Afvalwater, een verborgen goudmijn

Wie ons afvalwater goed doorzoekt – al raden we niet aan dat je dit thuis zelf probeert – zal ontdekken dat er heel wat waardevolle metalen in te vinden zijn. Belgische en Nederlandse onderzoekers proberen nu manieren te vinden om die metalen eruit te vissen en opnieuw te gebruiken.

Het project van de VUB en ULB, met de naam SUBLIMUS, probeert een duurzaam en goedkoop proces te ontwikkelen. Daarmee zouden we goud en zilver kunnen oogsten uit restjes slib van rioolwaterzuiveringsinstallaties.

Edelmetalen in slib

Primaire grondstoffen worden alsmaar schaarser. De meeste mijnen zullen binnen 20 jaar stilaan uitgeput raken. Daardoor wordt het belangrijk om metalen te verkrijgen uit andere bronnen en die te hergebruiken. Sinds maart onderzoeken Belgische wetenschappers aan de VUB of het mogelijk is om die metalen uit ons afvalwater te halen. Daarbij richten ze zich vooral op de waardevolle edelmetalen: goud, zilver en platina. Die komen het vaakst voor in het slib, een afvalproduct van de waterzuivering dat ontstaat wanneer bacteriën alle organische stoffen in het water afbreken. Slib werd gebruikt als meststof in de landbouw, maar door de aanwezigheid van metaal is dat nu verboden. En moet het slib worden verbrand.

Mooie winst

Natacha Brion betreurt in een gesprek met NEMO Kennislink het feit dat we slib verbranden. Zij is coördinator van het project en onderzoeker in de groep Analytische- Milieu- en Geochemie van de Vrije Universiteit Brussel (VUB). “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.”

Volwaardige grondstofbron

Het verwijderen van metalen zou kunnen betekenen dat we slib terug mogen gebruiken in de landbouw. “Door die metalen met waterzuivering uit het slib te halen, kom je dus niet alleen de metaalschaarsheid tegemoet. Maar je maakt ook van een toxisch afvalproduct een volwaardige grondstofbron”, zegt Brion.

“Door metalen uit het slib te halen, kom je niet alleen de metaalschaarsheid tegemoet. Maar je maakt van een toxisch afvalproduct ook een volwaardige grondstofbron.”

Die metalen uit het slib halen, dat is andere koek. “Wij werken samen met microbiologen van Meurice R&D”, vertelt Brion. “Zij gebruiken speciale bacteriën die zwavel in het slib kunnen omzetten naar zwavelzuur. Daarin lossen vervolgens vrijwel alle zware metalen zoals ijzer, zink, koper en aluminium op.”

Schoner slib

Aandachtige lezers merken meteen op dat het misschien niet meteen de edelmetalen zijn die je zoekt of zou verwachten. En toch is dit een belangrijke stap. Door de zwaardere metalen alvast uit het slib te halen, wordt het gemakkelijker om vervolgens de edelmetalen nauwkeurig te extraheren. Daarnaast is er nog een voordeel: “Zware metalen zijn een van de redenen waarom 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”, stelt Brion.

Nanodeeltjes vissen

Om uiteindelijk ook de edelmetalen te kunnen verkrijgen, werkt de VUB samen met de Université Libre de Bruxelles (ULB), omdat die gespecialiseerd zijn in nanodeeltjes. “Ze gaan magnetische nanodeeltjes ontwikkelen met daarop een molecuul dat specifiek één element bindt, zoals bijvoorbeeld goud. Eenmaal het goud gebonden is, vissen we de nanodeeltjes met een magneet weer uit de oplossing”, legt Brion uit. Momenteel zit het onderzoek nog in de labo-fase, en is er nog niets in de praktijk getest.

Het potentieel van as

Onze noorderburen lieten hun oog ook al vallen op de verborgen metalen in het afvalwater. Belangrijk verschil: zij zien voor de terugwinning van metalen door waterzuivering meer potentieel in het as van verbrand slib. “Na de verbranding is de concentratie van de metalen nog hoger. Dat maakt het makkelijker om ze terug te winnen”, zegt Kees Roest. Hij is senior onderzoeker Industrie, Afvalwater & Hergebruik aan het Nederlandse wateronderzoeksinstituut KWR.

Obstakels en mooie technieken

Het project waterzuivering van de VUB en de ULB loopt nog tot februari 2022. Het Nederlandse onderzoek aan het KWR is ondertussen bijna afgerond, maar volgens Roest zijn ze 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.” Voor Brion zijn de voordelen alvast duidelijk: “Er zijn zeker nog wel obstakels te overwinnen in waterzuivering 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 ze toepasbaar zijn in de mijnbouw. Om daar de zuiveringsstappen te verduurzamen.”