Biologische P-eliminatie versus chemische P-eliminatie in een gemodificeerd actief-slibsysteem

Transcriptie

1 Biologische Peliminatie versus chemische Peliminatie in een gemodificeerd actiefslibsysteem. Inleiding In verband met de toekomstige P en Neffluenteisen is van tot het project 'N en Peliminatie rwzi Eindhoven' uitgevoerd. Via uitgebreid onderzoek op laboratorium, pilotplanten praktijkschaal zullen de dimensioneringsgrondslagen worden geformuleerd voor de toekomstige aanpassing van de rwzi Eindhoven. IR.J. KRUIT GTD OostBrabant Thans I IaskoningBV Er is bij het waterschap De Dommel voor onderzoek gekozen voor rwzi Eindhoven (traps conventioneel actiefslibinrichting, huidige belasting i.e. à 6 g CZV/N), omdat het effluent bijdraagt tot respectievelijk 0% en 60% van de N en Pvracht van alle rwzi's in het beheersgebied van het waterschap. Het onderzoek is uitgevoerd door de GTDOostBrabant. Er is een vergaande biologische Peliminatie nagestreefd vanwege de te verwachten minder extra slibproduktie ten opzichte van de klassieke chemische Peliminatie. Gekozen is voor biologische Peliminatie met behulp van het proces omdat de beschikbare ruimte gering is, de slibverwerking fysiek gescheiden is via een persleiding (Mierlo) en ontwatering van Prijk slib op de rwzi is uitgesloten.. Uitvoering Met behulp van de resultaten van het pilotplantonderzoek [H 0, nr., ] is in een praktijkproef gestart met een capaciteit van x 0 i.e. Daartoe is één straat van een bestaande unit (% totale verwerking) ingericht voor SVIbeheersing en vergaande biologische N en Peliminatie. In een mobiele container en een niet meer in gebruik zijnde unit is het proces geconstrueerd. Omdat in de afgelopen jaren de inkomende fosfaatvracht drastisch is afgenomen, is op de andere straat een simultane chemische Peliminatieprocf uitgevoerd. Het doel van de praktijkproef is inzicht te verkrijgen in:. De stabiliteit van de SVI.. De stabiliteit van de biologische Neliminatie.. De stabiliteit van de biologische Peliminatie. Samenvatting In verband met de toekomstige P en N effluenteisen is van juni tot juli een praktijkproef uitgevoerd op een kleine unit (000 i.e.) van de rwzi Eindhoven ( i.e). Daartoe is één straat ingericht met een selector, anoxische, anaërobe en aërobe compartimenten. Daarnaast is in de retoursliblijn het proces gecreëerd incl. nabehandeling met FeCl. Op de andere straat is een simultane chemische Peliminatieproef uitgevoerd. De belangrijkste resultaten van het onderzoek zijn:. Bij zowel chemische als biologische Peliminatie volgens het proces zijn P r effluentconcentraties < haalbaar.. Bij chemische Peliminatie is de SVI < 00 ml/g en zeer stabiel. Bij biologische Peliminatie is de SVI afhankelijk van een juiste dimensionering van de selector.. Bij constante dwaaanvoer zijn N,effluentconcentraties < 0 mogelijk vanaf C bij een slibbelasting van 0, kg CZV/kg z.s.d. Vergaande Neliminatie is bij sterk wisselende aanvoeren in een gemodificeerd actiefslibsysteem met een hydraulische verblijftijd < 0 h een labiel proces. Een globale kostenvergelijking leert dat chemische en biologische Peliminatie in de jaarlijkse kosten niet veel verschil vertonen. Op basis van argumenten voor de stabiliteit van procesvoering, vooral bij toekomstige hoge rwa/dwaverhoudingen van 46, is geadviseerd tot simultane chemische defosfatering. 4. De extra slibproduktie van beide Peliminatietechnieken.. De dimensionering van het proces. 6. Globale kosten van beide Peliminatietechnieken. De schematische weergave van het proces is weergeven in afb.. De waterlijn in de praktijk is weergegeven in afb.. De waterlijn bestaat uit een aëratietank (V = 60 m ) en een nabezinktank (V =.7 m met A = 6 m ). Met behulp van keerschotten, mengers en pompen zijn respectievelijk compartimentering, anoxische/anaërobe zones en recirculatiestromen geïntroduceerd. De al bestaande aërobe selector (V = 6 m ) bestaat uit twee nageschakelde gemengde compartimenten. Het propstroommodel is verre van ideaal. Afb. Schematische weergave van hel proces. 7 4 V ( * r 6»Ï Er zijn à anoxische/anaërobe zones (V = 0/ m ) waarvan de laatste facultatief belucht wordt. Daarachter zijn twee aërobe zones (V = 4 m ) gesitueerd. De beluchting geschiedt door keramische bellenbeluchting. De zuurstofinbreng wordt gestuurd door een 0 meting voorin de laatste beluchte zone. In de laatste aërobe zone zijn twee pompen van 7 m /h en 0 m /h geplaatst voor extra slibwaterrecirculatie. Het retourslibdebiet over de NBT is 00 mvh. Het debiet verandert niet bij rwaaanvoer. Het proces bestaat uit een Preleasetank (V = m ) met HAcdosering, een indikker (V = 7 m, A dï = m ), een precipitatievat (V = 0,60, m ) met snelmixing en FeCl dosering en een buffertank (V = 6 m ) voor het verzamelen van het gevormde fosfaatneerslag Vbz Influant Selector Anoxische / Anaerobe zona Aerobe zone Nabezinktank Effluent Retourslib Spuislib Releasetank Azijnzuurdosering Loogdosering Indikker Gestript slib Precipitatievat FeCIDosering 6 FeP04slib 7 Slibwaterrecirculatie

2 H 0 (6), nr. 7 De chemische Peliminatieproef vindt plaats in de andere straat van gelijke grootte. Deze is geheel belucht en er is geen compartimentering aanwezig. Met een membraampomp wordt continu FeCl gedoseerd op de kop van de aëratietank bij samenkomst van het influent en retourslib. De praktijkinstallatie wordt gevoed met voorbezonken influent van de rwzi. De gemiddelde samenstelling is weergegeven in tabel I. Het onderzoek is gestart in juni en beëindigd in juli. Door technische en procestechnologische storingen in het proces zoals lekverliezen, schuim en drijflagen is dit onderdeel vanaf de start tot proefdag een aantal perioden uit bedrijf is geweest. Deze periode zal niet worden behandeld. De belangrijkste procescondities zijn weergegeven in tabel II.. Resultaten en discussie Het CZVrendement over de aëratietank bedraagt bij alle procescondities circa %. I Iet zsgehalte van het effluent van beide straten is, op enkele rwadagen na, gemiddeld 6 (range 0 ).. SVIbcheersing, biologische N en Peliminatie S VI Het verloop van de SVI en de vlok ABi. I. I Samenstelling van het voorbezonken influent. Parameters czv N kj P, BZV BZV BZV NH, () () (mg/i) CZV N ki. P, N ki.,6,6 4,,4 Aß. De waterlijn in de praktijk. belading is weergegeven in afb.. Door het niet optimale propstroommodel van de selector is duidelijk de gevoeligheid van een juiste vlokbelading op de SVI waarneembaar. In fase A is de SVI 000 TABEL II Procescondities. fase conditie dagnummer A debiet dwa debiet rwa gemiddeld dwa aëratietank temp.range HVT bij dwa contacttijd selector vlokbelading verblijftijd anoxisch/anaëroob verblijftijd aëroob recirculatiefactor slibbelasting * debiet z.s.debiet releasetijd HAcdosering verblijftijd indikker z.s.belasting debiet bovenstroom FeCl dosering (m /h) ïmvh' (mvd) ( C) (g CZV/kg z.s.) () (kg CZV/kg z.s.d) (% dwa) (kg z.s./h) (g CZV/kg z.s.) (kg z.s./m *d) ( /o dwa) (mol Fe/P) A uu t/m/ , 0, 0,,6,,4, 0, * excl. HAcdosering, belasting is gebaseerd op het slib in de AT. Vervolg label II conditie dagnummer debiet dwa debiet rwa gemiddeld dwa AT temp. range HVT bij dwa (m /h) imvh) (m /d) ( C) slibbelasting (kg CZV/kg z.s.d; z.s.gehalte (g/d FeCl dosering (Fe/P) Met FeCl dosering t/m , 0, 4,, ml/g bij een vlokbelading van 00 mg CZV/g.z.s. In fase stijgt de SVI naar een maximale waarde van 0 ml/g. Dit kan te wijten zijn aan: a. HAcdosering in het proces, b. hogere onbeluchte slibfractie, c. hogere recirculatiefactor, d. slibmineralisatie door constant laag influentdebiet en te hoge minimale grondlast 0 voorziening, e. grotere doorslag van aangerot primairsecundair slib uit de voorbezinktank (circa 00% van al het spuislib wordt in Kindhoven via de voorbezinktanks afgevoerd). Aangezien de SVI, voordat in de tweede week van fase B de HAcdosering werd gestart, al gestegen is naar 0 is het waarschijnlijk een combinatie van b, c, d en e. Bij herstel van de normale aanvoer in fase C daalt de SVI langzaam tot 0 ml/g, waarna deze direct weer stijgt. Door het SVIbeh eersing, biologi che N en Pe c H eelstroom aan 4 t/m , 0,77 00,4,6, 0,0 0,7 4, 0,4 6,4. C <B 7 t/m ,6 0,7 60,, 4, 0, 7, 46 4,,,0 SVIbeheersing en chemische Peliminatie Zonder FeCljdosering 04 t/m , 0, 4, iminatie D uit. extra aërobe zone t/m SO ,6 0,74 00,6, 4,4 0, M :t FeCl dosering 76 t/m , 0, 4,4,7

3 ml/g, mg CZV/g zs Fase A Fase B Fase C Fase D 00 iso; i 00 v'rrk / 0 MN V t,/ X ! ^SVI vlokbelading * Afb. Relatieve SVIvlokbelading. SVI eis 0 ml/g Afb. 4 Verloop van de.v'concentraties. Nt influent Nt effluent * Nt eis 0 optreden van zeer lage slibbelastingen, < 0, kg CZV/kg z.s.d., treedt er mineralisatie op. De slibvlok valt uiteen en draadvormer T 0 gaat zich nadrukkelijk manifesteren. De vlokbelading schommelt om en nabij het kritisch punt van 0 mg CZV/g z.s. In periode D daalt de SVI naar 0 ml/g door een goede vlokbelading van circa mg CZV/g z.s. De SVI blijft daarna variëren tussen 000 ml/g. Aangezien de recirculatie hoger is dan in fase B blijft de vraag welke precieze invloed de extra onbeluchte subtractie en HAcdosering in de op de SVI heeft bewerkstelligd. Het pilotplantonderzoek () heeft geen negatieve invloed laten zien. Nelimmatie Het verloop van de N,effluentconcentraties is weergegeven in afb. 4. In fase A is de N,effluentconcentratie 0 door nihile nitrificatie. Dit wordt veroorzaakt door langdurige rwaaanvoer en een watertemperatuur van 4 C. Aangezien de nitrificatie nauwelijks op gang komt, is in fase B een constant dwadebiet met een pomp (7 m /h) gerealiseerd. Hierdoor zijn N, concentraties van mogelijk bij C. De gemiddelde N k en N0 concentraties zijn, en 0. Hieruit blijkt, dat bij constant debiet, de nitrificatieruimte voldoende is voor een goede nitrificatie. Aangezien de recirculatiefactor, is, lijkt de specifieke denitrificatiesnelheid van circa, mg N/g z.s.h. te laag voor een goede denitrificatie. In fase C is het normale influentaanvoerpatroon hersteld. De recirculatiefactor is verhoogd van, naar 4,. Ondanks de verhoogde recirculatiefactor, de stijgende watertemperatuur naar 6 C is maar één keer een N.effluentconcentratie van Afb. Verloop van de l' r concentratics bij biologische Peliminatie. behaald. De gemiddelde N,effluentconcentratie blijft. Dit is te wijten aan een te krappe nitrificatieruimte bij wisselende aanvoeren. Dit blijkt uit een gemiddelde N k jeffluentconcentratie van. De N0 concentratie is 4. De denitrificatiesnelheid is blijkbaar verhoogd. De verkorte passagetijd door de denitrificatieruimte door een verhoogde recirculatie is niet van belang. In fase D is de derde denitrificatiezone weer omgezet naar een nitrificatiezone. Het slibretourdebiet over de NBT is verhoogd van 00 naar 00 mvh. De slibwaterrecirculatie voor de NBT is verlaagd van naar 0 mvh. De recirculatiefactor bedraagt nu 4,4. Door rwaaanvoer op proefdag 4 ( x dwa), is de N ki concentratie van het influent 7. Door de korte verblijftijd in de AT wordt echter geen N,concentratie van het effluent bereikt van 0. Door de lage influentdebieten is de verblijftijd in de NBT, vooral in het ' * Pt influent Pt effluent * Pt eis weekend, circa uur. Het gevolg kan primaire vergisting van slib zijn. Dit kan opdrijvend en uitspoelend slib tot gevolg hebben. Doordat het slib te lang anaëroob in de NBT is opgeslagen kan hydrolyse van N opgetreden. Door verhoging van de slibretourstroom naar de AT, spoelt in het begin van fase D NHj uit met als gevolg hoge N.effluentconcentraties van 0. Na circa weken is het verstoorde evenwicht in de NBT hersteld en zijn door de constante dwaaanvoer, een hoge watertemperatuur van 0 C en de extra nitrificatiezone N, effluentconcentraties van 7 haalbaar. Peliminatie De effluentconcentraties zijn weergegeven in afb.. Fase A is naast referentiefase ook het simuleren van biologische Beliminatie in de hoofdstroom. In de eerste periode van fase A fluctueert de B,effluentconcentratie van 0, tot en volgt vrijwel de P,influentconcentratie. De 'normale' mg P,/l wordt opgenomen door het slib. De lage

4 H 0 (6), nr. Pwaarden in het begin van de perioden zijn te danken aan rwacondities. Ondanks een verlaging van de verblijftijd in de aëratietank van 6, naar,4 h blijft de absolute normale Popname constant. In de tweede periode van fase A is de verblijftijd van de anaërobe zone vergroot met een 0, h ter bevordering van een betere Popname. Kans op nitraatstoring is niet aanwezig aangezien de nitrificatie nihil is. Afgezien van hoge Peffluentconcentraties bij of na rwadagen varieert de Pteffluentconcentratie van 0,, met een gemiddelde van, mg Pt/l. Nu wordt circa, mg P/l geëlimineerd. De totale anaërobe zones (% van de AT) hebben een positief effect op de Peliminatie, maar bij hoge aanvoeren wordt de verblijftijd in de aëratietank dermate klein, dat de 'extra' biologische Popname niet kan plaatsvinden. Dit betekent dat biologische Peliminatie via het hoofdstroomproces bij een HVT bij dwa < 0 h een labiel proces is. In fase B is de stripperlijn in gebruik genomen. De releasetijd bij een behandeling van circa % dwa bedraagt circa h. De HAc en FeCl dosering is na weken in gebruik genomen. De Pieffluentconcentraties zijn uitstekend; gemiddeld 0,4 mg P/l. De hoge waarde van circa, is te wijten aan stagnatie van HAcdosering. Door een klein debiet en releasetijd kan een essentiële storing van het proces na één week een negatief gevolg hebben voor de P,effluentconcentratie. De specifieke Prelease is 7 mg P/g z.s. Het overloopwater van de indikker bevat 4 mg p/. Door de uitstekende Prelease in het proces is in fase C het debiet verlaagd naar 7,%. Doordat het z.s.gehalte van het retourslib hoger is dan in fase B is het z.s.debiet nauwelijks kleiner. Fase C is in feite een verlenging van fase B. De P.effluentconcentraties variëren van 0, tot 0,, met een gemiddelde van 0,. De hogere concentraties van 0, zijn te wijten aan rwacondities. In fasen B en C verlaat circa % van de fosfaatvracht via het effluent, 66% via het spuislib en 6% via de. Functioneren van de indikker in het deelstra o nip ro ces In de eerste helft van fase B wordt de indikking gestoord door het vormen van drijflagen ten gevolge van C0 ontwikkeling. De ph is door de HAcdosering gedaald van 77,4 naar een minimuum van 6,. Met loogdosering is de ph verhoogd naar 6,76,. Het indikkingsproces verloopt nu beter. De gemiddelde indikfactor bedraagt,. In fase C bedraagt de z.s.belasting circa 0 kg/m d. De indikfactor neemt toe tot,. Het overloopwater bevat 0 mg z.s./l. Desondanks kan periodiek, door verblijftijd van circa 0 h en temperatuurschommelingen, primaire vergisting van slib optreden. Het gevolg is rottend slib op het oppervlak van de indikker en doorslag naar het precipitatievat. Ook kan stankemissie optreden. Slibproduktie In fase D is de extra slibproduktie bepaald door HAcdosering en FeCljdosering in de voor de overloopwaterbehandeling. Met behulp van de Pbalansen, Pgehalte in het slib van circa 0 mg P/g z.s., Pgehalte in overloop water en CZVverwijdering in de AT wordt een specifieke slibproduktie berekend van 0, kg z.s./kg A CZV. Op basis van de specifieke slibproduktie over dezelfde periode in 0 en te weten 0,47 kg z.s./kg A CZV, is de extra biologische slibproduktie 6%. Dit betekent dat HAcdosering nauwelijks een merkbare stijging van de slibproduktie ten gevolge heeft. De extra chemische slibproduktie in het proces bij een dosering van Fe/P = is gemeten op circa %. In de zomerperiode zal de secundaire slibproduktie lager zijn. Daardoor zal de extra slibproduktie ten opzichte van de secundaire slibproduktie, op jaarbasis, 0% bedragen.. SVlbeheersing en chemische Peliminatie SVI Het verloop van de SVI is weergegeven in aft. 6. De SVI in de perioden met FeCl dosering daalt naar waarden onder 00 ml/g met een gemiddelde van 0 ml/g in de eerste periode en 0 ml/g in de tweede periode. Het verschil in minimale bereikbare SVI's is te wijten aan het 0 regime. In de tweede periode is de grondlastluchtcapaciteit kleiner. Daardoor is de kans op 0 arme condities in Brandol A aanwezig waardoor de SVI's iets slechter zijn. Wellicht kan dit een indicatie zijn als dit actiefslibsysteem ook voor vergaande Neliminatie wordt ingericht. De SVI is in de periode zonder FeCl dosering slecht en instabiel. Pelumnatie Het verloop van de P,concentraties is weergegeven in afb. 7. Bij de dosering met een Fe/P =, variëren de P,effluent Afi. 6 Verloop van Je SVI bij chemische Pelenunatie. ml/g Afb. 7 Verloop van de P^concentraties bij chemische Peleminaüe. 400 met FeCI dosering Fe/P = zonder FeCI dosering met FeCI dosering Fe/P =, \k U V wv^ SVI rsvi eis 0 ml/g Pt influent "h Pt effluent % Pt eis

5 0 TABEL III Bereikbare fase P B C D PP 4, 4, HSA k(czv) kg/kgd 0,7 0,0 0, 0, 0, 0, 0, 0, N,effluentconcentraües. Tgem. C 7 R,,, 4,4 concentraties van 0,4 tot met een gemiddelde van,. Zonder FeCl is de P t effluentconcentratie gemiddeld, en volgt verhoudingsgewijs de P, influentconcentrade. Op dag 76 is gestart met FeCl dosering met een Fe/Pverhouding van,7. Dit resulteert in goede P t effluentconcentraties variërend van 0, mg/,6 met een gemiddelde van 0,. Fnkele rwaaanvoeren veroorzaken concentraties boven. Slibproduktie De extra secundaire slibproduktie is met behulp van de slibdebietmeting, het z.s.gehalte van het retourslib en specifieke slibprodukties zonder FeCl dosering bij een dosering van Fe/P =,7 berekend op 40%. Met de vuistregels uit het STORArapport [] wordt 7% berekend. Dit betekent dat een extra secundaire slibproduktie van minimaal % aannemelijk is. Voor de totale slibproduktie betekent dit een toename van 7,%. 4. Evaluatie 4. Neliminatie De biologische Neliminatie is afhankelijk van de slibbelasting, temperatuur, recirculatiefactor, verdeling anoxische/ aërobe zones en influentdebietfluctuaties. Voor normale dwaaanvoeren zijn de minimaal bereikbare N r effluentconcentraties met bovenstaande parameters van fase B, C en D samengevat in tabel III. Ook zijn de goede resultaten van de eerste proefperiode (< d.) vermeld (fase P). Ter vergelijking zijn relevante resultaten van het pilotplantonderzoek en berekeningen met behulp van het HSAmodel (methode van Duitse Universiteiten) bijgevoegd! Vn/Vt % , k, aëroob 0,0 0,40 0,6 0, 0,6 0,6 0,40 0, 0, 0,0 0, 0,7 0,0 0,7 Vd/Vt % , N kj 4, 4 NO, 6, 0, 7 7,4,7 6, N,, 0 0,4,7, Uit de beschouwing van bovenstaande tabel komt naar voren dat: Bij het pilotplantonderzoek de recirculaiiefactor(r) van, te laag is voor N, < 0. Er blijft teveel nitraat over. Volgens het HSAmodel is de denitrificatieruimte van % aan de krappe kant. Uit fase P en D blijkt dat bij identieke gunstige procescondities een recirculatiefactor van, te klein is voor N, < 0. Bij R = 4,4 wordt moeiteloos gehaald. In fase B, bij een constant debiet, een temperatuur van C en een aërobe slibbelasting van 0,40 kg CZV/kg z.s.d. de nitrificatie uitstekend is. Door een R van, blijft het N,gehalte > 0. De denitrificatieruimte, 7%, is volgens het HSAmodel voldoende. In fase C, bij een wisselend debiet, een temperatuur van C en een aërobe slibbelasting van 0, kg CZV/kg z.s.d de nitrificatie onvoldoende is. Dit betekent dat nitrificatie ruimte van 0% te klein is. Bij een nitrificatieruimte van % blijkt onder gelijke condities wel een goede nitrificatie mogelijk. In fase D, bij een wisselend debiet, een temperatuur van C en een aërobe slibbelasting van 0, kg CZV/kg z.s.d de nitrificatie uitstekend is. Voor de dimensionering van de AT is hei uitgangspunt een goede Neliminatie bij een watertemperatuur van C. Hierbij is de nitrificatie de bepalende factor. Uit het praktijkonderzoek blijkt dat bij een temperatuur van C een minimale nitrificatieruimte van 7% is vereist. Gezien de onvoldoende nitrificatie in fase C lijkt een nitrificatieruimte van 6%, volgens het HSAmodel, een goed uitgangspunt. Dit resulteert in een aërobe slibbelasting van 0, kg CZV/kg z.s.d. De totale slibbelasting wordt dan 0, kg CZV/kg z.s.d. De denitrificatieruimte bedraagt circa 0% en de recirculatiefactor moet 4 zijn. Het verschil tussen het HSAmodel en de praktijkproef is dat door de inbouw van een selector ruimte wordt 'afgesnoept' voor de Neliminatie. Dit zorgt ervoor dat de Neliminatie een iets gevoeliger proces is. Bij sterk wisselende aanvoeren zal de Neliminatie bij een HVT dwa <0 h, rwa/dwa = 46, een labiel proces zijn. 4. Peliminatie De chemische Peliminatie is een stabiel proces. De methode is eenvoudig, betrouwbaar en behoeft nauwelijks bijsturing. Biologische Peliminatie met behulp van het proces is een stabiel technologisch proces, maar een goede kennis van operating is echter noodzakelijk. De indikker in het proces functioneert niet naar behoren. Mechanische afscheiding door een centrifuge zal een betere en betrouwbare scheiding van Parm slib en Prijke vloeistoffase tot stand brengen. Bij gebruik van een centrifuge is loogdosering ter correctie van de ph niet meer vereist. Fen voordeel kan zijn dat C0 in de releasetank wordt gestript, waardoor nabehandeling van het overloopwater met kalk aantrekkelijker kan worden. Dimensionering behandeling Op basis van de Pbalans kan de hoeveelheid slib worden bepaald dat door het proces behandeld moet worden. De kan niet, door gebruik te maken van centrifuges, onbeperkt kleiner worden gemaakt. Volgens Marais [] is de Prelease van het actief slib afhankelijk van:. De aanwezig direct biodegradeerbare CZV (afkomstig van het influent of Acdosering) in de anaërobe reactor.. De fractie van het slib dat door de anaërobe reactor gaat.. De tijd die het slib doorbrengt in de anaërobe reactor. Deze parameters kunnen worden gereduceerd tot, nl. direct biodegradeerbare CZV en de anaërobe slibfractie. Deze is gedefinieerd als het slib in de anaërobe reactor/totale slibhoeveelheid in de AT en Preleasereactor. De concentratie van de direct biodegradeerbare CZV in de anaërobe reactor moet minimaal circa 0 zijn om een goede Prelease te induceren. Van fasen P, A, B en C zijn de anaërobe slibfracties, aangeboden Ac/g z.s. en maximale specifieke Prelease weergegeven in tabel IV. Hierbij zijn de TABEL IV Prelease in relatie tot de anaërobe slibfractie en Acdosering. Pas e P A! C Z.S.AN./ z.s. TOT. 0, 0, 0,06 0,0 dosering C/.Vvvz mg Ac/g z.s. 0 Prelease mg/g z.s. 4 7

6 H 0 (6), ar. volgende aannames gemaakt: De CZVvvz (vluchtige vetzuren uitgedrukt als azijnzuur) in het influent bedraagt 040. Er wordt niet of nauwelijks CZVvvz afgebroken in de selector. De anaërobe slibfractie is gebaseerd op het slib in de AT en de releasetank. In fase P, B en C wordt alle onbeluchte ruimtes als anoxische ruimtes beschouwd. In fase A wordt nauwelijks genitrificeerd en zodoende wordt geen CZVvvz ontrokken voor de denitrificatie. Zonder aanvullende HAcdosering is de basisrelease mg P/g z.s. De maximale release zal circa 0 mg P/g z.s. bedragen. Het maximum wordt in fase B bijna gehaald. Aangezien uit eigen laboratoriumonderzoek blijkt dat bij een dosering > 0 mg Ac/g z.s. een versnelde Prelease wordt bewerkstelligd, lijkt het dat de anaërobe slibfractie bij een slibbelasting van circa 0, kg CZV/kg z.s. 0,06 moet zijn. Aangezien de slibproduktie in de winter hoger is moet gedimensioneerd worden onder zomerse omstandigheden. Voor de specifieke Prelease kan worden uitgegaan van 7 mg P/g z.s. Op basis aanvullend laboratoriumonderzoek kan met een HAcdosering van mg Ac/g z.s. en een releasetijd van 4 h worden volstaan. De Preleasereactor kan een volledige gemengd systeem zijn omdat de Prelease, vrijwel een 0 c orde proces is. De kans op een eventuele verzuring van het slib door HAc is hierdoor klein. TABEL VI Jaarlijkse kosten. Soort kosten Kapiiaalslasten Bedrijfsvoerings kosten Jaarlijkse kosten Chemische Peliminatie Peliminatietechniek in beschouwing genomen. De uitgangspunten zijn weergegeven in tabel V. Met de investeringskosten voor slibontwatering wordt geen rekening gehouden omdat deze al voor de toekomstige situatie in Mierlo wordt ontworpen. De investeringen worden berekend met een opslagfactor van 0,7 door onvolledigheid, onvoorzien, bouwrente, bouwrijp maken, bemaling, advieskosten en. In de bedrijfsvoeringskosten zal de belangrijkste post het chemicaliënverbruik zijn. Onderhouds, energie en personeelskosten zijn van minder belang. Deze zullen op het totale aandeel variëren van tot %. Voor het bepalen van de jaarlijkse kosten wordt bij de berekening van de kapitaalslasten van de investeringskosten, wordt gerekend met een annuitaire afschrijving bij een rentevoet van %. De afschrijvingstermijn is 0 jaar voor het civieltechnische deel en jaar voor het elektro/mechanische deel. De annuïteiten bedragen respectievelijk 0 en %. De jaarlijkse kosten zijn vermeld in tabel VI. Uit tabel VI blijkt dat de globale jaarlijkse kosten voor beide Peliminatietechnieken weinig verschillen. Biologische Peliminatie extra kennis van operating noodzakelijk, de invloed op de slibbezinkingseigenschappen is zeer positief en er is geen sprake van extra geuremissie. Wel is het chemicaliëngebruik hoger. Voor biologische Peliminatie geldt dat in de voorgestelde configuratie, vooralsnog door ruimtegebrek, geen toekomstige recyclingmogelijkheid bestaat. Samenvattend is de 'technologische handling' bij de chemische Peliminatietechniek eenvoudiger dan bij de biologische Peliminatietechniek en is er een hoge mate van zekerheid voor de goede stabiele bezinkingseigenschappen van het slib. Gezien de toekomstige rwa/dwaverhoudingen van 46 is een goede SVI het belangrijkste beoordelingscriterium. Er is geadviseerd voor toepassing van de chemische Peliminatietechniek tenzij ruimtelijke, civieltechnische of logistieke problemen onstaan. Gezien de kosten die gemoeid zijn met de voorgestelde verdrievoudiging van het ATvolume voor biologische N en chemische Peliminatie en de verrassende ontwikkelingen met de preprecipitatie lijkt een nieuwe afweging tussen preprecipitatie en simultane precipitatie op zijn plaats.. Kosten Er wordt voor de toekomstige praktijksituatie een vergelijking gemaakt tussen de globale kosten van chemische Peliminatie en biologische Peliminatie in de. Aangezien de maatregelen voor SVIbeheersing en biologische Neliminatie i.c.m. genoemde Peliminatietechnieken identiek zijn, worden uitsluitend kosten die direct of indirect zijn toe te wijzen aan een TABEL V Uitgangspunten. Chemische Peliminatie : extra uitbreiding AT < ferrosulfaatdosering : centrifuges voor spuislib.000 m Fe/P=,7 00 mvh F.enheidsprijzen investeringen en chemicaliën * chemicalienopslagtanks per 0 m * aeratie/release/buffervolume per m» centrifuge per 0 m /h» FeS0 4 7H 0 * FeCl (40%) * HAc (%) * slibverbrandingfl. 6. Nabeschouwing Aangezien primaire beoordelingscriteria zoals voldoen aan de P,effluenteis, aandeel extra slibproduktie ten opzichte van het totaal, betrouwbaarheid en jaarlijkse kosten op basis van de praktijkproef voor beide Peliminatietechnieken geen grote verschillen vertonen, zullen andere technologische criteria van groter belang zijn. Bij chemische Peliminatie is nauwelijks Biologische Peliminatie : Preleasereactor. m' HAcdosering kg/tz.s. centrifuges in de 40 m /h FeCldosering bij centraatbehandeling Fe/P = excl. 60 excl excl. 0/tincl. /t incl../tincl. 0/t incl. 7. Conclusies Voor de rwzi Eindhoven gelden de volgende conclusies:. Bij chemische Peliminatie is de SVI zeer stabiel en < 00 ml/g.. Bij biologische Peliminatie is de SVI afhankelijk van de juiste dimensioneering van de selector. Stabiele waarden van 000 ml/g zijn haalbaar.. Bij constante dwaaanvoer is een vergaande Neliminatie, N, < 0, haalbaar bij t > C, slibbelasting van 0, kg CZV/kg z.s.d., nitrificatieruimte van 6% en een recirculatiefactor van Bij wisselende aanvoeren is vergaande Neliminatie, bij een HVT dwa < 0 h, een labiel proces.. Bij zowel chemische als biologische Peliminatie volgens het proces zijn stabiele P,effluentconcentraties < haalbaar. 6. Gravitatieindikking in het proces is labiel. Vervolg op pagina 0.

7 0 TABEL V Overzicht van de gepresenteerde technieken en hun belang voor de dnnkwaterlaboratoria. Doel: techniek: Polaire verbindingen l.age concentraties Betrouwbaarheid Snelheid Kostenbesparing SPE SFE SFC EF cc GC/MS HPLC/MS PDA ELISA (CC) = gekoppelde chromatografische technieken. lende analysetechnieken. Vaak zal hierbij miniaturisering nodig en mogelijk zijn.. Massaspectrometrie zal in toenemende mate ingezet worden bij het routinematige onderzoek, niet alleen ter bevestiging van de identiteit, maar ook als een universeel toepasbare selectieve detector. HPLC/MS zal zich verder ontwikkelen en eenzelfde status krijgen als GC/MS nu heeft en ingezet kunnen worden voor de identificatie van onbekende verbindingen. 4. Er zullen op grotere schaal immuno assays beschikbaar komen die aan de eisen voor de analyse specifieke verbindingen in drinkwater voldoen. Ook zullen groepspecifieke antilichamen ontwikkeld worden die gebruikt kunnen worden bij de voorscreening voor multicomponent analyses met GC of HPLC.. Het gebruik van gecompliceerde en duurdere analysesystemen zal leiden tot een verdergaande samenwerking tussen laboratoria waarbij taakverdeling zal leiden tot een zekere mate van specialisme. Om de uitwisselbaarheid en kwaliteit van de resultaten te kunnen garanderen zal laboratorium certificering wijdverbreid zijn. 4 Literatuur Brown, M. A. (Ed.) (0). Liquid chromatography/ Mass spectrometry ACS symposium series. American Chemical Society, Washington, DC (USA). Castledine, J. B., Fell, A.F. Modin, R. and Sellberg, B. (). Assesment of chromatographic peak purity by means of multiwavelength detection and correlationbased algorithms.]. Chromatogr.,, 76. Cramers, C.A. (6). Considerations of speed and efficiency in capillar; gas chromatography. HRC&CC,, Debets, A. J. J., El Arabi, H, Hupe, K. P., Brinkman, U.A., Hendriks, P.J. M., Ciaessens, H. A. Everaerts, F. M. and Noij, Th. H. M. (). Electrophoretic sample pretreatment techniques coupled online to column liquid chromatography. The Analyst, 7,. Frei, R. W. and Zech, K. (Eds.) (). Selective sample handling and detection in highperformance liquid chromatographypart A. Elsevier, Amsterdam. Genderen, J. van, en Noij, Th. H. M. (). Organische microverontreinigingen in Rijn, Maas, IJsselmcer en Haringvliet, alsmede in het daaruit bereide drinkwater een inventarisatie en toxicologische evaluatie. KIWArapport SWO.0, KI WA, Nieuwegein. Genderen, J. van, en Noordsij, A. (). Cliemischtoxicologisch onderzoek voor de drinkwatervoorziening. H,0, 4, 446. Grob, K. (). Online coupledlcgc. Hüthig Buch Verlag, Heidelberg (D). Hawthorne, S. B. (0). Analytical scale supercritical fluid extraction. Anal. Chem., 6, 6A64A. Hendriks, P. J. M, Claessens, H. A., Noij, Th. II. M., Everaerts, F. M. and Cramers, C. A. (). Isotachophoresis as an online selective sample pretreatment technique prior to high performance liquid chromatographic analysis. Chromatographia,, 4. ISO (). Water qualitysampling; ISO 667 tot ISO, Genève (CH) Janssen, H. (). Persoonlijke mededeling. TU Eindhoven. Jorgenson,J. W. and I.ukacs. K. D. T\ Capillary Zone Electrophoresis. Science,, 667. Jung, F., Gee, S. J., Harrison, R. O., Goodrow, M. H., Karu, A. E., Braun, A. L., Li, Q. X. and Hammock, B. D. (). Use of immunochemical techniques for the analysis of pesticides. Pestic.Sci., 6, 07. Knox,J. H. and McCormack, K. A. (). Capillar electroseparation methods looking into the chrvstal ball. J. of Liquid Chrom.,, 44. I.eenderts, R. ; ). Persoonlijke mededeling. Carlo Erba instruments. Liska, I., KrupcikJ. en Leclercq, P. A. (). The use of solid sorbentsfor direct accumulation of organic compounds from water matrices A review of solid phase extraction techniques. HRC&CC,, 7. Noij, Th. and Beveren, J. van (). Evaluation of an atrazine immunoassay test for reallife water analysis. Lezing tijdens: rd Workshop on Chemistry and Fate of Modern Pesticides, Bilthoven (NL), September. Noij, Th. and Brandt, A. (). Analysis of trace concentrations of phenylurea herbicides in water by inline preconcentration, HPLCanalysis and multiple detection. Poster gepresenteerd tijdens: HPLC ', Basel (CH).june. Noij, Th., Curvers, J. and Cramers, C. (6). The effect of column characteristics on the minimum analyte concentration and the minimum detectable amount in capillary gas chromatography. HRC&CC,, 77. Noij, Th. en Spruit, M. (0). Bepalingmethode voor Dikegulac in water; KIWArapport SWE KIWA, Nieuwegein. Noordsij, A., Beveren, J. van and Brandt, A. (). Isolation of organic compounds from water for chemical analysis and toxicological testing. Int. J. Environm. Anai. Chem,,07. Smith, R. M. (Ed.) (). Supercritical Ehud Chromatography. The Royal Society of Chemistry, Letchworth (GB). Peliminatie Slot van pagtna. 7. De specifieke Prelease is bij een releasetijd van circa 4 h en een dosering van mg HAc/g z.s. minimaal 7 mg P/g z.s.. Het proces moet worden gedimensioneerd met de Pbalans onder zomerse condities. Als ondergrens lijkt een minimale anaërobe slibfractie van 0,06 noodzakelijk.. Bij chemische Peliminatie is de secundaire slibproduktie maximaal,% hoger dan bij de biologische Peliminatie. 0. De jaarlijkse kosten zijn voor beide Peliminatietechnieken vrijwel gelijk.. Verantwoording Dit onderzoek is mogelijk gemaakt door een financiële bijdrage van het waterschap De Dommel en de enthousiaste medewerking van het personeel van de rwzi Eindhoven met in het bijzonder Paul Spoor voor de uitstekende projectuitvoering. Daarnaast hebben de stagiairs Maurice Hensen, Edwin Verlangen en Erlinde Vermulst een waardevolle bijdrage geleverd. Literatuur. DHV (). Evaluatie van proefresultatcn van biologische fosforverwijdcring in de slibstroom in Nederland.DossicT C600, Amersfoort.. Kruit, J.Jacobs, L. J. A. M. en Wouda, T. W. M. (). Pilotplantvaring met vergaande biologische Pen Neliminatic op de rwzi Eindhoven. H 0 (4) nr. blz. 0.. Kruit, J. (). Vergelijking biologische Peliminatie en chemische Peliminatierapport., Project N en Peliminatie rwzi Eindhoven. GTD OostBrabant, Boxtel. 4. Levin, G. V. and Sala, U. D. (7).Phostripproces a viable answer to eutrophieation of lakes and coastal seawaters m Italy. IAWPRC Conf. Rome, Biological Phosphate Removal from Waste waters, biz. 4.. Marais, G. R. van et al. (). Review: Observations supporting phosphate removal bij biological excess uptake, Waterresources and Public Health Engineering. University of Cape Town, South Africa. 6. Schönberger, R. and Flegemann, \\". (7). Biological phosphorus removal with and without sidestream precipitation. Proceedings IAWPRC Conf. Rome, Biological Phosphate Removal from Waste waters, biz STORA (). Denitrificatie. Rijswijk. STORA ( ). Handboek voorkomen en bestrijden van lichtslib.. STORA (). Werking en neveneffecten van simultane defosfatering in acticfslibsystemen. Rijswijk. 0. STORA (). Chemicaliën voorp en Nvenvijdering, Programma PN. Rijswijk.. Wentzel, M. C. et al. (). Kinetics of biological phosphorusrelease. Wat. Sei. Tech. Vol. 7, Paris, blz Witteveen Bos (). W.s. De Dommel, Strategiestudie aanpassing rwzi Eindhoven. Boxtel.