Met Belgische hulp:
een 'aardse' toepassing van ruimteonderzoek
Eigenlijk gaat het over hoe toekomstige astronauten op weg naar Mars van voedsel kunnen worden voorzien. Maar onderzoek, gefinancierd door ESA, heeft ook een mooie 'aardse' toepassing. Hoe geraak je van het slik vanaf, afkomstig van rioolwater bij de verwerking van afvalwater? Het Belgische bedrijf EPAS ontwikkelt er methoden voor.
Het project MELISSA of Micro-Ecological Life Support Alternative krijgt financiële steun van ESA in bedrijven en onderzoeksinstituten in heel Europa. Het is bedoeld om zoveel mogelijk afval te recycleren, afkomstig van astronauten tijdens langdurige ruimtemissies, tot voedsel en andere verbruiksgoederen als zuurstof en water. Centraal staat het herwinnen van een eetbare biomassa, zuurstof en mineralen uit organisch afval zoals niet eetbare delen van hogere planten, menselijke faeces, urine en koolstofdioxide, de ontwikkeling van technologie dus voor een life support systeem voor toekomstige bemande ruimtemissies naar de planeet Mars of voor langdurige verblijven op een permanente maanbasis. Het globale MELISSA-concept is een internationale joint venture met o.a. de universiteiten van Clermont Ferrand en Barcelona, het Franse bedrijf Adersa en de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) te Mol.
Het Belgische bedrijf EPAS neemt aan het project deel. Voor EPAS is het onderzoek dat wordt verricht in opdracht van ESA een belangrijke pijler. EPAS maakt gebruik van een aantal onderzoeksresultaten om methoden te ontwikkelen die op de aarde de hoeveelheid vaste materie moeten verminderen, afkomstig van rioolwater.
Met de huidige technologie kan de hoeveelheid vast afval (afkomstig van varkens, groenten, rioolwater) met ten hoogste 40 tot 60% gereduceerd worden, aldus Dries Demey van EPAS. In de ruimte is het van het hoogste belang het restafval verder te gebruiken, op de aarde is dat niet essentieel, maar wel zeer wenselijk. Dat is zeker het geval in een streek als Vlaanderen, die dicht bebouwd is en waar steeds hogere belastingen worden geheven op het storten van afval.
Zowel in de ruimte als op de aarde komt het afval eerst terecht in een fermentatieruimte, waar nauwkeurig gekozen bacteriën de vaste bestanddelen afbreken. Maar dit proces kan niet alles afbreken en EPAS ging na hoe het afval nog verder kon verminderd worden. De beste methode maakt gebruik van waterstofperoxide om het nog 'weerspannige' afval af te breken. Dat gaat dan weer in de oorspronkelijke fermentatieruimte, na verwijdering van het peroxide. "De resultaten waren behoorlijk positief", zegt Demey. "We konden 85% van het vaste afval verwijderen en omzetten in water en methaangas. Dat kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. We hebben de methode toegepast op afval van een Vlaamse voedselbedrijf. Het enige probleem is dat de kosten nog hoger zijn dan de huidige methoden, maar dat zal in de toekomst veranderen."
Maar het ontbrandbare methaan kan dan wel een gegeerd eindproduct zijn op de aarde, maar in de ruimte kan het voor een ramp zorgen. "We kunnen echter het fermentatieproces vertragen en een halt toeroepen alvorens er methaan wordt geproduceerd", vertelt Christophe Lasseur, project manager van het MELISSA-project in het technologisch centrum ESTEC van ESA in het Nederlandse Noordwijk. Dat kan gebeuren via het in stand houden van een grote concentratie van ammonium, met een groot zuurgehalte, of door de methaan producerende bacteriën uit de fermentatieruimte uit te wassen. Gedurende de fermentatie worden lange organische moleculen (op basis van koolstof) geleidelijk afgebroken tot uiteindelijk koolstofdioxide en methaan worden geproduceerd, moleculen met slechts één koolstofatoom. "Bij het MELISSA-systeem stoppen we wanneer de lange moleculen zijn afgebroken tot vette zuren", zegt Lasseur. Die dienen dan als voedsel voor bacteriën die ook een deel van het ammonium consumeren. Het resterende ammonium komt dan in het derde MELISSA-compartiment terecht, waar het wordt omgezet in nitraten, die dan weer als voedsel dienen voor de planten die de astronauten op hun menu hebben staan.
EPAS of Eco Process Assistance ontstond in 1992 als een spin-off van het Laboratorium voor Microbiële Ecologie en Technologie van de Universiteit Gent om professionele dienstverlening te bieden op het vlak van milieutechnologie. Het kan diensten verlenen aan alle bedrijven en instanties die op de één of andere manier met afvalverwerking, vast of vloeibaar, hebben te maken.
