Circulaire systemen

Schaalgrootte en koppelkansen

In een ideale, volledig circulaire waterketen worden energie, reststoffen en teruggewonnen stoffen (waaronder water) weer in die waterketen benut. Maar het is ook mogelijk koppelkansen met de omgeving te benutten en reststoffen en teruggewonnen stoffen uit te wisselen en dus op te schalen naar circulariteit op een hoger niveau in het systeem. Door te zoeken naar lokale synergie(voordelen) met de gebouwde omgeving, industrie en agro-food kunnen we ook kringlopen sluiten en bijdragen aan een circulaire economie. De duurzaamheidstransitie die wereldwijd gaande is, vraagt om een breder perspectief en een goede aansluiting op nationale en Europese wet- en regelgeving.

Methoden, tools en producten

KWR doet toegepast onderzoek naar traditionele en innovatieve benaderingen van cross-sectorale samenwerkingen en creëert verbindingen tussen verschillende sectoren binnen de energie-voedsel-water-nexus. Met de daarbij opgebouwde expertise, onafhankelijke inzichten en innovatieve oplossingen kunnen KWR-experts u helpen de juiste maatregelen te kiezen om te komen tot (meer) circulaire systemen. Daarbij richten we ons niet alleen op ontwikkeling van noodzakelijke technologie: een systeemoplossing werkt alleen als ook de financiële, juridische en organisatorische randvoorwaarden kloppen.

Integrale oplossingen

In de transitie naar een circulaire economie werkt KWR aan systeemoplossingen waarin regelmatig integrale oplossingen voor meerdere grondstoffen, water en energie samenkomen. Bijvoorbeeld in het Power-to-Protein-concept voor productie van eiwitten uit stikstofbronnen in afvalwater. Bacteriën zetten deze voedingsstoffen samen met waterstof om in eiwitten om de stikstofkringloop te sluiten.
Bij nieuwe woonwijken of grootschalige renovaties is het ook belangrijk om te kijken naar waterbesparingsmogelijkheden, bijvoorbeeld via nieuwe sanitatie of waterhergebruik. Samenwerking en goede afstemming zijn hierbij cruciaal. Vanuit verschillende disciplines kijken KWR-experts met een onafhankelijke blik naar de mogelijkheden om te komen tot een duurzaam praktisch toepasbare systeemoplossing, bijvoorbeeld in het TKI-project Kringloopsluiting Cleantech Playground Amsterdam of het INTERREG-project ANCHOR (Anthropocene Nutrient and water Control for HOlistic resilience and Recovery).

Projecten

Aarhus ReWater 

Het project Aarhus ReWater werkt aan een nieuwe en baanbrekende manier om afvalwater te behandelen. De visie is om ’s werelds meest grondstofefficiënte zuiveringsinstallatie te creëren met een positieve klimaatimpact. Het doel is om afvalwater om te zetten in energie en producten in een flexibel aanpasbare installatie, inclusief living lab voor innovatieve samenwerking met relevante stakeholders. Reststoffen uit deze afvalwaterbehandeling moeten uiteindelijk kunnen worden verwerkt tot hoogwaardige producten als eiwitten en biopolymeren.

 

ANCHOR: brede kennisontwikkeling over stedelijk waterhergebruik

In het project ANCHOR (Anthropocene Nutrient and water Control for HOlistic resilience and Recovery) onderzoeken we de toepassing van waterhergebruik in combinatie met nutriënten- en warmteterugwinning in de bebouwde omgeving. Vanuit technisch, sociaal, bestuurlijk en economisch perspectief werken we aan meer inzicht in de impact van stedelijk waterhergebruik en aan handvatten voor de toepassing ervan.

 

Circulair Water 2050

Dit WiCE-project heeft inzicht opgeleverd in de gevolgen en kansen van “volledig circulair in 2050” voor de waterketen in de vorm van een toekomstvisie en routekaarten voor de watersector. Hierbij gaat het om grondstoffenefficiëntie in de waterketen, inclusief grondstoffenwinning en -hergebruik. Er is bovendien een praktische tool ontwikkeld om verschillende ontwerpen van de fysieke/technische oplossingen voor een circulaire waterketen te beoordelen.

 

CoRe Water – Van RWZI Naar Duurzame Waterfabriek

CoRe is een vernieuwend zuiveringsconcept dat staat voor “Concentrate, Recover and Reuse”. In het CoRe-Water-concept wordt afvalwater geconcentreerd voor het verder wordt behandeld. Zo kan rioolwater energiezuinig en efficiënt worden gezuiverd, met een hoger zuiveringsrendement (N,P en micro’s) en optimale terugwinning van hulpbronnen zoals nutriënten, energie en vooral water. Zo maken we van een RWZI een duurzame waterfabriek, gericht op een hogere effluentkwaliteit, lagere emissie van broeikasgassen en terugwinning van waardevolle grondstoffen en energie in een modulair en adaptief zuiveringsconcept.

 

Power-to-Protein

In Power-to-Protein lag de focus op het sluiten van de kunstmatige stikstofcyclus door directe upcycling van stikstof tot microbiële eiwitten. Het project heeft een zeer efficiënt microbieel resyntheseproces opgeleverd met een gemengde cultuur van bacteriën. Van de ammoniak die bij de rioolwaterzuivering vrijkomt in de natte fractie van de biovergister, kunnen bacteriën eiwitten maken. Daarvoor zijn alleen waterstof, kooldioxide en zuurstof nodig. De kwaliteit van de zo geproduceerde eiwitten is goed genoeg voor dierlijke of menselijke consumptie.

 

Kringloopsluiting Cleantech Playground Amsterdam

Met de Cleantech Playground (CTP) is een proeftuin gerealiseerd voor schone innovatieve technologie midden in de stad Amsterdam, gericht op (biologische) kringloopsluiting. In Amsterdam Noord zijn twee aangrenzende gebieden gerealiseerd: een broedplaats voor creatieve ondernemers (De Ceuvel) en een drijvende woonwijk (Schoonschip). De ervaringen op De Ceuvel hebben aangetoond dat het niet gemakkelijk is om lokale kringloopsluiting toe te passen in Nederland, daarvoor is meer onderzoek en ervaring nodig met grotere, meer representatieve projecten en belangrijke aspecten als verantwoordelijkheden, gebruikersacceptatie, gezondheids- en veiligheidsrisico’s, duurzaamheid en kostenreductie.