Totaalplaatje realiseren met NPirriK
Tim Keysers is een jonge varkenshouder, maar tevens het brein achter de mestverwerkingsinstallatie Arbio. Begin februari won hij de Ivan Tolpe-prijs voor de innovatieve mestverwerkingstechniek NPirriK.
Tim (34) en zijn echtgenote Janine Huijbregts (33) zijn een dynamisch jong koppel met drie kindjes; Ella (5), Vic (3) en Laurien van vier maanden. Hun varkensbedrijf ligt in Retie, het mestverwerkingsbedrijf in het nabijgelegen Arendonk. Het gesloten varkensbedrijf telt 330 zeugen; de 2850 vleesvarkens vreten er brijvoer. Ze worden maximaal gevoederd met CCM van maïs van eigen land en met bijproducten uit de voedingsindustrie.
Expansiedrift
Tim kent van jongs af aan de sector. “Mijn ouders hebben een varkensbedrijf hier enkele kilometers verderop. Vermits dit tegen een bouwzone lag, kochten ze indertijd de zeugenstal op onze huidige locatie. Tien jaar geleden bouwden we er een vleesvarkensstal naast. Toen mijn vader met pensioen ging, zag ik het niet zitten om het zeugengedeelte voor mijn rekening te nemen terwijl ik volop bezig was met de uitbreiding van de mestverwerkingsinstallatie. Mijn expansiedrift van de voorbije jaren leidde ertoe dat Janine onlangs mee in het bedrijf stapte”, lacht Tim.
“Ik werkte tot vorig jaar nog bij het ACV”, pikt Janine hierop in. “Mijn ouders hebben ook een varkensbedrijf maar niets wees erop dat ik ooit in de sector zou stappen. Naast de zorg voor onze kindjes, sta ik nu - samen met een werknemer - in voor de activiteiten in de zeugenstal. We streven niet naar extreme cijfers, maar naar een goed eindproduct. De vleesvarkens worden geleverd aan slachthuis Sus Campiniae in Oevel. Daarnaast neem ik heel wat administratie voor mijn rekening. Op onze beide bedrijven worden externe werkkrachten ingezet. Mijn werkervaring komt hiervoor dus goed van pas.”
Early adaptor
Tim maakt ook al vroeg kennis met mestverwerking. “In 2000 werd het bedrijf van mijn ouders volledig mestverwerkingsplichtig. In dat kader startte er een proefproject met de Wecobiosol-verwerkingsinstallatie. Deze had veel bekijks, ook uit het buitenland. Hoewel ik nog op school zat, schakelde mijn vader me regelmatig in om rondleidingen te geven aan dat internationaal gezelschap. Ik vond het boeiend als de bezoekers opgingen in de techniek en voortbouwden op het bestaande systeem.”
Als hogeschoolstudent aan het KHK in Geel volgde Tim de richting Agro- en biotechnologie, optie ‘intensieve veehouderij’. Gezien zijn interesse in de mestverwerking was het niet verwonderlijk dat Tim een eindwerk koos dat hierbij aansloot. “Ik onderzocht ‘Vergisting met nabehandeling van het digestaat’. Over vergisting gebeurde in die tijd al wat onderzoek, maar het digestaat verdiende in mijn ogen extra aandacht. Dat was immers een pijnpunt bij de toenmalige installaties. Hoe kon je het digestaat kostendekkend verwerken of inzetten?” Tim onderzocht drie verwerkingstechnieken voor digestaat: omgekeerde osmose, biologische verwerking en inzet van de anammox-bacterie. “Ik werkte een volledig systeem uit voor een theoretisch voorbeeldbedrijf.”
Tim behaalde een topscore van 18 op 20 op zijn eindwerk, maar de ideeën belandden naderhand in de koelkast. “In 2005 waren er dan ook nagenoeg geen biogasinstallaties in België. Ik wilde de techniek graag zelf verder uitwerken, maar dit was onmogelijk op onze locaties in Retie.”
Opschalen naar 90.000 ton mest
Pas nadat Tim Janine leerde kennen, ging het verhaal verder. Janines ouders baten een varkensbedrijf uit in Arendonk. Ook zij zagen potentieel in het opbouwen van een biogasinstallatie. Het idee om het theoretische voorbeeld om te zetten in de praktijk groeide dus verder. “De locatie in Arendonk lag bovendien ideaal: niet in een woonzone, maar naast een industriezone en met een goede ontsluiting naar de snelweg. De vergunningsaanvraag verliep gunstig en in 2011 bouwden we de installatie zoals uitgewerkt in mijn eindwerk. De opstart van Arbio – Arendonkse biogasinstallatie -gebeurde in 2012.”
In de vergunning van de mestverwerkingsinstallatie geldt een verplichting van 60% input uit landbouwproducten. “In ons geval betekende deze input mest. De installatie had initieel een capaciteit van 35.000 ton mest. Twee jaar later vroegen we een uitbreiding aan naar 60.000 ton met een elektriciteitsproductie van 3.500 kWh/u. Dit komt overeen met het huishoudelijk gebruik van 8.900 gezinnen. We trachten die elektriciteitsproductie steeds te maximaliseren.”
Bij het verwerkingsproces ontstaat biogas en ruw digestaat. Dit laatste wordt via een ‘biologie’ met nitrificatie en denitrificatie verwerkt in effluent en onschadelijk stikstofgas. De afzet van dit effluent bleek een moeilijk verhaal. “Het is telkens een loterij. Het weer moet immers goed zitten: niet te nat om te kunnen uitrijden, niet te droog om verbranding te voorkomen.” Ondanks deze afzetproblemen wilde Tim de installatie toch opschalen naar 90.000 ton. “Ik wilde laagwaardige stromen, namelijk reststromen uit supermarkten of slib, extra benutten. Het is onze bedoeling om eenzelfde vermogen te produceren met een grotere milieu-efficiëntie door lokale afvalstromen te verwerken.
Minimaal verlies aan stikstof
“In het kader van circulaire economie willen we de stikstof in de dunne fractie niet verliezen in stikstofgas (door de ‘biologie’), maar hergebruiken. Volgens de wetgeving mogen we die stikstof niet inzetten als kunstmeststof. Als we de techniek van omgekeerde osmose op deze fractie toepassen misschien wel. Het is nog geen realiteit, maar mogelijk kan dit vanaf 2021-2022. Een bedenking die ik me daarbij wel maakte, is dat wanneer iedereen deze techniek zal toepassen er enorme hoeveelheid meststof op de markt zal komen. Bij onze noorderburen kent mineralenconcentraat vandaag al een moeilijke afzet…”
Tim wilde die aanpassing van de wetgeving liever niet afwachten en zocht zelf naar een oplossing door de verdere uitbouw van zijn verwerkingsinstallatie. “Bezoeken aan installaties in Nederland en Duitsland leerden me dat er heel wat aparte technieken bestaan. Zaak was deze te combineren en werkbaar aan elkaar te schakelen. Ik werkte dat volledig uit voor de vergunningsaanvraag. Met de verwerking van 90.000 ton biomassa zijn we trouwens de grootste landbouwvergister.”
Tim vroeg een nieuwe (milieu)vergunning aan in 2016. Eind 2017 werd deze gunstig beoordeeld. “Ik installeerde intussen een gigantische banddroger van Dorset. Hij heeft een oppervlakte van 540 m2. We houden de temperatuur op 85 °C via de restwarmte van de biogasmotoren. De dikke fractie wordt daardoor geleidelijk indroogt tot 88% drogestofgehalte. Deze fractie bevat het grootste aandeel organische stof en fosfor. In de waterige fractie van het digestaat zit het grootste deel stikstof en zouten (voornamelijk kalium). Dit wordt na enkele filtratiestappen doorheen een omgekeerde osmose gestuurd, een proces dat ook bij waterzuivering wordt gebruikt. Dit levert een stikstof- en zoutrijk concentraat en een zoutarm permeaat op. Het was mijn idee om dit concentraat op te mengen in de dikke fractie waardoor het eindproduct – de mestkorrel – rijker is aan mineralen.
De waterige restfractie – het permeaat – zet Tim in voor de irrigatie van de akkers rondom het bedrijf. “Het is eigenlijk ‘bijna-loosbaar’ water. We hebben voldoende opslag hiervoor op de site in Arendonk. Voor de huidige ‘biologie’ hebben we al een opslag van 24.000 m3 effluent in twee delen. In de toekomst kan één deel van dit reservoir dienen voor het permeaat. Nog verder opzuiveren tot loosbaar water is erg duur en zoals de voorbije jaren bleek is extra irrigatiewater ideaal om onze drogere percelen te irrigeren. Door dit irrigatiewater zelf te gebruiken vermindert bovendien het aantal transporten van en naar het bedrijf.
Het proefdraaien van de gekoppelde onderdelen – biogasinstallatie, droger en omgekeerde osmose - van de installatie loopt sinds begin februari. Tim hoopt dat de installatie tegen de zomer operationeel is. “Er zitten niet minder dan 8.000 sensoren op deze installatie. Dat vergt heel wat sturing en opvolging. Ik doe dit voornamelijk via mijn smartphone. Een zestal keer per dag neem ik op die manier de pc over om de diverse parameters te controleren en uiteraard moeten tussendoor nog verschillende alarmen worden bekeken en opgelost. Coen Huijbregts, Janines broer, doet de dagelijkse opvolging van de werking van de installatie. Momenteel tellen we zes medewerkers.”
Kempenkorrel met tal van pluspunten
Tim gaf de naam NPirriK aan het systeem. “Het draait natuurlijk allemaal om de elementen stikstof (N), fosfor (P) en kalium (K) bij mest en met het tussenvoegsel ‘irri’ verwijzen we naar irrigatie.” De jury van de Ivan Tolpe-prijs loofde de koppeling van de verschillende bestaande technieken waardoor een meerwaarde ontstaat.
Tim somt de voordelen nog eens voor ons op: “Vooreerst wordt in dit verwerkingsproces de stikstof maximaal gerecupereerd. Het eindproduct, een mestkorrel, heeft daardoor een betere N/P-ratio. Deze ligt zowat drie à vier keer hoger dan zonder bijmenging met concentraat. En de korrel bevat meer kalium en natrium. De korrel voldoet dus beter aan de behoeften van de plant. Ook het restwater wordt gerecupereerd en kan ingezet worden voor de irrigatie van landbouwgewassen. Daardoor is er minder transport nodig. Bij de omgekeerde osmose is er ook driemaal minder energie nodig dan bij verwijderen van stikstof door een biologische stikstofverwijderingsinstallatie.
“Onze mestkorrel mag door de huidige wetgeving niet opnieuw in de landbouwsector terechtkomen want anders krijgen onze mestleveranciers geen mestverwerkingscertificaat. Momenteel hebben we een veertigtal leveranciers uit de regio, ze leveren voornamelijk varkensmest. De mestkorrel moet dus naar het buitenland of naar de particuliere sector. Onze huidige korrel heeft slechts de helft aan stikstof tegenover de nieuwe korrel, de N/P-ratio ligt dus ook lager. Toch is deze vandaag reeds gegeerd. Hij gaat voornamelijk naar Frankrijk. Onze afnemers zijn nu al enthousiast over die nieuwe korrel, die de naam Kempenkorrel kreeg. Het is dan ook een volledig Kempisch product, met lokale input en hoogwaardige output uit de Kempen.”
