Waterzuiveringsinstallaties kunnen in de toekomst veel kleiner worden. Dat ontdekten onderzoekers van de sectie milieubiotechnologie van de TU Delft. Als waterzuiverende bacteriën niet in grote vlokken groeien maar in kleine korrels, is er veel minder ruimte nodig.
Sommige onderzoekers slepen een patent uit hun promotieonderzoek. Zo ook Merle de Kreuk van de sectie milieubiotechnologie (TNW). Bovendien leverde het haar een proefinstallatie voor waterzuivering op in Ede.
Anders dan bij de huidige afvalwaterzuiveringen, waar het water met grote vlokken slib wordt gereinigd, zuivert de installatie van De Kreuk het water met korrelslib. Doordat de bezinkingstijd van dit slib veel kleiner is, kunnen waterzuiveringsinstallaties in de toekomst vier keer zo klein worden en zijn grote bezinktanks overbodig. “Je kunt het ook omdraaien: bestaande zuiveringen kunnen vier keer zo veel water zuiveren als de huidige”, zegt De Kreuk terwijl ze naast een bellenkolom staat waarin water wordt gezuiverd met korrelslib. De kleine geelbruine korrels, het korrelslib, zien eruit als kogeltjes, met een doorsnee van pakweg 1,2 millimeter.
Houtrust in Den Haag is zo’n waterzuivering waar het korrelslib te laat voor komt: door de bouw van woningen en bedrijven in het Wateringseveld, Ypenburg en Leidscheveen kan de installatie niet meer al het afvalwater uit de regio zuiveren. Uitbreiden is ook geen optie vanwege ruimtegebrek. Vandaar dat nu een nieuwe zuiveringsinstallatie in aanbouw is in de Harnaschpolder in Midden Delfland.
Sneeuwvlokken
Voordat huishoudelijk afvalwater op het oppervlaktewater mag worden geloosd, worden fosfaat, ammonium (uit urine) en organische stof verwijderd. Dit gebeurt nu met slibvlokken die bestaan uit open structuren . vlokken – van miljoenen bacteriën. Verschillende bacteriesoorten verwijderen verschillende nutriënten, waarna het water uiteindelijk schoon genoeg is voor lozing op het oppervlaktewater. Het slib gaat weer terug de zuivering in.
Het nadeel van slib is dat het langzaam bezinkt. Het zakt meestal niet sneller dan een meter per uur, zodat grote bezinkbassins nodig zijn. Om dit te versnellen, dwong De Kreuk de bacterievlokken in compacte korrels te groeien, zodat ze ruim twaalf keer zo snel bezinken. “Vergelijk het met sneeuwvlokken en hagelstenen die naar beneden komen”, zegt De Kreuk.
Behalve de hoge bezinkbaarheid hebben de korrels ook een bijzondere structuur. Zowel de zuiveringsstappen die zuurstof nodig hebben (aëroob) als die waar zuurstof afwezig moet zijn (anaëroob) gebeuren in één korrel door de aanwezigheid van zuurstofrijke en zuurstofloze zones in die korrel. Nu zijn verschillende tanks nodig in waterzuiveringen voor het creëren van zuurstofrijke en -arme zones. Het voordeel van korrelslib in plaats van slib in vlokvorm is dan ook dat het hele waterzuiveringsproces in één tank kan. Een zuivering voor een stad van 120 duizend inwoners met een omvang van 16 duizend vierkante meter kan dan opeens een stad van een half miljoen inwoners bedienen.
Kraantje
In de proefinstallatie duurde het ongeveer drie maanden voordat het slib in korrels was omgezet. “De moeilijkste stap hebben we nu gehad. Intussen bestaat zeventig tot tachtig procent uit korrels, maar ik wil naar honderd procent. Waarschijnlijk speelt mee dat in het laboratorium afvalwater goed is gedefinieerd en de temperatuur is er constant, vergeleken bij een echte zuivering”, zegt De Kreuk.
Eric van der Zandt van DHV, het ingenieursbureau dat de installatie ontwerpt, is ook tevreden. “Zoals met alle pilots zijn er veel storingen die heel leerzaam zijn.” Eén aspect had hij liever eerder in de gaten gehad. Voor het nemen van monsters uit de zes meter hoge reactorkolom gebruikten onderzoekers een kraantje waar zo veel druk op kwam te staan dat het korrelslib in het uitstromende monster kapotging. De onderzoekers namen daarom aan dat de korrels zich niet goed ontwikkelden. Intussen nemen ze monsters op een andere manier. “Het project gaat dus beter dan we in eerste instantie dachten”, zegt Van der Zandt. “Inmiddels bewijzen de resultaten dat het een heel interessante techniek is. Een techniek die te mooi is om te laten lopen.”
Voor de Haagse waterzuiveringsinstallatie De Houtrust komt het korrelslib te laat.
Sommige onderzoekers slepen een patent uit hun promotieonderzoek. Zo ook Merle de Kreuk van de sectie milieubiotechnologie (TNW). Bovendien leverde het haar een proefinstallatie voor waterzuivering op in Ede.
Anders dan bij de huidige afvalwaterzuiveringen, waar het water met grote vlokken slib wordt gereinigd, zuivert de installatie van De Kreuk het water met korrelslib. Doordat de bezinkingstijd van dit slib veel kleiner is, kunnen waterzuiveringsinstallaties in de toekomst vier keer zo klein worden en zijn grote bezinktanks overbodig. “Je kunt het ook omdraaien: bestaande zuiveringen kunnen vier keer zo veel water zuiveren als de huidige”, zegt De Kreuk terwijl ze naast een bellenkolom staat waarin water wordt gezuiverd met korrelslib. De kleine geelbruine korrels, het korrelslib, zien eruit als kogeltjes, met een doorsnee van pakweg 1,2 millimeter.
Houtrust in Den Haag is zo’n waterzuivering waar het korrelslib te laat voor komt: door de bouw van woningen en bedrijven in het Wateringseveld, Ypenburg en Leidscheveen kan de installatie niet meer al het afvalwater uit de regio zuiveren. Uitbreiden is ook geen optie vanwege ruimtegebrek. Vandaar dat nu een nieuwe zuiveringsinstallatie in aanbouw is in de Harnaschpolder in Midden Delfland.
Sneeuwvlokken
Voordat huishoudelijk afvalwater op het oppervlaktewater mag worden geloosd, worden fosfaat, ammonium (uit urine) en organische stof verwijderd. Dit gebeurt nu met slibvlokken die bestaan uit open structuren . vlokken – van miljoenen bacteriën. Verschillende bacteriesoorten verwijderen verschillende nutriënten, waarna het water uiteindelijk schoon genoeg is voor lozing op het oppervlaktewater. Het slib gaat weer terug de zuivering in.
Het nadeel van slib is dat het langzaam bezinkt. Het zakt meestal niet sneller dan een meter per uur, zodat grote bezinkbassins nodig zijn. Om dit te versnellen, dwong De Kreuk de bacterievlokken in compacte korrels te groeien, zodat ze ruim twaalf keer zo snel bezinken. “Vergelijk het met sneeuwvlokken en hagelstenen die naar beneden komen”, zegt De Kreuk.
Behalve de hoge bezinkbaarheid hebben de korrels ook een bijzondere structuur. Zowel de zuiveringsstappen die zuurstof nodig hebben (aëroob) als die waar zuurstof afwezig moet zijn (anaëroob) gebeuren in één korrel door de aanwezigheid van zuurstofrijke en zuurstofloze zones in die korrel. Nu zijn verschillende tanks nodig in waterzuiveringen voor het creëren van zuurstofrijke en -arme zones. Het voordeel van korrelslib in plaats van slib in vlokvorm is dan ook dat het hele waterzuiveringsproces in één tank kan. Een zuivering voor een stad van 120 duizend inwoners met een omvang van 16 duizend vierkante meter kan dan opeens een stad van een half miljoen inwoners bedienen.
Kraantje
In de proefinstallatie duurde het ongeveer drie maanden voordat het slib in korrels was omgezet. “De moeilijkste stap hebben we nu gehad. Intussen bestaat zeventig tot tachtig procent uit korrels, maar ik wil naar honderd procent. Waarschijnlijk speelt mee dat in het laboratorium afvalwater goed is gedefinieerd en de temperatuur is er constant, vergeleken bij een echte zuivering”, zegt De Kreuk.
Eric van der Zandt van DHV, het ingenieursbureau dat de installatie ontwerpt, is ook tevreden. “Zoals met alle pilots zijn er veel storingen die heel leerzaam zijn.” Eén aspect had hij liever eerder in de gaten gehad. Voor het nemen van monsters uit de zes meter hoge reactorkolom gebruikten onderzoekers een kraantje waar zo veel druk op kwam te staan dat het korrelslib in het uitstromende monster kapotging. De onderzoekers namen daarom aan dat de korrels zich niet goed ontwikkelden. Intussen nemen ze monsters op een andere manier. “Het project gaat dus beter dan we in eerste instantie dachten”, zegt Van der Zandt. “Inmiddels bewijzen de resultaten dat het een heel interessante techniek is. Een techniek die te mooi is om te laten lopen.”
Voor de Haagse waterzuiveringsinstallatie De Houtrust komt het korrelslib te laat.
Comments are closed.