Wider Uptake - Restmaterialen uit de watercyclus circulair (her-)gebruiken

Peter van van Gilst 30-09-2020
0 reacties

In het EU-project WIDER UPTAKE werkt Waternet samen met NPSP, ondersteund met onderzoek door TU Delft, aan de ontwikkeling en demonstratie van biocomposietmaterialen en -toepassingen op basis van grondstoffen van reststromen uit de watercyclus (drinkwater, afvalwater, oppervlaktewater).

Projectleider

Peter van Gilst

Projectteam

Jan Peter van der Hoek (Waternet), Mark Lepelaar (NPSP)

Externe partners

NPSP, Nabasco Products, TU Delft

Organisatie(s)

Waternet
Waterschap Amstel, Gooi en Vecht

Bedrijfsfunctie

Drinkwaterbeheer
Vaarwegennetbeheer
Waterkeringenbeheer
Waterketenbeheer
Watersysteembeheer

Thema

Circulaire economie

Projectfase

Pilot

Status

Lopend

 

 WIDER UPTAKE is een EU Horizon 2020 project dat onderzoekers, aan water gerelateerde nutsbedrijven en private bedrijven uit vijf landen samenbrengt. Het doel is om het best mogelijke gebruik van waterbronnen te vinden, de koolstofuitstoot te verminderen en duurzame bedrijfsmodellen te ontwikkelen. Om schoon water, voedsel en goede levensomstandigheden te garanderen voor iedereen, moeten we slimmer gebruik maken van onze hulpbronnen, ook die uit water. Dit is niet noodzakelijkerwijs een kwestie van technologie, tegenwoordig zijn de barrières net zo vaak regelgeving en een gebrek aan bedrijfsmodellen. WIDER UPTAKE demonstreert innovatieve oplossingen die het hergebruik van water, de terugwinning van hulpbronnen en het gebruik van energie optimaliseren. 

De Nederlandse bijdrage in WIDER UPTAKE richt zich op de ontwikkeling en productie van nieuwe of verbeterde composietmaterialen met gebruik van reststromen uit de watercyclus en een demonstratie van de toepasbaarheid hiervan. De reikwijdte van deze activiteit omvat naast technische, organisatorische en economische zaken in de keten, ook onderzoek naar duurzaamheid-, gezondheid- en milieuaspecten die verbonden zijn aan de inzet van reststromen. In afwijking van andere demonstratiecasussen in WIDER UPTAKE is deze gericht op de specifieke toepassing van reststromen in biocomposiet en niet op de terugwinning of brede inzet ervan. Andere EU-partners gaan bijvoorbeeld aan de slag met het hergebruik van slib, afvalwater en het terugwinnen van grondstoffen zoals koolstof en fosfaat. De kennisuitwisseling daarover vindt nationaal, maar ook internationaal plaats. 

De toegekende rol van Waternet in WIDER UPTAKE in de Nederlandse casus is die van leverancier van grondstoffen (direct of indirect via andere partijen in de Nederlandse watersector, bijvoorbeeld AquaMinerals) en als afnemer en gebruiker van eindproducten. Zo testen en demonstreren we de mogelijkheden van circulair gebruik van reststromen uit de (eigen) waterkringloop.

Leverancier van restmaterialen

Het voor toepassing selecteren en geschikt maken van reststromen vereist onderzoek en ontwikkeling. De beoogde grondstoffen, natuurlijke afvalvezels zoals cellulose uit afvalwater en riet- en grasmaaisel van het waterschap, en vulmiddelen zoals calciet uit het onthardingsproces van drinkwater, moeten schoon, droog en op specificatie aangeleverd worden om in combinatie met andere natuurlijke grondstoffen verwerkt te kunnen worden tot kwalitatieve materialen met specifieke eigenschappen voor toepassing.

Demonstratieplatform

Waternet zal onder meer een gevelproject realiseren met biocomposiet als mogelijk duurzaam alternatief voor bijvoorbeeld aluminium gevels en proefopstellingen voor beschoeiingen en stuwen met biocomposiet ter vervanging van onder andere hardhout. Waternet zal verder ook peilschalen en nautische verkeersborden van biocomposiet beproeven.

Samenwerking

In de Nederlandse casus wordt samengewerkt met NPSP, het bedrijf dat duurzame composieten ontwikkelt en er producten van maakt, en met de TU Delft. In het bredere Wider Uptake project doen ook partners mee uit Noorwegen, Tsjechië, Italië en Ghana. Die werken bijvoorbeeld aan het inzetten van fosfaat dat uit afvalwater is teruggewonnen en aan het inzetten van afvalwater voor irrigatie. 

Planning

Het gaat om een vierjarig project. In deze periode zal de aandacht van Waternet eerst uit gaan naar de beoordeling en selectie van grondstoffen en toepassingen, in het tweede deel naar de  test- en demonstratieactiviteiten.

Projectupdate januari 2024

Wider Uptake, de eindfase.

De Nederlandse casus in WIDER UPTAKE nadert zijn voltooiing (in april 2024). Beschikbare en na onderzoek geschikt bevonden reststromen voor toepassing zijn riet- en grasvezels uit maaisel, gemalen calciet korrels uit het onthardingsproces van drinkwater en cellulosevezels afgevangen op de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) en als product op de markt gebracht door Recell®. Met deze en aanvullende ingrediënten is een reeks biocomposietmaterialen ontwikkeld die in toenemende mate, tot wel 100%, zijn samengesteld uit natuurlijke reststromen (in vakjargon: volledig bio- en afval-gebaseerd). Hiervan zijn uiteindelijk prototype producten ontwikkeld voor toepassing in onder meer gevelbekleding, oeverbescherming, waterkeringen, verkeersborden en peilschalen, en een design lamp. Deze zijn ingezet voor beproeving en demonstratie, de meeste bij Waternet. De Nederlandse projectpartners dragen ook actief bij aan onderzoeken die internationaal geconsolideerd worden (het project loopt nog).

Hierna volgt een korte beschrijving van de ontwikkelde prototypes en demonstraties.

Gevelbekleding

In het kader van WIDER UPTAKE zijn twee geveldemonstratieprojecten gerealiseerd.

Het eerste was voor het eerder beschreven Tentoonstellingspaviljoen Exploded View Beyond Building van Biobased Creations (zie projectupdate oktober 2021), dat na Dutch Design Week (2021), onderdeel was van de Floriade (2022) en Kamp C in Belgie (2023). De Blue Algae biocomposiet gevel met 20x20cm tegels gemaakt met onder meer riet- en cellulosevezels (Recell®) en calciet van drinkwaterbedrijven was daarna ook nog te zien als onderdeel van Craft by Nature op de designshow deTour 2023 in Hongkong (2023).

Blue Algae gevel in Exploded View Beyond Building op Floriade 2022 (Almere)

Het tweede project betrof de renovatie van een drinkwaterpompstation van Waternet in 2023. Dit pompstation, gelegen in de Amsterdamse Waterleidingduinen, kon wel een facelift gebruiken. Hier werd gekozen voor panelen van 60x60cm en een omgevingsinclusief ontwerp. Het toegepaste materiaal bestaat uit versnipperd rietmaaisel, gemalen kalk van drinkwaterbedrijven en een deels bio-hars. Deze ingrediënten worden eerst tot een homogeen deeg gekneed en vervolgens onder hitte en druk in een mal geperst en uitgehard tot een vormdeel. Dit resulteert in een sterk, vormvast en hoogwaardig product met een lange levensduur en een lage CO2 voetafdruk.

Drinkwaterpompstation met gevelpanelen van biocomposiet

Beide projecten demonstreren het potentieel van reststromen uit de waterkringloop om te worden opgewaardeerd tot werkbare grondstoffen voor gebruik in duurzame gevels.

In het project loopt nog een onderzoek door TU Delft naar uitspoelgedrag van deze gevels.

Beschoeiingselementen

NPSP heeft een prototype beschoeiing ontwikkeld in de vorm van een conventionele paalschot constructie met naaldhout waar het kan en biocomposietelementen waar nodig voor verdringing van hardhout. Dit resulteert in een verticale oeverbescherming voor grondkerende hoogte tot ongeveer 1 meter met een lage milieubelasting en een lange levensduur die op een voor opdrachtnemers vertrouwde wijze kan worden geïnstalleerd. Waternet biedt daarvoor een testlocatie waar verschillende materiaalsamenstellingen kunnen worden beproefd.

Beschoeiingselementen van biocomposiet op proeflocatie bij Waternet

TU Delft heeft voor deze materialen en toepassing een Milieu Risico Analyse uitgevoerd naar het uitlooggedrag. Hierin werd geconcludeerd dat dit binnen de geldende grenzen blijft.

Signalering

Bij signaleringstoepassingen kun je denken aan borden voor verkeer en informatie, maar ook aan peilschalen. Bij Waternet is onder meer een nautisch bord geplaatst en een informatiepaneel van biocomposiet. Daarnaast is van het nieuw ontwikkelde volledig biobased materiaal ook een nieuw prototype verkeersbord gemaakt. Verder zijn bij vier waterschappen peilschalen van biocomposiet geplaatst of geleverd.

Stuwplaat

Binnen Waternet is ook gezocht naar het gebruik van biocomposiet als constructiemateriaal in een primaire watertoepassing. We hebben deze gevonden in een vervangingsproject van stuwen. Eén van deze stuwen is uitgerust met een stuwplaat van biocomposiet die onder de waterlijn rust op een zachthouten onderbouw. Dit zou mogelijk ook kunnen worden toegepast bij renovatie door de stuwplaat te plaatsen op een bestaande onderbouw. In deze toepassing volstaat een stuwplaat van 2cm dik.

Stuwplaat van biocomposiet in bedrijf bij Waternet

Design lamp

Wat ontbrak in de lijst met prototypes voor demonstratie was een volledig vrij 3D-ontwerp, waar biocomposiet zich uitstekend voor leent. Een gezamenlijke relatie van NPSP en Waternet kwam op het idee om met waterplanten een bolvormige lampenkap te maken. We hebben hiervan ook prototypes gemaakt van de binnen WIDER UPTAKE ontwikkelde materialen.

Bolvormige lampenkap van biocomposiet met cellulosevezels van Recell®

 

 

Projectupdate januari 2023

In oktober 2021 hebben we een Winnovatie challenge gelanceerd met een oproep voor toepassingsideeën voor biocomposieten. Om het eenvoudig te houden, was de oproep onbegrensd. De inzendingen bleken echter niet allen even praktisch om te realiseren. Het winnende idee was bijvoorbeeld een putdeksel van biocomposiet. Een geweldig idee, maar technisch zeer uitdagend voor een biocomposiet op basis van reststromen. Putdeksels zijn vaak nog van gietijzer en moeten zeer vlak en stijf zijn en tegelijkertijd bestand tegen de dynamische belastingen van motorvoertuigen. We hebben dit als een ambitieuze doelstelling voor de toekomst bewaard.

 

Projectupdate november 2021

Winnaars van de bio-composiet challenge

De winnende ideeën van de challenge ‘welke producten kunnen ontwikkeld worden met bio-composiet’ zijn bekend en de winnaars zijn daar feestelijk voor bedankt en beloond.

De winnaars v.l.n.r.: Mohammad Darwish (Waternet), Tho mas Koomen (De Haagse Hogeschool), Daan van Mierlo (Delfland), Bas Rem (Delfland) en Peter Otten (Waternet) tijdens de uitreiking van de bloemen en een dienblad gemaakt van bio-composiet.

De jury selecteerde drie ideeën die op korte termijn verder worden onderzocht op haalbaarheid en levensvatbaarheid. Als het kan zullen deze productideeën in het project Wider Uptake worden gerealiseerd en gedemonstreerd.

Dit zijn de winnende ideeën:

  1. Het idee hergebruik van bio-composiet van Peter Otten eindigde op de eerste plaats. Zijn idee wordt gezien als een uitdagende, waardevolle en kansrijke producttoepassing binnen en buiten Waternet. Peter's idee is om te onderzoeken of het mogelijk is om van bio-composiet putdeksels te maken als duurzame vervanging van gietijzer en licht van gewicht.
  2. Het idee watersteiger of vlot van bio-composiet van Mohammad Darwish eindigde op de tweede plek. De jury vond het idee van loop- en dek-planken van bio-composiet goed passend bij andere toepassingen in de openbare ruimte en uit te breiden naar de particulier/ consument. Voor demonstratie van deze toepassing zoeken we een project binnen het Waternetgebied.
  3. Het idee leren met bio-composiet van Bas Rem en Daan van Mierlo eindigde op de derde plaats. Geïnspireerd door de collegebanken waar ze zelf nog regelmatig in zitten, kwamen ze op het idee om van bio-composiet collegebanken te maken. Dit idee sprak de jury vooral aan vanwege de mogelijkheid om de jeugd zo kennis te laten maken met duurzame materialen.

Creativiteitsprijs

Thomas Koomen ontving een creativiteitsprijs met het idee de regenschutting van bio-composiet te maken. Dit is een schutting en regenopslag in één. De motivatie van Thomas was voornamelijk dat reststoffen van Waternet weer ingezet zouden moeten worden voor producten die gebruikt kunnen worden in de watercyclus. De jury waardeerde zijn inzending op kwaliteit en de verbinding met de thema’s duurzaamheid en water. Zijn idee is echter al in diverse uitvoeringen op de markt. Met het oog op de prijsstelling van bestaande producten en een investering die nodig is voor een uitvoering met bio-composiet oordeelde de jury dit productidee als risicovol om nu op de markt te brengen.

Volgende stappen

Waternet en NPSP gaan de eerste drie winnende ideeën verder uitwerken en onderzoeken of deze binnen het project Wider Uptake gerealiseerd kunnen worden.

We willen alle deelnemers hartelijk bedanken voor hun waardevolle input en innovatieve ideeën. Samen zijn we slimmer!

 

Projectupdate oktober 2021 

NPSP heeft een fraaie bijdrage geleverd aan de Exploded View Beyond Building, een tentoonstellingspaviljoen op ware grootte van een huis dat volledig is opgetrokken uit biobased materialen. Het betreft een buitengevel met 3D gevormde tegels van bio-composiet die gemaakt zijn van onder meer riet van het waterschap, cellulosevezels uit de waterzuivering en calciet uit het drinkwaterproces met een toevoeging van natuurlijke kleurstoffen van blauwalg en indigo. Een mooie exponent van de mogelijkheden met het gebruik van reststromen uit de watercyclus (planten, afvalwater en drinkwater) en daarmee een eerste tastbaar resultaat van de samenwerking met Waternet in Wider Uptake! 

Het paviljoen is t/m 24 oktober te zien op de Dutch Design Week in Eindhoven en daarna onder meer van 14 april tot 9 oktober op de Floriade in Almere.

Projectupdate september 2021

De challenge 'Welke producten kunnen ontwikkeld worden met bio-composiet?" loopt. Nieuwe ideeen kunnen t/m 22 september worden ingediend, daarna staat de challenge nog een week open voor reacties en aanvullingen. Doe je mee?

Projectupdate juli 2021

De projectactiviteiten beginnen nu - medio 2021 - te lopen. De ontwikkeling van biocomposietmateriaal is goed op weg, er wordt een onderzoek gestart naar kwaliteit in de toelevering van grondstoffen (in het bijzonder die van natuurlijke vezels) en er is een locatie gekozen voor de proef met beschoeiingsmateriaal. Binnenkort (augustus 2021) volgt een Winnovatie challenge met een oproep voor bruikbare productideeën voor bio-composiettoepassingen als mogelijke aanvulling van het demonstratieprogramma.

Projectupdate juli 2020

Wider Uptake is in 2020 gestart! NPSP, TU Delft en Waternet werken goed samen en hebben regelmatig overleg. De voorbereidingen voor het leveren van materiaal zijn getroffen en ook is er data aangeleverd aan de onderzoekers van de TU Delft. In 2021 zal echt begonnen worden met het maken van het biocomposiet en het organiseren van een geschikte demolocatie voor toepassing ervan binnen het Waternetwerkgebied. 

Afbeeldingen

X (voorheen Twitter)

Op de kaart

Een momentje...

0  reacties

READAR | Gebouwinformatie en mutatiesignalering uit luchtfoto's

Contact

Het Waterschapshuis
Stationsplein 89
3818 LE Amersfoort

033-4603100

winnovatie@hetwaterschapshuis.nl 

 

 

Cookie-instellingen