Power-to-Protein: veilige eiwitproductie uit afvalwater

Reactor verbeteren voor efficiënter gebruik waterstofgas

Het is mogelijk ammonium uit RWZI’s veilig te gebruiken voor de productie van eiwit met een reactor volgens het Power-to-Protein-concept, blijkt uit pilotonderzoek bij twee RWZI’s: de kans dat met het teruggewonnen ammoniumsulfaat pathogenen uit de afvalwaterketen in het eiwit terechtkomen, blijkt verwaarloosbaar klein. Wel is verbetering van het reactorconcept nodig om te zorgen voor een grotere overdracht van de energiedrager waterstofgas. Hiervoor is inmiddels vervolgonderzoek gestart.

In het Power-to-Protein-concept produceren autotrofe waterstofoxiderende bacteriën eiwit of single cell protein (SCP), op basis van waterstofgas als energiedrager en ammonium als stikstofleverancier. Dit concept is in het afgelopen jaar getest met pilotonderzoek op twee RWZI’s.

Veilig

In de pilots werd teruggewonnen ammonium uit de afvalwaterketen gebruikt, in de vorm van ammoniumsulfaat. Hiervoor is bestaande technologie met luchtstripper en scrubber toegepast op de natte fractie van de slibvergisting op beide onderzoekslocaties. Dit blijkt een veilige basis voor eiwitproductie: de kans dat met het ammoniumsulfaat pathogenen uit de afvalwaterketen in het eiwit terechtkomen, blijkt bij zogeheten challengetesten met indicatororganismen verwaarloosbaar klein.

Onvoldoende efficiënt

De pilots lieten ook zien dat de bacteriën in de pilotreactor de energiedrager waterstof gebruiken. Daarom is vervolgonderzoek nodig om het reactorconcept te verbeteren, zodat er een betere overdracht plaatsvindt van gassen naar de micro-organismen in de reactor – met name van waterstofgas. In de pilots produceerde de reactor gemiddeld maar 0,5 kg SCP per m³ per dag in plaats van de verwachte 1,7 kg.

Vervolgproject

Binnen TKI Watertechnologie is inmiddels een vervolgproject gestart dat zich richt op het bestuderen van de fundamentele processen van waterstofoverdracht in bioreactoren en het – op basis daarvan – verbeteren van het reactorconcept. Dat is noodzakelijk om het concept economisch levensvatbaar te krijgen en een goede kwaliteit eiwit te produceren.

Allied Waters

Parallel aan het technologisch onderzoek verkennen projectpartner Avecom en Allied Waters samen de mogelijkheden vanuit marktperspectief. De herkomst van het ammonium bepaalt de toepassingsmogelijkheden sterk: diervoeder (ammonium uit afvalstromen) versus humane voeding (industrieel geproduceerd ammonium).

Power-to-protein en ammonium terugwin pilots op RWZI Horstermeer van Waternet.