Recuperatie van nutriënten uit spuistroom
In het kader van het Zunurec project (Vlaanderen Circulair, 2018-2019), een samenwerking tussen Verhoeve Milieu & Water, het Proefstation voor de Groenteteelt en BPK, werd een totaalconcept opgezet om spuistroom te zuiveren. Hierbij werd het water uit de spuistroom ontdaan van gewasbeschermingsmiddelen middels ‘Advanced oxidation’ en werden de nutriënten worden teruggewonnen middels ionenuitwisseling.
De ontworpen installatie bestaat uit de volgende hoofdcomponenten:
- Zandfilter
- Actief koolfilter
- Kationharskolom
- Anionharskolom (2 stuks)
De zand- en actief koolfilter verwijderen zwevende delen en ongeladen organische partikels. De kationenwisselaar verwijdert kationen (K+, Ca2+, Na+,…) door ionenwisseling, en de anionenwisselaar verwijdert nutriënten/anionen (nitraat, fosfaat, Cl-,…) door ionenwisseling. Door het meten van de pH en de elektrische conductiviteit wordt bepaald wanneer de kolom verzadigd is. Bij verzadiging wordt de harskolom van de ionenuitwisselaar geregeneerd door te spoelen met chemicaliën. In dit proces komen de kationen en anionen terug vrij en kunnen ze gerecupereerd worden in geconcentreerde volumes. Het restwater nog behandeld door geavanceerde oxidatieprocessen als combinatie van ozon/waterstofperoxide en UV voor de verwijdering van pathogenen en verwijdering van residu’s van gewasbeschermingsmiddelen.
Hergebruik van gerecupereerde nutriënten in een tomatenteelt onder semi-field omstandigheden
In het kader van het S.O.Spuistroom project werd in de zomer van 2019 op het Proefstation voor de Groenteteelt een demo opgezet in een tomatenteelt om na te gaan of de nutriënten gerecupereerd tijdens het Zunurec project als kwalitatieve meststof ingezet kunnen worden. De gerecupereerde nutriëntenvloeistof was voornamelijk opgeconcentreerd in stikstof en kalium.
Bij deze semi-field proef (tunnelproef) werd het ras Zouk (Syngenta) opgeplant op steenwolmatten. Meer details rond de proefopzet zijn opgenomen in Tabel 10. De proef werd opgeplant in juni 2019, na de laatste nachtvorst. Vanaf augustus werd er geoogst, de proef eindigde op 20 september 2019.
Tabel 1: Teeltgegevens tunnelproef SOSpuistroom: tomaat juni-september 2019
| Ras | Zouk (Syngenta) |
| Opkweekmethode | Steenwolpot 10×10 cm |
| Plantafstand | 1,5 planten/m² |
| Substraat | Steenwol Grodan ‘Grotop master’ |
| Zaaidatum | 13 mei 2019 |
| Plantdatum | 13 juni 2019 |
| Topdatum | Week 34 (19-23 augustus) |
| Begin oogst | 7/8/2019 |
| Einde oogst | 20/9/2019 |
De tunnels zelf werden uitgerust met een gotensysteem met opvang van het overtollige drainwater. Het drainwater werd vervolgens opgevangen in een opvangbekken van 1m³. Via een continue zuurdosering werd de ph van de voedingsoplossing op peil gehouden, dit om de optimale opname van de nutriënten te garanderen. De EC van de oplossing werd 3 keer per week op punt gezet (EC 2.5 – 3.0 mS/cm²). De voedingsoplossing zelf werd wekelijks bemonsterd en indien nodig bijgestuurd.
Er werden twee nutriëntenoplossingen aangemaakt waarvan de totale nutriëntenconcentratie, pH en EC hetzelfde was. Enkel de vorm waaronder de nutriënten aangebracht werden verschilde. Eén behandeling was gemaakt met standaard meststoffen, een andere gebruikte de Zunurec meststof waarbij in de gemaakte voedingsoplossing 71% van de kalium en 68% van het nitraat gerecupereerde nutriënten waren. In totaal werden per oplossing 30 planten opgeplant, verdeeld over 3 goten (10 planten per goot) (Figuur 1). Elke plant was van een druppellaar voorzien waardoor elke plant van voedingswater werd voorzien. Via timers werden de irrigatiebeurten ingesteld. Een sfeerbeeld van de proef is weergegeven in Figuur 2.
De plantengroei, vruchtontwikkeling, productie en vruchtkwaliteit werden opgevolgd. Hiervoor werden telkens 24 planten geëvalueerd (de buitenste planten van de goot werden niet mee geëvalueerd) Voor geen enkele van deze parameters was er een verschil waarneembaar tussen de voedingsoplossingen (Tabel 2, Tabel 3). Er zijn ook geen andere negatieve effecten waargenomen. Deze demo toont dus aan dat de gerecupereerde nutriënten een waardevol alternatief zijn voor de standaard meststoffen in een recirculatiesysteem. .
Tabel 2: Evaluatie van de plantengroei en vruchtontwikkeling. Gemiddelde waarden zijn weergegeven. Getallen met een verschillende letter zijn significant van elkaar verschillend.
| 3/7 | 3/7 | 23/7 | 23/7 | 6/8 | 6/8 | |
| Nutriënten- oplossing | Lengte plant (3/7) | Dikte kop (cm) | Groeikracht (1-10) | Dikte kop (cm) | Aantal vruchten/tros | % vruchten uitgegroeid* |
| standaard | 82,3a | 1,4883a | 9,5 a | 1,1757 a | 4,1 a | 77,2a |
| Gerecupereerde nutriënten | 82,6b | 1,4442a | 9,1 a | 1,1281 a | 3,8 a | 82,1 a |
Cijfers gevolgd door verschillende letters zijn statistisch significant verschillende volgens Student-Newman-Keuls (P< 0.05).
*er werden 5 trossen per plant geëvalueerd
Tabel 3: Totale gemiddelde tomatenproductie per goot gedurende de oogstperiode van 7/8/2019-20/9/2019. Er werden geen significante verschillen waargenomen tussen de behandelingen.
| Nutriëntenoplossing | Totaal (kg) | Flandria kwaliteit (kg) | Totaal aantal vruchten | Vruchten met Flandria kwaliteit |
| Standaard | 23,7 | 18,9 | 123 | 99 |
| Gerecupereerde nutriënten | 23,8 | 18,2 | 126 | 92 |