Ons afvalwater bevat stiekem best veel waardevolle metalen zoals goud en zilver. Zowel Belgische als Nederlandse onderzoekers proberen nu manieren te vinden om deze metalen terug te winnen en opnieuw te gebruiken.
We hebben op de wereld steeds meer metalen nodig om al onze televisies, computers en mobiele telefoons te maken. Sommige van deze metalen worden zo langzamerhand steeds schaarser en zijn in de toekomst misschien niet meer voorhanden. We zullen onze apparaten dus beter moeten gaan recyclen, of andere plekken vinden waar we deze elementen vandaan kunnen halen. Zoals in ons afvalwater, waar onderzoekers door middel van zogenoemde ‘urban mining’ veel waardevolle metalen hopen te vinden.
Zo onderzoeken Belgische wetenschappers sinds maart of het mogelijk is om metalen uit afvalwater te winnen. “We richten ons vooral op de waardevolle edelmetalen: goud, zilver en platina”, vertelt Natacha Brion, coördinator van het project en onderzoeker in de groep Analytische-, Milieu- en Geochemie van de Vrije Universiteit Brussel (VUB). “We hebben de waterzuivering geanalyseerd en gekeken waar we deze stoffen het meest kunnen vinden. De hoogste concentraties vonden we in het slib.”
Slib is een afvalproduct van de waterzuivering dat ontstaat als bacteriën alle organische stoffen in het water afbreken. Het kan heel nuttig zijn om bijvoorbeeld nieuw land mee te creëren voor de landbouw, maar omdat er te veel metalen en andere afvalstoffen in zitten verbranden we het gewoon. Zonde, vindt Brion: “In een ton slib zit 0,5 tot 1 gram goud en 7 tot 10 gram zilver. In een stad als Brussel, met 1 miljoen inwoners, zou je in een jaar al snel 5 tot 10 kilogram goud, 70 tot 100 kilogram zilver en zeker een paar honderd gram platina kunnen winnen. Dat is een mooie winst, zeker als je bedenkt dat waterzuivering op dit moment alleen maar geld kost.”
Bacteriën en nanodeeltjes
Maar als we deze metalen willen gebruiken, moeten we ze natuurlijk wel uit het water of het slib kunnen halen. Dit willen de onderzoekers zo groen mogelijk doen. “Wij werken samen met microbiologen van Meurice R&D”, vertelt Brion. “Zij gebruiken speciale bacteriën die zwavel in het slib kunnen omzetten naar zwavelzuur. In dit zwavelzuur lossen vervolgens vrijwel alle zware metalen op, zoals ijzer, zink, koper en aluminium.”
Dit zijn niet de metalen die de Belgische onderzoekers in eerste instantie graag willen afvangen, maar toch is dit een belangrijke stap: “We verwijderen deze zware metalen omdat ze in veel hogere concentraties aanwezig zijn dan de edelmetalen, en daardoor de zuivering bemoeilijken.” Maar er is ook nog een ander voordeel: “Zware metalen zijn een van de redenen dat we slib nu niet gebruiken voor de landbouw. Zelfs als we de edelmetalen uiteindelijk niet kunnen winnen, hebben we wel een mooie en ecologische manier gevonden om het slib schoner te maken.”
'Zelfs als we de edelmetalen uiteindelijk niet kunnen winnen, hebben we wel een mooie en ecologische manier gevonden om het slib schoner te maken' Natacha Brion, coördinator van het project en onderzoeker in de groep Analytische-, Milieu- en Geochemie (VUB)
Om ook de edelmetalen te pakken te krijgen werkt de VUB samen met de Université Libre de Bruxelles (ULB), een andere universiteit in Brussel. “Zij zijn gespecialiseerd in nanodeeltjes”, legt Brion uit. “Ze gaan magnetische nanodeeltjes ontwikkelen met een molecuul erop dat specifiek één element bindt, zoals bijvoorbeeld goud. Als eenmaal al het goud is gebonden, vissen we de nanodeeltjes weer uit de oplossing met een magneet.” In theorie kunnen de onderzoekers met deze nanodeeltjes gemakkelijk de edelmetalen vangen, maar of het echt zo werkt moet nog blijken. “We zijn nog in de fase van laboratoriumonderzoeken en hebben nog niets in de praktijk getest. Dat komt waarschijnlijk pas over een paar jaar.”
Nederlands water
De Belgische onderzoekers zijn echter niet de enige die de mogelijkheden van urban mining onderzoeken. Het Nederlandse wateronderzoeksinstituut KWR werkt er ook al een paar jaar aan, vertelt Kees Roest, senior onderzoeker Industrie, Afvalwater & Hergebruik: “We hebben de Nederlandse waterketen en de waterzuiveringen onderzocht om te kijken waar interessante hoeveelheden metalen zitten, en hoe we die eruit kunnen halen. En dan niet alleen edelmetalen, maar eigenlijk zo veel mogelijk soorten metalen.” Ook Roest en zijn collega’s richten zich op slib, maar zij zien voor terugwinning van metalen meer potentie in het as van verbrand slib: “Na de verbranding is de concentratie van de metalen nog hoger; dat maakt het makkelijker om de metalen terug te winnen.”
Toch kijkt KWR ook naar manieren om de metalen al uit het water te kunnen halen. “We onderzoeken verschillende technieken om dat voor elkaar te krijgen”, zegt Roest. “Zo kun je bijvoorbeeld een hars gebruiken om specifieke metalen uit de oplossing te ‘vissen’. Of je kunt elektrochemie gebruiken: met een elektrische stroom zorgen dat bepaalde metalen neerslaan.” Roest vermoedt dat één enkele techniek niet genoeg gaat zijn: “Veel technieken leveren mengsels van metalen op, dus we kijken eerder naar een treintje van technieken.”
Inmiddels is het huidige KWR-onderzoeksproject bijna afgerond, maar ze zijn volgens Roest nog niet klaar: “Wij zien afvalwater zeker als een interessante nieuwe bron van metalen. Om de technieken verder te ontwikkelen en te testen zijn we druk op zoek naar partners.” Ook Brion is al voorzichtig optimistisch over de mogelijkheden van urban mining: “Er zijn zeker nog wel obstakels te overwinnen en we moeten ook nog analyseren of het economisch haalbaar is. Maar onze eerste resultaten zijn veelbelovend en we denken dat we mooie technieken gaan ontwikkelen. En mochten deze technieken uiteindelijk niet voor urban mining worden toegepast, kunnen we altijd nog kijken of we de technieken in de mijnbouw kunnen gebruiken om daar de zuiveringsstappen te verduurzamen.”
