Werken aan een simpel, robuust systeem voor methaanoxidatie

Rik Maasdam, onderzoeker bij Wageningen Livestock Research, is één de onderzoekers die zich bezig houdt met methaanoxidatie bij mestopslagen. Met zijn achtergrond in de biotechnologie vindt hij het interessant om op basis van microbiologie een milieuprobleem op te lossen.  In dit project richt hij zich op de technische aspecten rondom de werking van een biofilter. Met als doel: de reductie van methaan uit mest verminderen. “Het zou mooi zijn als we over een aantal jaren een praktisch werkend biofilter hebben ontwikkeld. Een simpel, eenvoudig en robuust systeem, dat zowel maatschappelijk, technisch als economisch geaccepteerd is’’, zegt Maasdam.

Onderzoek naar methaanoxidatie

Dit onderzoek maakt onderdeel uit van Integraal Aanpakken, een programma waarin wordt gewerkt aan een duurzame klimaatverantwoorde veehouderij. Het onderzoek vindt plaats in opdracht van het ministerie van LNV. Rik Maasdam vertelt enthousiast over het toepassen van biofiltratie, één van de methaanoxidatie-technieken die wordt onderzocht in dit project, waarbij hij inzoomt op het onderzoek van bovengrondse biofiltratie.

“In 2019 zijn we gestart met het opbouwen van een kleine proefopstelling. Al snel kwamen we erachter dat we niet beschikten over een constante methaanstroom ofwel biogas om het biofilter mee te voeden. We hebben toen gekozen om de proefopstelling te verplaatsen naar een operationeel kalverhouderijbedrijf. Het grote voordeel hiervan is dat er altijd voldoende mest beschikbaar is’’, zegt hij. Dit systeem kun je in principe plaatsen op elk veehouderijbedrijf.  

Vanuit een gasdichte mestopslag wordt biogas afgevangen en vervolgens in een biofilter geblazen. Zo worden methaan en zuurstof samengebracht in het filterbed. In dit filterbed wordt vervolgens methaan door methanotrofe bacteriën omgezet in CO2.

Omvang biofilter

Sinds 2020 draait het biofilter goed. Toch zijn er nog verschillende punten die vragen om extra aandacht en onderzoek. “Zo blijft het lastig om in te schatten hoe groot het biofilter moet zijn. Hoe groter de oppervlakte van het filter hoe hoger de kosten’’, merkt Maasdam op. Het bovengrondse filter bestaat namelijk uit een betonnen bak waarin een filterbed ligt dat bestaat uit organisch materiaal, bijvoorbeeld compost en luchtig verpakkingsmateriaal. Het organische materiaal is de voedingsstof voor de methanotrofe bacteriën en het verpakkingsmateriaal zorgt ervoor dat het filterbed niet verstopt raakt, zodat methaan en zuurstof door het filter heen blijven bewegen. De bacteriën zetten het methaan dan om in CO₂. De CO₂ gaat vervolgens via de bovenkant van het biofilter er uit. 

Locatiespecifiek

De grootte van het filter bepaalt de snelheid en hoeveelheid methaan die kan worden omgezet. Daarnaast heb je ook nog te maken met de methaanconcentratie. “Dit is een belangrijk aandachtspunt, aangezien een te hoge methaanconcentratie kan leiden tot explosiegevaar. We moeten er dan ook voor zorgen dat we het filter juist hebben afgesteld op de methaanconcentratie. Die verschilt namelijk per type opslag, mestsoort en is ook nog afhankelijk van de temperatuur’’, zegt Maasdam. Het biofilter ligt nu nog maar op één bedrijf. De komende tijd zullen meer proeflocaties worden ingericht bij verschillende type mestopslagen en bedrijven. “Hierdoor krijgen we meer inzicht in het systeem onder verschillende omstandigheden’’, voegt hij eraan toe.

Aandacht voor omgeving

Naast de technische aspecten en werking van het systeem blijft er nog een belangrijke vraag over: wat voor effect heeft een biofilter op de omgeving? “Ook dit onderwerp nemen we mee in het onderzoek. Dit geldt vooral voor ondergrondse biofilters. Rondom deze biofilters houden we de bodem- en waterkwaliteit nauwlettend in de gaten. We praten met omgevingsdiensten en kijken we in hoeverre er vergunningen nodig zijn voor een biofilter’, zegt Maasdam. ‘’Na afloop van dit onderzoek hopen we een kant-en-klare techniek te kunnen opleveren die simpel toe te passen is in de praktijk’’, voegt hij er tot slot aan toe. 

(Bron foto: Integraal Aanpakken)