Eerste promotie op Campus Fryslân: nutriënten terugwinnen uit rioolwater

Kalium en ammonium zijn belangrijke voedingsstoffen in de landbouw. Rioolwater kan een interessante bron zijn voor deze nutriënten, die daar via menselijke urine in terechtkomen. Tijdens een gezamenlijk promotietraject bij Wetsus en de Rijksuniversiteit Groningen heeft Anna Casadellà een membraan ontwikkeld waarmee het mogelijk is kalium en ammonium uit verdunde urine terug te winnen. Zij verdedigt haar proefschrift op 1 april 2016 in Leeuwarden. Het is de eerste promotie op de nieuwe RUG/Campus Fryslân.

Kunstmest is belangrijk voor de landbouw, maar wanneer meststoffen in het oppervlaktewater terechtkomen, kunnen ze voor problemen als algenbloei zorgen. Omdat sommige mestingrediënten, zoals kalium en ammonium, beperkt beschikbaar zijn, zou het ideaal zijn om deze stoffen via een waterzuiveringsinstallatie terug te winnen. Bij Wetsus, het Europese topinstituut voor duurzame watertechnologie, heeft promovenda Anna Casadellà geprobeerd dit mogelijk te maken.

Membraan

‘Ik heb diverse manieren getest om selectief kalium en ammonium uit afvalwater te halen’, vertelt zij. ‘In een zuiveringsinstallatie heb je daar een membraan voor nodig, met of zonder poriën, die selectief is voor kalium en ammonium.’ Ons lichaam zit vol cellen met zulke selectieve membranen maar Casadellà moest een synthetische variant maken. Daarvoor zette zij een speciaal synthetisch lab op bij Wetsus en werkte ze nauw samen met haar promotor Katja Loos, hoogleraar polymeerchemie aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Goedkoop zeoliet

Casadellà bestudeerde het transport van de twee nutriënten en testte verschillende opties. Uiteindelijk bleek een zeoliet met de naam clinoptiloliet de beste. ‘Wanneer je dit mineraal mengt met een polymeer ontstaat er een membraan die 60% van alle kalium en 80% van het ammonium uit verdunde urine kan halen.' Omdat zeoliet erg goedkoop is, zouden dit soort membranen zeker een haalbare optie zijn voor gebruik in een waterzuiveringsinstallatie. ‘Mijn werk laat zien dat het principe werkt’, vertelt Casadellà. ‘De volgende stap is de techniek implementeren.’

Netwerkorganisatie

De promotie van Casadellà is de eerste bij de RUG/Campus Fryslân. Decaan prof. Jouke de Vries vertelt dat er nog meer zullen volgen: ‘In 2011 zijn twintig promovendi gestart met een onderzoeksproject, die allemaal werken bij een Friese kennisinstelling, onder begeleiding van een Nederlandse universiteit.’ Een tweede ronde met projecten is in 2013 in gang gezet, waarin een jaar later nog eens vijftien ‘Friese’ promovendi aan de slag gingen.

RUG/Campus Fryslân

Er waren dus verschillende Nederlandse universiteiten betrokken bij de beide programma’s, die zijn opgezet door – zoals het toen heette – University Campus Fryslân, een netwerkorganisatie van universiteiten en kennisinstellingen in Friesland. ‘Maar om deze campus verder te ontwikkelen hadden we een universiteit nodig die zich hiermee wilde verbinden’, zegt De Vries. Dat werd de Rijksuniversiteit Groningen. Met steun van de provincie Friesland en de gemeente Leeuwarden ging de RUG op 1 januari van dit jaar officieel van start met de RUG/Campus Fryslân.

Historische Oranjezaal

De Vries: ‘De promotie vindt plaats in de historische Oranjezaal in het stadhuis van Leeuwarden. We hopen dat andere promovendi in het programma hun proefschriften ook hier in Leeuwarden zullen verdedigen.’ Dat vraagt wel een logistieke inspanning: ‘We moeten bijvoorbeeld de hoogleraren en de pedel vanuit Groningen naar Leeuwarden brengen.’ De promotie betekent een terugkeer van het universitaire leven in Friesland, dat in 1843 eindigde met de sluiting van de universiteit van Franeker. ‘De pedellenstaf uit Franker wordt binnenkort aan ons aangeboden door de burgemeester. Die staf is te kwetsbaar om te gebruiken, maar we willen een replica maken voor gebruik op onze campus.’

Catalonië

De Spaanse Anna Casadellà heeft genoten van haar tijd in Friesland. ‘Ik kom uit Catalonië, dat in Spanje een positie heeft die vergelijkbaar is met die van Friesland in Nederland’, zegt zij met een brede lach. Ze heeft zelfs wat Fries geleerd: ‘De analisten spraken mij vaak aan in het Fries. Maar verder was het lab van Wetsus een zeer internationale omgeving. Een prima plek om te werken.’

CV

Anna Casadellà studeerde scheikunde aan de universiteit van Girona en behaalde er tegelijkertijd een master in Waterwetenschap en Technologie. Na een stage bij Wetsus kreeg zij daar een promotieplaats aangeboden. Zij zal na haar promotie als vrijwilliger gaan werken bij een NGO in de Dominicaanse Republiek, waar ze zich zal bezighouden met watertechnologie en hygiëne. Na deze onderbreking in haar carrière hoopt zij werk te vinden in dit veld. Haar proefschrift is getiteld: Ion-selective membranes for the recovery of ammonium and potassium. Haar promotor is prof.dr. K.U. (Katja) Loos, afdeling Macromolecular Chemistry & New Polymeric Materials van de RUG.