InstituutvoorCultuurtechnieken Waterhuishouding Wageningen. Èfcrt^^Vt.' ""» "**'»'»" - ' AS&fiNÖSN AAN H.J ^ VERREGENING VAN AFVALWATERVANHET

Transcriptie

1 IOTA 834 september 1974 NN InstituutvoorCultuurtechnieken Waterhuishouding Wageningen Èfcrt^^Vt.' ""*» *"**'»'»" - ' AS&fiNÖSN AAN H.J ^ BIBLIOTHEEK STARINGGEBOUW.«l*y ÈCtûU «varzorgen d.d. VERREGENING VAN AFVALWATERVANHET AARDAPPELSCHILBEDRIJF SOEPENBERG BIBLIOTHEEKDEHAAFF Droevendaalsesteeg 3 a Postbus AE Wageningen ir.j. Drent Nota's van het Instituut zijnin principeinternecommunicatiemiddelen, dus geenofficiële publikaties. Huninhoudvarieert sterken kan zowelbetrekkinghebbenopeen eenvoudigeweergave van cijferreeksen,als op een concluderende discussie van onderzoeksresultaten.in de meestegevallenzullen de conclusiesechter van voorlopige aard zijnomdathet onderzoek nog nietis afgesloten. Bepaaldenota'skomennietvoorverspreidingbuitenhet Instituut inaanmerking 7^ 1 3FEB

2 INHOUD biz. li INLEIDING 1 2.ALGEMEEN 1 3.PRODUKTIEPROCËDË AARDAPPELMEELINDUSTRIE EN AARDAPPELSCHILBEDRIJVEN 2 4.SAMENSTELLINGAFVALWATERAARDAPPELSCHILBEDRIJF 2 5.BEMESTINGSWAARDE AFVALWATERAARDAPPELSCHILBEDRIJF 3 6.AFVALWATERGIFTEN AFGESTEMDOPDEBEMESTINGSBEHOEFTE VANHETGEWAS L' ' 5 7.ZUIVERINGVANAFVALWATERDOORDEGROND 6 8.REUKBEZWAREN BIJBEREGENINGVANAFVALWATER 9 9.UITVOERINGVANDEVERREGENING 9 10.VERGELIJKING INVESTERINGENEXPLOITATIEKOSTEN VAN BEREGENING METZUIVERINGINEENZUIVERINGSINSTALLATIE CONCLUSIES LITERATUUR 12

3 1.INLEIDING Inverbandmetde komendeheffingenopdelozingvan verontreinigdwaterophetoppervlaktewaterdoorhetaardappelschilbedrij f vandegebr.soepenberg teswifterbant (Oost-Flevoland) heeftde directievanhetbedrijf zichophetstandpuntgestelddeverwerking van hetafvalwateruitte voerenmiddelsberegeningop landbouwgrond. Deredenhiervanisdatverregening goedkoper is danenigeandere methodevanafvalwaterverwerking. Dedirectievanhetaardappelschilbedrijf heeftzichnugewend tothetinstituutvoorcultuurtechniek enwaterhuishouding te Wageningenmethetverzoekdeeconomische-, delandbouwkundige-en demilieu-hygiënischeaspectenvande verregeningvanafvalwater nader te bestuderen. 2.ALGEMEEN Inhetkadervanhetzoekennaareenoplossingvoorhet afvalwaterprobleemvandeaardappelmeelindustrie heefthetinstituutvoor Cultuurtechniek enwaterhuishouding tijdensdeaardappelmeelcampagne 1973 (september t/mdecember)eenverregeningsproef met afvalwatervan deaardappelmeelindustrie uitgevoerd op 100 halandbouwgrond vande DienstderDomeinenin Veenhuizen. Deervaringendiemetdeze verregening zijnopgedaankunnenvoordeevaluatie vande beregeningsplannen vandefirmasoepenbergwordengebruikt (DRENT, 1974).

4 3. PRODUKTIEPROCËDËAARDAPPELMEELINDUSTRIREN*AARDAPPELSCHILBEDRIJVEN In deaardappelmeelindustriewordendeaardappelen,nahetwassen enhetverwijderenvanoverigeongerechtigheden (stro, steenslag, rot) fijngemalentoteen brei. Uitdezeaardappelbreiwordtdooruitwassenhetzetmeelgewonnen.Deoverblijvende stroomisheteigenlijke afvalwater, bestaandeuithetvruchtwatervandeaardappelverdundmet eenhoeveelheid proceswater. Ineenaardappelschilbedrijf wordennahetwassenenhetsorteren, deaardappelengeschildopcarborundumschillersen messenschillers, waarbijwaswaterwordt toegevoegd. Deafvoervancarborundumschiller en messenschiller isheteigenlijkeafvalprodukt.incentrizeven wordendegrovebestanddelen afgezeefd, waarnain eenbezinktank debezinkbarefractiewordtverwijderd engedecanteerd.de overblijvende stroomafvalwaterbestaatinhoofdzaakweeruit aardappelvruchtwater, verdundmetwaswater. Inprincipezijnerdusweinigverschillen inde behandelingvan deaardappelinbeidebedrijfstakken,zodatverwachtmagwordendat desamenstelling endeeigenschappenvanhetafvalwatervandeaardappelmeelindustrie geheelvergelijkbaar zijnmetdie vaneen aardappelschilbedrijf. 4.SAMENSTELLINGAFVALWATERAARDAPPELSCHILBEDRIJF Op18juni 1974zijn, verspreid overeenhelewerkdag, vier schepmonstersgenomenvanhetgezeefdeen voorbezonkenafvalwater vanhetaardappelschilbedrijf Soepenberg.Tabel 1 geeftdegemiddelde chemische samenstellingvandezeviermonsters. Tervergelijkingis degemiddelde chemische samenstellingweergegevenvanhetafvalwater vandeaardappelmeelindustrie,datindepraktijkproeven in Veenhuizenopbouwland is verregend.

5 Tabel1. Analyseresultaten,in mg/l, vanhetafvalwatervanhet aardappelschilbedrij fsoepenberg en vanhetafvalwatervan deaardappelmeelindustrie datin Veenhuizenis verregend Afvalwater aardappel schilbedrijf Afvalwater aardappelmeelindustrie COD B0D N-tot P-totals Po, K Cl Na Uitdeanalyseresultaten (tabel 1) blijktdatereen verschilis inconcentratie, dochdaterweinigverschilbestaat indeverhouding vandegehaltenvandebepaalde stoffenindetweesoortenafvalwater. Ditbetekent, dathet verschilingehaltenalleeneengevolg is van een verschillendwaterverbruikpertonaardappelen. Omdater weinig principiëleverschillen zijninde produktieprocëdë's vandevergelekenindustrieënenhetverschil insamenstellingvanhetafvalwater alleeneengevolg is vaneenander waterverbruikpertonaardappelen, magwordenaangenomendatbeide afvalwaterstromengelijksoortig zijn. Ditbetekentdatallekennisomtrent debemestingswaardevanhetafvalwatervande aardappelmeelindustrie overdraagbaar isophetafvalwatervanaardappelschilbedrijven. 5.BEMESTINGSWAARDEAFVALWATERAARDAPPELSCHILBEDRIJF MedewerkersvanhetInstituutvoorBodemvruchtbaarheid hebben gedurendeeenaantaljarenintensiefonderzoek gedaannaarde bemestingswaardevanafvalwatervande aardappelmeelindustrie (KORTLEVEN,1968; RIEM VIS, 1971).

6 Uitdatonderzoekblijktdathetafvalwatervandezeindustrie, bijeenjuistedosering,uitstekend alsmeststofkan worden gebruikt. Verderis uithetonderzoekgeblekendat vandetoegediende hoeveelheid organischemeststoffenuithetafvalwatervandeaardappelmeelindustrieslechtseen deeldoordeplant wordtopgenomen (WERKGROEP TNO, 1972).Hetdeel vande verschillendeplantenvoedendebestanddelendat wordtbenutwordtuitgedrukt ineen werkingscoëfficient. Onderdewerkingscoëfficientwordtverstaan:de verhouding tussen dehoeveelheidmeststoffenuitkunstmestendie uitafvalwater, waarmeedezelfdemeststoffenvoorzieningvanhetgewas wordt verkregen. Intabel 2zijnde werkingscoëfficientenvermeldvooreenaantal landbouwgewassenbijgebruikvanafvalwatervandeaardappelmeelindustrie. Tabel2. Werkingscoëfficientenvan stikstof, fosfaat en kaliuit afvalwatervandeaardappelmeelindustrievoorenkele landbouwgewassen N P 2 5 K 2 0 graan 0,20 0,50 0,40 fabrieksaardappelen 0,50 0,50 0,80 suikerbieten 0,50 0,50 0,80 mais 0,80 0,50 0,80 gras 0,80 0,50 0,80 Degehaltenaanplantenvoedendebestanddelenuithetafvalwater vaneenaardappelschilbedrij f volgtuitdechemische samenstelling vanhetafvalwater (tabel 1): 363mgN/L 135 mg P /L 954 mg K 2 0/L

7 6.AFVALWATERGIFTENAFGESTEMDOP DEBEMESTINGSBEHOEFTEVAN HET GEWAS Deaardappelmeelindustrieiseencamagnebedrijfdiewerkt van september totjanuari, waardoorhetmogelijk ishetafvalwater zowel opgrasland alsopgranenenhakvruchtente verregenen. Eenaardappelschilbedrij f werkthetgehelejaardooren moet dientengevolgehethelejaarcontinuzijnafvalwaterkunnen verregenen.ditbetekent- datindezomeralleenopgraslandkan worden beregend eninhetvoorjaar eventueelop mais. Dehoeveelheid afvalwaterdiegegeven kanworden moetworden afgestemd opdebehoeftevanhetgewas. Gegevendeverhoudingvan stikstof, fosfaaten kaliinhetafvalwater,zalinhetalgemeenop kalimoetenwordengedoseerd.eenaanvullende stikstof-en fosfaatbemestingmetkunstmest zaldannoodzakelijk zijn. Essentieelin debemestingsadviezen is devruchtbaarheidstoestand vandete beregenenpercelen.grondonderzoekvoorafgaande aandeberegeningis danooknoodzakelijkvoorhet vaststellenvandeafvalwatergift endeaanvullendebemestingmet kunstmest. Opbasis vandebemestingswaardevanhetafvalwatervanhet aardappelschilbedrij fsoepenbergende keuzevanberegeningop grasland eneventueel mais, kunnendevolgendedoseringen worden aangehouden (tabel 3). Bijdeberekeningvandedosering is geen rekeninggehoudenmetdevruchtbaarheidstoestand vandegrond. Tabel3.Dosering (mm) vanhetafvalwatervaneenaardappelschilbedrijf endeovereenkomende bemestingswaarde (kg/ha) op verschillendegewassen Afvalwater (mm) Werk N zaam uitafvalwater kg/ha P 2 5 K 2 0 gras mais

8 Wanneerdehoeveelheid afvalwater op50 mmwordtgesteld envoor 3 hetwaterverbruik pertonteschillenaardappelen 2 m wordtaangehoudendanis voorde verwerkingvanhetafvalwatervan100ton aardappelen0,4hagraslandnodigof0,2ha mais.opgraslandkan zonderbezwaren tot100 mmwordengedoseerd, mitsextra magnesium aanhet veewordt verstrekt. 7.ZUIVERINGVANAFVALWATERDOORDEGROND Inschakelingvanhetbodemsysteemvoordezuiveringvan afvalwateris mogelijkzolangdehoeveelhedendie wordengegevendoorde bodemkunnenwordenverwerkt (DE HAAN, 1972).Degevolgenvande verregeningvanafvalwaterophumushoudende zandgrondvoordesamenstellingvangrond-endrainwater zijnin deverregeningsproeven te Veenhuizen intensief bestudeerd. Intabel 4zijnderesultatenweergegevenvanhetonderzoeknaar dekwaliteitvanhetgrondwateropverschillendediepteopeen perceelwaar 15 mmafvalwatervandeaardappelmeelindustrie werdberegend. Hetgrondwaterwerdperiodiekbemonsterd op20-28cm enop 50-55cmdiepte.Bovendien ishetdrainwatervanditperceel regelmatigonderzocht.uitdeverkregenanalyseresultatenwordteen inzichtverkregenvandezuiverendewerkingvandegrond.daar hetdrainwaterkanwordenbeschouwd alsheteffluentvaneen beregendperceelisdekwaliteitvanhetdrainwater (overde periode10-10-' '74) vergelekenmetdie vanhet beregende afvalwater.hetresultaatwordtweergegevenj^n tabel5. Hetchloride-gehaltevanhetdrainwater loopt maximaalop van 31 mg/ltot53 mg/lendaaltindeloopvan 2 maandenweertot hetoorspronkelijkeniveau.omdatchloridenietdoordebodem wordtvastgelegdmoetdedaling vanhetcl-gehaltevan253 mg/lnaar 53 mg/lworden toegeschrevenaaneen verdunning indebodemtengevolgevanaanwezigbodemvochtenregenwater. Dezeverdunningdie ongeveereenfactor 5bedraagtvindtookplaatsvoordeanderecomponentenvanhetafvalwater.Wanneerrekeningwordtgehouden met dezeverdunningsfactor 5dannogisdezuiveringvanhetafvalwater

9 Tabel4. Chemische samenstelling (mg/l) vanhetberegendeafvalwater, hetgrondwateren hetdrainwaterindeloop van5-10-' '74 vaneenperceel waarop 15 mmafvalwater is beregend op9-10-'73 Grondwater:20-28cmen50-55cm Draindiepte:80cm Afvalwater Grondwater (20-28 cm) 5/10 16/10 25/10 15/11 17/12 27/3 COD BOD tot N NP , , ,8 61 1, , ,2 113 tot P, als PO, ,43 0,73 0,20 0,10 0,41 3,80 K Cl Grondwater (50-55cm) 24/10 15/11 25/11 17/12 27/3 COD BOD tot N 5,6 10,4 5,5 2,5 0,9 NO totp, alspo^, 0,18 0,10 0,13 0,38 4,8 K Cl Drainwater (80 cm) 10/10 24/10 6/11 21/11 17/12 28/1 COD BOD tot N 4,0 5,0 3,4 3,2 2,9 2,8 NO/ tot als P, P , , , , , ,25 K Cl

10 Tabel5.Zuiveringvanafvalwater, beregend oplandbouwgrond (15 mm). Vergelekenisdesamenstellingvan hetafvalwater en het drainwaterop80cm-m.v. Van hetdrainwater zijn deuiterste waardenoverdeperiode10/10/'73-28/1/'74 weergegeven Afvalwater mi ï/l Drainwater mg/l COD BOD tot N ,8-10 5,0 totp, als P ,1-0,4 K Cl doordegrond zeer hoog.zowelvoorcodenbod, als voortot-n, tot-pen Kisdezuiveringmeerdan 95%. Hetafvalwaterbevatweinignitraat. Tijdensdemineralisatie vandeorganischeverontreinigingen indebouwvoordoorde microorganismenwordtdeorganische stikstofuiteindelijk omgezetin nitraat. Aangeziennitraat slechtsingeringe matedoorde bodem wordtvastgehouden,spoelthet methetdrainwater uit. Hetresultaat isophetonderzochteperceeleentoename vanhetnitraatgehaltein hetdrainwater tot210 mgno /L(tabel 4). Zoalsreedsinhoofdstuk 4is besprokenmag wordenaangenomendat ergeen verschillenbestaanin deeigenschappenvanhetafvalwatervan deaardappelmeelindustrie eneenaardappelschilbedrijf. Wanneeropgrasland jaarlijks50 mm vanhetafvalwatervanhet schilbedrijfsoepenbergwordt verregend, wordtdebodemmetdezelfde hoeveelheidverontreinigingenbelast als met 15 mmafvalwatervande aardappelmeelindustrie (tabel 1). Ditbetekentdat50 mmafvalwatervan eenschilbedrijfpraktischvolledigdoordebodemkan wordengezuiverd. Deberegening in Veenhuizenbestaatuiteenéénmaligegift van 15 mm.dejaarlijkse totaledosering van50 mmafvalwateropgrasland zalnietineensplaatsvinden, dochineenaantalkerenverspreid over hethelejaar. Hetgevolg isdatdegrondhierdoorrelatiefnogminder wordtbelastmetverontreinigingen.aangenomenmagdan wordendateen eventuelegiftvan100 mm,verspreid overeenheel jaar,doordegrond ookpraktischvolledig zal wordengezuiverd.

11 8.REUKBEZWARENBIJVERREGENINGVANAFVALWATER Elk afvalwaterdateenzekere periode wordtopgeslagengaatover inrotting enzalbijroerenen verspreideneenzekerestank veroorzaken.zolangechterhetafvalwaterversisheefthetzijneigen natuurlijkereuk. Deervaringenmetdeverregeningvanafvalwater vandeaardappelmeelindustrie in Veenhuizenhebbengeleerd dat, wanneerhetafvalwaterrechtstreeksvanuitdefabriek, dus vers, wordtverregend,erbeslistgeenstankproblemenzijn.indieneen waarnemer'alietsruikt, dan komtdegeurovereen metdat van vers geschildeaardappelen. Indepraktijkzalhetnietaltijdmogelijk zijnhetwater rechtstreeksuitdefabriek te verregenen,zodatweleenseen korteperiode vantussenopslagnoodzakelijk is. Zolangdezeperiodekortwordt gehoudenenhetwaterdaardoornietdegelegenheidkrijgtinrottingover te gaan, behoeftvooreeneventuele stankoverlastgeen vreeste bestaan. 9.UITVOERINGVANDEVERREGENING Voorde verregeningvanhetafvalwater vanhetaardappelschilbedrij f Soepenberg zalafhankelijkvandete verwerkenhoeveelheid aardappelen eenbepaald areaallandbouwgrond beschikbaarmoetenzijn.inhoofdstuk 6 isberekend datbijeenjaarlijksegift van50 mm voordeverwerkingvan hetafvalwatervan100tonaardappelen0,4hagraslandnodig is. Algemeen zijn debedrijfskavelsinöostelijk-flevoland 24 ha, die in blokken van300 x800 m liggen. Deinrichting vaneendergelijkekavel voorverregeningbestaatuithet leggen vaneenondergrondsehogedrukleidingmetaftappuntenindelengterichting langseenbedrijfsweg (bij voorkeurverhard).deberegeningvindtdanplaats met eenautomatische beregeningsmachine dieopdeaftappuntenwordt aangesloten. Eendergelijk apparaatkan volautomatischdehelebreedte vande kavelinéén dag bestrijken. Dewerkzaamhedendie verrichtmoeten wordenbestaanuithet één keerperdag verplaatsen.vande machinenaareen volgendeopstelling. Alsoverige voorzieningen zijn nodigeentussenopslag eneenhogedrukpomp enuiteraard eentransportleidingvan. defabrieknaarhetberegeningsareaal.

12 10.VERGELIJKING INVESTERINGENEXPLOITATIEKOSTENVANBEREGENING METZUIVERING IN EEN ZUIVERINGSINSTALLATIE Voorhet makenvaneen kostprijsvergelijking vanberegening met dezuiveringineenzuiveringsinstallatie is hetnoodzakelijk eenaantaluitgangspuntente kiezenbetreffendedetebehandelen hoeveelheid afvalwater. Gaan weuit vaneenjaarlijkseverwerking van12 500tonaardappelendanis voorberegening 50 hagrasland nodig'en voordezuiveringeenzuiveringsinstallatiemeteen zuiveringscapaciteitvoor9600 inwonerequivalenten. Eenglobaleindruk vaninvesteringenenexploitatiekostengeefttabel6. Tabel6.Vergelijkingvaninvesteringenenexploitatiekostenvoor beregening en voor zuiveringineenzuiveringsinstallatie vanhetafvalwatervan hetaardappelschilbedrijf Soepenberg bijeen verwerkingvan12 500tonaardappelenperjaar Beregeningop 50 hagrasland Investering ,- " gld/tonaard. 3,20 Exploitatiekosten ,- " gld/tonaard. 0,80 Zuiveringsinstallatie 9600i.e ,- 115, ,-' 18,40 Uitdegegevens vantabel 6 blijktdatverregening aanzienlijk goedkoper is danzuivering ineenzuiveringsinrichting. Bovendien isinhoofdstuk 7 geblekendathetzuiveringsrendement bijverregening opbouwland bijzonderhoog is. Tenslottewordt metde verregeningvan hetafvalwaterbereiktdatwaardevollebestanddelenuithetafvalwater aan detetelengewassentengoede komen. 11.CONCLUSIES 1. Desamenstellingvanhetafvalwatervaneenaardappelschilbedrijf isvergelijkbaarmetdie vanhetafvalwatervandeaardappelmeel-.industrie. Ditbetekentdatde'kennisbetreffendedebemestingswaarde vanhetafvalwatervandeaardappelmeelindustrie overdraagbaar isop dat.vanhetafvalwatervaneenaardappelschilbedrijf. 10

13 2.Opbasis vandechemische samenstellingvan hetafvalwatervan hetaardappelschilbedrij fsoepenbergbedraagthetgehalteaan plantenvoedende bestanddelen:363 mg N/L;135 mgp 0 /Len 954 mg KO/L.Voorhetverregenen vanditafvalwater isper100 tonte verwerkenaardappelen0,4 hagraslandnodig.dejaarlijkse 3 afvalwatergiftbedraagtdan 50 mmof500 m per ha. Rekeninghoudendmetde werkingscoëfficienten vande verschillende 3 meststoffenvoorgras vindtmet500 m afvalwater vanbovenstaande samenstelling eenbemestingplaats van145 kgn/ha 34 kg P /ha 381 kg KO/ha 3. Dezuivering van hetafvalwatervaneenaardappelschilbedrij f doorberegeningopgraslandmeteenjaarlijksedosering van 50 mmis praktisch volledig. ZowelBOD en COD,alstot-N,tot-Pen Kworden voortenminste 95% verwijderd.indienhetafvalwaterrechtstreeksuit defabriek ophetlandwordtverregend zullenergeenreukbezwarenoptreden.' 4.Uitvoeringvande verregeningvindtplaatsdoorhetaanleggen van ondergrondsepijpleidingenwaaropautomatische beregeningsapparatuur kan wordenaangesloten. 5.Verregeningvanafvalwater vaneenaardappelschilbedrij fis aanzienlijkgoedkoperdanzuivering in eenzuiveringsinstallatie. Metverregeningworden bovendien waardevollebestanddelenteruggebrachtnaarhetland. 11

14 12.LITERATUUR DRENT,J., Verregening metgeconcentreerd afvalwater vande aardappelmeelindustrie op praktijkschaal. Nota817ICW, Wageningen HAAN,F.A.M. DE, Debodemalsafvalverwerkend systeem.tijdschrift Kon. Ned. Heidemij83.9 KORTLEVEN,J., Eenonderzoek inzakedemogelijkheid van het gebruikvan vruchtwatervandeaardappelmeelindustrieals meststof.rapportinst.bodemvruchtbaarheid 3. Haren RIEM VIS, F., Maximaaltoelaatbarehoeveelheden vruchtwater van aardappelmeelfabrieken oplandbouwgrondenuiteenoogpunt van mineralenvoorziening.rapport ,Inst. Bodemvruchtbaarheid^ Haren WERKGROEP TNO,1972. Landbouwkundig gebruikafvalwateraardappelmeelindustrie.werkgroeptno.onderzoek IrrigatieAfvalwater Aardappelmeelfabrieken, Wageningen 12