Membraanfiltratie

Filtratie omvat een fysische scheiding waarbij alle deeltjes en macromoleculen weerhouden worden. Het inputmateriaal van membraanfiltratie is dunne fractie (van digestaat of mest) na scheiding, met eventueel een voorbehandeling (papierfilter, flotatie) om vervuiling van de membranen te voorkomen. Het materiaal wordt onder druk door het membraan gestuurd.

Afhankelijk van de opening van de poriën wordt onderscheid gemaakt tussen microfiltratie (poriën 0,1 – 5 µm, 0,1-3 bar), ultrafiltratie (poriën 20 nm – 0.1 µm, 2-10 bar), en omgekeerde osmose (RO) (0.1-1 nm, 10-100 bar). Micro- en ultrafiltratie wordt meestal als voorbehandeling voor omgekeerde osmose (met RO-membraan) gebruikt.

Bij omgekeerde osmose wordt een mineralenconcentraat en loosbaar water geproduceerd. Het geproduceerde water kan onder specifieke voorwaarden geloosd worden in het oppervlakte water of kan een toepassing kennen op het bedrijf. Vaak wordt een ionenwisselaar geplaatst na de omgekeerde osmose, zodat het geproduceerde water zeker aan alle voorwaarden voor lozing voldoet.

De stikstof in mineralenconcentraten komt hoofdzakelijk in ammoniumvorm voor. Het gehalte aan organische stikstof is laag (gemiddeld 10% van de stikstof). De stikstofwerking van het mineralenconcentraat ten opzichte van kunstmest wordt bepaald door de werking van ammonium en organisch gebonden stikstof in het concentraat. De ammonium is direct beschikbaar voor de gewasopname, maar een deel van de ammonium kan vervluchtigen als ammoniak. Organisch gebonden stikstof komt na mineralisatie in de bodem beschikbaar voor het gewas. Volgens de Nitraatrichtlijn moeten minerale concentraten, als verwerkte mest, toegepast worden binnen de gebruiksnorm voor dierlijke meststoffen (d.i. 170 kg N/ha/jaar). De discussie over de mogelijkheid voor het gebruik van mineralenconcentraten als minerale meststof is nog steeds aan de gang.

In Nederland lopen er sinds 2009 verschillende pilots. Wageningen Universiteit voert verkenning uit van de grootschalige toepassing van mineralenconcentraten in Nederland. Zowel de werking van mineralenconcentraten, als de landbouwkundige en milieukundige effecten, maar ook de beoordeling of die effecten gelijkaardig zijn aan die van kunstmest, worden onderzocht.

Bedrijven die deelnemen aan het onderzoek kunnen mineralenconcentraten toepassen buiten de gebruiksnorm voor dierlijke mest, waarbij de gebruiksnormen voor fosfaat en stikstof wel geldig zijn en de aanwezige hoeveelheden stikstof en fosfor voor 100% meetellen. De laatste jaren is er ook steeds meer onderzoek naar een alternatieve membraantechniek voor nutriëntenrecuperatie uit mest, namelijk membraandistillatie. Bij membraandestillatie kan bij een lagere werkingstemperatuur en – druk gewerkt worden.