiële componenten voor de landbouwketen blijkt te bevatten.
Door deze stroom weer naar de landbouw te brengen, hebben we het tonnetjessysteem in feite hersteld, maar nu in luxe vorm. Het complexe van deze aanpak is dat alle riolen aangepast moeten worden en aangevuld met een logistieke structuur voor bezorging van dit product in de landbouw.
Het lijkt erop dat we om de keten met de landbouw te herstellen in de toekomst moeten kiezen of we ons huidige rioolsysteem, met gemengd afvalwater en een zeer complexe raffinagetechnologie van dit gemengde rioolwater, willen behouden. Of gaan we kiezen voor een eenvoudige technologie voor het verwerken van afgescheiden toiletafvalwater, maar met een complexe logistiek van het afleveren van dit product en de scheiding op huisniveau van het gemengde riool?