Water innovator produceert kunststof uit rioolwater

Polyhydroxyalkanoaten (PHA’s) zijn afbreekbare polyesters die 150 verschillende monomeren kunnen vormen en zo in vele kunststofproducten kunnen worden verwerkt. Het mooie is dat bacteriën deze duurzame plastics kunnen maken uit het slib van een rioolwaterzuivering. Het Phario-project produceerde al succesvol PHA en is nu klaar voor opschaling. De gezamenlijke inspanningen van vier waterschappen en partners is een van de kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing.

In 2015 en 2016 bewezen waterschappen Brabantse Delta, Fryslân, Scheldestromen en De Dommel en partners in een tien maanden durend pilotproject op de rioolwaterzuivering in Bath dat ze PHA konden maken. Sterker nog: de kunststof bleek betere eigenschappen te hebben dan de commercieel verkrijgbare PHA. Met name de consistente thermische en mechanische eigenschappen maken het materiaal geschikt voor de productie van vezels of voor een hogere kwaliteit polymelkzuur, wat weer een duurzaam alternatief is voor polyetheen.

Pilot

De productie van PHA is in handen van een mix van microbiologische culturen. Met haar CELLA technologie had Veolia al eerder bewezen dat het mogelijk was PHA te produceren uit slib, maar een pilotstudie moest uitwijzen hoe dit in een praktijkomgeving stand zou houden. De biologische rioolwaterzuiveringsinstallatie in Bath van waterschap Brabantse Delta werd na een aantal testen aangewezen als pilotzuivering en produceerde wekelijks één kilo PHA van goede kwaliteit. Uiteindelijk produceerden de bacteriën 0,47 gram PHA per gram organische stof in het slib, wat ruim boven de ondergrens voor een goede businesscase was van 0,40 gram.

Biologisch afbreekbaar

Etteke Wypkema is innovatiemanager bij waterschap Brabantse Delta:  ‘De processen die nodig zijn voor het zuiveren van rioolwater blijken de juiste bacteriën te kweken voor het maken van PHA bioplastic. Voor de bacteriën is dit plastic een soort energiereserve en als je ze voldoende voedsel aanbiedt onder de juiste omstandigheden, gaan ze dit plastic maken, tot wel veertig tot vijftig procent van hun eigen gewicht. Dit plastic heeft hele goede thermische en mechanische eigenschappen die het bruikbaar maakt voor allerlei toepassingen. Bovendien is dit plastic ook nog eens zeer goed biologisch afbreekbaar.’

Full scale

In de eerste fase van het Phario-project, produceerde de rioolwaterzuivering in Bath één kilo bioplastic per week, wat uiteraard te weinig is voor commercieel gebruik. Inmiddels zitten de partners in, zoals projectleider Leon Korving van waterschap Brabantse Delta het noemt, fase 1.5. ‘In deze tussenfase bereiden we de stap voor naar de volgende fase: PHARIO 2.0. Deze fase omhelst een demonstratiefaciliteit die zo’n duizend tot drieduizend kilogram PHA gaat maken. Dit is voldoende materiaal om afnemers grote testen te laten doen om zo de waarde van het materiaal vast te stellen. Dit geeft dan weer de onderbouwing voor de stap naar full scale.’

Producten

Dat het plastic potentie heeft, bewees een aantal ondernemers dat producten maakte van het PHA-bioplastic. Zo maakte Modified Materials al vislood van PHA, wat voorkomt dat er lood in de Nederlandse wateren terechtkomt. Maar ook festivalmunten, plectrums en afbreekbare kratjes voor waterplanten zijn waardevolle toepassingen van PHA.  Ook voor dit plastic geldt dat hergebruik of compostering de beste manier is om het materiaal na gebruik te verwerken. De goede bioafbreekbare eigenschappen bieden bovendien een soort verzekering voor als het materiaal onverhoopt toch in het milieu terecht komt, het niet bijdraagt aan de plastic soep op de oceanen en microplastics in het oppervlaktewater.

Commercialisering

Korving: ‘De kostprijs van PHA-bioplastic is concurrerend, kan zelfs nog dalen en de aanvoer is zeker. Bovendien hebben we in de pilot aangetoond dat we PHA bioplastic kunnen produceren van een goede en stabiele kwaliteit. Ook belangrijk is het feit dat onze technologie beschermd is via een patent. Dat geeft concurrentievoordeel. De waterschappen zijn bovendien bereid om ondernemers die met PHARIO aan de slag willen toegang te verlenen tot hun rioolwaterzuiveringen. Er staat dan ook niets in de weg om PHARIO ook commercieel succesvol te maken. Behalve dan misschien wat lef en ondernemingszin om het project een boost te geven.’