Aan: Repro
Van: Bibliotheek
S.v.p. ../.. keer kopieeren
ENKELZIJDIG ^DUBBELZIJDfo
Voorkant/achterkant op DIK,
WIT /
papier
daarna NTEltefr /(fNBINDEN
Bij voorbaat dank
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
RIZA Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Alvalwaterbehandeling
Ontwikkelingen op het gebied van
afvalwaterbehandeling
Een samenvattende rapportage van de watergerelateerde projecten
uit de stimuleringsregeling Milieutechnologie van 1992 tot 1994
J
RIZA Werkdocument
nr.: 95.147X
rogramma
art nr.: 9506
7
:•
|
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
RIZA Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling
Ontwikkelingen op het gebied
van afvalwaterbehandeling
Een samenvattende rapportage van de watergerelateerde projecten uit de
Stimuleringsregeling Milieutechnologie van 1992 tot 1994
SPA-Programma
Rapport nr. 9506
RIZA Werkdocument nr.: 95.147X
Auteurs: Ing. F. van Voorneburg
Ing. W.CJ.M. van Tongeren
Technisch secretaris SPA
RIZA
Lelystad, november 1995
Samenvatting
In dit rapport is een samenvatting gegeven van de water-gerelateerde projecten, die in de periode 1992 tot en met 1994 zijn uitgevoerd en waaraan
vanuit de Stimuleringsregeling Milieutechnologie (StirMt) een subsidie is
verleend.
Deze regeling, die door Novem wordt beheerd, wordt gefinancierd door de
Ministeries van VROM, LNV en Verkeer en Waterstaat. De financiering
vanuit het laatstgenoemde ministerie valt binnen het kader van het ontwikkelingsprogramma SPA dat door het Rijksinstituut voor Integraal
Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling (RIZA) wordt uitgevoerd.
Het programma SPA is gericht op de ontwikkeling en implementatie van
technologische kennis op het gebied van de bestrijding van waterverontreiniging. SPA staat voor Schone Technologie Preventie en Afvalwaterbehandeling.
Het rapport is op de eerste plaats bedoeld om een overzicht te geven van
het onderzoek dat de laatste jaren op het gebied van de afvalwaterbehandeling is uitgevoerd binnen het kader van de Stimuleringsregeling. Daarnaast kan het rapport een functie hebben als naslagwerk voor alien die in
de praktijk bezig zijn met de waterproblematiek.
Bij alle projectbeschrijvingen zijn daarom een aantal trefwoorden gegeven.
Daarnaast is in de bijlage een trefwoordenlijst opgenomen met een
verwijzing naar de onderwerpen.
De projecten zijn onderverdeeld naar een viertal onderwerpen:
- Huishoudelijk afvalwater
- Industrieel afvalwater
- Afvalwater algemeen
- Schone Technologie
Huishoudelijk afvalwater
Het onderzoek met betrekking tot de zuivering van huishoudelijk afvalwater is voor het grootste deel uitgevoerd binnen het kader van het onderzoekprogramma 'RWZI 2000'. Dit programma dat in een samenwerkingsverband tussen RIZA en STOWA (Stichting Toegepast Onderzoek
Waterbeheer) werd uitgevoerd is in 1994 afgerond. De resultaten zijn in
een evaluatierapport samengevat 1 ).
Projecten waaraan vanuit de Stimuleringsregeling een bijdrage is verleend
en die ook in het kader van de RWZI 2000 evaluatie zijn gerapporteerd.
zijn niet in dit rapport opgenomen.
Van de resterende projecten hebben er twee betrekking op kleinschalige
zuivering van huishoudelijk afvalwater en een op fosfaatverwijdering.
In een literatuurstudie zijn de toepassingsmogelijkheden van helofytenfilters verkend [1]. Het systeem lijkt het meest geschikt voor overstorten en
regenwateruitlaten. Voor andere toepassingen, zoals zuivering van lozingen
van recreatie-inrichtingen en verspreide verbouwing, zijn alternatieven
goedkoper en nemen minder ruimte in.
Evaluatie van het onderzoekprogramma 'RWZI 2000'. RWZI 2000 rapport 94-05
Ontwikkeling in afvalwaterbehandeling
Voor algenvijvers geldt dat dit een effectieve en economische vorm van afvalwaterbehandeling kan zijn indien het grondoppervlak geen onoverkomelijke factor vormt [2]. Een goede regeling zodat de omstandigheden
goed beheerst worden is een noodzaak. De wijze waarop de biomassa het
beste kan worden geoogst is nog onduidelijk.
Uit het semi-technisch onderzoek naar de toepassing van de korrelreactor
voor de verwijdering van fosfaat is gebleken dat toepassing zowel in de
hoofdstroom als in de slibretourstroom goed mogelijk is [3]. In het eerste
geval is het noodzakelijk een filter in de recirculatiestroom te plaatsen om
de eis van < 1 mg/l P te halen. Carbonaat kan storend zijn en dient vooraf
te worden verwijderd.
Industrieel afvalwater
Het grootste deel van de water-gerelateerde projecten in StirMt heeft betrekking op industriele waterzuivering. Veel voorkomende onderwerpen
waren:
- grondwaterreiniging
- verwijdering van zware metalen uit afvalwater
- verwijdering van organische (micro)verontreinigingen
- preventie en hergebruik
Grondwaterreiniging
Uit pilot-onderzoek is gebleken dat biologische zuiveren met een
droogfilter een geschikte methode is voor de verwijdering van aromaten uit
grondwater [4]. De maximaal gemeten eliminatiegraad van de met zand
gevulde bioreactor is hoog in vergelijking met andere systemen. Ook bij
sterk wisselende influentconcentraties was het resultaat goed.
Voor het verwijderen van vluchtige organische verbindingen is een methanotrofe biofilmreactor (BIOPUR) beproefd [5]. VOC-verwijdering is goed
mogelijk met een dergelijke reactor, echter nazuivering via strippen en
actief koolfiltratie is noodzakelijk om aan de eisen te voldoen. Optimalisatie
van het biologische systeem is noodzakelijk om het proces economisch
aantrekkelijk te maken.
Zuivering van grondwater verontreinigd met o.a. halogeenkoolwaterstoffen
en aromaten is ook mogelijk met behulp van pertractie [6]. Lage eindconcentraties (ppb-niveau) zijn mogelijk. Voorzuivering kan noodzakelijk zijn
ter voorkoming van membraanvervuiling. Met fotokatalytische oxydatie
zijn minder goede resultaten bereikt [7]. Naast een minder vergaande zuivering zijn de kosten erg hoog door de lage benuttingsgraad van het ingestraalde UV-licht. Het systeem lijkt voorlopig het meest kansrijk bij
kleinschalige toepassingen.
Door toepassing van biologische sulfaatreductie is het mogelijk gelijktijdig
sulfaat en zware metalen uit grondwater te verwijderen [8]. Ethanol wordt
gebruikt als koolstofbron voor de sulfaatreducerende bacterien. Het neergeslagen zinksulfide kan worden hergebruikt. Metalen worden met een
rendement van 99,7 % verwijderd. De sulfaatconcentratie in het gezuiverde water is minder dan 200 mg/l.
Voor de verwijdering van nitraat uit grondwater, ten behoeve van de
drinkwaterbereiding, is biologische denitrificatie op pilotschaal beproefd.
Om te kunnen voldoen aan de voor drinkwater geldende normen is een
tweede filtratiestap (voor de verwijdering van biomassa) en desinfectie
noodzakelijk [91.
ontwikkeling in afvalwaterbehandeling
Zware metalen uit afvalwater
In een tweetal projecten is de toepassing van magnetische ionenwisselaars op zowel laboratorium- als pilotschaal beproefd [10,11]. Geconcludeerd wordt dat systemen met magnetische ionenwisselaars een alternatief zijn voor andere systemen gebaseerd op precipitatie en adsorptie,
maar dat de technologie op verschillende aspecten verder moet worden
ontwikkeld.
Microfiltratie heeft zich in de praktijk bewezen volgens een inventariserende verkenning bij een tiental bedrijven in de oppervlaktebewerkende Industrie [12,18]. De gebruikelijke problemen met membraanfiltratieprocessen,
waaronder membraanvervuiling en reiniging, kunnen in veel gevallen worden voorkomen door een gedegen vooronderzoek.
Ook microfiltratie bij lage druk heeft zich in een praktijksituatie bewezen
voor de verwijdering van zink uit afvalwater [13]. Het zink kan uit het slib
worden teruggewonnen via elektrolyse.
Met pertractie voor het extraheren van chroom uit leerlooierij-afvalwater
zijn minder goede resultaten verkregen [14]. Het terugwinnen van chroom
uit de extractievloeistof bleek erg kostbaar. Alternatieve extractanten zijn
(nog) niet commercieel verkrijgbaar.
Verwijdering van organische (micro)verontreinigingen
Het Carbo-Flo-proces, een proces bestaande uit coagulatie/flocculatie in combinatie met actief koolfiltratie, is geschikt voor de verwijdering
van bestrijdingsmiddelen uit verschillende typen agrarische afvalwaterstromen [15]. Alleen bij de zuivering van afvalwater uit de bloembollensector
bleek de kwaliteit van het gezuiverde water niet voldoende.
Voor de behandeling van afvalwater van een formuleerbedrijf (mengen)
van bestrijdingsmiddelen is op basis van een onderzoek een zuiveringssysteem voorgesteld, bestaande uit indampen - ozonisatie - aerobe zuivering en actief kool filtratie [16].
In een onderzoek naar de verwijdering van kleurstoffen uit afvalwater van
de textielveredelingsindustrie zijn verschillende technieken vergeleken, zoals PACT, coagulatie/flocculatie, oxydatie en membraanfiltratie [17]. De
bruikbaarheid van de onderzochte technieken bleek sterk afhankelijk van
het type kleurstof. Vertaling van de resultaten naar de praktijk is moeilijk
omdat stromen die slechts een kleurstof bevatten zijn onderzocht en interacties niet zijn bekeken.
Afvalwater van een motorenrevisiebedrijf [18], dat onder meer zware
metalen, halogeenkoolwaterstoffen en PAK bevat, kan door middel van microfiltratie met een factor 40 worden geconcentreerd. Hoewel nazuivering
nodig is om aan de lozingseisen te voldoen is deze route goedkoper dan afvoeren.
Door middel van coagulatie/flocculatie kan het afvalwater van een consumptiemelkbedrijf worden behandeld[19]. Het slib kan eventueel als
veevoer worden gebruikt.
De verwijdering van fosfaat met behulp van een magnetische schijvenseparator bleek zowel technisch als economisch niet haalbaar [20], vanwege het
lage rendement en de hoge chemicalienbehoefte.
Watemergebruik
Door toepassing van microfiltratie op het afvalwater van een textielreinigingsbedrijf blijkt het mogelijk een groot deel van het water te hergebruiken [21]. Dit levert naast besparing op water en chemicalien ook een
besparing op energiekosten op. De grootste besparing betreft echter die op
ontwikkeling in afvalwaterbehandeling
de lozingskosten ( meer dan / 5,- per m3). Het systeem is mede door de
geringe slibproduktie en het geringe ruimtebeslag erg geschikt gebleken.
Ook bij de verfproduktie blijkt met behulp van membraanfiltratie - in dit
geval ultrafiltratie -hergebruik van spoelwater na zuivering mogelijk [22].
Door conserveringsproblemen is het nog niet mogelijk het geconcentreerde
slib opnieuw te gebruiken.
Voor hergebruik van het effluent van de biologische zuivering van een
textielveredelingsbedrijf lijkt alleen zandfiltratie, eventueel aangevuld met
ontharding, voldoende [23]. Alleen over het effect van eventueel aanwezige kleurstofrestanten is nog onzekerheid. Langdurige proeven kunnen hierover meer duidelijkheid verschaffen.
Afvalwater algemeen
Een algemeen laboratohumonderzoek is uitgevoerd naar de oorzaken van
verschillende problemen met UASB-reactoren [24]. Onderzoeksaspecten
waren onder meer de voorverzuring, de invloed van de wisselende samenstelling van het te zuiveren afvalwater en de fosforbehoefte. Het onderzoek heeft het inzicht in de werking van de UASB vergroot.
Aan een modelsysteem met synthetisch afvalwater is onderzoek uitgevoerd
naar de verwijdering van organische milieuvreemde verbindingen via een
aeroob systeem met dosering van poederkool [25]. Onder schokbelading
treedt bioregeneratie van de kool op, waarbij de mate van regeneratie afhankelijk is van de mate waarin de adsorptie reversibel is.
De technologie om on-line via biologische monitoring de vervuilingsgraad
van afvalwater te kunnen meten is beschikbaar [26].
Commerciele toxiciteitsmeters die recent zijn ontwikkeld moeten zich nog
bewijzen. De korte verblijftijd in de systemen is mogelijk een probleem met
het oog op het niet kunnen optreden van adaptatie.
Schone Technologie
Een uitgebreid onderzoek is uitgevoerd naar een gewijzigd proces voor de
bereiding van fosforzuur [27]. Het ontwikkelde proces heeft geleid tot een
aanzienlijke reductie van de lozing van cadmium en fosfaaterts. Het gips
voldoet aan de cadmium-eis, echter voor de metalen kwik en lood moet
nog een oplossing worden gevonden.
Door middel van het 'Marangoni-drogen' kan de uitsleep van procesvloeistof in de oppervlaktebewerkende industrie met waarden tot 99 % worden
gereduceerd. De techniek is vooral toepasbaar op plaat- en cilindervormige
produkten.
De aanwezigheid van oppervlakte-actieve stoffen, zoals ontvettingsmiddelen, werkt nadelig [28].
In een inventariserend onderzoek zijn de verschillende mogelijkheden van
preventie en schone technologie in de textielveredelingsindustrie
geinventariseerd. Nieuwe vatschraapsystemen en pomp/rakelsystemen,
alsmede ontwikkeling van software worden aanbevolen. Daarnaast worden
als interessante opties C0 2 -verven en toepassen van het' mini-bowl'systeem genoemd [29].
ontwikkeling in afvalwaterbehandeling
Nadere informatie
Nadere informatie is op verschillende wijze te verkrijgen.
De vermelde rapportages zijn in principe openbaar en zijn bij de uitvoerders
van de projecten te verkrijgen. In de bijlage is bij elk project het telefoonnummer van de uitvoerders vermeld.
Rapporten die zijn uitgebracht in de publikatiereeks 'Milieutechnologie' van
VROM zijn schriftelijk te bestellen bij:
Distributiecentrum VROM
Postbus 351
2700 AJ Zoetermeer
Eventueel aanvullende informatie over de projecten en ook over de regeling binnen welk kader het onderzoek is uitgevoerd, is te verkrijgen bij
NOVEM Utrecht, tel. 030 2363444.
Inlichten over het programma SPA is bij het RIZA in Lelystad te verkrijgen
(tel. 0320 270411).
Bij het RIZA kunt u ook terecht met vragen op (vergunning)-technisch en
milieuhygienische gebied.
ontwikkeling in afvalwaterbehandeling
Bijlage I.
Samenvattingen van de watergerelateerde
projecten die in het kader van de Stimuleringsregeling Milieutechnologie in de periode
1992 tot en met 1994 zijn uitgevoerd
INHOUDSOPGAVE SAMENVATTINGEN STIR-MT PROJECTEN
Nr.
Titel
Pagnr.
1
Afvalwaterzuivering met helofytenfilters in Nederland
1.1
2
Algenculturen voor zuivering van afvalwaterstromen
1.3
3
Fosfaatverwijdering uit huishoudelijk afvalwater met de korrelreactor
1.5
4
De ontwikkeling van een bioreactor voor de reiniging van grondwater
1.7
5
Verwijdering van gechloreerde alifaten uit grondwater met
behulp van biofilmreactor (BIOPUR)
1.9
6
Pertraction of hydrocarbons from waste water streams
1.11
7
Fotokatalytische oxydatie voor afvalwaterbehandeling
1.13
8
Geohydrological containment system and microbial water treatment plant for metal-contaminated groundwater at Budelco
1.15
9
Het ethanol vastbed denitrificatieproces voor de verwijdering van
nitraat uit grondwater
1.17
10
Het gebruik van magnetische ionenwisselaars bij de selectieve reiniging van afvalwater
1.19
11
Pilot scale study for heavy metal removal with magnetic ion exchangers
1.21
12
Toepassing van microfiltratie bij de zuivering van galvanisch afvalwater
1.23
13
Het verwijderen en terugwinnen van zink uit afvalwater
1.25
14
Haalbaarheidsonderzoek naar de terugwinning van chroom (III)
uit afvalwater van de leerindustrie door middel van pertractie
1.27
15
Zuivering van met landbouwbestrijdingsmiddelen belast proceswater met het Carbo-Flo-proces
1.29
16
Behandeling en hergebruik van procesafvalwater uit de bestrijdingsmiddelenindustrie
1.31
17
Verwijdering van kleurstoffen uit specifieke afvalwaterstromen
van de textielindustrie
1.33
Microfiltratie als techniek voor behandeling van afvalwater van
motorenrevisiebedrijven
1.35
'
Nr.
Titel
Pagnr.
19
Afvalwater behandeling consumptiemelkbedrijf
1.37
20
Fosfaatverwijdering met behulp van de magnetische schijfseparator
1.39
21
Microfiltratie in de textielreinigings-industrie
1.41
22
Hergebruik van spoelvloeistof door middel van membraantechnologie met nullozing als doel
1.43
23
Haalbaarheidsonderzoek hergebruik afvalwater textielveredelings-
1.45
bedrijf
24
Kwaliteit en vermeerdering van anaeroob korrelslib in UASB
reactoren
1.47
25
De verwijdering van organische milieuvreemde verbindingen in
aerobe bacteriecultures in aanwezigheid van actieve poederkool
1.49
26
Biologische monitoring van influenten
1.51
27
Vermindering milieubelasting fosforzuurproces
1.53
28
Toepassing van het Marangoni-effect voor de vermindering van
de uitsleep van milieubelastende vloeistoffen
1.55
29
Het beheersen van lozingen van milieubezwaarlijke stoffen uit de
textielveredeling
1.57
Bijlage I.
pag. 1.1
Titel en nummer
Afvalwaterzuivering met helofytenfilters in Nederland
Trefwoorden
Huishoudelijk afvalwater, stikstof, fosfaat, overstorten,
helofytenfilter
Uitvoer der
Instituut voor Oecologisch Onderzoek, Heteren
Tel. 08306-91111
Jaar/ MT-reeks nr.
1992 / 13
1
^
Inleiding/doelstelling
Het gebruik van helofytenfilters is een natuurvriendelijke methode voor het zuiveren van afvalwater
en oppervlaktewater. Ten aanzien van de toepassing ontbreekt het echter aan concrete richtlijnen voor
dc dimensionering, de inrichting en het beheer van helofytenfilters.
Om de toepasbaarheid van helofytenfilters voor de zuivering van huishoudelijk afvalwater na te gaan
is een haalbaarheidsstudie uitgevoerd.
De doelstellingen van de studie zijn als volgt geformuleerd:
Aangeven in hoeverre de toepassing van een helofytenfilter een reele optie is voor de zuivering
van afvalwater in de volgende categorieen:
#
zuivering van effluenten van rioolwaterzuiveringsinrichtingen met een capaciteit <
20.000 inwonerequivalenten (binnen deze categorie vallen 125 oxidatiesloten)
#
#
#
overstorten van gemengde stelsels
regenwateruitlaten van gescheiden rioolstelsels
campings (seizoenlozers) en recreatieinrichtingen
#
verspreide bebouwing
Aangeven in hoeverre er bij waterkwaliteitsbeheerders behoefte bestaat aan het gebruik van
helofytenfilters
Vergelijken van de benodigde oppervlakte, de zuiveringsrendementen en de kosten van
helofytenfilters met een of enkele voor de hand liggende alternatieven.
Beschrijving
De studie is uitgevoerd als literatuurstudie. Daarnaast is er een schriftelijke enquete gehouden onder
een dertigtal hoogheemraadschappen, waterschappen, zuiveringsschappen en zuiverende provincies.
Het onderzoek heeft zich vooral gericht op het benodigde oppervlak in relatie tot de
zuiveringscapaciteit. Daarnaast zijn de kosten in beschouwing genomen en is een vergelijking gemaakt
met enkele alternatieve zuiveringsmethoden.
Bijlage I.
pag. 1.2
Resultaten.
Gebleken is dat de berekende, benodigde oppervlakken sterk uiteenlopen; omgerekend naar 1 i.e. liggen
de waarden tussen de 0,25 en 61 n r . Deze spreiding is met name te vinden tussen de verschillende
categorieen afvalwaterlozingen, aangezien de jaarlijkse vuiluitworpen per categorie sterk uiteen lopen.
De in de literatuur genoemde richdijnen voor de dimensionering van helofytenfilters voor zuivering
van afvalwater liggen in de orde van grootte van 5-20 n r per i.e.
Voor de onderscheiden categorieen zijn de resultaten als volgt:
Overstorten en regenwateruidaten zijn het meest geschikt voor de toepassing van een
helofytenfilter. De reden hiervan is het geringe debiet en de lage vuillast van het overstortende
water, waardoor een gering oppervlak aan helofytenfilter nodig is. In deze optie is een
helofytenfilter een goedkoper alternatief met een hogere zuiveringscapaciteit dan een
bergbezinkbassin.
Voor de nazuivering van effluenten
van kleine rioolwaterzuiveringsinrichtingen
is de
toepasbaarheid van helofytenfilters gering. Door biologisch defosfateren kan op goedkopere
wijze en met een geringer ruimtebeslag eenzelfde stikstof- en fosfaatverwijdering worden
gerealiseerd dan met behulp van een helofytenfilter.
De toepasbaarheid van helofytenfilters voor de zuivering van ongerioleerde lozingen (jaarrond)
vanuit recreatie-inrichtingen en campings is zeer gering. Bij dezelfde zuiveringsprestaties zijn
de kosten van een helofytenfilter hoog vergeleken met een septic tank met biorotor. Daarnaast
is het ruimtebeslag relatief groot.
Er zijn weinig mogelijkheden voor toepassing van helofytenfilters bij verspreide bebouwing
aangezien hier sprake is van jaarrondlozingen met een relatief hoge nutrientenbelasting.
Alternatieve zuiveringsmethoden (septic tank plus biorotor, actief slib) zijn goedkoper en nemen
minder ruimte in.
Conclusies
Helofytenfilters zijn voor enkele toepassingen - zoals de behandeling van overstorten en
regenwateruidaten - een goed alternatief. Voor een aantal andere toepassingen zijn alternatieven
aantrekkelijker. Belangrijkste aspecten zijn de kosten en het benodigde ruimtebeslag
Uit de enquete gehouden onder waterkwaliteitsbeheerders is gebleken dat er behoefte bestaat aan
natuurvriendelijke metiioden voor zuivering van afvalwater en oppervlaktewater.
Aanbevolen wordt om onderzoek uit te voeren naar zuiveringsrendementen in relatie tot beheer, vorm
van het
filter,
bodemtype, belasting
zuiveringsprocessen geconstateerd.
en plantesoort. Er is een leemte in kennis van
de
Bijlage I.
pag. 1.3
Titel en nummer
Algenculturen voor zuivering van afvalwaterstromen
Trefwoorden
Huishoudelijk afvalwater, stikstof, fosfaat, algenculturen,
helofytenfilter
Uitvoerder
Comprimo Consulting Services, Amsterdam
Tel. 020 5982311
Jaar/ MT-reeks nr.
1992 / 5
2
Inleiding/doelstclling
De hoge snelheid algenvijver (Engels H R A P = High Rate Algae Pond) wordt reeds meer dan 20 jaar
toegepast op diverse lokaties vooral in tropische en subtropische klimaatzones. Een hoge
verwij der ingscapaciteit van de organische verontreinigingen en van nutrienten (N en P) is gekoppeld
aan de produktie van biomassa met mogelijk economische waarde. In genoemde klimaatzones is de hoge
snelheid algenvijver een economische competatief afvalwaterzuiveringssysteem. De vijver bestaat uit een
ondiep (0,2-0,6 m) meanderend kanalenstelsel dat mechanisch wordt geroerd. Het zuiveringsproces is
gebaseerd op het samenspel van micro-algen en heterotrofe bacterien; onder invloed van licht zorgen
algen voor de produktie van zuurstof, die door de bacterien wordt gebruikt voor de oxidatieve afbraak
van het organische materiaal.
In streken met een gematigd klimaat, zoals in Nederland wordt geen gebruik gemaakt van de
algentechnologie voor het zuiveren van afvalwater. Alleen in Noord-Ierland is het algensysteem met
succes toegepast voor de verwerking van verdunde varkensdrijfmest.
Voor het vaststellen van de optimale procescondities van een algenvijver voor de zuivering van
afvalwater onder Nederlandse klimatologische omstandigheden is onderzoek met proefvijvers vereist.
Alvorens een dergelijk onderzoek uit te voeren is besloten om een haalbaarheidsstudie uit te voeren.
Doel van de haalbaarheidstudie is het beoordelen of een hoge snelheid algenvijver in Nederland een
alternatief kan zijn voor de zuivering van meerdere typen afvalwater. Hoewel de zuivering met behulp
van algen zich strikt genomen niet beperkt tot huishoudelijk afvalwater en kleine systemen is als casus
voor de studie de zuivering van afvalwaterstromen van kampeer- en recreatiebedrijven gekozen. Een
dergelijke toepassing zou passen in het grootschalige onderzoekprogramma opgezet naar de individuele
behandeling van afvalwater (maximaal 200 v.e.).
Beschrijving
In de studie wordt het zuiveren van huishoudelijk afvalwater met behulp van algen vergeleken met de
zuivering van rietvelden (helofytenfilters) en eenvoudige compacte zuiveringsinstallaties. De vergelijking
van deze drie systemen is gemaakt op basis van zuiveringsprestaties, ecologische, milieuhygienische,
operationele en financiele aspekten. Als informatiebronnen zijn de onderzoeksresultaten van de
Bijlage I.
pag. 1.4
Universiteit van Amsterdam (vakgroep Microbiologic), een verslag van de studiedagen "Helofytenfilters", publikaties over kleinschalige afvalwaterzuiveringssystemen en individulele behandeling,
alsmede algemene literatuur over micro-algen gebruikt.
Resultaten
Vergelijken van algensystemen met andere methoden van afvalwaterzuivering is slechts in beperkte mate
mogelijk door het ontbreken van voldoende cijfermateriaal. Er is vastgesteld dat:
de zuivering met een hoge snelheid algenvijver uitstekend is mits deze zodanig geregeld
kan worden dat de omstandigheden in de vijver goed gecontroleerd kunnen worden
(bv. niveauregeling in verband met hydraulische verblijftijd)
de zuivering met een algenvijver vereist een zekere deskundigheid.
de algenvijver heeft een korte opstarttijd (4 a 5 dagen ten opzichte van 1 a 2 maanden
voor een biorotor of actief slib systeem)
de wijze waarop de biomassa moet worden geoogst is nog onduidelijk; resultaten en
kosten lopen sterk uiteen.
de algenproduktie kan tot hoge waarden oplopen (35 g/nr.dag); hoge groeisnelheden
die onder optimale omstandigheden kunnen worden verkregen hebben hoge zuiveringsprestaties tot gevolg.
het landbeslag (benodigd grondoppervlak) is hoog (2-4 m2 per v.e.) steekt ongunstig af
ten opzichte van compactc zuiveringsinstallaties. Door procesoptimalisatie (vergroting
van de produktiviteit) kan het grondoppervlak met de helft tot tweederde afnemen.
Vanwege het grote landbeslag is deze zuiveringsvorm minder goed inpasbaar in een
recreatiegebied.
Conclusies
De hoge snelheid algenvijver kan een effectieve en eveneens economische vorm van
afvalwaterbehandeling zijn indien het grondoppervlak geen onoverkomelijke factor vormt.
Goede beheersing en controle van de procesomstandigheden is vereist.
Aanbevolen wordt om dit zuiveringstype te onderzoeken voor campagnebedrijven zoals de
aardappelindustrie of de suikerindustrie.
Bijlage I.
pag- 1.5
Titel en nummer
Fosfaatverwijdering uit huishoudelijk afvalwater met de
korrelreactor
Trefwoorden
Huishoudelijk afvalwater, fosfaat,
Uitvoerder
STOWA Utrecht / DHV Amersfoort
Tel. 030 - 321199 / 033 689111
Jaar/ MT-reeks nr.
1992 / n.v.t.
3
korrelreactor
Inleiding/doelstelling
Bij verwijdering van fosfaat uit afvalwater met een korrelreactor wordt de fosfaathoudende waterstroom
onderin de reactor gemengd met een oplossing van natronloog en calciumchloride of kalkmelk.
Hierdoor wordt het water oververzadigd ten opzichte van calciumfosfaat. Het calciumfosfaat zet zich
af op de korrels die zich in het gefluidiseerde bed in de reactor bevinden. Als startmateriaal voor het
fluide-bed wordt kwartszand gebruikt. Aangegroeide korrels worden periodiek uit de reactor verwijderd.
Dit principe kan worden toegepast op het effluent van een rioolwaterzuiveringsinrichting (hoofdstroom
behandeling). Omdat het fosfaatgehalte in het ruwe huishoudelijke afvalwater laag is en de kosten ten
opzichte van simultane precipitatie aanzienlijk hoger zijn, ligt toepassing van de korrelreactor in
combinatie met biologische fosfaatverwijdering in de retourslibstroom meer voor de hand. Deze stroom
heeft een hoo g fosfaatgehalte (microbiologisch vrijgemaakt na toevoeging van acetaat).
In het kader van de Technische Commissie Korrelreactor zijn beide opties onderzocht. Het onderzoek
had tot doel meer ervaring met de werkwijze op te bouwen en meer inzicht in de fundamentele aspecten
van de kristallisatie van fosfaten te verkrijgen.
Beschrijving
Semitechnisch onderzoek met de korrelreactor is uitgevoerd op de locaties Heiloo, Amsterdam-Oost en
Amsterdam Groote IJpolder (dit betreft onderzoek aan de hoofdstroom), alsmede op de locaties LUWageningen, TU-Delft, Leiden-Noord en Geestmerambacht (onderzoek aan de retourslibstroom).
Resultaten
Bij fosfaatverwijdering met de korrelreactor in de hoofdstroom wordt bij pH-waarden van 9,5 a 10,5
een effluentconcentratie van 0,5 tot 2 mg/l P bereikt. Voor het bereiken van een fosfaatconcentratie <
1 mg/l P moet een (dubbellaags)filter in de recirculatiestroom over de korrelreactor worden geplaatst.
Calciumcarbonaatkristallisatie stoort de calciumfosfaatkristallisatie. Daarom moet carbonaat door
Bijlage I.
pag. 1.6
aanzuren en beluchten vooraf tot kleiner dan 2 mmol/l worden verwijderd.
De slibretourstroom bevat relatief veel fosfaat (P 20 a 80 mg/l). Het toepassen van een filter is hier niet
nodig, omdat het effluent van de korelreactor naar de biologische zuivering terug gaat. Zonder
recirculatie over de korrelreactor kan een verwijderingsrendement bereikt worden van 40 a 50 %. De
pH-waarde in de reactor bedraagt daarbij 7,5 tot 9. Voor verdergaande verwijdering is recirculatie
noodzakelijk. De retourstroom uit de reactor wordt voor de reactor gemengd met de influentstroom.
Het gemengde water raakt onderverzadigd aan calciumfosfaat, waardoor niet verwijderd fosfaat (carryover in de vorm van deeltjes) alsnog in oplossing kan gaan. De tijd nodig om de carry-over op te lossen
en dus de mengtijd bedraagt circa 20 seconden. Verwacht wordt dat in de praktijk fosfaatJcorrels met
een P-gehalte van circa 10 % kunnen worden geproduceerd. Definitieve gegevens moeten uit de
demonstratieprojecten komen.
Conclusies
Fosfaatverwijdering met behulp van de korrelreactor in de hoofdstroom en in de slibretourstroom blijkt
goed mogelijk.
Het onderzoek heeft tot een aantal dimensioneringsgrondslagen voor hoofdstroom- en slibretourstroombehandelingen geleid. Deze zullen in een tweetal demonstratieprojecten te weten Geestmerambacht en
Heemstede worden getoetst.
Bijlage I.
Titel en nummer
pag. 1.7
=—
—;
12>e o n t w i k k e l i n g v a n e e n hioreartnr v«v»r nV r e i n i g i n g
4
van grondwater''
Trefwoorden
Grondwater, bioreactor, aromaten, halogeenkoolwaterstoffen
Uitvoerder
DHV Amersfoort
Tel. 033 - 689111
Jaar/ MT-reeks nr.
1992 / n.v.t.
Inldding/doelstelling
Grondwater dat vrijkomt bij bodemsanering bevat over het algemeen te hoge concentraties aan
xenobiotische (milieuvreemde) componenten waardoor directe lozing op riool of oppervlaktewater niet
mogelijk is. Veel voorkomende stoffen zijn aromaten (benzeen, tolueen en xyleen) en daarvan afgeleide
verbindingen zoals ethylbenzeen, alsmede gechloreerde koolwaterstoffen (tetra- en trichlooretheen).
Dergelijke verbindingen kunnen met fysisch-chemische technieken, waaronder adsorptie aan actief kool
en strippen uit het verontreinigde grondwater worden verwijderd. Een bezwaar hiervan is dat de
verontreiniging wordt verplaatst naar een ander milieucompartiment. In tegenstelling hiermee wordt
de verontreiniging bij toepassing van een biologisch zuiveringsproces afgebroken tot onschadelijke
eindprodukten. Deze werkwijze geniet derhalve de voorkeur.
De algemene doelstelling van het onderzoek was om een reactor te ontwikkelen waarin via een
biotechnologisch proces grondwater met genoemde milieuvreemde stoffen kan worden gezuiverd.
Beschrijving
Het onderzoek, dat door
ontwikkelingsstrategie:
LUW en DHV
is uitgevoerd, is opgezet
volgens de volgende
informatie verzamelen over het microbiele afbraakproces van de te testen verbindingen,
toepassing van deze kennis in een te ontwerpen reactor, gevolgd door optimalisatie,
opschaling en uittesten van het ontwikkelde reactor-concept op lokatie.
De eerste fase bestond uit een haalbaarheidsstudie, een laboratoriumonderzoek gericht op de afbraak
van 1,4-dichloorbenzeen, o-xyleen en tetrachlooretheen in upflow gepakt-bed reactoren, alsmede uit de
uitwerking van een reactorconcept. De tweede fase van het onderzoek had betrekking op
laboratoriumonderzoek naar de afbraak van aromaten, een technologische voorstudie, optimalisatie onderzoek met een bioreactor gevolgd door een veldproef met een bioreactor en tenslotte onderzoek naar
de anaerobe afbraak van tetrachlooretheen. De onderhavige rapportage met voornoemde titel bevat een
samenvatting van de tweede fase van het ontwikkelingsproject.
Bijlage I.
pag. 1.8
Resultaten
Hoewel in de eerste fase van het onderzoek en bij de aanvang van de tweede fase een upflow gepakt-bed
reactor als biologisch zuiveringssysteem is getest, is uiteindelijk voor het droogfilter gekozen.
Laboratoriumexperimenten met een dergelijk filter waren zeer bevredigend. Binnen enkele weken na
de opstart had het filter een eliminatiecapaciteit van 20 g/m 3 .h. (maximale capaciteit 50 g / m \ h ) . De
reactor kon sterk wisselende influentconcentraties verwerken. O-xyleen werd het minst eenvoudig
verwijderd. Vervluchtiging van aromaten speelde alleen een rol als de biologische verwijdering
onvoldoende was.
Uit de pilot- en optimalisatieonderzoek met een droogfilter met zand als bedmateriaal (1,5-2,5 mm) bleek
dat de eliminatiecapaciteit tot organische stofbelastingen van 50 a 60 g/m 3 .h. volledig is. De maximaal
gemeten elinimatiegraad (90 g/m\h) is in vergelijking met andere biofilmreactoren (biorotor,
oxidatiebed, ondergedompeld filter) hoog. Het filter moet eenmaal in de drie dagen worden
teruggespoeld. O-xyleen wordt bij overbelasting van de reactor het minst goed verwijderd. De
gemiddelde verblijftijd bedroeg tijdens de pilotexperimenten 6 minuten.
Conclusies
De belangrijkste conclusie van het onderzoek is dat de bioreactor inzetbaar is voor de verwijdering van
aromaten uit grondwater. De reactor is technologisch en bedrijfseconomisch concurrerend met andere
grondwaterzuiveringstechnieken. Het onderzoek heeft geleid tot een praktisch toepasbaar reactorconcept. In maart
1993 wordt de bioreactor full-scale ingezet bij een
omvangrijke
grondwaterverontreiniging.
De bruikbaarheid van de reactor voor de verwijdering van alifatische chloorkoolwaterstoffen uit
grondwater moet nog worden onderzocht. Goede resultaten behaald met anaerobe reductieve
dechlorering zouden het onderzoek naar de toepassing van de bioreactor rechtvaardigen.
11
Dit betreft het samenvattend eindrapport van onderzoeksfase b. Onderliggende rapportages zijn:
Biodegradatie van aromaten: laboratorium- en optimalisatieonderzoek (mei 1992)
Reductieve dechlorering van tetrachlooretheen in een bioreactor (mei 1992)
Biodegradatie van aromaten: pilotonderzoek (oktober 1992)
Bijlage I.
pag. 1.9
Titel en nummer
Verwijdering van gechloreerde alifaten uit grondwater
met een biolfilmrcactor (BIOPUR)
5
Trefwoorden
Afvalwater, grondwater, vluchtige organische stoffen, bioreactor
Uitvoer der
TAUW Deventer
Tel. 05700 99528
Jaar/ MT-reeks nr.
1994 / n.v.t.
Inleiding/doelstelling
Door industriele aktiviteiten komt het veelvuldig voor dat bodem en grondwater verontreinigd zijn met
vluchtige organische gechloreerde oplosmiddelen (VOC) en intermediaire afbraakprodukten (bv. cisdichlooretheen en vinylchloride). Sanering van verontreinigd grondwater gebeurt veelal door strippen
gevolgd door adsorptie aan actieve kool. Een nadeel hiervan is dat de actieve kool moet worden
nabehandeld om de geadsorbeerde verbindingen onschadelijk te maken. Bovendien is de
adsorptiecapaciteit van actieve kool voor de adsorptie van VOC met weinig chloor (bv tri- en
perchlooretheen) matig tot slecht, terwijl bij hoge ijzerconcentraties in het grondwater (circa 10 mg/l)
ontijzering veelal noodzakelijk is.
Methanotrofe micro-organismen zetten methaan (of methanol) metabolisch om tot kooldioxyde en
water. Het hiervoor gebruikte enzym kan tevens gechloreerde ethenen omzetten. Biodegradatie van
gechloreerde componenten leidt tot complete afbraak in onschadelijke componenten als kooldioxyde,
water en chloride. O p deze wijze kan biologische behandeling van VOC bevattend grondwater een
alternatief zijn voor strippen.
Doel van het onderzoek was derhalve het ontwikkelen en testen van een methanotrofe biofilmreactor
(BIOPUR) voor de reiniging van genoemd grondwater.
Beschrijving
Het onderzoek is uitgevoerd met een slib-op-dragersysteem met poly-urethaanschuim (PUR) als
dragermateriaal (500 mVm } ). O p deze wijze kunnen micro-organismen met een lage groeisnelheid zoals
metanotrofe bacterien worden gebruikt. De multi-compartimenten biofilmreactor (volume 13,5 m}) is
gesloten uitgevoerd en wordt aeroob bedreven. Water en lucht doorstromen de reactor in meestroom.
De reactor is op een tweetal locaties (Deventer en Zutphen) beproefd. Aardgas is gebruikt voor het
doseren van methaan. Afgas uit de reactor wordt over een koolfilter geleid om gestript VOC te
verwijderen.
O p de lokatie Deventer is het grondwater (debiet 15-30 mVh) voornamelijk verontreinigd met cisdichlooretheen (1000-1500 /»g/l), monochloorbenzeen (50-630 Mg/l), trichlooretheen (10-60 /tg/1) en 1,1,1-
Bijlage I.
pag. 1.10
trichloorethaan (5-110 ii%/\). Het grondwater op de locatie Zuthen is verontreinigd met tri- (50-200 jig/1)
en perchlooretheen (2-40 jtg/1).
De experimenten moeten inzicht geven in:
verwijderingsrendementen en -snelheden voor VOC onder methanotrofe omstandigheden,
bedrijfsparameters (verblijftijd, recirculatieverhouding, pH, nutrientenbehoefte) en kosten,
stabiliteit van het systeem.
Resultaten
In de proefinstallaties heeft zich een methanotrofe biomassa ontwikkeld. De biomassa bevat het aspecifieke enzym methaan-mono-oxygenase.
De verwijderingsrendementen voor VOC varieren per locatie van 30-80 %; cis-dichlooretheen 15-55 %
(influentconcentratie 100-700 jtg/1, hydraulische verblijftijd 2-4 uur), trichlooretheen en 1,1,1trichloorethaan 40-80 %. De vergaande biologische afbraak van laatstgenoemde component was
opmerkelijk.
De maximaal gemeten VOC-verwijderingssnelheid in het methanotrofe deel van de reactor bedroeg 0,3
g V O C / m ' PUR.h (relatief laag ten opzichte van literatuurwaarden). Verhoging van de VOC-belasting
resulteerde in een hogere omzettingsssnelheid. De maximale, gemeten VOC-omzettingssnelheid in het
niet methanotrofe deel van de installatie was 1,1 g VOC/m 5 PUR. h.
Bij de aerobe omzetting van mono-chloorbenzeen werd tevens een aanzienlijk deel van de VOC omgezet
(1 mol cis-dichlooretheen per 1-1,5 mol mono-chloorbenzeen). Mogelijk wordt VOC co-metabolisch
omgezet door organismen die mono-chloorbenzeen als grocisubstraat gebruiken. Een deel van de VOC
wordt tijdens de behandeling gestript (locatie Deventer 4-26 %).
Conclusies
Het onderzoek heeft geleerd dat VOC verwijdering met een methanotrofe BIOPUR reactor onder
praktijk omstandigheden mogelijk is. Om te kunnen voldoen aan de lozingseis (lage VOC concentratie)
is naschakeling van een stripper en een actiefkoolfilter voor de lucht noodzakelijk. De
omzettingssnelheid is bij dergelijke geringe concentraties immers laag. Dit resulteert in extra kosten,
waardoor het kostenvoordeel van het BIOPUR systeem nagenoeg geheel verdwijnt.
Aanvullend onderzoek wordt noodzakelijk geacht om hogere verwijderingsrendementen te kunnen
halen respectievelijk om de kosten van biologische zuivering te verlagen.
Bijlage I.
pag. 1.11
Titel en nummer
Pertraction of hydrocarbons from waste water streams
6
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, halogeenkoolwaterstoffen, PAK, aromaten,
pertractie
Uitvoerder
TNO ME
Tel. 055 5493493
Jaar/ MT-reeks nr.
1994 / n.v.t.
Inleiding/doelstelling
Pertractie is een nieuw, op membranen gebaseerd vloeistof-vloeistof-extractie proces voor de
verwijdering van organische componenten uit industrieel afvalwater. Pertractie maakt gebruik van holle
vezels van poreuze polymeren. Een apolair extractiemiddel stroomt in de vezels in tegengestelde richting
aan de verontreinigde waterstroom buiten de vezels. Het water kan door de hoge oppervlaktespanning
niet in het membraan dringen. In de hydrofobe membraanporien vindt uitwisseling plaats van apolaire
verontreinigingen tussen de water- en organische (extractiemiddel) fase. Het extractiemiddel wordt
vervolgens door middel van vacuumverdamping geregenereerd, waardoor de verontreiniging wordt
geconcentreerd. Het membraan zelf is niet selectief. De selectiviteit van het proces wordt bepaald door
de keuze van het extractiemiddel.
Voor het pertractieproces zijn speciaal nieuwe cross-flow modules ontworpen. Deze hebben sterk
verbeterde stofoverdrachtseigenschappen en kunnen in vergelijking met de klassieke filtratie
membraanmodules veel grotere afvalwaterstromen aan.
Doel van het onderzoek was de ontwikkeling van het pertractieproces tot een in de praktijk bruikbare
techniek voor de verwijdering van koolwaterstoffen uit afvalwater.
Beschrijving
Het onderzoek, dat door 2TNO, TAUW en Hoechst Celanese is uitgevoerd, bestond uit de volgende
onderdelen:
selectie van afvalwater en extractiemiddelen,
laboratoriumexperimenten met afvalwater en nieuwe typen membraanmodules,
Deze proeven zijn uitgevoerd met aromaten, polycyclische aromaten en gechloreerde
koolwaterstoffen, waarbij Shellsol als extractiemiddel is gebruikt.
pilot-plant experimenten op locatie. Deze experimenten zijn uitgevoerd bij AKZO-zout in
Delfzijl (grondwater met verschillende gechloreerde koolwaterstoffen; chloroform, tetra, per)
en bij DSM in Geleen (afvalwater verontreinigd met aromatische koolwaterstoffen, polycyclische
koolwaterstoffen en alifatische verbindingen; vooral benzeen, tolueen en naftaleen). Evenals bij
het laboratoriumonderzoek is Shellsol C als extractiemiddel gebruikt.
Bijlage I.
pag. 1.12
De experimenten op pilot schaal hebben gedurende tweemaal een half jaar volcontinu gelopen.
Resultaten
O p basis van de laboratoriumexperimenten is Shellsol C als het meest geschikte solvent geselecteerd
voor de onderzochte praktijkafvalwaters.
Verwijderingsp[ercentages van meer dan 99 % zijn gemeten bij influentconcentraties van 0,3 /ig/1 tot
100 mg/l.
Bij het pilotonderzoek met afvalwater met verschillende gechloreerde koolwaterstoffen (ingangsconcentraties van < 0,1 tot meer dan 50 mg/l) bleek voorbehandeling noodzakelijk om ijzerprecipitatie in de
installatie te voorkomen. Tetrachloormediaan, trichloorethyleen en tetrachloorethyleen worden voor
meer dan 99 % verwijderd. Het verwijderingspercentage voor chloroform was met 71 % aanzienlijk
lager.
Bij een tweede pilotproef op een andere locatie bleek voorbehandeling noodzakelijk om de vervuiling
ten gevolge van bacteriologische activiteit te voorkomen.
Het afvalwater bevatte aromatische verbindingen in concentraties tot 20 mg/l. In alle gevallen werden
verwijderingspercentages van meer dan 99 % bereikt.
Conclusies
Met pertractie is het mogelijk om organische verontreinigingen efficient uit water te verwijderen. Voor
aromatische verbindingen en gechloreerde koolwaterstoffen zijn in "once through operation"
verwijderingsrendementen > 99 % mogelijk. Eindconcentraties op ppb nivo blijken haalbaar te zijn.
De installatie kan compact worden gebouwd en vereist weinig plaatsruimte. Met de speciaal ontworpen
membraanmodules wordt het stoftransport aanzienlijk verbeterd (factor 3 a 4 hoger dan bij de parallel
flow module).
Met de Hoechst Celanese cross flow membraan modules is een uitstekende scheiding tussen waterfase
en extractiemiddel verzekerd. Een goede voorzuivering van het afvalwater blijkt noodzakelijk te zijn.
Membraanvervuiling kan ten dele worden opgeheven door reiniging. Voorzuivering in combinatie met
membraanreiniging moet verder worden ontwikkeld.
Belangrijke factoren voor het ontwerp van een pertractie-installatie zijn de stofoverdrachtscoefficient
en de verdelingscoefficient. Als deze bekend zijn kan de installatie voor elke gewenste verwijderingsgraad worden ontworpen.
Pertractie kan concurreren met conventionele zuiveringstechnieken zoals luchtstrippen en actieve kool
adsorptie als de te verwijderen componenten een hoge verdelingscoefficient hebben en als regeneratie
of direct hergebruik van de organische fase mogelijk is. Dit geldt met name voor kleine waterstromen.
De ontwikkeling van een regeneratie proces voor het extractiemiddel is van essentieel belang voor de
toekomstige mogelijkheden van het pertractie proces.
Bijlage I.
pag. 1.13
Titel en nummer
Fotokatalytische oxidatie voor afvalwaterbehandeling
Trefwoorden
Grondwater, Industrieel afvalwater, kleurstoffen, PAK, oxidatie,
7
UV, Ozon, halogeenkoolwaterstoffen
Uitvoerder
TNO-ME Apeldoorn
tel. 055 5493493
Jaar/ MT-reeks nr.
1994/n.v.t.
Inlciding/doelstclling
Bij de zuivering van afvalwater en verontreinigd grondwater is er sprake van organische microverontreinigingen die met conventionele technieken onvoldoende of niet efficient kunnen worden verwijderd.
Het is dan ook van belang om technieken te ontwikkelen die deze verbindingen in het waterige milieu
omzetten tot voor het milieu onschadelijke stoffen. Een van de hiervoor in aanmerking komende
technieken is gebaseerd op fotokatalytische oxydatie. Deze nieuwe technologie maakt gebruik van een
vaste katalysator (bv. TiO,) en licht van voldoende korte golflengte (meestal UV) om op het oppervlak
van de katalysator radicalen te vormen die de verontreinigingen afbreken.
Het onderzoek had tot doel om de principiele mogelijkheden van fotokatalytische oxydatie als methode
voor waterzuivering te onderzoeken. Belangrijke aspekten hierbij zijn het verzamelen van informatie
over de mogelijkheden tot fotokatalytische zuivering bij modelmonsters, het nagaan van mogelijkheden
tot het modificeren van de gebruikte halfgeleider (TiO,), het beproeven van een doorstroomreactor met
geimmobiliseerd TiO, en het technisch en economisch evalueren van fotokatalytische waterzuivering
op praktijkschaal.
Beschrijving
De laboratoriumexperimenten zijn uitgevoerd in cilindrische fotoreactoren die zijn voorzien van een
roterende houder waarin 20 monsters simultaan kunnen worden bestraald. De bestralingsbuizen werden
gevuld met 30 ml oplossing van de te onderzoeken verbinding(en) in water (10-500 ttM), waarin het
TiO_, (Degussa P25) werd toegevoegd.
Het semi-technische onderzoek had betrekking op een circulatiesysteem waarin naar eigen ontwerp twee
verschillende doorstroomreactoren met geimmobiliseerd TiO, zijn onderzocht; een annulaire reactor met
in de annulus een TiO,-katalysator op glasfibergaas en een spiraalvormig gewonden buisreactor waarin
TiO, op de binnenwand van de buis is geimmobiliseerd.
De reactor of vloeistof werd aangestraald met 3 tot 24 fluorescentielampen (spectrum 300-400 nm,
intensiteit 10-185 W/m 2 ).
Het onderzoek is uitgevoerd met organochloorverbindingen, polyaromatische koolwaterstoffen en
textielkleurstoffen.
Bijlage I.
pag. 1.14
Resultaten
Alle onderzochte stoffen kunnen uit water worden verwijderd met fotokatalytische oxydatie op basis
van T i O , en UV straling. Uitsluitend UV of TiO, heeft nagenoeg geen effect op de concentraties. De
reacties verliepen in het onderzochte concentratiegebied via een schijnbare eerste orde. Na 70 %
omzetting treedt er een extra vertraging in de reactiesnelheid op. De reactiesnelheid wordt niet of
slechts in beperkte mate bei'nvloed door de pH, de temperatuur of de aanwezigheid van ionen die
normaal in leidingwater of bronwater voorkomen. Hoge chlorideconcentraties in zuur milieu werken
inhibiterend. Uit de experimenten met de doorstroomreactoren blijkt dat de lichtintensiteit en de
stromingssnelheid van invloed zijn op de (initiele) reactiesnelheid.
Uit het onderzoek blijkt dat de quantum yield - dit is de benuttingsgraad van de ingestraalde fotonen laag is (laboratoriumexperimenten 0,3 tot 1,5 %; doorstroomreactoren minder dan 0,1 %). Deze yield
is dermate laag dat een grote investering en een hoog energieverbruik hiervan het gevolg zijn. Dit
maakt dat fotokatalytische oxydatie in een doorstroomreactor nog niet kan concurreren met meer
conventionele methoden voor afvalwaterbehandeling als adsorptie aan actieve kool en luchtstrippen.
Conclusies
De beste kansen voor fotokatalytische oxydatie liggen vooralsnog bij kleinschalige toepassingen ( < 1
mVh) waarbij het gebruiksgemak voorop staat en de influentconcentratie en effluenteisen niet extreem
hoog zijn. Verdere ontwikkeling is nodig wil het systeem voor grotere debieten economisch
aantrekkelijk kunnen worden.
Bijlage I.
pag. 1.15
Titel en nummer
Geohydrological containment system and microbial water
treatment plant for metal-contaminated groundwater at
Budelco
8
Trefwoorden
Grondwater, zware metalen, zink, cadmium, fosfaat, biologische
sulfaatreductie, ionenwisseling, precipitatie
Uitvoerder
Budelco Budel / Paques Balk
tel. 04950 12533 / 05140 3441
Jaar/ MT-reeks nr.
1993 / n.v.t.
Inleiding
De bodem en het grondwater onder de zinkfabriek Budelco zijn verontreinigd met zware metalen en
fosfaat. Een geohydrologisch beheerssysteem is ontwikkeld en geinstalleerd waarmme de verontreiniging
binnen het bedrijfsterrein wordt gehouden. Daarnaast is een waterzuivering ontwikkeld voor de
behandeling van het water dat via het beheerssysteem wordt opgepompt. De zuivering is de eerste
grootschalige installatie waarbij met behulp van sulfaatreducerende sulfaat en zware metalen uit
afvalwater worden verwijderd. Deze zuivering is door Novem als demonstratieproject aangemerkt.
Het project besteed aandacht aan de ontwikkeling van zowel het beheers- als het waterzuiveringssysteem. Aandacht wordt besteed aan het ontwerp en het functioneren van de grootschalige zuivering.
Beschrijving
Door combinatie van analysecijfers afkomstig van meer dan 100 monsterputten en grondwaterstromingscijfers is een geohydrologisch model ontwikkeld. Met dit model kan een voorspelling worden gemaakt
over de verplaatsing van de verontreiniging.
Het onderzoek naar mogelijke zuiveringsmethoden heeft zich geconcentreerd op ionenwisselaars, liquid
membrane permeation (LMP) en sulfaatreducerende bacterien (onderzocht bij Shell in Engeland). LMP
is een variant op solvent-extractie waarbij de strip vloeistof is geemulgeerd in de extractant. Extractie
en strippen vinden hierdoor plaats in een procesgang. Bij het laatstgenoemde proces wordt sulfaat microbiologisch (anaeroob) tot sulfide gereduceerd, waarna metalen als onoplosbare metaalsulfiden neerslaan.
Naast laboratoriumonderzoek zijn gedurende acht maanden duurproeven uitgevoerd met een
proefreactor van 9 m3.
Bijlage I.
pag. 1.16
Resultaten
Met het geohydrologische model is vastgesteld dat er volgens de huidige cijfers pas in de verre toekomst
bedreiging voor de omgeving bestaat. Het model is behalve voorspellend ook sturend. Het bepaalt de
instellingen van de debieten waarmee grondwater uit het geohydrologische beheerssysteem wordt
afgepompt. Dit systeem bestaat uit een stelsel van strategisch geplaatste grondwaterputten. De pompen
van het systeem worden via een procescomputer aangestuurd. Computergegevens worden in het
geohydrologische model verwerkt.
Met ionenwisseling kunnen metalen goed uit het water worden afgescheiden; sulfaat wordt daarentegen
niet verwijderd. Er ontstaat een verdunde metaaloplossing die moeilijk verwerkt kan worden in het
zinkproduktieproces.
Met liquid membrane permeation kunnen in een tweetrapsproces de metalen net voldoende verwijderd
worden. De geconcentreerde stripvloeistof is gemakkelijk te verwerken in het zinkproduktieproces.
Sulfaat wordt niet verwijderd. De extractant wordt nadelig bei'nvloed door ijzerionen. De investeringskosten zijn hoog.
Met gebruik van ethanol als koolstofbron kunnen zware metalen met sulfaatreducerende microorganismen tot zeer lage concentraties worden verwijderd. De neergeslagen sulfiden zijn goed inzetbaar
in het zinkproduktieproces. Na sulfaatreductie is verdere bewerking van effluent en gas noodzakelijk.
Conclusies
Het ontwikkelde geohydrologisch model kan worden gebruikt bij de beheersing van grondwaterproblematiek.
O p grond van de laboratoriumresultaten was het mogelijk het SRB (sulfaat reducerende bacterien)proces verder te ontwikkelen tot een grootschalige installatie. Deze installatie bestaat achtereenvolgens
uit een upflow anaerobic sludge blanket reactor, een submerged fixed film reactor, een lamellenafscheider en een zandfilter. De installatie, die een capaciteit van 300 mYh heeft, is in juli 1992 voor het eerst
in bedrijf genomen. Metalen worden met een rendement van 99,7 % verwijderd; de sulfaatconcentratie
kan gemakkelijk onder de gewenste grenswaarde van 200 mg/l worden gehouden.
Bijlage I.
pag. 1.17
1
Titel en nummer
Het ethanol vastbed denitrificatieproces voor de verwijdering van nitraat uit grondwater
9
Trefwoorden
Afvalwater, grondwater, drinkwater, nitraat, bio reactor, denitrificatie
Uitvoerder
KIWA Nieuwegein
tel. 03402 69511
Jaar/ MT-reeks nr.
1993 / n.v.t.
Inleiding/doclstelling
In Nederland worden waterleidingbedrijven geconfronteerd met een stijgend nitraatgehalte in het
grondwater. Verwacht wordt dat er in de toekomst op 25 % van de grondwaterwinningen nitraatproblemen ontstaan. Voor de drinkwaterproduktie uit grondwater is een nitraatverwijderingsproces derhalve
op termijn noodzakelijk. Het onderzoek naar nitraatverwijdering richt zich in Nederland voornamelijk
op biologische methoden. Hierbij wordt nitraat microbiologisch omgezet tot stikstofgas. Het onderzoek
naar het ethanol vast bed denitrificatieproces in een upflow bioreactor vormt een onderdeel van het
overkoepelende project "Processen voor de verwijdering van nitraat uit drinkwater". De biologische
verwijdering berust op heterotrofe denitrificatie; chemo-heterotrofe bacterien gebruiken organische
verbindingen als energie- en als koolstofbron voor de vorming van celmateriaal. Als energie- en koolstofbron wordt in het onderhavige geval ethanol gebruikt. Het denitrificatie proces verloopt anoxisch, dat
wil zeggen onder uitsluiting van opgeloste zuurstof.
Met het onderzoek werd beoogd het systeem van biologische nitraatverwijdering in een vastbedreactor
onder toevoeging van ethanol als substraat te demonstreren en het toepassingsperspectief vast te stellen.
Beschrijving
Het onderzoek is uitgevoerd in een proefinstallatie te Roosteren (Limburg). De installatie bestaat uit
een upflow bioreactor met een nageschakeld filter (DynaSandfilter c q . dubbellaagsfilter). Aan het ruwe
water worden ethanol (tot 32 mg/l) en nitraat (tot 75 mg/l) toegevoegd. De reactor heeft een bedhoogte
van circa 1,5 m. en kan periodiek (opwaarts) worden gespoeld met water en/of lucht voor het
verwijderen van overtollige biomassa. Het reactoreffluent wordt na beluchting over het filter geleid.
Onderzoeksaspekten waren:
kiezen van dragermateriaal en stuurparameters,
vaststellen stabiliteitscriteria,
nagaan procescondities
testen filtratiestap
ontwikkelen van on-line ethanol-monitor
Bijlage I.
pag. 1.18
Resultaten
Van de verschillende onderzochte dragermaterialen blijkt grind het beste te voldoen (slijtvast, constante
kwaliteit, eenvoudig en intensief te spoelen). Optimalisatie van de spoelprocedure heeft uitgewezen dat
regelmatige bijstelling van deze procedure nodig is om een goede nitraatverwijdering te kunnen
realiseren. De bioreactor voldeed aan de gestelde stabiliteitscriteria.
Het DynaSandfilter en het dubbellaagsfilter verwijderden AOC (afbreekbare organisch koolstof)verbindingen waaronder resterend ethanol goed. De verwijdering van biomassa verliep beter dan met
het dubbellaagsfilter. De waterkwaliteit voldeet evenwel nog niet aan de gestelde eisen.
Voor de sturing van de ethanoldosering is een monitor ontwikkeld op basis van enzymatische omzetting
van ethanol en UV extinctie van het omzettingsproduct. Door verstoppingsproblemen is de monitor
nog niet operationeel.
O m te kunnen voldoen aan de voor drinkwater geldende normen en richdijnen zal een tweede
filtratiestap en UV-desinfectie noodzakelijk zijn. Verder onderzoek zal zich hierop concentreren.
Conclusies
Het upflow vast bed ethanolproces is een techniek die met de uit het onderzoek verkregen kennis en
ervaring is op te schalen naar praktijkschaal. Of deze praktijkinstallaties er komen hangt samen met de
vraag welke andere stoffen er in de toekomst uit het grondwater moeten worden verwijderd. Er is
immers sprake van een stijgende sulfaatconcentratie en hardheid in het onttrokken grondwater.
Mogelijk kunnen al deze stoffen in een proces worden verwijderd.
Bijlage I.
pag. 1.19
Titel en nummer
Het gebruik van magnetische ionenwisselaars bij de
selectieve reiniging van afvalwater
10
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, oppervlaktebewerkende industrie, zware
metalen, ammoniak, ionenwisselaar, magnetische scheiding
Uitvoerder
TAUW Deventer
tel. 005700 99528
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/25
Inleiding/doclstelling
Ionenwisselaars worden gebruikt voor de (selectieve) verwijdering van anionen en kationen uit
(proces)water. Bij toepassing van ionenwisselaars voor het zuiveren van troebel water kan verstopping
optreden.
Magnetische ionenwisselaars zijn voor dit soort toepassingen in principe beter geschikt. Zij worden
immers met het te behandelen troebele afvalwater gemengd, waardoor er van verstopping geen sprake
is. Afscheiding uit het effluent vindt plaats met (electro)magneten.
Doel van de haalbaarheidsstudie is de mogelijkheden voor magnetische ionenwisselaars voor de
verwijdering van zware metalen uit troebele afvalwaterstromen en ammonium uit stedelijk afvalwater
te inventariseren.
Beschrijving
De inventarisatie is gemaakt op basis van een literatuurstudie, een aantal laboratoriumexperimenten met
een magnetische hars en clinoptiloliet (een niet synthetische ionenwisselaar), alsmede op grond van een
kostenschatting voor de verwijdering van zware metalen en ammonium op praktijkschaal. De kosten
zijn vergeleken met die van conventionele technieken.
Resultaten
Uit de literatuur is gebleken dat de toepassing van magnetische ionenwisselaars tot nu toe zeer beperkt
is gebleven. De geringe capaciteit en selectiviteit, alsmede de nog te ontwikkelen procesvoering zijn
hiervan de oorzaak. Recente ontwikkelingen bieden echter mogelijkheden voor zowel capaciteits- als
selectiviteitsverhoging. Experimenteel is aangetoond dat de magnetische hars door zijn geringe
deeltjesgrootte zware metalen sneller kan verwijderen dan conventionele harsen.
Selectieve verwijdering van nikkel uit afvalwater van een emailleerbedrijf (90 mg N/1 in, < 0,5 mg Ni/1
uit) is mogelijk gebleken. De kosten voor nikkelverwijdering met magnetische harsen bleken
Bijlage I.
pag. 1.20
vergelijkbaar met die van de combinatie O N O en ultrafiltratie en zelfs lager bij optimalisatie van het
regeneratieproces. Bij concentrering van het regenerant (bijvoorbeeld electro-depositie) is hergebruik
van nikkel mogelijk.
Voor de selectieve verwijdering van ammonium uit afvalwater is geen synthetische ionenwisselaar
gevonden. Het anorganische, niet magnetische clinoptiloliet is wel in staat om selectief ammonium te
verwijderen. Het is mogelijk om clinoptiloliet samen met magnetisch materiaal in een polymeer samen
te voegen. De opnamecapaciteit was echter gering. Door verkleining van de deeltjesgrootte kan de
opnamesnelheid worden verhoogd. De kosten voor ammoniumverwijdering uit influent met behulp van
magnetisch clinoptiloliet zijn geraamd op f 15 tot f 20 per i.e. bij respectievelijk 33 tot 50% verwijdering
(vergelijk uitbreiding van biologische (de)nitrificatiecapaciteit f 10 per i.e.). Een verlaging van de kosten
van "magnetische" ammoniumverwijdering wordt mogelijk geacht. Het proces is in tegenstelling tot het
biologische proces minder gevoelig voor belasting en temperatuur en behoeft minder ruimte.
Conclusies
Selectieve verwijdering van zware metalen uit troebel afvalwater met behulp van magnetische harsen
is zowel technisch als economisch perspectiefrijk.
Toepassing van ammoniumselectieve ionenwisselaars vereist nader onderzoek.
pag. 1.21
Bijlage I.
Titel en nummer
Pilot scale study for heavy metal removal with magnetic
11
ion exchangers 1 '
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, oppervlaktebewerkende industrie, zware
metalen, ammoniak, ionenwisselaar, magnetische scheiding
Uitvoerder
TAUW Deventer
tel. 05700 99528
Jaar/ MT-reeks nr.
1994/ n.v.t.
Inleiding/doclstelling
Het pilot plant onderzoek is een vervolg op een eerder uitgevoerde haalbaarheidsstudie". Op grond van
het geschetste perspectief is een pilot-plant studie uitgevoerd. Deze had tot doel het ontwikkelen en in
de praktijk testen van een proces waarbij magnetische ionenwisselaars worden toegepast voor de
selectieve verwijdering van zware metalen uit troebele, gesuspendeerde afvalwaterstromen. Magnetische
ionenwisselaars worden gesuspendeerd in een continu gemengd reactorvat (de zogenaamde CSTR =
continuous stirred tank reactor). Hierdoor wordt verstoppingsrisico vermeden. Hergebruik van zware
metalen uit het concentraaat na regeneratie blijft mogelijk.
Magnetische ionenwisselaars zijn nog niet commercieel verkrijgbaar. De bij het onderzoek gebruikte
zwak zure wisselaar (type G 121) is door ICI Watercare en CSIRO speciaal voor dit doel gemaakt. Voor
de regeneratie van de hars zijn een zuur- en een loogstap noodzakelijk.
Beschrijving
Het pilot plant onderzoek is uitgevoerd in een twee-traps tegenstroomsysteem met continue adsorptie
en regeneratie zonder toepassing van spoelstappen. Het systeem bestaat uit twee afzonderlijke, in serie
geschakelde CSTR's (inhoud 75 1) voor de verwijdering van zware metalen. De geregenereerde
magnetische ionenwisselaar wordt aan de tweede reactor toegevoegd en na scheiding vervolgens
getransporteerd naar de eerste reactor waar het influent binnenkomt. Na afscheiding uit de eerste
reactor wordt de magnetische ionenwisselaar met zuur en loog geregenereerd en opnieuw gebruikt. De
afscheiding van de magnetische ionenwisselaar uit de waterstroom vindt plaats met magnetische schijfseparatoren. De pilot plant is bedreven met een debiet van 200-250 l/h.
De testperiode met de pilot plant is als volgt opgebouwcb
continue behandeling van een industriele afvalwaterstroom (afvalwater AKZO Ede 10-100 mg/l
Zn),
semi-continue, batchgewijze behandeling van dezelfde afvalwaterstroom,
semi-continue behandeling van synthetisch, zinkhoudend afvalwater (100 mg/l Zn).
Bijlage I.
pag. 1.22
Resultaten
Een continue bedrijfsvoering met praktijkafvalwater werd bemoeilijkt door sterk fluctuerende
zinkconcentraties (10-80 mg/l) en pH-schommelingen (2-12). De vorming van Zn-complexen
(hydroxiden, sulfiden) verminderde de beschikbaarheid van zink voor ionenwisseling. De aanwezigheid
van gesuspendeerd fibermateriaal in het afvalwater leidde tot technische problemen in het systeem met
nadelige gevolgen voor de afscheiding en het transport van de magnetische ionenwisselaar. De
mechanische kwaliteit van de magnetische ionenwisselaar was uitermate goed; de selectiviteit was
daarentegen beperkt (adsorptie van Mg naast Zn). In de eindfase van het onderzoek kon een stabiele
bedrijfsvoering worden gerealiseerd.
Bij de behandeling van synthetische zinksulfaatoplossingen kon de verwijdering van zink met succes
worden onderzocht. Bij een influentconcentratie van 100 mg/l kunnen zinkverwijderingsrendementen
van 98 % worden bereikt. Bij een hydraulische verblijftijd van 15-20 minuten (volumebelasting 400
g / m \ h ) bedraagt de effluent in dit geval 1-2 mg/I Zn. Voor een verlaging tot 0,5 mg/l moet de
verblijftijd worden verdubbeld.
De geteste magnetische schijfseparatoren zijn toepasbaar voor debieten van 1-10 m 3 /h. De jaarlijkse
kosten voor de kleinschalige toepassing van het twee-traps tegenstroomprincipe worden geschat op f
1,50-2 per m 3 behandeld afvalwater (circa f 35 per kg verwijderde zink).
Grotere debieten maken andere scheidingssystemen noodzakelijk die in principe wel beschikbaar zijn.
Conclusies
Geconcludeerd wordt dat systemen met magnetische ionenwisselaars een alternatief zijn voor andere
systemen gebaseerd op precipitatie en adsorptie. Aanvullend onderzoek is evenwel noodzakelijk met
betrekking tot de optimalisering van de regeneratie en de verbetering van de adsorptie- desorptie
eigenschappen van de magnetische ionenwisselaar. In het rapport worden enkele potentiele
toepassingsmogelijkheden genoemd.
11
Vervolg op MT reeks nr 1992/25 "Het gebruik van magnetische ionenwisselaars bij de selectieve
reiniging van afvalwater" (zie nummer 9 van dit rapport).
Bijlage I.
pag. 1.23
J
Titel en nummer
Toepassing van microfiltratie bij de zuivering van
galvanisch afvalwater
12
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, oppervlaktebewerkende industrie, zware
metalen, membraanfiltratie
Uitvoerder
TNO-ME Apeldoorn
055 5493939
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/21 (alleen fase 1)
Inleiding/doclstelling
Membraanprocessen kunnen op diverse plaatsen in de natte oppervlakte bewerking worden toegepast.
Desondanks vindt toepassing in de praktijk beperkt plaats en blijken deze processen in de genoemde
bedrijfstak zelfs een minder goede naam te hebben. Hiervoor zijn enkele oorzaken aan te geven, zoals
de slechte uitvoering van enkele projekten (probleemanalyse, ontwerp, begeleiding, opstart en nazorg)
en een verkeerde toepassing waardoor installaties niet naar wens functioneren. Andere belemmerende
factoren zijn de onbekendheid met de techniek, de relatief hoge kosten van vooronderzoek en de kleine
schaal waarop de membraantechniek wordt toegepast.
Doel van het onderzoek was om aan de hand van een praktijkdemonstratie aan te tonen dat toepassing
van membraanfiltratie bij de zuivering van zware metalen bevattend afvalwater goed mogelijk is en in
een aantal gevallen zelfs te prefereren is boven andere technieken.
Beschrijving
Het onderzoek is voor een praktijksituatie uitgevoerd met een membraanfiltratietechniek namelijk
microfiltratie. De resultaten zijn over het algemeen goed vertaalbaar naar andere membraanfiltratietechnieken. Daarnaast is het onderzoek gericht op de behandeling van een deelstroom die slechts een metaal
bevat (een zgn. monostroom). De mogelijkheid voor hergebruik van het gevormde slib (eventueel na
opwerking) is over het algemeen groter dan bij slibben die meerdere metalen bevatten.
Als belangrijke onderdelen van de voorbereiding kunnen worden genoemd:
- vaststellen van de te zuiveren afvalwaterstromen,
- selectie van in aanmerking komende technieken,
- test met een of meer proefinstallaties onder praktijkomstandigheden,
- aanvragen offerte en definitieve keuze van de techniek.
Het onderzoek op praktijklocatie bij een galvanisch bedrijf is in een vroeg stadium gestopt, door
financiele problemen bij het bedrijf.
Als afronding van het project zijn, aan de hand van bedrijfsbezoeken, de ervaringen met tien
praktijkinstallaties geinventariseerd en gevalueerd.
Bijlage I.
pag. 1.24
Resultaten
De eerste fase van het onderzoek heeft alleen bestaan uit de voorbereiding van de pilotproef. Deze
voorbereiding is mede door de omstandigheden bij het bedrijf moeizaam verlopen. Als belangrijkste
resultaat van deze fase kan worden genoemd het inzicht in de verschillende problemen die bij de
aanschaf van een installatie optreden, zoals het definieren van de afvalwatersituatie, het kiezen van de
juiste techniek, het uitvoeren van een pilottest, problemen bij de opstart van de installatie en overleg
met de verschillende betrokkenen.
Uit de inventarisatie bij de tien bedrijven is gebleken dat microfiltratie op verschillende plaatsen ingezet
kan worden voor de behandeling van afvalwaterstromen in de oppervlaktebewerkende industrie, zoals
bij beitserijen, galvanische bedrijven, drukkerijen en andere oppervlaktebewerkende bedrijven
De capaciteit van de installaties verschilde sterk per toepassing en varieerde van 80 tot 750 l/h per m :
membraanoppervlak.
De belangrijkste problemen zijn de vervuiling van de membranen door organische polymercn en olie
en de reiniging van de membranen.
In de praktijk zijn met name in de opstartfase vaak problemen opgetreden, voor een belangrijk deel
veroorzaakt door een niet juiste afstemming van de installatie op de afvalwatersituatie. Ook de
onbekendheid met de mogelijkheden en beperkingen van de techniek spelen hierbij een belangrijke rol.
Conclusies
Microfiltratie is in principe een geschikte methode voor de zuivering van afvalwater van oppervlaktebehandelende bedrijven, zoals galvano's en beitserijen. Specifieke condities kunnen echter een grote invloed
hebben op de toepasbaarheid in de praktijk. Een goede beschrijving van de afvalwatersituatie is derhalve
noodzakelijk.
Het verdient daarom aanbeveling bij de aanschaf van een nieuwe waterzuiveringsinstallatie en zeker
wanneer membraanfiltratie wordt overwogen een lange duur testen uit te voeren.
Dit vraagt vaak veel extra inspanning van de leverancier.
Bijlage I.
p»g. 1.25
Titel en nummer
Het verwijderen en terugwinnen van zink uit afvalwater
13
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, oppervlaktebewerkende industrie, zware
metalen, microfiltratie, electrolyse, hergebruik.
Uitvoerder
Nederlandse Draadindustrie Venlo
tel. 077 877477
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/15
Inleiding/doelstclling
Zink komt onder andere voor in chemicalien die voor de oppervlaktebehandeling van metalen worden
gebruikt. Een veel voorkomende toepassing is het fosfateren van metaalopppervlakken met behulp van
zinkfosfaat. Na het fosfateren wordt het metaaloppervlak gespoeld waarbij een zinkhoudende
afvalwaterstroom ontstaat. In het water is het zink zowel in opgeloste als in onopgeloste vorm aanwezig.
Zink moet uit het water worden verwijderd (effluent eis < 3 mg/l).
De werkwijze is alsvolgt:
Het zink wordt bij een p H waarde van 8,3 (toevoegen loog en soda) omgezet in onopgeloste zinkhydroxides en carbonaten die door bezinking worden afgescheiden. Met behulp van het door Esmil
ontwikkelde lage druk (0,2 bar) membraan-microf iltratiesysteem worden vervolgens zink(hydroxide)deeltjes tot 0,2 |im uit het bezonken afvalwater verwijderd. Het voorbezonken en afgefiltreerde slib wordt
in zuur opgelost, waaruit met behulp van electrolyse het zink wordt teruggewonnen.
De doelstelling van het onderzoek was het "Esmil-proces", dat behalve in verwijdering van zink ook in
terugwinning van zink voorziet, in de praktijk te toetsen.
Beschrijving
Het onderzoek dat is uitgevoerd bij de Nederlandse Draadindustrie NDI B.V. bestond uit de volgende
onderdelen:
ontwerp en bouw van de lage druk microfiltratiemembraan unit,
op kleine schaal testen van het electrolyseproces,
ontwerp en bouw van electrolyse unit
beproeven van filtratie- en electrolyse installatie op praktijk afvalwater (debiet 2 m 3 /h
met circa 1 g Zn/1)
Het zinkgehalte in het effluent moet onder de 3 mg/l worden gebracht. Als streefwaarde voor het
zinkgehalte in het effluent is een waarde van 0,1 mg/l aangehouden. Het slib moet zonder reststoffen
worden verwerkt.
Bijlage I.
pag. 1.26
Resultaten
Het bij NDI gebouwde systeem om zink uit afvalwater te verwijderen en geheel als metaal terug te
winnen werkt zeer goed. Het zinkgehalte kan worden teruggebracht van ca. 1 g/1 tot 0,25 mg/l.
Het zink kan uit het slib worden teruggewonnen zonder dat daarbij reststoffen ontstaan. De kosten van
de terugwinning zijn aanzienlijk lager dan de kosten voor afvoer en verwerking van het zinkhoudend
slib. Met dit proces worden ook andere zware metalen zoals cadmium, chroom, koper en nikkel
vergaand verwijderd.
Conclusies
Het beproefde lage druk membraanfiltratiesysteem is geschikt voor het verwijderen van zink uit
afvalwater. Het in het slib geconcentreerde zink kan via electrolyse worden teruggewonnen, waardoor
het niet als afvalstof behoeft te worden afgevoerd. De kosten van terugwinning zijn aanzienlijk lager
dan de stortkosten.
Bijlage I.
pag- 1-27
Titel en nummer
Haalbaarheidsondcrzoek naar de terugwinning van
chroom (HI) uit afvalwater van dc
leerindustric door middel van pertractie
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, leerindustrie, zware metalen, pertractie, hergebruik
Uitvoerder
TNO Leder en Schoenen Waalwijk
te. 04160 33255
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/ 17
14
Inleiding/doelstellling
Chroom(III)zouten worden in de leerindustrie als looistof gebruikt. Een deel van het chroom wordt met
water afgevoerd. Dit water wordt fysisch-chemische gezuiverd waarbij chroomhoudend slib ontstaat.
Een andere methode die in Griekenland en India op demoschaal wordt beproefd, bestaat uit het
neerslaan van chroom met magnesiumoxide. Het neerslag wordt vervolgens in zwavelzuur opgelost,
waarna de zure oplossing kan worden hergebruikt. In Nederland heeft deze methode geen ingang
gevonden omdat gevreesd wordt voor verslechtering van de kwaliteit van het chroomgelooide
halfprodukt. De reden hiervan is dat naast chroom andere componenten in de opnieuw te gebruiken
chroomoplossing kunnen terecht komen. Het onderzoek is er derhalve op gericht om een zeer zuiver
chroomvocht te verkrijgen, waardoor de vervuiling van het leerprodukt bij hergebruik wordt
geelimineerd. Hierbij is gekozen voor een extractie/pertractie proces. De extractie verloopt in twee
stappen. In de eerste stap wordt het metaalbevattende water bij een bepaalde pH in contact gebracht
met een organisch extractiemiddel gewoonlijk opgelost in kerosine. Bij de ingestelde pH waarde gaat
het metaal preferent over van de waterfase naar de organische fase. In de tweede stap (het strippen)
wordt de met metaal beladen organische fase in contact gebracht met een (schone) waterfase met een
lagere pH waardoor het metaal nu naar het water overgaat. In geval van pertractie zijn water en extractant door een membraan van elkaar gescheiden en vindt uitwisseling door het membraan plaats.
Doel van het onderzoek voor de chroom verwijdering door middel van extractie en strippen was een
goede combinatie te vinden met betrekking tot de keuze van een chroom-selectieve extractant, een
organisch oplosmiddel en de optimale procescondities.
Beschrijving
Het onderzoek met een oplossing van chroomlooistof bestond uit de volgende onderdelen:
selectie van extractanten; voorgaande aan het onderzoek is een keuze gemaakt op basis
van literatuurgegevens en contacten met producenten van extractanten
extractie experimenten met de geselecteerde extractanten
Bijlage I.
pag. 1.28
stripexperimenten
pertractie-experimenten
met
twee typen
membraanmodules
(holle
vezels van
respectievelijk polysulfon en polypropyleen)
Resultaten
Er zijn enkele extractanten geselecteerd waarmee extractie van driewaardig chroom uit oplossingen
chroomlooistof (modeloplossing) goed mogelijk is (extractie- en pertractie experimenten).
terugwinnen (strippen) van chroom uit de extractievloeistof is alleen mogelijk gebleken bij gebruik
grote hoeveelheden zuur. De kosten van alleen het zuurverbruik zijn al hoger dan de kosten
verwerking van chroomhoudend afvalwater volgens de traditionele weg.
van
Het
van
van
Het extraheren van chroom uit praktijkvochten resulteerde in een slecht extractierendement en een
stabiele emulsie in de organische fase.
Conclusies
Pertractie kan alleen dan zinvol toegepast worden indien een extractant gevonden wordt die onder
minder extreme condities (minder zuur) het chroom bij het strippen weer loslaat. Commercieel
verkrijgbare extractanten lijken er nog niet te zijn.
Bijlage I.
Titel en nummer
pag. 1.29
Zuivering van met landbouwbestrijdingsmiddelen belast
15
proceswater met het Carbo-Flo-proces
Trefwoorden
Afvalwater, landbouw, bestrijdingsmiddelen, coagulatie/flocculatie,
zandfiltratie, actief kool
Uitvoerder
Landbouwschap Den Haag/ D.L.O Wageningen
tel. 070 3526540 / 08370 74200
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/ n.v.t.
Inleiding/doelstelling
Bij het gebruik van bestrijdingsmiddelen ontstaan spuitrestanten, spoelwater bij het legen en reinigen
van de spuitapparatuur en badrestanten aan het einde van bloembollendompeling. Deze bevatten een
grote verscheidenheid aan werkzame stoffen (circa 300) die het milieu kunnen schaden, Hoewel volgens
de bestaande wettelijke regelingen directe lozingen van met bestrijdingsmiddelen verontreinigd water
verboden zijn, komt naar verwachting een aanzienlijk deel van de spuitrestanten en het spoelwater in
het oppervlaktewater terecht.
Het effectief reduceren van deze lozing is slechts te bereiken door zuivering. Hiertoe is een in Engeland
ontwikkelde compacte fysisch-chemische zuiveringsinstallatie beproefd. De installatie die de naam
Sentinel draagt zuivert chemische restanten en spoelwater op basis van het Carbo-Flo-proces van ICI.
Dit proces bestaat uit een tweetal fysisch-chemische stappen te weten een flocculatie-/sedimentatiestap
gevolgd door nabehandeling van de vloeistof. Deze vindt plaats door een opwaartse filtratie via een
zand-/grindfilter en twee in serie geschakelde actief-kool filters.
Beschrijving
Het onderzoek is in negen voor de praktijk relevante land- en tuinbouwsectoren uitgevoerd. In totaal
zijn 84 zuiveringscharges uitgevoerd waarbij in totaal 84.000 liter proceswater is behandeld. Met
uitzondering van de sector bloembollen lag het totale gehalte aan werkzame stoffen per zuiveringscharge tussen de 50 en 1500 mg/l. Bij dompelbadrestanten in de bloembollensector zijn concentraties aan
werkzame stoffen tot ruim 10.000 mg/l voorgekomen.
Behalve het onderzoek naar de zuiveringsprestaties van het Carbo-Flo-proces is er ook toxicologisch
onderzoek uitgevoerd. Dit onderzoek had betrekking op zowel influent als effluent met de watervlo als
toctsorganisme. Daarnaast zijn er selectief toxiciteitstesten uitgevoerd met groene alg, gup, vlokreeft
en stekelbaars.
Bijlage I.
pag. 1.30
Resultaten
De toepassing van het Carbo-Flo-proces voor de zuivering van spuitrestanten en spoelwater is bij 7 van
de 9 sectoren probleemloos verkopen. Bij de sector bloembollen was de zuivering onvoldoende als gevolg
van de hoge concentratie aan bestrijdingsmiddelen in combinatie met een hoog gehalte aan opgeloste
natuurlijke organische verbindingen afkomstig van de bollen. In de sector loonwerk ondervond de
zuivering problemen door een te hoog gehalte aan minerale en andere olien. Deze moeten vooraf in een
oliescheider worden verwijderd. Als gevolg van de zuivering neemt de zuurgraad van het water toe.
Analysedjfers laten een geringe stijging van het sulfaat en een sterke daling van TOC en AOX zien
(S0 4 : 49-346 mg/l in, 163-402 mg/l uit; T O C : 124-1727 mg/l in 2-16 mg/l uit; AOX: 33-2741 M mol/l in,
0,4-3 iimol/l uit).
De effluenten van de proeflocaties veroorzaken na neutralisatie geen acute sterfte bij de toetsorganismen. Dit was wel het geval bij de behandelde charges van de bloembollensector. De effluenten waren
hier bijna alle acuut toxisch voor watervlo.
Conclusies
Het Carbo-Flo-proces is geschikt voor de zuivering van spuitrestanten en spoelwater dat bij
verschillende sectoren in de land- en tuinbouw vrijkomt. Alleen in de sector bloembollen en de sector
loonwerk zijn minder goede resultaten bereikt.
Bedrijfseconomisch komen mobiele verwerkingsinstallaties met een capaciteit tot 8 mVdag en centrale
installaties tot 25 mVdag voor toepassing in aanmerking. De kosten voor toepassing op deze schaal is
geraamd op / 160,-/m3.
De onvoldoende zuivering van dompelbadvloeistoffen
onderzoek.
uit de bloembollensector vraagt om nader
Bijlage I.
pag. 1.31
Titel en nummer
Behandeling en hergebruik van procesafvalwater uit de
bestrijdingsmiddelenindustric.
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, bestrijdingsmiddelen, aerobe zuivering,
anaerobe zuivering, coagulatie/flocculatie, microfiltratie, oxidatie,
ozon
Uitvoerder
Luxan, Elst
tel. 08819 72144
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/ 11
16
Inleiding/doclstelling
Het onderzoek is uitgevoerd voor Luxan, een formuleerbedrijf voor bestrijdingsmiddelen. Formuleren
is het mengen van actieve stoffen met draagstoffen, kleurstoffen, en bevochtigers tot verkoopbare
produkten (poeders, granulaten, vloeistoffen of flowables). Bij de produktie ontstaat procesafvalwater
wat tegen relatief hoge kosten wordt verbrandt. Het afvalwater is verontreinigd met restanten produkt,
oplos- en schoonmaakmiddelen.
Door de toenemende kosten en de beperking van de afvoermogelijkheden is het plan opgevat om het
proceswater vergaand te zuiveren; aanvankelijk met als doel lozing op het locale riool, later op grond
van de CUWVO "Procesafvalwaterproblematiek van bestrijdingsmiddelenformulerende bedrijven" met
het oogmerk van volledig hergebruik.
Dit heeft geleid tot de volgende doelstelling: Het ontwikkelen van een milieutechnisch en kostentechnisch verantwoord alternatief voor de huidige verwerking van de procesafvalwaterstroom te weten
afvoer naar een afvalverbrandingsinstallatie. Hierbij dient te worden gestreefd naar een maximaal
hergebruik van gezuiverd procesafvalwater en een minimale hoeveelheid af te voeren residu. Als
streefwaarde voor de kosten van de proceswaterbehandeling wordt een bedrag van circa f 200,- per m 3
aangehouden. Als uitgangspunt geldt dat de beide typen afvalwater, namelijk herbiciden- en insecticiden
procesafvalwater strikt gescheiden dienen te blijven, ongeacht het behaalde zuiveringsrendement.
Beschrijving
Het onderzoek naar de zuivering van procesafvalwater bevat de volgende onderdelen:
inventarisatie van de afvalwaterstromen
uitvoering van technologisch onderzoek
Hierbij is een groot aantal fysische, chemische en biologische technieken onderzocht, zoals
aerobe zuivering (biorotor), reductie met ijzer, coagulatie-flocculatie, indampen, anaerobe
zuivering (UASB), microfiltratie, ozonisatie
ontwerp van het zuiveringssysteem
Bijlage I.
pag. 1.32
Resultaten
De resultaten van het onderzoek naar de diverse zuiveringstechnieken zijn:
aerobe zuivering met een biorotor is niet mogelijk zonder voorbehandeling.
het is niet mogelijk om chloorhoudende verbindingen te reduceren met behulp van ijzer.
flocculatie van geconcentreerd (flowable-) proceswater met behulp van ijzerchloride en
natronloog verloopt uitstekend.
in dampen van het procesafvalwater is een goede methodiek om vaste en niet vluchtige stoffen
te concentreren. Het residu (concentraat, circa 15 %) moet worden verbrand, terwijl het
condensaat biologisch kan worden gezuiverd.
anaerobe zuivering van lagere alcoholen en aromaten is binnen zekere grenzen mogelijk.
met ozon is het mogelijk om een aanzienlijke reductie van de verontreinigingsgraad van de
diverse typen afvalwater te bereiken; persistente verbindingen worden in grote mate verwijderd,
dan wel omgezet.
microfiltratie met zeer resistente membraanmodules als voorbehandeling resulteert voor veel
stoffen in een hoog verwijderingsrendement. Door de geringe indikfactor moet minimaal nog
25 % van het afvalwater worden afgevoerd. In dit opzicht heeft indampen de voorkeur.
polishing van het effluent door middel van zandfiltratie en filtratie over actieve kool moet de
zuivering completeren.
De zuiveringskosten zijn globaal geraamd op / 336,- per m3, exclusief civieltechnische voorzieningen.
Conclusies
Het is mogelijk om afvalwaterstromen met herbiciden en insecticiden gezamenlijk te verwerken in een
installatie. Ten opzichte van de huidige wijze van afvoer zijn de verwerkingskosten aanzienlijk lager.
O p basis van de resultaten van het onderzoek wordt een zuiveringssysteem voorgesteld dat uit de
volgende onderdelen bestaat:
- indampen
- ozonisatie
- aerobe zuivering (biorotor)
- zandfiltratie
- filtratie over actieve kool.
Voor afvalwater van de flowable-produktie is voorbehandeling door middel van flocculatie vereist.
Omdat de zuivering van proceswater in economisch opzicht rendabel kan zijn, wordt geadviseerd om
de techniek combinatie in een pilot-plant te beproevcn.
Bijlage 1.
pag. 1.33
f
1
17
Titel en nummer
Verwijdering van kleurstoffen uit specifieke afvalwaterstromen van de textielindustrie
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, textiel, kleurstoffen, PACT, oxidatie, membraanfiltratie, coagulatie/flocculatie
Uitvoerder
Textielvereniging KRL Veenendaal/TNO-Textiel/TAUW
tel. 08385 64488/ 015 696772 / 05700 99528
Jaar/ MT-reeks nr.
1993/2
1
Inleiding/doelstdling
Afvalwater afkomstig uit de textielindustrie bevat een breed scala aan kleurstoffen. Doel van het
onderzoek was de haalbaarheid van enkele geselecteerde zuiveringsmethoden na te gaan om doelmatig
en tegen aanvaardbare kosten kleurstoffen uit specifieke afvalwaterstromen van de textielveredelingsindustrie te verwijderen. De geselecteerde zuiveringsmethoden zijn:
PACT, een combinatie van een actief slib zuiveringssysteem en adsorptie aan actieve
kool,
Katox, katalytische oxidatie met mangaanoxyde als katalysator,
Coagulatie/flocculatie met aluminiumsulfaat of ijzerchloride als voorzuivering voor
membraanfiltratie,
Membraanfiltratie bestaande uit een combinatie van microfiltratie en nanofiltratie.
Bij het opzetten van het onderzoek is uitgegaan van een zuivering per kleurstofklasse waardoor ook
andere bedrijven die kleurstoffen toepassen uit een of enkele kleurstofklassen de resultaten van het
onderzoek kunnen toepassen.
Beschrijving
De experimenten zijn op kleine schaal (circa 50 l/u) uitgevoerd in de textielverededelingsindustrie bij
B.V. Textielfabrieken H . van Puyenbroek (HAVEP) tc Goirle en bij de Koninklijke Textiel
Veredelingsindustrie (KTV) te Eibergen. In enkele gevallen is gebruik gemaakt van synthetisch afvalwater dat qua samenstelling gelijk was aan het spoelwater dat vrijkomt bij het uitspoelen van vervingen.
Het afvalwater bevatte steeds kleurstoffen uit een kleurstofgroep waarop de voornoemde zuiveringstechnieken werden getest.
Bijlage I.
pag. 1.34
Resultaten
Met behulp van het PACT kunnen alleen directe kleurstoffen met een redelijk rendement (circa 70%)
uit het afvalwater worden verwijderd. De kosten hiervan zijn berekend op f 1,50 tot f 3,00 per m3
afvalwater afhankelijk van de capaciteit van de installatie, te weten respectievelijk 1.000 en 200 m 3
afvalwater per dag.
Katox met gebruik van mangaanoxyde als katalysator en een pH-waarde van circa 10 blijkt weinig
geschikt te zijn voor de verwijdering van kleurstoffen uit afvalwater. Slechts een redelijke verwijdering
werd verkregen in het geval van zure kleurstoffen.
Bij coagulatie/flocculatie is een redelijk tot goede verwijdering van kleurstoffen verkregen bij
afvalwaterstromen waarin niet in water oplosbare kleurstoffen (bijvoorbeeld zwavelkleurstoffcn)
voorkwamen. Bij oplosbare kleurstoffen is het verwijderingsrendement in het algemeen gering. Verbetering is mogelijk door optimalisatie en gebruik van vlokhulpmiddelen. Neutralisatie is veelal noodzakelijk
met als gevolg een hoog chemicalienverbruik. De kosten voor het coaguleren/flocculeren van het
afvalwater zijn inclusief verbranding van het zuiveringsslib geraamd op f 1,75 tot f 3,70 per m3
afvalwater afhankelijk van de capaciteit.
Met microfiltratie zijn vergelijkbare resultaten behaald als met coagulatie/flocculatie: redelijk voor niet
opgeloste kleurstoffen, matig voor oplosbare kleurstoffen. Membraanvervuiling en verwerking van het
concentraten zijn belangrijke aandachtspunten. Het permeaat van de microfiltratie is verder gezuiverd
met nanofiltratie. Hierbij zijn hoge verwijderingspercentages voor nagenoeg alle in het onderzoek
betrokken kleurstoffen verkregen. Membraanvervuiling is niet of nauwelijks opgetreden.
De kosten van microfiltratie gevolgd door nanofiltratie liggen afhankelijk van de grootte van de
afvalwaterstroom tussen de f 8,15 en f 13,75 per m3. Deze kosten zijn inclusief de kosten voor het
verwerken van het concentraat door middel van indampen en verbranden van het residu. Deze kosten
zijn in belangrijke mate bepalend voor de kostprijs. Zonder de verwerking van concentraat komen deze
op f 5,46 tot f 2,38 per m3.
Conclusies
De toepasbaarheid van de onderzochte technieken voor het verwijderen van kleurstoffen uit afvalwater
is sterk afhankelijk van het type kleurstof. PACT lijkt alleen geschikt voor direkte kleurstoffen,
coagulatie/flooculatie is met name geschikt voor niet opgeloste kleurstoffen. Dit geldt ook voor
microfiltratie. Nanofiltratie lijkt de meest universele techniek.
De resultaten van het onderzoek kunnen niet worden vertaald naar afvalwaterstromen waarin
kleurstoffen uit verschillende kleurstofgroepen voorkomen. Mogelijke interacties zijn niet onderzocht.
Andere technische uitvoeringsvormen kunnen betere zuiveringresultatcn opleveren. Veel aandacht moet
nog worden besteed aan de verwerking van de concentraatstromen.
Bijlage I.
pag. 1.35
Titel en nummer
Microfiltratie als techniek voor behandeling van afvalwater van motoren revisiebedrijven
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, motorenrevisie, olie, PAK, zware metalen,
halogeenkoolwaterstoffen, membraanfiltratie
Uitvoerder
BOVAG Bunnik/Tebodin
18
tel. 03405 95211 / 074 496496
Jaar/ MT-reeks nr.
1993/2
Inleiding/doclstelling
Motorenrevisiebedrijven zijn aangewezen per AMvB als vergunningplichtige bedrijfscategorie. Dit
betekent dat de bedrijven krachtens de Wet verontreiniging oppervlaktewater over een lozingsvergunning moeten beschikken. De samenstelling van het geloosde afvalwater moet binnen de vergunningseisen worden gebracht. Dit betekent voor de genoemde bedrijfscategorie dat o.a. het oliegehalte van 200
mg/l naar 20 mg/l moet w orden terug gebracht. Naast olie is er nog een aantal andere componenten
waaraan in de toekomst naar verwachting eisen zullen worden gesteld.
Tegen deze achtergrond is onderzoek uitgevoerd naar microfiltratie met keramische membranen als
alternatief voor de conventionele zuiveringstechnieken zoals emulsiesplitsing, coalescentie-afscheiding
en flotatie. Naar verwachting zou het toepassen van keramische membranen de emissies sterk kunnen
verminderen.
Beschrijving
Het beproeven van keramische membranen (crossflow filtratie) op semi-technische schaal is uitgevoerd
bij een door BOVAG representatief geacht motorenrivisiebedrijf.
Diverse badvloeistoffen (sterk alkalisch, licht alkalisch, schudbad, zuurbad), spoelwater en een mengsel
van badvloeistof cn spoelwater zijn onderzocht. Daarnaast is geexperimenteerd met de totale
afvalwaterstroom.
Tijdens de experimenten is het fluxverloop (capaciteit van de installatie) vastgesteld en is de invloed van
een aantalprocesparameters op de flux onderzocht.
Resultaten /conclusies
Gedurende de testperiode zijn nauwelijks technische problemen opgetreden aan de installatie.
De totale afvalwaterstroom is circa 40 maal geconcentreerd. De flux bedraagt dan nog 70 l/m ; .h. De
onderzochte deelstromen voldoen na behandeling niet volledig aan de te verwachten lozingseisen. De
Bijlage I.
pag. 1.36
zwevende stof en olie worden over het algemeen vrij goed tot zeer goed verwijderd. De gehalten liggen
vrijwel altijd onder de te verwachten lozingseisen. Zware metalen worden in veel mindere mate
verwijderd. De installatie is bedrijfszeker, gebruikersvriendelijk en vergt nauwelijks onderhoud. De
voorgeschreven reinigingsproccdure is voldoende om de membranen schoon te maken.
De kosten voor microfiltratie zijn lager dan die van emulsiesplitsing of afvoer naar een verwerker.
Conclusies
Microfiltratie is als totaaloplossing niet voldoende en moet derhalve als een deeloplossing worden
beschouwd. Aanvullende fysisch-chemische zuivering is noodzakelijk. Ook in dat geval zijn de kosten
lager dan die van afvoer naar een verwerker.
Bijlage I.
pag- 1.37
Titel en nummer
Afvalwater Behandeling Consumpticmelkbedrijf (ABC)
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, voedings- en genotmiddelen-industrie, coagulatie/flocculatie, flotatie
Uitvoerder
Campina Melkunie Rotterdam
19
tel. 010 4376211
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/n.v.t.
Inleiding/doclstelling
Campina Melkunie in Rotterdam, een van de grotere consumptiemelkbedrijven in Nederland met een
produktie-omvang van circa 180 miljoen kg melk per jaar, heeft in 1988 problemen met de
afvalwaterkwaliteit. Dit betreft een te grote spreiding in zuurgraad, een te hoge temperatuur
(incidenteel) en een voortdurende stijging van de vervuilingswaarde als gevolg van de toenemende
produktie. De vervuiling (melkvet, melkeiwit) bestaat in hoofdzaak uit produktresten van de yoghurten karnemelkproduktie.
Bij het zoeken naar oplossingen voor het afvalwaterprobleem is naast bronaanpak een aantal
alternatieven verkend, te weten het installeren van een egalisatietank en het toepassen van deelzuivering
danwel volledige zuivering.
Gekozen is voor deelzuivering in de vorm van een fysisch-chemische zuivering door middel van
dissolved air flotatie.
De te installeren voorzuivering voldoet aan de volgende eisen:
- temperatuur kleiner of gelijk aan 30 °C,
- zuurgraad van het effluent tussen 6,5 en 10,
- vervuilingswaarde van het effluent ten hoogste 50 % van het influent.
Vanwege het financiele rendement moet het gevormde zuiveringsslib daarnaast van een zodanige
kwaliteit zijn dat hoogwaardig gebruik in de vorm van veevoer mogelijk is.
Beschrijving
Het onderzoek naar de fysisch-chemische voorzuivering door middel van flotatie bestond uit de
volgende onderdelen:
literatuurstudie op het gebied van coagulatie, flocculatie en flotatie,
laboratoriumonderzoek ten aanzien van dc keuze van het coagulatie-/flocculatiemiddel
(jartest),
onderzoek in een pilot-installatie van Nijhuis Water Technology; capaciteit 3 m 3 /h.
Bijlage I.
pag. 1.38
Resultaten
O p grond van het onderzoek naar de fysisch-chemische voorzuivering (coagulatie/flocculatie en
slibafscheiding door middel van flotatie) is besloten tot de bouw van een dergelijke installatie. De
installatie bestaat uit de volgende onderdelen: pompput, bufferput, (buis)flocculator, flotatie-unit en
effluentput (met pH-correctie). Als flocculant en als coagulant worden respectievelijk Biofloc en Biofloc
SA gebruikt als alternatief voor de eerder bij het onderzoek gebruikte produkten Nalco 47-70 en Nalco
7132. Eerstgenoemde produkten bestaan uit alginaten afkomstig uit zeewier. Deze blijken goed te
werken bij de oorspronkelijke pH van het afvalwater (pH = 4).
Met de genoemde installatie kunnen de doelstellingen worden gehaald. Afhankelijk van het
vervuilingsnivo en de hoogte van de heffing per vervuilingseenheid is een fysische-chemische
voorzuivering van afvalwater rendabel (break-even point bij heffing f 60/v.e. 9000 v.e. en bij f 90/v.e.
6000 v.e.). Als voorwaarde hierbij geldt dat het gevormde slib (4% eiwit, 5% vet) zonder kosten kan
worden afgevoerd. Het slib bevat na verdere indikking circa 10 % d.s.; de hoeveelheid komt overeen met
0,4 volumeprocent betrokken op het influent. Het beheersen van de slibkwaliteit is noodzakelijk voor
het gebruik als veevoer. In verband hiermee is de regenwaterafvoer gescheiden en is de reinigingssystematiek van de flotatie unit aangepast.
Conclusies
Coagulatie/flocculatie, gevolgd door flotatie van het slib lijkt een geschikte metiiode voor het
behandelen van het afvalwater van het consumptiemelkbedrijf Campina. Verder onderzoek naar
optimalisatie van de flotatietechniek (rendementsverbetering) en dc toepassing van alternatieve
vlokmiddelen (beheersen en vcrbeteren van de slibkwaliteit) is noodzakelijk.
Bijlage I.
Titel en nummer
pag. 1.39
Fosfaatverwijdering met behulp van magnetische schijf-
20
scparator
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, fosfaat, magnetische
schijf separator
Uitvoerder
Cargill Bergen op Zoom
01640 82200
Jaar/ MT-reeks nr.
1994/n.v.t.
Inleiding/doclstelling
Door Cargill (Bergen op Zoom) is praktisch onderzoek uitgevoerd om de technische en economische
haalbaarheid van een fosfaatverwijderingssysteem, gebaseerd op magnetische separatie, vast te stellen
(eis minimaal 70% fosfaatverwijdering). In het systeem wordt het fosfaathoudende water in een reactor
met calciumchloride behandeld. Vervolgens wordt onder toevoeging van een polymeer en magnetiet
gefiocculeerd, waarna het gevormde slib magnetisch wordt afgescheiden. Uit het slib wordt het
magnetiet terugewonnen dat naar de flocculator teruggevoerd wordt.
Beschrijving
De proefinstallatie had een capaciteit van 0,5 a 1 m 3 /h. Voor de aanvang van elke proef werd een batch
van 15 m 3 fosfaathoudend afvalwater verzameld. Aangezien de schijfmagneet de hoge slibproductie niet
kon verwerken, is deze vervangen door een bezinker. Het geproduceerde slib werd in de magnetiet
terugwinnings-unit bestaande uit een molen en een schijfmagneet behandeld. Het afgescheiden
magnetiet werd opnieuw gebruikt.
Resultaten
Het verwijderen van hoge concentraties fosfaat, waarvan het grootste gedeelte organisch gebonden is,
is met een magnetische schijfseparator maar beperkt mogelijk. Waarschijnlijk wordt alleen het
orthofosfaat neergeslagen. Met de proefinstallatie is een maximaal verwijderingspercentage van 40%
behaald.
De operationele kosten zijn zeer hoog in verband met de grote hoeveelheid calciumchloride en polymeer
die voor het proces nodig zijn (f 8,30/m5 afvalwater).
De slibproduktie is zeer hoog (0,24 m3 per m3 afvalwater). Het fosfaatgehalte in het slib is laag, circa
6% P op droge stof basis en moet waarschijnlijk als chemisch afval worden verwerkt (afvoerkosten f
12/m 3 afvalwater).
Bijlage I.
pag. 1.40
Conclusies
De magnetische schijfseparator is niet geschikt voor de verwijdering van fosfaat uit de betreffende
afvalwaterstroom zowel in technisch als economisch opzicht. Naast het hoge chemicaliengebruik is het
lage verwijderingspercentage van fosfaat hiervan de oorzaak.
Bijlage I.
pag. 1.41
Titel en nummer
Microfiltratie in de textielreinigingsindustrie
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, textielreiniging, minerale olie, zware metalen, halogeenkoolwaterstoffen, microfiltratie, hergebruik
Uitvoerder
Wilhelmina B.V. Helmond
21
tel. 04920 26105
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/ n.v.t.
Inleiding/doclstelling
Bij het wassen van industriele bedrijfskleding en poetsdoeken wordt afhankelijk van het wasproces per
ton gewassen wasgoed 12 - 25 m3 water gebruikt. Dit afvalwater is verontreinigd met stoffen zoals
minerale olie, zware metalen, zand, textielvezels en in sommige gevallen gechloreerde en aromatische
koolwaterstoffen. De wasmiddelen zelf dragen niet of nauwelijks bij aan de vervuiling.
Met name het waswater uit de voor- en hoofdwas alsmede dat van de eerste spoelgang is ernstig
verontreinigd. De vervuiling is groten-deels in gesuspendeerde en geemulgeerde vorm aanwezig (deeltjes
> 0,05 ftm).
Uit milieu oogpunt is het niet verantwoord of zelfs niet meer toegestaan om dit afvalwater te lozen.
Het is derhalve te verwachten dat textielreinigingsbedrijven die industriele bedrijfskleding cn
poetsdoeken wassen in de nabije toekomst het afvalwater voor lozing op het riool moeten zuiveren.
O p grond van een analyse van mogelijke zuiveringstechnieken (chemisch, biologisch, fysisch) is
uiteindelijk door Textielreiniging Wilhelmina B.V. voor microfiltratie gekozen. Om in de toekomst aan
de strenger worden milieu-eisen te kunnen voldoen, heeft dit bedrijf als eerste in Nederland microfiltratie als zuiveringstechniek voor het was-sop gedemonstreerd. Hergebruik van water en een lage
afvalproduktie zijn belangrijke voordelen van dit systeem.
Beschrijving
De microfiltratie-installatie (merknaam Claxmatic Aqua, uitgerust met hydrofiele membranen en
volledig geautomatiseerd) is volledig gei'ntegreerd in het wasproces (Milnor wasbuis met 12 kamers;
capaciteit 700 kg bedrijfskleding per uur). Het permeaat wordt in de voor- en hoofdwas hergebruikt.
De microfiltratie-installatie heeft 70 n r membraanopppervlak. Afhankelijk van de temperatuur en de
samenstelling van het afvalwater bedraagt de capaciteit van de installatie 7,0 tot 8,5 mYh. Bij het
beproeven van de installatie onder praktijkeondities is aandacht besteed aan membraanvervuiling,
capaciteit van de installatie, kwaliteit van het permeaat, alsmede aan de besparingsaspekten (energie,
water, wasmiddelen, lozingskosten).
Bijlage I.
pag. 1.42
Resultaten
In de aanloopfase van het project zijn problemen opgetreden met defecten aan memebranen en
membraanvervuiling. Door vervanging van de membranen en toepassen van een andere spoelprocedure
zijn deze problemen opgelost. Hierna bleef de capaciteit van de installatie vrij constant op ca. 8 m 3 /h,
hetgeen overeenkomt met ca. 100 1/mf membraan per uur.
Bij de toegepaste werkwijze - waarbij aan het eind van de dag een verdere concentrering plaats vindt was een volume-reduktie met een factor 300 mogelijk.
Het permeaat heeft een zodanige kwaliteit dat hergebruik mogelijk is. Naast een besparing op
waterkosten, betekent dit ook een besparing op energie van ca. / 30.000,- per jaar.
Conclusies
Microfiltratie is een uitermate geschikt systeem gebleken voor de reiniging van het afvalwater van
textielreinigingsbedrijven. De geringe hoeveelheid slib, de mogelijkheid van hergebruik van het
gefiltreerde water en het beperkte ruimtebeslag zijn hier mede debet aan. Hergebruik van het
behandelde water in diverse stappen van het wasproces leidt niet alleen tot besparingen op water en
lozingskosten, maar ook op die van energie en chemicalien (wasmiddelen). Als gevolg daarvan dalen de
zuiveringskosten bij Textielreiniging Wilhelmina van ca. / 19,- per m3 naar f 11,- per m3. De grootste
besparing betreft die van de lozingskosten namelijk ruim / 5,- per m3.
Bijlage I.
pag. 1.43
Titel en nummer
Hergebruik van spoelvloeistof door middel van membraantechnologie met nullozing als doel
22
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, verfindustrie, emulsies, pigmenten, oplosmiddelen, membraanfiltratie, waterhergebruik
Uitvoerder
Tollens Coatings BV Breda
tel. 076 268000
Jaar/ MT-reeks nr.
1992
Inleiding/doclstelling
Naar aanleiding van de notitie "Preventie en hergebruik van afvalstoffen" heeft Tollens Coatings te
Breda als eerste verfproducent in Nederland een ultrafiltratiesysteem in gebruik genomen voor het
zuiveren van verontreinigd spoelwater. Dit water is afkomstig van het reinigen van verfproduktiemachines. Het bevat oplosmiddel, pigmenten, emulsies en hulpstoffen.
Volgens de bestaande techniek werd dit water gezuiverd door bezinking gevolgd door ontwatering van
het slib op een bandfilter en behandeling van de waterfase met actieve kool. Gezuiverd water werd
geloosd op de riolering, terwijl slib en beladen actieve kool als chemisch afval werden afgevoerd.
Het inzetten van een ultrafiltatie-installatie moet leiden tot hergebruik van water en slib om uiteindelijk
nullozing te bereiken. Dit gaat gepaard met een verlaging van het grondstoffengebruik en een
vermindering van de milieubelasting. Met dit oogmerk is een ultrafiltratie-installatie onder
praktijkeondities getest.
Beschrijving
De proeven zijn uitgevoerd met De-Aquator-ultrafiltratie-installatie (K2-AVAR) met automatische
verdringing en met automatische omkering van de stroomrichting (debiet 30 mVh, druk 1,8 bar,
Romicon ultrafiltratiemembraan). De automatische verdringing zorgt er voor dat er tijdens stilstand
geen vuil in de modulen achterblijft De omkeertechniek bewerkstelligt dat de stromingsrichting door
de modulen periodiek wisselt. Voordat de stromingsrichting omdraait vindt eerst tegenspoeling van de
membraanoppervlakken plaats (zgn. reverse-flow). De onderzochte procesparameters zijn pH-waarde,
vaste- stofgehalte, reverse-flow en omkeertijd. Tevens is aandacht besteed aan de kwaliteit van het
permeaat en retentaat (sludge) in verband met mogelijk hergebruik.
Bijlage I.
pag. 1.44
Resultaten
In de aanloopfase van het project zijn een aantal problemen opgetreden. Gebleken is dat bij volcontinue
bedrijfsvoering veel betere resultaten werden verkregen. De flux is afhankelijk van de samenstelling
van het spoelwater. Voor een hoge flux moet het vaste-stofgehalte laag zijn (gemeten flux bij 2 % vaste
stof ca. 80 1/nr.h). De flux is weinig pH afhankelijk.
Onder praktijkcondities kan de reverse-flow het beste op 4 minuten worden ingesteld. De omkeertijd
van de stromingsrichting is op 45 minuten bepaald.
Het permeaat is bacterievrij en bevat nauwelijks aromaten. Het wordt met succes hergebruikt in
binnenlatex. De gevormde sludge is daarentegen besmet. Door conserveringsproblemen is het
vooralsnog niet mogelijk om deze opnieuw te gebruiken.
De spoelprocedure is zeer arbeidsintensief. Naast loonkosten heeft dit een negatief effect op de effectieve
capaciteit van de installatie.
Conclusies
Door hergebruik van sludge en verandering van de spoelprocedure (minder spoelmiddel, minder
manuren) kunnen de kosten tot f 330 per m3 vud water worden verlaagd. Daarmee wordt ultrafiltratie
een acceptabel systeem om vervuild spoelwater te zuiveren.
Bijlage I.
pag. 1.45
Titel en nummer
Haalbaarheidsonderzoek hergebruik afvalwater tcxticlveredclingsbedrijf (Praktijkproeven hergebruik afvalwater)
23
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, textiel, kleurstoffen, hergebruik, effluent,
actief kool, zandfiltratie
Uitvoerder
Texoprint Enschede
tel. 033 602455
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/12
Inleiding/doclstelling
Hergebruik van (gezuiverd) afvalwater kan leiden tot vermindering van de grondwateronttrekking en
tot vermindering van de hoeveelheid te lozen afvalwater. Bij hergebruik kunnen er evenwel problemen
optreden zoals verzilting, verstoring door reststanten van kleurstoffen en ongewenste bacteriegroei.
Doel van het onderzoek was om door middel van praktijkproeven na te gaan of een substantieel deel
van het afvalwater tegen acceptabele kosten kan worden hergebruikt.
Beschrijving
De gefasecrde projektaanpak bestond uit de volgende projektonderdelen:
1. voorbereidingsfase
2. uitvoeringsfase (praktijkonderzoek)
3. evaluatiefase (standpuntsbepaling)
Voor de uitvoering van de praktijkproeven was een deel van de oude waterbehandelingsinstallatie
beschikbaar. Uitgangspunt voor het onderzoek naar de hergebruiksmogelijkheden was het effluent van
de huidige biologische zuivering.
Behandeling van het effluent is nodig om bij hergebruik aan de gestelde proceswatereisen te kunnen
voldoen. Derhalve voorziet de opzet van de praktijkproeven in het beproeven van extra waterbehandelingsstappen zoals:
- zandfiltratie (voorbehandeling)
- chlorering gevolgd door actief kool
- actiefkool-filtratie
- ozon/UV en ontharding
Deze behandelingen zijn in hoofdzaak gericht op desinfectie en ontkleuring.
Onderzoek naar de gebruiksfuncties van het gezuiverde water was eveneens deel van het onderzoek.
Bijlage I.
pag. 1.46
Resultaten
Het effluent van de biologische zuivering van het textielveredelingsbedrijf Texdeco kan door middel
van zandfiltratie en ontharding gezuiverd worden tot een zodanige kwaliteit, dat hergebruik mogelijk
is. De oppervlaktebelasting van het zandfilter was ca. 7 m / h .
Debeoordeling van de kwaliteit van het gezuiverde water is geschied aan de hand van een groot aantal
parameters, zoals pH, geleidbaarheid, chloridegehalte, troebelheid, kleur, zware metalen, aromaten en
CZV. Daarnaast zijn drukproeven uitgevoerd, welke met uitzondering van enkele proeven tot een
positief resultaat hebben geleid.
De milieuverdienste bij realisatie van waterhergebruik zijn groot. Afhankelijk van het te tolereren
chloridegehalte is er sprake van een aanzienlijke grondwaterbesparing (bij 1.000 mg/l circa 75%
reductie). Daarnaast is er sprake van een drastische verlaging van de belasting van het ontvangend
oppervlaktewater (met zouten circa 74 %; met CZV en kleurstoffen 95%).
Conclusies
Hergebruik van biologisch gezuiverd afvalwater van een textielveredelingsbedrijf lijkt mogelijk, ook
voor relatief gevoelige gebruiksfuncties zoals drukproeven. Behalve zandfiltratie en eventueel
ontharding zijn vooralsnog geen aanvullende waterbehandelingstappcn vereist.
Aanvullende waterbehandelingsstappen zoals chlorering, actief koolfiltratie en UV/ozonbehandeling
verbeteren de waterkwaliteit ten aanzien van een aantal parameters. Het gebruik van chloor geeft wel
een verslechtering ten aan zien van gechloreerde oplosmiddelen chloroform en trichlooretheen.
Naast een aanzienlijke besparing op grondwater, neemt de belasting van het oppervlaktewater met
zouten en CZV aanzienlijk af.
Bijlage I.
pag. 1.47
Titel en nummer
Kwaliteit en vcrmcerdering van anaeroob korrelslib in
UASB reactoren
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, anaerobe zuivering, UASB
Uitvoerder
LU Wageningen
tel. 08370 89111
Jaar/ MT-reeks nr.
1992 / n.v.t.
24
Inleiding/doelstelling
De UASB reactor en de hiervan afgeleide systemen hebben zich inmiddels voor een groot aantal
afvalwaterstromen bewezen. In de toekomst zullen naar verwachting steeds meer typen afvalwater
anaeroob worden behandeld. Korrelslib vormt een belangrijke "grondstof" bij de toepassing van UASB
(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactoren. Dit slib ontstaat door auto-immobilisatie van de actieve
biomassa.
Kennis over het effect van wisselende condities op de korrelkwalieit (stabiliteit, biologische activiteit,
diameter en dichtheid) en inzicht in fundamentele factoren die van invloed zijn op de kwaliteit van het
korrelslib worden steeds belangrijker.
Problemen die zich met het slib kunnen voordoen zijn verzwakking van de korrels, onvoldoende aanwas
en verlies van methanogene activiteit.
Onderzoek is nodig om duidelijkheid te verkrijgen over de effecten die kunnen worden verwacht als
korrelslib onder moeilijker omstandigheden als entmateriaal wordt gebruikt.
Beschrijving
Met behulp van laboratoriumexperimenten is inzicht gekregen in de oorzaken van een aantal belangrijke
problemen met UASB reactoren. De experimenten zijn onder goed gedefinieerde condities uitgevoerd
in 3-liter UASB reactoren. Enting vond plaats met korrelslib of hieruit afkomstige organismen. Er is
gewerkt met drie verschillende synthetische substraten te weten een sucrose-houdende oplossing, een
gelatine-houdende oplossing en een vluchtig vetzuur-houdende substraatoplossing. In het onderzoek is
aandacht besteed aan de invloed van de verzuringsgraad van het afvalwater op aanwas en kwaliteit van
het korrelslib, het effect van fosforlimitatie en de invloed van veranderende procescondities met
betrekking tot influentsamenstelling en slibbelasting.
Bijlage I.
pag. 1.48
Resultaten
Gesuspendeerd verzuringsslib in voorverzuurd afvalwater geeft aanleiding tot verkleving met als gevolg
dat de gevormde aggregaten floteren en actieve biomassa uitspoelt. Flotatie trad op bij concentraties aan
gesuspendeerd materiaal -> 9 % (CZV-ss/CZV-influent).
De invloed van het achterwege laten van voorverzuring op het functioneren van UASB reactoren is
afhankelijk van de substraatsamenstelling. Bij de afbraak van volledig onverzuurd eiwithoudend
substraat (gelatine) werd korrelslib van zeer goede kwaliteit gevormd. Dit was niet het geval bij
gedeeltelijk onverzuurd sucrose-houdend afvalwater.
Veranderingen in de samenstelling van het afvalwater zijn van invloed op de korrelkwaliteit. De mate
van bei'nvloeding hangt af van de structuur van het oorspronkelijke slib. Praktijkreactoren moeten
worden opgestart met ent(korrel)slib dat ontwikkeld is op afvalwater dat qua samenstelling zoveel
mogelijk overeenkomt. Indien dit niet beschikbaar is wordt geadviseerd om korrelslib dat op verzuurd
afvalwater is ontwikkeld te gebruiken.
Substraatlimitatie kan leiden tot het afsterven van de bacteriepopulatie in het korrelslib. Verlaging van
de slibbelasting, met andere woorden een daling van de substaatconcentratie in het slibbed, kan
afsterving tot gevolg hebben.
De fosforbehoefte van een biologische zuivering wordt bepaald door de slibaanwas. Bij een hoge aanwas
moet meer fosfor worden gedoseerd. Aangetoond is dat fosforlimitatie tot een daling van de
methanogene activiteit leidt. De effecten van fosfaatlimitatie zijn reversibel.
Conclusies
Het onderzoek heeft het inzicht in de invloed van verschillende parameters op de werking van de UASB
vergroot.
Verder onderzoek wordt aanbevolen ten aanzien van gesuspendeerd materiaal, de invloed van
(calcium)precipitatie, de invloed van procescondities en beschrijving van de korrelgroei.
Bijlage I.
pag. 1.49
Titel en nummer
Dc verwijdering van organische milieuvreemde verbindingen in aerobe bacteriecultures in aanwezigheid van
actieve poederkool
Trefwoorden
Afvalwater, bioreactor, actief kool, xenobiotica,
Uitvoerder
Norit Amersfoort / RIVM
tel. 033 648911
Jaar/ MT-reeks nr.
1993/ n.v.t
25
Inleiding/doelstelling
Het aerobe actief-slib systeem is niet altijd in staat om milieuverontreinigende, xenobiotische stoffen
afdoende te verwijderen. Dit heeft doorslag naar het natuurlijke milieu tot gevolg, terwijl in er in het
ergste geval sprake kan zijn van aantasting van de vitaliteit van de zuiverende biomassa. Aanpassing van
bestaande actief-slib installaties kan noodzakelijk zijn.
Een techniek die hiervoor in aanmerking komt is het doseren van actieve poederkool direct in het
aeratiebassin van de actief slib installatie. Hierbij is er enerzijds sprake van adsorptie van de verontreiniging aan de kool en anderzijds van biodegradatie door de micro-organismen. De gedoseerde poederkool
vormt met de aanwezige biomassa een gei'ntegreerde kool/slib vlok. De verblijftijd van de kool in de
aeratietank komt overeen met de slibleeftijd. De koolconcentratie in deze tank bedraagt in de praktijk
1 tot 10 g/1. Als voordelen van het toevoegen van actieve kool worden genoemd de verbetcrde BZVen CZV-verwijdering, de verhoogde stabiliteit van het systeem, betere slibafscheiding en ontwatering,
lagere toxiciteit van het effluent en minder schuimvorming. Een belangrijk aspekt bij dit type zuivering
is bioregeneratie, wat in principe wil zeggen dat de adsorptiecapaciteit van de actieve kool weer vrijkomt
onder inwerking van de micro-organismen. Inzicht in het proces van bioregeneratie is van belang voor
een goed begrip van het gei'ntegreerde actief kool-actief slib systeem.
Centraal in het onderzoek staat de bestudering van het effect van de poederkooldosering op de
verwijdering van organische, milieuvreemde verbindingen. Getracht is om een beter beeld te krijgen
van de wisselwerking tussen adsorptie- en desorptieprocessen enerzijds en biodegradatie anderzijds in
het geintegreerde zuivcringssysteem.
Beschrijving
Het door het RIVM uitgevoerde onderzoek is uitgevoerd aan een modelsysteem met synthetisch
afvalwater bestaande uit mineraal medium met een milieuvreemde organische verbindinding en met
aerobe bacteriecultures als model voor actief slib. Als modelstoffen zijn fenol, o-cresol en 3-chloorbenzo-
Bijlage I.
pag. 1.50
aat gebruikt. Bij de experimenten zijn twee soorten actief kool toegepast te weten: een thermisch
geactiveerde, uit turf gefabriceerde poederkool (Norit SA4-kool) en een chemisch geactiveerde, uit hout
vervaardigde kool (Norit CAl-kool).
Er zijn zowel batch- als continu-cultuurexperimenten uitgevoerd. De batchexperimenten zijn opgezet
met het doel om de deelprocessen adsorptie, desorptie, biodegradatie en bioregeneratie te bestuderen;
continu-cultuurexperimenten om het totale resultaat van genoemde deelprocessen in de nagebootste
actief slib- en actief kool/actief slib- systemen te kunnen volgen.
Resultaten
Onder schokbeladingscondities is gebleken dat bioregeneratie van de beladen kool optreedt. Hierbij
komt geadsorbeerd materiaal vrij (desorptie) voor biodegradatie en wordt de adsorptiecapaciteit van de
kool (gedeeltelijk) hersteld. De mate van bioregeneratie komt overeen met de mate waarin de adsorptie
reversibel van aard is. De bioregeneratie varieerde van 15 tot 85 % van de belading afhankelijk van de
soort kool, de modelcomponent en de contacttijd. Bioregeneratie verlengt de levensduur van de kool.
De thermisch geactiveerde kool (SA4) heeft meer adsorptiecapaciteit voor de modelcomponenten,
vertoont meer irreversibele adsorptie en is in mindere mate bioregenereerbaar dan de chemisch
geactiveerde kool (CA1). Deze kool vertoont juist veel reversibele binding wat van groot voordeel is bij
het verwerken van concentratieschommelingen van goed- tot redelijk-afbreekbare verbindingen. Indien
in het afvalwater relatief veel niet-afbreekbare verbindingen voorkomen ligt de keuze van een kool met
irreversibele bindingseigenschappen voor de hand. De geadsorbeerde verbindingen mogen in dat geval
immers niet meer vrijkomen omdat ze in het effluent terecht komen. Reversibiliteit van de binding is
in een dergelijk geval ongewenst.
Conclusies
Dosering van actieve poederkool aan actief-slib systemen leidt tijdens schokbeladingscondities tot een
substantiele effluentconcentratieverlaging van de component die als schokbelading in het afvalwater
voorkomt. Ook tijdens steady state omstandigheden verbetert de effluentkwaliteit door adsorptie van
de niet-afbreekbare verbindingen.
De mate waarin bioregeneratie optreedt komt ovreen met de mate van desorptie.
De suggestie is gedaan om een kool te gebruiken die zowel irreversibele binding van de moeilijkafbreekbare verbindingen als reversibele binding van de goed afbreekbare verbindingen vertoont.
Bijlage I.
pag. 1.51
Titel en nummer
Biologische monitoring van influcnten
Trefwoorden
Afvalwater, monitoring
Uitvoerder
Gist Brocades Biothane International
26
tel. 015 792842
Jaar/ MT-reeks nr.
1992/ 8
Inleiding/doelstelling
On-line biologische monitoring bij biologische waterzuiveringsinstallaties is van belang voor de
optimalisatie van de bedrijfsvoering en het beschermen van biologische waterzuiveringssystemen tegen
deastreuze toxische componenten.
Biologische monitors kunnen op twee belangrijke punten een belangrijke bijdrage leveren aan het
optimaliseren van de besturing van het zuiveringsproces.
1.
On-line biologische monitors in het influent kunnen piekbelastingen in de aanvoer
registreren. Met behulp van microprocessors kunnen de meetgegevens worden gebruikt
om het zuiveringsproces optimaal te sturen (bv. de beluchtingscapaciteit). Door
procesbeheersing kan worden bespaard op de operationele kosten van een waterzuivering.
2.
Biologische monitors kunnen toxische verbindingen, die de continuiteit van het
zuiveringsproces in gevaar brengen registreren, voordat deze de installatie bereiken.
Maatregelen kunnen dan worden getroffen om de bacterie-populatie te beschermen.
Het doel van het onderzoek is het gebruik van biologische monitors voor de bewaking van het influent
in binnen- en buitenland in kaart te brengen. Tevens wordt nagegaan in hoeverre de bestaande
apparatuur voldoet en worden leemten op kennisgebieden aangegeven voor basis- en ontwikkelingsonderzoek.
Beschrijving
Met behulp van een databank is de literatuur gescreend op het gebied van biologische monitoring van
influent van waterzuiveringsinstallaties. Tevens zijn er interviews gehouden met ter zake deskundigen
van TU-D (vakgroep Bioprocestechnologie) en LUW (vakgroep Milieutechnologie). De volgende
systemen zijn beschreven:
- de toximeter van BASF Ludwigshafen,
- de respiromcter van DSM
- de RODTOX biosensor
Bijlage I.
pag. 1.52
- de WAZU-respirometer
- de STIP BZV-M3 meetapparatuur
- de toxiguard van Eur-control
- de Biotox-monitor van Gist-brocades
- de microcalorimeter als toximeter
Tenslotte is er een aantal gesprekken gevoerd met mensen die in de praktijk betrokken zijn bij
biologische monitoring.
Resultaten
Om on-line via biologische monitoring de vervuilingsgraad van afvalwater te meten zijn verschillende
systemen beschikbaar: de RODTOX, de Wazu-respirometer en de BZV-M3. De monitors meten de
vervuilingsgraad aan de hand van het stBZV (short term Biologisch Zuurstof Verbruik).
Voor het on-line meten van toxiciteit zijn met het systeem van BASF, een combinatie van een
respirometer (toxicontrol) en een biologische pilot-plant (toximeter) de meeste dosis-effect relaties te
bepalen. Het systeem is economisch niet aantrekkelijk voor kleinschalige zuiveringsinstallaties.
Commerciele toxiciteitsmeters zijn van recente ontwikkeling en moeten zich nog bewijzen. De meeste
aerobe systemen gebruiken de respiratiesnelheid als referentiewaarde voor toxiciteit. Een belangrijk
probleem bij toxiciteitsmetingen is de relatief korte verblijftijd in biomonitors, waardoor adaptatieprocessen moeilijk op kunnen treden. Interpreteren en cxtrapoleren van de meetgegevens naar de
praktijk wordt derhalve belangrijk.
Conclusies
De technologie om on-line via biologische monitoring de vervuilingsgraad van het afvalwater te kunnen
meten is beschikbaar. Fundamentecl onderzoek is gewenst onder andere naar de microbiologische
samenstelling van actief slib onder invloed van verschillende milieufactoren alsmede over de invloed van
piekbelastingen. Het onderzoek moet worden aangevuld met een inventarisatie van toxische effecten
(dosis-effect relaties).
Bijlage I.
pag. 1.53
Titel en nummer
Vermindering milieubelasting fosforzuurproccs (Best
Uitvoorbare Techniek),)
Trefwoorden
Fosfaat, gips, zware metalen, procesverandering
Uitvoerder
Hydro Agi BV Vlaardingen
tel. 010 4607911
Jaar/ MT-reeks nr.
1994/4
27
laleiding/doelstelling
Door Hydro Agri wordt sinds 1936 fosforzuur geproduceerd; aanvankelijk door middel van het
dihydraatproces, sinds 1980 met het ecntraps hemihydraatprocede. Het bij dit fosforzuurproces
vrijkomende hemihydraat-calciumsulfaat werd met een deel van de in het fosfaaterts aanwezige
verontreinigingen waaronder zware metalen in de Nieuwe Waterweg geloosd.
De milieuproblematiek was aanleiding tot intensief overleg tussen Hydro Agri en de overheid. Dit
overleg heeft geleid tot een convenant waarin onder andere werd geregeld onder welke voorwaarden
een vergunning zou worden afgegeven tot het jaar 2000.
In het kader van deze ontwikkeling heeft er intensief onderzoek plaatsgevonden teneinde aan de
vergunningeisen te kunnen voldoen. Deze eisen houden onder andere in een drastische reductie van de
lozing van cadmium- en fosfaaterts.
Beschrijving
Uitgebreid laboratorium- en pilotplant- onderzoek is uitgevoerd door Hydro Agri (Vlaardingen) en bij
het HYDRO-onderzoekstation in Zweden. Op specifieke onderdelen bv onderzoek naar de verdeling
van zware metalen over gips en zuur en haalbaarheidsstudie met behulp van computersimulatie heeft
de T.U.-Delft een belangrijke bijdrage aan het onderzoek geleverd.
Het projectoverzicht 11 geeft een duidelijk beeld van de onderwerpen die tijdens het onderzoek aan de
orde zijn gekomen.
Resultaten
Het onderzoek heeft geleid tot een duidelijke procesverandering. Het eentraps hemihydraat-procede
werd veranderd in het zogenaamde tweefiltcr hemidihydraat (HDH) procede om met name het P,0 5 ontsluitverlies te beperken. Aangezien met dit proces nog niet aan de cadmium eis (gips < 0,5 ppm)
werd voldaan is uit het HDH-proces het tweefilter hemidihydraat-extra-proces (HDH-extra) ontwikkeld.
Bijlage I.
pag. 1.54
Dit "extra" heeft betrekking op chloride gebruik en meertraps-omzetting waardoor de met het
fosfaaterts gei'ntroduceerde cadmium en arseen nagenoeg volledig in het fosforzuur terecht komen. Deze
stoffen moeten hier vervolgens weer uit worden verwijderd. Voor de verwijdering van cadmium en
arseen uit fosforzuur kan respectievelijk anionwisseling en sulfide-precipitatie worden toegepast. Uit de
onderzoeksresultaten is gebleken dat ruimschoots aan de streefwaarden wordt voldaan.
De resultaten van het onderzoek hebben gediend als ondersteuning bij het ontwerp van de ombouw van
de fabriek. Deze kwam in december 1991 in bedrijf.
Conclusies
Door wijziging in het fosforzuurproces is het mogelijk een aanzienlijke reduktie van de lozing van
cadmium en fosfaat te realiseren.
Een goede oplossing voor de metalen kwik en lood die nagenoeg volledig met het gips worden afgevoerd
is nog niet gevonden. Verder onderzoek op dit punt wordt aanbevolen.
"' Separate projecten zijn uitgevoerd met betrekking tot de volgende onderwerpen:
# Ontwikkeling lage cadmiumverdelingscoefficient in de hemihydraatstap
# Consequenties van chloride-gebruik in de hemihydraatstap
# Ontwikkeling omkristallisatie hemi- naar dihydraat
# Onderzoek alternatieve procede's voor verwijdering van cadmium uit fosforzuur
# Inbouw zware metalen in calciumsulfaat-modificaties
# Ontwikkeling van schone fosforzuurprocessen in relatie tot zware metalen
# Zuurzuivering-A
# Zuurzuivering-B
# Haalbaarheidsstudie modellering fosforzuurprocessen
De rapporten van deze projecten zijn vertrouwelijk.
Bijlage I.
pag. 1.55
Titel en nummer
Toepassing van het Marangoni-effcct voor de vermindering van de uitsleep van milieubelastende stoffen
28
Trefwoorden
Industrieel afvalwater, oppervlaktebewerkende industrie, waterbesparing, zware metalen
Uitvoerder
Philips Eindhoven
tel. 040 733648
Jaar/ MT-reeks nr.
1993 / n.v.t.
Inleiding/doclstelling
In de galvano- en testechniek ondergaan oppervlakken een aantal behandelingen in waterige oplossingen
zoals ontvetten, aktiveren, galvaniseren en/of etsen en spoelen. Bij deze processen vindt oversleep van
procesvloeistof plaats van het ene naar het andere procesbad. De uitsleep van procesvloeistoffen is
ongewenst omdat dit emissies naar het milieu tot gevolg heeft. Beperking van de oversleep heeft voor
het milieu een aantal voordelen. Er is sprake van besparing van het waterverbruik, de standtijd van de
ionenwisselaars van een waterzuivering wordt verlengd (ergo minder chemicalien voor regeneratie) en
de lozing van zware metalen in de vorm van slib vermindert.
Het onderzoek naar de toepasbaarheid van het Marangoni-effect is uitgevoerd met het doel om dc
uitsleep van milieubelastende stoffen te verminderen. Het Marangoni-effect wordt toegepast als
droogtechniek. Damp van een in water oplosbare organische verbinding (bv alcohol) wordt tegen het
produkt aangeblazen op de plaats waar het werkstuk uit het spoelbad komt. De damp wordt daarbij in
het water geabsorbeerd. Er ontstaat een concentratiegradient van bv alcohol in de vloeistoflaag en
daardoor een gradient in de oppervlaktespanning. Dit veroorzaakt een Marangonistroom van water
terug naar het bad. Het gevolg hiervan is dat het werkstuk nagenoeg droog uit het spoelbad komt.
Beschrijving
Er is door Philips een uitgebreid laboratoriumonderzoek uitgevoerd waarin de mogelijkheid van de
nieuwe techniek (Marangoni-drogen) is onderzocht. In het vervolgonderzoek zijn experimenten met
productiemachines uitgevoerd voor drie mogelijke toepassingsgebieden.
Resultatc
Met het Marangoni-effect kan de uitsleep van procesvloeistof zeer efficient worden teruggedrongen.
Onder ideale omstandigheden is een reductie van de vloeistofuitsleep van 99 % mogelijk.
Bijlage I.
pag. 136
Conclusies
De techniek kan met succes worden toegepast op plaat- en cilindervormige produkten met gladde
oppervlakken. De techniek is niet geschikt om te worden toegepast op ontvettingsvloeistoffen en andere
procesvloeistoffen met oppervlakte-actieve badtoevoegingen. De techniek kan ook niet worden toegepast
voor batchprocessen waarin producten tegen elkaar liggen. Voor bandprocessen (hozizontaal danwel
verticaal transport) is de Marangoni-techniek wel geschikt.
Bijlage I.
pag. 1.57
Titel en nummer
Het beheersen van lozingen van milieubezwaarlijke stoffen
uit dc textielvercdcling
Trefwoorden
Textielveredeling, preventie, hergebruik
Uitvoerder
Tebodin, Hengelo
29
tel. 074 496 496
Jaar/ MT-reeks nr.
1993 / n.v.t.
Inleiding/doclstelling
De textielveredelingsindustrie loost met haar afvalwater per jaar circa 200 ton kleurstoffen en enkele
tonnen biociden en fungiciden. De lozingen zijn afkomstig uit de ververij, de drukkerij en van de
nabehandeling (met betrekking tot biociden en fungiciden). Vanwege de milieubezwaarlijkheid en de
lozingsvracht vragen de reactieve, de zure, de disperse en de metaalcomplexe kleurstoffen in het
byzonder aandacht. Dit geldt eveneens voor alle biociden en fungiciden die bezwaarlijk zijn voor het
milieu.
Zuivering van het kleurstofhoudende afvalwater is een oplossingsrichting. Daarnaast is het wenselijk
dat in de bedrijfstak schone technologieen worden geintroduceerd. Derhalve is in het onderhavige
project onderzoek gedaan naar een aantal probleem/technologie combinaties te weten: hergebruik van
kleurstoffen, optimalisatie van de finishkeuken, minimalisatie van resthoeveelheden, ultrasoon verven,
magnetisch verven, dosering met "mini-bowl" en CO,-verven.
Hieruit zijn twee combinaties, namelijk minimalisatie van resthoeveelheden en hergebruik, geselecteerd
en verder uitgewerkt. De haalbaarheid van deze opties is onderzocht en voorstellen voor verder
onderzoek zijn gedaan.
Beschrijving
Het haalbaarheidsproject kende de volgende onderdelen:
interviews met experts uit de textielveredeling,
werving van participerende bedrijven,
case-studies waarin de probleem/technologie combinaties zijn beschreven.
Drie textieldrukkerijen zijn bereid gevonden om aan het project deel te nemen.
Bijlage 1.
pag. 1.58
Resultaten
De afval(water)problematiek van textieldrukkerijen ontstaat voor een belangrijk deel door dat een deel
van de drukpasta ongebruikt blijft. Voor een "gemiddelde" drukkerij is berekend dat per positie/sjabloon
(= kleur) circa 11 kg pasta (inclusief wasverlies etc.) verloren gaat. Om deze verliezen te beperken moet
aandacht worden gegeven aan de voorspelling van het pastaverbruik, het voorraadvat en de
systeeminhoud. Door een juiste voorspelling van het pastaverbruik kan naar verwachting 28 % van de
huidige kleurstoflozing worden gereduceerd. Door het toepassen van een vatschraapsysteem kan een
emissiereductie van circa 11 % van de totale lozing van een gemiddelde drukkerij worden verkregen.
Met een door Stork Brabant ontwikkeld prototype van een nieuw pomp/rakelsysteem voor een
rotatiedrukmachine kan de systeeminhoud worden verkleind. Dit levert een reductie aan kleurstofemissie van 42 % op. Hergebruik van kleurstof, niet gebruikelijk bij textiedrukkerijen, leidt eveneens tot
emissie reductie en kostenbesparing. Desondanks bestaat er nogal wat terughoudendheid ten aanzien
van hergebruik.
Conclusies
Er is een aanzienlijke reduktie van het gebruik kleurstoffen mogelijk. 'Good-housekeeping', aanvullende
meetsystemen en aanpassing van de apparatuur zijn de belangrijkste maatregelen.
Het onderzoek heeft geresulteerd in een aantal aanbevelingen voor verder onderzoek zoals:
ontwikkeling van software en een ijkbaar meetsysteem voor doorlaatbaarheid van sjablonen en
overlapping van kleuren
nadere ontwerpspecificaties uitwerken voor de vervaardiging van een vatschraapsysteem,
demonstratie van het nieuwe pomp/rakelsysteem,
demonstratie van pastahergebruik bij een modelbedrijf.
Opgemerkt wordt dat enkele interessante opties, te weten het verven met behulp van CO, en het
toepassen van het "mini-bowl"-principe zijn blijven liggen.
Bijlage II:
Trefwoordenlijst
Trefwoord
— :
Project nummers
Actief kool
15, 23, 25
Aerobe zuivering
16
Anaerobe zuivering
16,24
Afvalwater
5, 9, 25, 26
Algen
2
Ammoniak
10, 11
Aromaten
4,6
Bestrijdingsmiddelen
15, 16
Biologische sulfaatreduktie
8
Bioreactor
4, 5, 9, 25
Cadmium
8
Coagulatie/flocculatie
15, 16, 17, 19
Denitrificatie
9
Drinkwater
9
Electrolyse
13
Emulsies
22
Flotatie
19
Fosfaat
1, 2, 3, 8, 20, 27
Grondwater
4, 5, 7, 8, 9
Gips
27
Halogeenkoolwaterstoffen
4, 6, 7, 18, 21
Helofytenfilter
1,2
Hergebruik
13, 14, 21, 22, 23, 29
Huishoudelijk afvalwater
1,2,3
Industrieel afvalwater
6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 17,
18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28
Ionenwisseling
8, 10, 11
Kleurstoffen
7, 17, 23
Korrelreactor
3
Leerindustrie
14
Magnetische scheiding
10, 11,20
Membraanf i ltratie
12, 17, 18, 22
Trefwoord
Project nummers
Microfiltratie
13, 16,21
Monitoring
26
Motorenrevisie
18
Nitraat
Olie
'
18,21
Oplosmiddelen
22
Oppervlaktebewerkende
industrie
10, 11, 12, 13,28
Oxidatie
7, 16, 17
Overstorten
1
Ozon
7, 16
PACT
17
PAK
6, 7, 18
Pertractie
6, 14
Pigmenten
22
Precipitatie
8
Preventie
29
Procesverandering
27
Stikstof
1,2
Textiel
17, 21, 23, 29
UASB
24
UV
7
Vluchtige organische stof
(VOC)
5
Voedings- en genotmiddelenindustrie
19
Verfindustrie
22
Waterbesparing
28
Xenobiotica
25
Zandfiltratie
15,23
Zink
8
Zware metalen
8, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 21,
27,28

(81 KB) projectomschrijving

aanmeldingsformulier_aanvoer_per_as (PDF

Formulier

De WLN-Knipkaart: úw budget voor inzet van onze expertise

Novotec, de specialist in afvalwaterzuivering uit

Individuele waterzuiveringsinstallatie (IBA)

Technische Gegevens

KOKOPUR KOKOS FILTERBED

Download hier meer informatie