Juli/Augustus 2021

Kerkrade sluit kringloop van water

Circulair project Superlocal

Het wordt steeds belangrijker om de kringlopen voor energie, water en bouwmaterialen te sluiten. In Kerkrade sloegen de gemeente, woningcorporatie Heemwonen en de waterbedrijven de handen ineen voor het project Superlocal. Bij de herontwikkeling van de wijk Bleijerheide wordt deze direct circulair gemaakt.

Een belangrijk onderdeel van het circulair maken van een woonwijk is het ontlasten van de centrale waterinfrastructuur. Dat was een van de doelstellingen van de samenwerkende partijen in het project Superlocal. De waterhuishouding in Nederland is van oudsher sterk centraal geregeld. Waterbedrijven leveren hoogwaardig drinkwater, terwijl gemeenten en waterschappen afvalwater en hemelwater via de riolering zo snel mogelijk afvoeren om het daarna, buiten zicht van de gemeenschap, centraal te zuiveren. Klimaatverandering zorgt voor een toenemende druk op deze robuuste, maar wel inflexibele centrale infrastructuur. Steeds vaker voorkomende en heviger regenbuien overbelasten het stelsel, terwijl er tijdens de langere, droge periodes watertekorten voor mens en tuin optreden. Daarnaast is vervuiling en verzilting van grond- en oppervlaktewater een steeds groter probleem.

Dempen waterspits

Diederik van Duuren licht de decentrale aanpak bij Superlocal toe. Hij is adviseur strategie en innovatie bij Waterleiding Maatschappij Limburg (WML) en doet daarnaast promotieonderzoek aan de Universiteit van Maastricht naar de watersystemen van de toekomst. ‘Het grootste probleem is de waterspits; dat is de periode tussen 18.00 en 22.00 uur, als veel mensen tegelijkertijd veel water gebruiken, vooral als het overdag warm is geweest en er ook veel tuinen worden besproeid. Per huishouden lijkt dat niet veel, maar al die beetjes bij elkaar zorgen voor een forse piekvraag. Momenteel wordt de capaciteit van de daarvoor benodigde centrale infrastructuur afgestemd op deze piekvraag. De uitdaging is dus het dempen van de waterspits door duurzaam om te gaan met water.’

Het regenwater wordt in een ondergrondse buffer van 250 m³ opgeslagen

Slim bufferen

Een van de oplossingen waarnaar wordt gekeken binnen het project is slim bufferen van water. Al het regenwater afkomstig van daken, overkappingen en verharde oppervlakten wordt in een ondergrondse buffer van 250 m³ opgeslagen. Dat water loopt af naar de drinkwaterzuivering, waar WML gaat onderzoeken hoe je er veilig en betrouwbaar drinkwater van kan maken. ‘Door te bufferen ten tijde van droogte hoeft de wijk geen gebruik te maken van het centrale drinkwaternet gedurende de waterspits’ zegt Van Duuren. ‘De buffers worden tijdens daluren gevuld en van daaruit worden huishoudens van water voorzien tussen 7.00 en 10.00 uur en 18.00 en 22.00 uur.’

Zwart water

Het project zet ook sterk in op de gebruikerskant: watersparende toiletten en een voedselrestenvermaler in de woningen voeren de slurry, samen met de ontlasting, naar een UASB-vergister af, waar het bij 35 °C in biogas en digestaat wordt omgezet. Van Duuren licht toe: ‘Een toilet is goed voor 30 procent van al het water dat een gemiddeld huishouden gebruikt. Bij elke spoelbeurt gaat 7 liter water door het systeem. Met een vacuümpomp die voor onderdruk zorgt, dringen we dat terug tot slechts 1 liter. De slurry die we daarbij opvangen en via dunne buizen transporteren, zit vol waardevolle stoffen. Niet alleen organische massa, maar ook mineralen en fosfaten. Als je die stroom onder thermofiele omstandigheden gaat verwarmen, levert dat biogas voor de cv op. Ga je het digestaat verder verhitten tot 70 °C, dan kun je de hygiënisch betrouwbare stoffen daaruit tot een bodemverbeteraar transformeren. Scheiding aan de bron zorgt ervoor dat terugwinnen van grondstoffen en energie eenvoudiger wordt en dat het overige water schoner blijft.’

Grijs water

Naast buffering van regenwater wordt het grijze water uit douches, wasmachines en gootsteen afgekoppeld van de centrale waterinfrastructuur en gezuiverd via een innovatief belucht helofytenfilter, dat in mei in gebruik is genomen. Van Duuren: ‘Met dit nieuwe filter krijgen bacteriën rond de wortels van de planten meer lucht en verloopt het zuiveringsproces sneller. Daardoor heb je een factor vier tot zes minder oppervlak nodig om dezelfde hoeveelheid afvalwater te zuiveren, vergeleken met een horizontaal helofytenfilter. Voor dit project volstaat een rietveld op Argexkorrels (zie afbeelding links) van 100 m² voor circa 250 inwoners.’
Het op deze manier gezuiverde water mag op het oppervlaktewater worden geloosd. Het is volgens Van Duuren echter niet geschikt als drinkwater, tenzij je er dure stappen als nano- of ultrafiltratie aan toevoegt. ‘Zodra de circulaire woningen en de flat zijn opgeleverd en het filter is aangelegd willen we wel testen of we dit water ook als huishoudwater kunnen inzetten. Onderin de flat zal woningcorporatie Heemwonen daarvoor een gemeenschappelijke wasserette inrichten. Op die wijze voorkomen we de aanleg van een separaat leidingsysteem naar alle woningen.’

Schaalgrootte

Het project Superlocal is niet uit de lucht komen gevallen. Het waterbedrijf kijkt al sinds 2012 naar mogelijkheden voor decentrale afvalwaterbehandeling. ‘In dat jaar raakten we betrokken bij ‘De wijk van morgen’, een initiatief van Hogeschool Zuyd uit 2006’, zegt Ad de Man, strategisch adviseur bij WBL. ‘Als opgave moest een studententeam enkele duurzame woningen op een bedrijventerrein in Heerlen ontwerpen. Men keek naar hergebruik van water, energie en bouwmaterialen. Vooral dat eerste aspect bleek voor ons erg interessant. In de twee jaar daarna hebben we, samen met Hogeschool Zuyd, een waterconcept ontwikkeld dat los van de centrale voorzieningen voor drink- en afvalwater kon staan. Het concept ging toen uit van maximale regenwaterbenutting en decentrale drinkwaterzuivering. Ook het scheiden van waterstromen en behandeling achteraf hadden we al meegenomen.’
De schaal van ‘De wijk van morgen’ bleek te klein, maar WBL ging op zoek naar kansrijke locaties. Met succes, want in 2017 toonde Heemwonen interesse voor de wijk Bleijerheide. Ook WML en de gemeente Kerkrade haakten aan. Dat zorgde ervoor dat het project, sindsdien Superlocal geheten, de vereiste schaal voor een demonstratieproject kreeg. De Man: ‘Eerst hebben we alleen woningen onder de loep genomen, nu bekijken we ook parkeerplaatsen en andere oppervlakten van waaruit we regenwater als bron voor drinkwaterproductie kunnen opslaan. Het concept voor zuivering van grijs water en zwart water is nu uitgewerkt; dat gaat via een helofytenfilter en verwerking in de vergister. Effluent uit het helofytenfilter gaan we als proef twee maanden behandelen, tot het water geschikt is voor de wasserette.’

Stappenplan

Superlocal kent drie fasen. Begin 2020 zijn de vijftien nieuwe circulaire woningen in de wijk op het vacuüm-riool aangesloten, in mei 2021 volgde de aanleg van het beluchte helofytenfilter en de aansluiting van de drinkwaterzuivering op de reeds gerealiseerde regenwaterbuffers. En als de laatst overgebleven flat begin 2022 wordt opgeleverd, treedt het vergistingssysteem in werking. De Man: ‘Het slib gaan we medio 2022 hygiëniseren, zodat afnemers het zonder risico als bodemverbeteraar kunnen gebruiken. Daarin zit zwart water met vermalen voedselresten. Vergisten van zwart water wordt al langer gedaan, onder meer in Sneek en bij het toenmalige ministerie van I&M in Den Haag. Nieuw is dat we het regenwater opwaarderen tot drinkwater en het effluent behandelen voor gebruik in de wasserette.’ Borging van kwaliteit noemt De Man cruciaal. ‘We gaan het eerst testen voordat we mogelijk tot levering van drinkwater overgaan. Dit doen we in nauw overleg met de inspectie en uiteindelijk ook met de bewoners. De kosten zijn natuurlijk ook belangrijk’, zegt De Man, die heeft berekend dat het systeem pas meer gaat opleveren dan het kost, bij de aanleg van dit systeem voor minimaal vijfhonderd woningen.

‘Regenwater opwaarderen tot drinkwater en het effluent behandelen voor gebruik in wasserette’

Monitoren

Ook Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (Stowa) is bij het project betrokken. Bjartur Swart die de monitoring vanuit Stowa begeleidt, wijst er op dat er veel behoefte is aan goede data van zuiveringssystemen in de praktijk. ‘Het beluchte helofytenfilter is nog relatief nieuw voor Nederland en we weten er nog niet zo veel van af. Dit is de ideale gelegenheid te monitoren.’
De aandacht richt zich ook op het slib dat uit de vergister komt. Swart: ‘Mogelijk kan het digestaat als bodemverbeteraar in de landbouw worden toegepast. Daarmee voorkom je hoge kosten, zoals die er nu zijn bij de slibverwerking van de rioolwaterzuiveringsinstallatie, en draag je bij aan een circulaire economie doordat nutriënten als meststof worden hergebruikt.’
Swart wijst er op dat onderzoek naar decentrale zuiveringen juist nu relevant is, want de kosten voor het vervangen van de huidige drukriolen in de buitengebieden zijn hoog. Door nu in de praktijk data te verzamelen, kunnen decentrale maatwerkoplossingen worden bedacht waarbij er een afweging gemaakt kan worden tussen kosten, circulariteit en milieu. ‘Want’, zegt hij, ‘energie terugwinnen uit afvalwater is het efficiëntst als dat gebeurt op een rioolwaterzuivering. Maar het verpompen van afvalwater ernaartoe kost meer energie dan het oplevert. Decentraal terugwinnen is daarom een betere optie.’

Bewonersgedrag cruciaal

Het project Superlocal staat of valt met het gedrag van de (nieuwe) bewoners. Als er verkeerde materialen in de gft-bak terechtkomen, zal de biogasproductie in de vergister tegenvallen, terwijl verfresten in het toilet de werking van het helofytenfilter danig kunnen verstoren. Volgens Maurice Vincken, die als senior projectleider bij corporatie Heemwonen bij het project is betrokken, is het cruciaal om de eindgebruiker al vroeg in het proces te betrekken. ‘Nieuwe bewoners krijgen daarom vooraf persoonlijke uitleg over de systemen. En gelukkig zijn de bewoners enthousiast.’

Tekst: Tseard Zoethout
Fotografie: Industrie