Betreft Verslag specialistendag voorbehandelingstechnieken Datum Deelnemers Sprekers Inleiding Opening door dagvoorzitter Erik Rekswinkel

Transcriptie

1 Betreft Verslag specialistendag voorbehandelingstechnieken Datum 21 juni 2011 Deelnemers Mark van Loosdrecht Dirk Jan Koot Dick de Vente Bert Daamen Marcel Zandvoort Marc Vermeulen Wilbert Oltvoort Hans Mollen Hettie de Vent Cora Uijterlinde Floor van den Berg TU Delft Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier Waterschap Regge en Dinkel Bert Daamen Water & Energy Waternet Waterschap Rivierenland Waterschap Rijn en IJssel Waterschap Brabantse Delta Waterschap Aa en Maas STOWA Witteveen+Bos Sprekers Arjen van Nieuwenhuijzen Chris Ruiken Jan Wout Koelewijn Leonie Hartog Kees Roest Olaf Duin Willy Poiesz Erik Rekswinkel Marthe de Graaff Witteveen+Bos Waternet Waterschap Vallei en Eem Waterschap Brabantse Delta KWR Water Waterschap Hollandse Delta Waterschap Noorderzijlvest Waterschap Stichtse Rijnlanden KWR Water Inleiding Dit verslag van het symposium 'Specialistendag voorbehandelingstechnieken', op 21 juni 2011, vormt een aanvulling op de presentaties die zijn gegeven tijdens het symposium. De bijbehorende presentaties zijn in pdf gepubliceerd op de STOWA-site. Opening door dagvoorzitter Erik Rekswinkel Erik Rekswinkel opent het symposium met een inleidend verhaal. Hij geeft aan dat onderzoeken en studies, die zijn uitgevoerd binnen de Energiefabriek, aanleiding zijn geweest voor het organiseren van dit symposium. Onderzoeken binnen de Energiefabriek die als potentieel naar voren kwamen zijn: - AB-systemen - influentzeven - voorprecipitatietechnieken Tijdens het symposium wordt de huidige stand van zaken over de desbetreffende technieken uitgelicht. Daarnaast worden enkele Nederlandse AB-systemen extra toegelicht en met elkaar vergelijken. Momenteel wordt door meerdere instanties, zoals KWR, de mogelijkheden van ABsystemen onderzocht. Ook het Hoogheemraadschap van Rijnland is bezig met het optimaliseren van het AB-systeem op rwzi Velsen. Doel van de dag is het vergelijken van verschillende potentiële technieken die betrekking hebben op de Energiefabriek. Daarnaast wordt er gestreefd naar een interactieve dag. 1

2 Geavanceerde voorzuivering; Arjen van Nieuwenhuijzen Arjen van Nieuwenhuijzen geeft een presentatie over de algemene werking van geavanceerde voorzuivering (dus het behandelingsgebied vóór de AT). Het doel van deze presentatie is het geven van een overzicht van de verschillende technieken. De focus ligt vooral op verbeterde coagulatie en/of flocculatie van de voorbezinking. En dan vooral de verwijdering van organisch en inert materiaal. Arjen geeft aan dat er al een aantal onderzoeken met betrekking tot geavanceerde voorverwijdering door de STOWA zijn gepubliceerd. Stowa rapporten uit 2001 ( ; en ) geven de basis voor wat nu wordt uitgewerkt in de Energiefabriek. In 2003 zijn er ook al testen uitgevoerd met geavanceerde voorzuivering op rwzi Amstelveen. De voorzuivering is een belangrijk traject in de rwzi. Voor een goede werking van de rwzi moet de voorzuivering goed op orde zijn. Dit onderdeel wordt vaak onderschat. Zorg dus ook voor een goede grofvuilverwijdering met een zo fijn mogelijk rooster. Als het niet anders kan is een vermaler, in plaats van een grofvuilverwijdering, ook een optie. Een goede zandverwijdering is onder andere van belang om zandafzettingen in de AT tegen te gaan. Deeltjes in afvalwater kunnen worden onderverdeeld in verschillende fracties. De exacte onderverdeling in deze fracties kan discutabel zijn. Het uiteindelijke doel van voorzuivering is een optimalisatie van het zuiveringsproces. Het kan resulteren in een groter beschikbaar volume van de AT, of tijdens de ontwerpfase kan de AT kleiner worden uitgevoerd. Ten derde kan het resulteren in een hogere energieproductie. Wanneer wordt aangenomen dat men al deze drie effecten bereikt met geavanceerde voorzuivering, dan rekent men zichzelf rijk. De uiteindelijke besparing van geavanceerde voorzuivering kan men vinden in energie efficiëntie of een betere effluentkwaliteit. De exacte verwijderingsprestaties van geavanceerde voorprecipitatie kunnen erg fluctueren en zijn afhankelijk van het zuiveringsproces en de samenstelling van het influent. Bij chemische precipitatie moet erop worden gelet dat er voldoende coagulatie en flocculatie wordt toegelaten. Bij dosering van PE, ten behoeve van de flocculatie, moet er worden gelet op een juiste dosering. Te veel of te weinig PE leidt tot een onjuiste lading van de deeltjes(agglomeraties). Ook is het mogelijk om zand te gebruiken als verzwaring van een vlok ten behoeve van de bezinking. Bij dit proces zijn er echter veel chemicaliën nodig. Een DAF-unit (Dissolved Air Flotation) wordt in de Nederlandse communale afvalwaterzuivering niet toegepast, omdat er geen ervaring mee is. In de industrie is het een veel gebruikt proces. Discfilters kunnen met een fijn doek worden gebruikt als nafiltratie en met een grover doek als pre-filtratie. Influent zeven; Chris Ruiken Chris Ruiken geeft een presentatie over de ervaringen van Waternet met influentzeven. Waternet heeft ervaring met verschillende demonstratie installaties van influentzeven. De resultaten die hieruit volgden zijn gepubliceerd in het STOWA rapport Met de huidige fullscale installatie op rwzi Blaricum bestaan er problemen waardoor het niet mogelijk is om recente praktijkervaring uitgebreid te presenteren. Zodoende zal de presentatie een iets alternatieve insteek hebben. Met behulp van influentzeven wordt er vooral cellulose, ofwel wc-papier, afgevangen. Ook moet het worden onderzocht hoe wc-papier wordt verwerkt op de rwzi. De wcpapierproductie (na gebruik) in Nederland ligt rond de kg wc-papier per persoon per jaar. Het is opmerkelijk dat er geen informatie in de literatuur te vinden is over de afbraak van wc-papier, ook is er niets te vinden over de interactie met de biologie. 2

3 Op rwzi Blaricum staat er een influentzeef van Salsnes, deze heeft een poriegrootte van 0,35 mm. Een poriegrootte van 0,5 mm zou ook volstaan. Op rwzi Blaricum worden er geen extra chemicaliën gedoseerd. Dit is wel mogelijk en wordt in het buitenland ook toegepast. De fijnzeef op rwzi Blaricum veroorzaakt een verval van een paar cm. Aangekoekte vettigheden wordt van het rooster afgesproeid, maar afhankelijk van de samenstelling van het influent, is dit niet per definitie noodzakelijk. Procesmatig kan een influentzeef het best worden geplaatst achter de zandvang. Wanneer de influentzeef voor de zandvang ligt dan vangt deze ook zand af. Hoe dikker de koeklaag is op de influentzeef des te meer deze kan verwijderen. Het is tevens mogelijk om de influentzeef te sturen op de dikte van de koeklaag. De resultaten over circa 2 maanden geven de volgende waarden: Slibproductie is 0,27 kg ds/kg CZV (Slibleeftijd 40 dagen); Besparing beluchtingsenergie is circa 20%, de influentzeef gebruikt echter circa 10-15% waardoor de daadwerkelijke besparing rond de 5-10% ligt; Drogestofgehalte zeefgoed na persen 40-60%, onderzoek is gaande naar de verschillende gebruiksopties van zeefgoed. Niemand weet hoe de exacte massabalans van cellulose eruit ziet. In de riolering gebeurt er in ieder geval weinig tot niks met het wc-papier. In de rwzi is het afbraakpercentage van cellulose in de zomer veel groter dan in de winter. Chris Ruiken vermoedt dat er in de slibgisting meer cellulose wordt afgebroken dan in de massa balans in de presentatie is aangegeven. Het afgevangen en geperste zeefgoed droogt snel waardoor het geschikt is voor hergebruik. Ook kan er papier of isolatiemateriaal van worden gemaakt. Het wordt geschat dat de kosten voor de verweking van geperst zeefgoed rond de 35 EUR/ton liggen. Het is zelfs mogelijk dat deze kosten lager zijn. Het is nog onbekend wat er gebeurt met een influentzeef bij de first flush. Het gebruik van influentzeven kan een negatief effect hebben op de nutriëntenverwijdering. Wanneer rwzi Blaricum goed draait kan daar meer over worden gezegd. Discfilters als influentzeven zijn niet beschouwd en getest op rwzi Blaricum. Chris heeft het vermoeden dat deze snel dichtslibben met vet en dergelijke. Jan Wout Koelewijn geeft aan dat discfilters ook wel worden gebruikt voor riooloverstorten. Polymeerdosering en voorbezinking; Jan Wout Koelewijn Jan Wout Koelewijn geeft een presentatie over de ervaringen van polymeerdosering op rwzi Soest. De achtergrond hiertoe is dat Waterschap Vallei en Eem van rwzi Amersfoort een Energiefabriek wilde maken. Rwzi Soest heeft dezelfde configuratie als rwzi Amersfoort en bestaat uit 2 straten. Hierdoor is het goed mogelijk om op één straat van rwzi Soest een polymeerdosering toe te passen, en de andere straat te gebruiken als referentie. Rwzi Amersfoort was niet geschikt voor een dergelijk testinstallatie omdat deze al werd aangepast aan andere Energiefabriek toepassingen. Rwzi Soest (zonder proefinstallatie) is een rwzi die zeer ruim is opgezet, de rwzi functioneert over het algemeen erg goed. Dit vormde een beperking voor de proefinstallatie. Op rwzi Soest is tijdens de proefperiode circa 2 mg PE/l gedoseerd. Dit is tevens de maximale dosering tot waar PE-dosering economisch haalbaar is. Uit de resultaten van het proefonderzoek op rwzi Soest blijkt dat de verwijderingspercentages van zwevende stof over de voorbezinktank verbeteren (circa 5%) in het geval er polymeer wordt gedoseerd. Deze resultaten zijn gebaseerd over een test periode van ongeveer 8 weken. De CZV-verwijdering leek ook iets te zijn verbeterd, dit was echter moeilijk vast te stellen, mede omdat de CZV-verwijdering zonder polymeer al heel goed was. 3

4 Een nadeel van PE dosering is dat de CZV/N-ratio ongunstiger wordt. De proef op rwzi Soest resulteerde dan ook in een lagere nitraatverwijdering. Helaas kon het niet worden geconcludeerd dat de PE-proef een gunstig effect had op de benodigde hoeveelheid beluchtingsenergie. Hier zijn diverse oorzaken voor te benoemen. Daarnaast is de sturing van de beluchting niet altijd conform de O 2 -concentratie gegaan omdat de analyser defect was. In dat geval werd de AT in de straat van de proefopzet aangestuurd door de O 2 -concentratie in de AT van de referentiestraat. Voor rwzi Soest kan het worden geconcludeerd dat PE-dosering op de voorbezinktank resulteert in onvoldoende extra verwijdering. Hierdoor is PE-dosering op rwzi Soest (financieel) niet rendabel. Uit de resultaten en de kostenramingen kan het tevens worden geconcludeerd dat PE-dosering alleen rendabel is bij grote voorbezinktanks die overbelast worden. Op rwzi Amersfoort is de voorbezinktank groter en zwaarder belast. Op rwzi Amersfoort is de BZV/N-verhouding echter zeer kritiek waardoor toepassing van een PEdosering niet haalbaar is. Op rwzi Amersfoort worden er ook testen uitgevoerd met een DEMON installatie. Een PE-dosering in combinatie met een DEMON zou wel haalbaar kunnen zijn. AB-systeem rwzi Nieuwveer; Leonie Hartog Leonie Hartog geeft een korte beschrijving van het AB-systeem op rwzi Nieuwveer. Rwzi Nieuwveer is gebouwd in 1973 en is sindsdien regelmatig uitgebreid en aangepast. In 1992 is de rwzi omgebouwd tot een 2-trapssysteem (AB-systeem). Rwzi Nieuwveer is uitgerust met een harkrooster en een zandvanger. De gegevens met betrekking tot de 1 ste trap en de 2 de trap zijn uiteengezet in de presentatie. In de 1 ste trap (=A-trap) vindt, verdeeld over de verschillende achtereenvolgende secties, denitrificatie plaats, adsorptie van BZV en CZV (tot circa 70%), afbraak van CZV en BZV, denitrificatie en defosfatering. In de 2 de trap (=B-trap) vindt denitrificatie en nitrificatie plaats. Sommige tanken zijn altijd belucht of onbelucht en andere fungeren als wisseltank, afhankelijk van de ammoniumconcentratie. Daarnaast vindt er een interne recirculatie plaats die wordt gestuurd op de nitraatconcentratie. Om te kunnen voldoen aan de effluenteisen (BZV 20 mg/l; CZV 125 mg/l; P totaal 1-3 mg/l en N totaal mg/l) wordt er een substantiële hoeveelheid aan effluent gerecirculeerd. Dit resulteert in een constante en maximale benutting van de capaciteit van m 3 /h. Momenteel is rwzi Nieuwveer uitgerust met een Zimpro-installatie ten behoeve van de slibbehandeling. Deze zal worden vervangen door een slibgistingsinstallatie met WKK. De energieproductie die daaruit volgt zal nuttig worden gebruikt in een nieuw te bouwen wijk vlakbij rwzi Nieuwveer. Ook is rwzi Nieuwveer momenteel uitgerust met een proefinstallatie. De zogenaamde Dynafil. Deze proefinstallatie is verder toegelicht in de presentatie van Kees Roest. Dynamische Filtratie (DynaFil); Kees Roest Kees Roest geeft een korte presentatie over dynamische filtratie. Op rwzi Nieuwveer is de proefinstallatie van een dynamisch filter opgebouwd. Dit filter is nog niet in werking gesteld. Voor deze proefinstallatie zijn er al uitgebreide proeven uitgevoerd op pilot- en labschaal. Dynamische filtratie is een vorm van doekfiltratie waarbij de daadwerkelijke filtratie wordt bewerkstelligd door een koeklaag dat zich vormt op het doek. Voor de filtratiewerking is het van belang dat de (dikte van) de koeklaag wordt beheerst. Bij filtratie door het filtratiedoek is de exacte poriegrootte van het doek niet echt van belang. De filterdoeken zijn niet uitgerust met een pre-coat. 4

5 Op rwzi Nieuwveer gaat de Dynafil het slib uit de A-trap behandelen. In een later stadium wordt ook het slib uit de B-trap behandeld. Het DynaFil project staat momenteel aan het begin van de algehele projectplanning. Het Dynafilter moet ook af en toe worden teruggespoeld. Voor het reinigen van het filter willen ze zo min mogelijk chemicaliën gebruiken. De praktijkproef zal echter uitwijzen hoeveel chemicaliën daadwerkelijk benodigd zijn. AB-systeem rwzi Dokhaven; Olaf Duin Rwzi Dokhaven in Rotterdam is een rwzi die is gebouwd in een haven. De rwzi moest zo compact mogelijk worden gebouwd. Omdat de rwzi zich onder de grond bevindt is extra fysieke uitbreiding op rwzi Dokhaven is niet mogelijk. Voordat het influent wordt behandeld in het AB-systeem wordt het eerst ontdaan van grove bestanddelen en zand. De zandvang op rwzi Dokhaven wordt belucht. De A-trap is gedimensioneerd op een hoger debiet dan op de B-trap. Wanneer de B-trap ontoereikend is dan wordt de overcapaciteit over de B-trap ge-bypassed. In de A-trap wordt het water-slib mengsel belucht waardoor de aanwezige bacteriën zorgen voor een snelle afbraak van vooral organische bestanddelen. Door gebrek aan ruimte op rwzi Dokhaven vindt er geen denitrificatie in het AB-systeem plaats. Echter wanneer er capaciteit beschikbaar is, wordt er effluent gerecirculeerd met een factor van 50%. Na de eerste tussenbezinking wordt een deel van het slib teruggerecirculeerd, naar het begin van de rwzi. De rest van het slib wordt behandeld in de slibverwerking Sluisjesdijk. De slibverwerking Sluisjesdijk staat op een andere locatie los van de rwzi. Op Sluisjesdijk wordt vooral het slib van rwzi Dokhaven verwerkt. Rwzi Dokhaven is ook uitgerust met een FAST-dosering. Deze bestaat uit een ijzerchloride dosering en 2 soorten polymeerdoseringen, welke worden gedoseerd op de eerste trap. Met behulp van de FAST-dosering is de verwijdering van vooral fosfaat en N-kj verder omhoog gegaan. De zwevende stof concentratie in het overloopwater van de tussenbezinktank van de A- trap is circa 30 mg/l. Het gemiddelde slibgehalte op rwzi Dokhaven in de eerste trap is met circa 1,4 g DS/l erg laag (op rwzi Nieuwveer is het slibgehalte gelijk aan circa 2-3 g DS/l). In de B-trap wordt het afvalwater belucht zodat er verdere nitrificatie kan plaatsvinden. In de toekomst worden de lozingseisen van het effluent strenger. Hiertoe worden er pilot proeven uitgevoerd met het koude Anammox systeem. AB-systeem rwzi Garmerwolde; Willy Poiesz Het AB-systeem van rwzi Garmerwolde verwerkt het afvalwater van onder andere Groningen, Dijkshorn en Lewenborg. Voordat het afvalwater wordt verwerkt in het ABsysteem worden de grove delen en het zand door middel van vuilroosters en een vlakke zandvanger verwijderd. Na de zandvanger wordt het afvalwater verdeeld over drie straten. Elke straat bestaat uit een 1 ste trap met tussenbezinking (TBT) en een 2 de trap met nabezinking. De 1 ste wordt ook wel aangeduid als C-trap en de 2 de trap wordt aangeduid als N-trap. Elke C-trap, in de drie straten, is uitgerust met een FAST-dosering. De FASTdosering bestaat uit een dubbele PE-dosering dat wordt gedoseerd in de C-trap. In de zandvanger wordt metaalzout gedoseerd. Doordat het verdeelwerk naar de C-trap toe niet geheel evenredig werkt krijgt de ene straat iets meer te verwerken dan de andere straat. De beluchting wordt echter centraal, op basis van het influent, aangestuurd. Het is dus niet mogelijk om per straat de beluchting in de C-trap apart aan te sturen. Het overloopwater van de TBT van de C-trap stroom door naar de N-trap (= 2 de trap). In de N-trap vindt vooral nitrificatie in de beluchte zone plaats, en denitrificatie in de onbeluchte zone. In de N-trap wordt C-bron en aluminium gedoseerd. Om het volume van het influentdebiet constant te houden wordt het influent, gemiddeld 1 op 1, aangevuld met effluent. 5

6 De effluentkwaliteit van rwzi Garmerwolde varieert door het jaar. In de warmere maanden is de N-concentratie in het effluent beduidend lager dan in de koudere maanden. De stikstof eis van 10 mg/l wordt slechts enkele maanden per jaar behaald. De dimensioneringsgrootheden van de rwzi zijn verder weergegeven in de presentatie. De biogasproductie varieert per maand. Wanneer er wordt gekeken naar het maandelijks gemiddelde per jaar dan kan het worden geconcludeerd dat er voldoende biogas wordt geproduceerd om de WKK te voeden. Op rwzi Garmerwolde wordt het ondervonden dat er een verband bestaat tussen de mate van verdunning van het influent door het effluent, en de zwevende stof concentratie in het overloopwater van de tussenbezinktank. Hoe lager de mate van verdunning, des te hoger is de zwevende stof concentratie, welke kan oplopen tot circa mg/l. Te hoge zwevende stof concentraties in het overloopwater van de TBT hebben nadelige gevolgen voor de (de)nitrificatie in de N-trap. Deze zwevende stof concentratie kan ook verder oplopen als gevolg van een first flush. Om te voorkomen dat deze zwevende stof concentratie te hoog wordt zijn er maatregelen (aanpassingen besturing) op de rwzi genomen. AB-systeem rwzi Utrecht; Erik Rekswinkel Erik Rekswinkel geeft aan de hand van foto s een beeld van het AB-systeem van rwzi Utrecht. Rwzi Utrecht ligt ingebouwd tussen verschillende woonwijken. Hierdoor is er een beperkte ruimte beschikbaar en is uitbreiding lastig realiseerbaar. Rwzi Utrecht is de grootste rwzi van het beheersgebied. De verschillende onderdelen van het AB-systeem van rwzi Utrecht zijn volledig overdekt. De A-trap wordt minimaal belucht, er vindt een recirculatie plaats van 30% en er wordt een beetje gedentificeerd. De SVI in de A-trap is goed, ook lukt het om met minimale beluchting goede vlokken te krijgen. Vanaf de A-trap wordt het water over drie straten verdeeld die elk een B-trap vormen. Na de B-trap wordt het water-slib mengsel verdeeld over 14 ronde nabezinktanks. De stikstof eis van 10 mg/l in het effluent wordt over het algemeen goed behaald. Op rwzi Utrecht zijn 6 slibgistingstanks. Door het slib in het AB-systeem is er wel sprake van schuimvorming tijdens de slibgisting. Om dit zoveel mogelijk tegen te gaan worden er chemicaliën (anti-schuim) gedoseerd aan het slib. Na de slibgisting wordt het slib verder ingedikt en na opslag afgevoerd. Inventarisatie van AB-systemen in NL; Marthe de Graaff Marthe de Graaff heeft namens KWR een inventarisatie uitgevoerd naar de verschillende AB-systemen van Nederland. De inventarisatie heeft tot doel het uiteenzetten van verschillende uitdagingen en het beantwoorden van bepaalde vragen. In deze presentatie geeft zij onder andere een tussenstand van deze huidige inventarisatie. Daarnaast geeft Marthe informatie over de potentie van AB-systemen. Wanneer er een massabalans wordt gemaakt van energie in de stedelijke watercyclus, dan kan het worden geconcludeerd dat er in afvalwater veel potentiële energie zit in de vorm van organisch materiaal. Energetisch gezien is het gunstig als er zoveel mogelijk organisch materiaal in de A-trap uit het afvalwater kan worden gehaald. Dit organisch materiaal kan worden vastgelegd in het A-trap slib en worden omgezet tot energie. Een AB-proces is gebaseerd op een hoogbelaste A-trap met een korte verblijftijd en een laag belaste B-trap. Zowel de A-trap als de B-trap is uitgerust met een bezinkstap waardoor een AB-systeem resulteert in twee soorten slibstromen (A-trap slib en B-trap slib). Om inzicht te krijgen in de optimale A-trap condities is er bij de verschillende AB- 6

7 systemen in Nederland geïnformeerd naar o.a. de verblijftijd, de mate van beluchting en eventuele chemicaliëndosering. Uit de inventarisatie komt het naar voren dat AB-systemen verschillend genoemd kunnen worden. Denk aan A-trap 1ste trap of C-trap en B-trap 2de trap of N-trap. Het grootste verschil tussen verschillende AB-systemen is de mate van stikstofverwijdering en de effluenteisen. AB-systemen zijn over het algemeen grote rwzi s (rwzi Velsen als uitzondering). Uit de resultaten van inventarisatie blijkt tevens dat verreweg het meest fosfaat van de verschillende rwzi s wordt verwijderd in de A-trap. Rwzi Velsen wordt zeer laag belast en wordt ook niet specifiek als AB-systeem bedreven. Over het algemeen geldt voor de verschillende AB-systemen dat de helft van het CZV dat wordt verwijderd in het slib terecht komt. Uit een geconstrueerde grafiek (welk is gebaseerd op de literatuur) kan worden opgemaakt dat er een verband bestaat tussen de verblijftijd van het slib en de SVI in de 1 ste trap. Hoe langer de verblijftijd des te hoger wordt de SVI. De inventarisatie is nog niet afgerond, er kan nog belangrijke informatie binnenkomen. Bovendien zullen de gegevens verder uitgewerkt worden en vergeleken worden met systemen in het buitenland. Discussie De presentatie van Marthe de Graaff gaat naadloos over in de discussie. Waarbij er vooral wordt gezocht naar de verschillen en de overeenkomsten tussen de verschillende ABsystemen. Daarnaast is het ook lastig om de verschillende AB-systemen met elkaar te vergelijken omdat ze veelal zijn gebaseerd op verschillende uitgangspunten. Zo variëren de effluenteisen per rwzi en dus ook de bijbehorende maatregelen per rwzi. Voor sommige AB-systemen is de maximale verwijdering gefocust op de A-trap en voor andere op de B- trap. Uit de resultaten van de inventarisatie van KWR blijkt dat rwzi Dokhaven goed functioneert, deze belucht echter ook flink. Hierdoor heeft rwzi Dokhaven een hogere O 2 - concentratie in de A-trap (voorzichtige conclusie). Marthe gaat uitzoeken of er verschillen zijn in het elektriciteitsverbruik voor beluchting in de A-trap. Over het algemeen wordt het ervaren dat de BZV-verwijdering bij de verschillende ABsystemen voldoende is. Verschillen worden vooral veroorzaakt door de werking van de tussenbezinking. Kan het worden geconcludeerd dat er een bepaald type systeem het meest geschikt is ten behoeve van de Energiefabriek? Geavanceerde voorprecipitatie is erg locatie afhankelijk en kan vooral efficiënt worden benut voor rwzi s die worden overbelast. Influentzeven lijken zeer interessant, deze techniek is echter nog in ontwikkeling voor communale afvalwaterzuivering. Daarnaast is een goede afzet voor het zeefgoed van belang, hier wordt nog onderzoek naar gedaan. AB-systemen kunnen zeer interessant zijn. Voor de Energiefabriek ligt de focus op de koolstofverwijdering in de A-trap. In de tabel op de volgende pagina zijn voor de verschillende behandelde rwzi s belangrijke parameters weergegeven die betrekking hebben op de Energiefabriek. Met behulp van deze tabel kunnen de verschillende rwzi s onderling met elkaar worden vergeleken. 7

8 parameter eenheid rwzi Soest (voorprecipitatie) rwzi Nieuwveer (AB-systeem) rwzi Dokhaven (AB-systeem) rwzi Utrecht (AB-systeem) rwzi Blaricum (influentzeven) effluent concentraties N-totaal P-totaal mg/l 6,4 0, ,4 17,5 0,7 9,0 0,8 5 0,7 Energieverbruik waterlijn totaal kwh/i.e. a 150 g tzv verwijderd 18,8 26,0-0,44 A+B: Belucht 24,30 Waterlijn 52,54 Totaal 54,27 39 (B-trap, A-trap nauwelijks beluchting) 32,7 Bel zonder zeef 14,7 (circa 10% - 20% daling met zeef) Rwzi 32,7 Chemicaliëndosering AT Me (type) C-bron (type) Pe g Me/m 3 influent g BZV/m 3 influent mg actief Pe/m 3 influent 9,7 nvt nvt FeSO 4.7H 2 O - - 4,7 Fe/m3 0 gbzv 0,2 gpe_laag/m 3 0,14 gpe_hoog.m 3 15 g/m 3 infl 6000 m 3 /jr 0 mg/m 3 pe FeCLSO 4 5,7 gfe/m 3 Slibbelasting AT BZV Stikstof g BZV/g ds. d g N/g ds. d 0,031 0, A/Btrap 3,5/0,13 gbzv/gds.d 0,92/0,12 gn/gds.d Zie hieronder: 0,05 0,012 Slibbelasting AB A-trap B-trap g BZV/g ds. d g N/g ds. d 2,7-3,5 0,12 BZV: 2,4-2,6 g/kg*dag A-trap 0,07 kg/kg*dag B-trap; N: 0,65kg/kg*dag A-trap en 0,037 kg N/kg*dag BZV/N-verhouding (incl. dosering) naar AT naar B-trap (-) AT 3,0-1,72 1,09 3,8 1,9 excl. dosering AT circa 4,0 Hydraulische verblijftijd AT A-trap uren uren min dwa 0,57 h gemiddeld Ca.:24 uur 2,2 uur DWA 24 uur RWA 4 uur Voor gisting (sec. Specifieke spuislibproductie (totaal) g ds/i.e. a 150 gr tzv verwijderd slib): 27,5 Voor gisting prim. slib): 27,5 na gisting: 30 Na gisting: 38 g/i.e.150v A-trap:35 B-trap: zonder zeef (met zeef circa 30) 8

9 Verwante Artikelen en Rapporten In de onderstaande opsomming zijn enkele STOWA rapporten benoemd waarin relevante informatie is beschreven met betrekking tot de behandelde onderwerpen. INFUENT FIJNZEVEN IN RWZI S, RAPPORT OP WEG NAAR DE RWZI 2030, RAPPORT INVENTARISATIE ROOSTERS EN ZEVEN, RAPPORT GEAVANCEERDE VOORZUIVERING VAN AFVALWATER, RAPPORT VERGAANDE VOORZUIVERING VAN AFVALWATER, RAPPORT FYSISCH/CEMISCHE VOORZUIVERING VAN AFVALWATER, RAPPORT , RAPPORT , RAPPORT , RAPPORT VARIANTEN OP VOORBEZINKING, RAPPORT AB-SYSTEMEN, RAPPORT R90-02 De samenvattingen van de rapporten: , , en R90-02 zijn in de navolgende tekst overgenomen. 9

10 SAMENVATTING: INFUENT FIJNZEVEN IN RWZI S, RAPPORT INLEIDING Toiletpapier wordt in de meeste westerse landen geloosd samen met het afvalwater naar een rioolwaterzuivering (rwzi). Een gemiddelde inwoner van West Europa verbruikt gemiddeld circa kg per jaar, dit is in de orde grootte van 30% tot 50% van de zwevende bestanddelen van het influent. Desondanks is er geen onderzoek verricht naar de afbraakmechanismen van toiletpapier (cellulose) in het rioolstelsel en de rwzi. De techniek waarmee het afvalwater en slib worden verwerkt is om deze reden mogelijk niet optimaal. Toiletpapier (papiervezels) kan met behulp van fijnzeven met een maaswijdte < 0,5 mm uit het afvalwater verwijderd worden. Het doel van deze studie is om de economische en praktische haalbaarheid van het proces fijnzeven te bepalen als alternatief voor het gangbaar toegepaste voorbezinken van afvalwater. Dit is onderzocht voor de rwzi s Blaricum zonder voorbezinktank, Uithoorn met voorbezinktank en nieuwbouwproject rwzi Weesp. Voor deze locaties is de benodigde investering voor een zeefinstallatie vastgesteld en de energiebalans voor de rwzi en de gehele slibverwerking opgesteld. Voorafgaand hieraan is op rwzi Blaricum, in de periode september t/m december 2008, een pilot onderzoek uitgevoerd met twee verschillende zeven. Met dit onderzoek is de technische werking en het verwijderingsrendement van de zeven bepaald. Ook zijn de afzetmogelijkheden geïnventariseerd in samenwerking met het Energieonderzoek Centum Nederland (ECN). Allerlaatst is de afbraak van cellulose in een rwzi onderzocht. De hypothese is dat een zeefinstallatie bekostigd kan worden uit het verschil van de kosten voor de huidige slibverwerking en de goedkopere afzet van zeefgoed. Zeefgoed heeft na persen een drogestof gehalte van circa 50% en kan als bijkomend voordeel mogelijk energetisch effectiever verwerkt worden dan slib. Daarnaast kan toepassing van een fijnzeef ook operationele voordelen opleveren, bijvoorbeeld door minder spinselvorming (in elkaar draaien van haren en vezels). Tevens zal bij bestaande rwzi s zonder voorbezinktank er ook op beluchtingsenergie bespaard worden. CONCLUSIE EN DISCUSSIE Er is wereldwijd geen ervaring met de inzet van fijnzeven met een maaswijdte gelijk of minder dan 0,5 mm als voorzuivering van een biologische zuivering. Zeven worden wel als mechanische zuivering ingezet zonder navolgende biologische zuivering. In Noorwegen worden daarmee hoge rendementen op zwevendestof verwijdering gerapporteerd (50% 80%, met een maaswijdte van 0,35 mm). De ervaring daar is dat er een relatie bestaat tussen rendement, maaswijdte, hydraulische zeefbelasting (m3/m2.h), en afvalwatersamenstelling. Het effect van hoge rendementen op de samenstelling van het zeefgoed en de invloed op de verwerkbaarheid is onbekend. Tijdens het pilot onderzoek in Blaricum zijn rendementen voor zwevendestof gemeten van circa 50% (bij een maaswijdte 0,5 mm). Deze zijn vergelijkbaar met een voorbezinktank. Bij maaswijdtes hoger dan 0,5 mm daalt het rendement voor zwevendestof aanzienlijk. Het rendement voor N en P verwijdering is bij een zeef, bij 50% rendement op zwevende stof, ongeveer 0% en daarmee lager dan bij een voorbezinktank. Bij gebruik van een fijnzeef is de fractie cellulose veel hoger dan bij een voorbezinktank (zie Tabel 1). De verwijdering in de voorbezinktank is ongeveer 50% en de resterende cellulose wordt voor 30-70% afgebroken in een gangbaar biologisch zuiveringsproces bij een verblijftijd van 20 tot 30 dagen. Uit het onderzoek zijn aanwijzingen gekomen dat de verhouding inert en langzaam afbreekbaar CZV van gezeefd influent gelijk is aan dat van voorbezonken water. Daarbij moet de kanttekening gemaakt worden dat een beperkt aantal metingen zijn uitgevoerd en 10

11 dat de resultaten alleen geldig zijn voor rwzi Blaricum (100% huishoudelijk afvalwater). De werking van de AT zal bij een zeef of voorbezinktank dan vergelijkbaar zijn. Er is nog wel nader onderzoek noodzakelijk. Er zijn diverse opties voor de verwerking van zeefgoed. In zeefgoed zijn de gehaltes zware metalen laag en voldoen nagenoeg aan het zogenaamde BOOMbesluit. Er zijn mogelijkheden voor hergebruik door zeefgoed te drogen en als brandstof in te zetten. Een alternatief kan zijn om zeefgoed te verzuren. Productie van papier uit zeefgoed is technisch mogelijk, maar kan moeilijkheden geven met maatschappelijke acceptatie. Bij verwerking als afval zijn de kosten voor transport en afzet relatief gering omdat het zeefgoed tot 50% geperst kan worden. De verwerkingskosten zijn in de orde van per ton product. De maximale hoeveelheid zeefgoed die jaarlijks geproduceerd kan worden door Waternet is relatief laag ten opzichte van andere biomassa reststromen. Dit kan nuttig gebruik verhinderen, omdat het voor afnemers mogelijk niet interessant is om een kleine afvalstroom zeefgoed te verwerken. Daarnaast is op dit moment de juridische status van zeefgoed niet duidelijk. Er zal in overleg met Agentschap nl bepaald moeten worden wat de classificatie van zeefgoed is. Roostergoed is nu bijvoorbeeld gevaarlijk afval, maar het ligt voor de hand dat voor zeefgoed een andere classificatie mogelijk is. Deze classificatie is van invloed op de afzetkosten. Daarom is de afvalclassificatie van zeefgoed nodig voordat de verwerkingsroute bepaald kan worden. Voor de onderzochte locaties Blaricum zonder voorbezinktank en Uithoorn met voorbezinktank blijkt dat, wanneer ongeveer de droog weer aanvoer (DWA) wordt gezeefd, een fijnzeefinstallatie bij een realistisch gekozen scenario zich in circa 7 10 jaar terugverdient. Bij behandeling van het volledige aanvoerdebiet van de rwzi is de terugverdientijd meer dan 15 jaar. Uit een gevoeligheidanalyse blijkt dat vooral de hydraulische zeefbelasting (m3/m2.h) en de surplusslibproductie na de zeef bepalend zijn voor de terugverdientijd. Het blijkt uit deze cases dat toepassing van een fijnzeef bij een rwzi zonder bestaande voorbezinktank een kortere terugverdientijd heeft dan bij een rwzi met bestaande voorbezinktank. Voor rwzi Weesp is een variantenstudie uitgevoerd voor volledige nieuwbouw, waarbij een voorbezinktank vergeleken is met een zeefinstallatie. Het blijkt hieruit dat de investering niet onderscheidend is voor beide systemen. Investeringen in de sliblijn (gisting en ontwatering) bij inzet van een voorbezinktank en voorzieningen voor het eventueel drogen van zeefgoed zijn hierbij buiten beschouwing gebleven. De jaarlijkse lasten zijn bij de rwzi met zeefinstallatie iets lager dan bij de rwzi met voorbezinktank door de lagere kosten van verwerking van zeefgoed. Met het toepassen van een fijnzeef op een rwzi, verandert ook de energiebalans van de zuivering. Er is meer elektriciteit nodig voor een fijnzeef dan voor een voorbezinktank, maar afvangen van zeefgoed kan zorgen voor minder beluchting en bovendien kan zeefgoed beter worden ontwaterd dan slib, waardoor er minder transportbewegingen zijn en de calorische waarde hoger is. Met een energiebalans is voor rwzi Blaricum (zonder voorbezinktank), rwzi Uithoorn (met voorbezinktank) en nieuwbouw rwzi Weesp inzicht verkregen in deze veranderingen. In de energiebalans is energieverbruik op de rwzi zelf meegenomen en ook het transport en de verwerking van slib/zeefgoed. Uitgangspunt was dat zeefgoed mechanisch tot 50% ontwaterd wordt en vervolgens verbrand mag worden in een biomassacentrale. Uit de energiebalans is gebleken dat bij alle drie de rwzi s er meer energie bespaard kan worden naarmate een groter gedeelte van het influent gezeefd wordt. Het lijkt erop onder voorwaarde dat verbranden van zeefgoed met een elektrisch rendement hoger dan 33% mogelijk is dat fijnzeven vanuit overwegingen van energie een alternatief vormen voor voorbezinktanks. De besparing (ten opzichte van de referentie zonder fijnzeven) is 11

12 minstens 40% en in bepaalde gevallen (energiezuinige zuivering met hoge slib/zeefgoed productie) kan zelfs netto energie worden geproduceerd. AANBEVELINGEN De keuze van het type zeef is belangrijk. De ervaringen met zeven bij membraanbioreactoren (MBR s) zijn door daar toegepaste grotere maaswijdte > 0,8 mm niet bruikbaar. Bij een ontwerptraject moet dit nadrukkelijk aandacht krijgen. Inzet van een zeef kan een van de mogelijke oplossingen zijn om aan de effluentkwaliteit te kunnen blijven voldoen voor rwzi s die te kleine zuiveringscapaciteit hebben door hydraulische of biologische beperkingen Uit de doorgerekende cases blijkt dat met name bij rwzi s zonder voorbezinktank een zeefinstallatie zich terugverdient en energetisch tot grote voordelen leidt zelfs indien er geen energieopwekking uit zeefgoed is. Om de technische ontwikkeling van zeven te stimuleren zou in beeld gebracht kunnen worden wat het marktpotentieel is. De mogelijke opwerking van zeefgoed kan verder onderzocht worden. Vanuit de cradle to cradle gedachte lijkt papierproductie uit zeefgoed een prima oplossing, zeefgoed bestaat immers voor circa 80% uit cellulose, maatschappelijke acceptatie ontbreekt echter hiervoor. Productie van vetzuren zou een goed alternatief kunnen zijn. Wellicht dat aangesloten kan worden bij initiatieven conform de biobased economy gedachte. Er is een relatie tussen zeven en de MJA3energie afspraken. Door inzet van zeven wordt in de rekenvoorbeelden een besparing van minstens 40% gehaald op voorwaarde dat de energieinhoud van zeefgoed benut kan worden. Extern opgewekte energie zou bij de MJA3energie toegerekend moeten worden aan de rwzi. De voorspelde positieve effecten op de energie balans zou in praktijkonderzoek bevestigd moeten worden. Bestaande rwzi s waar een zeef geplaatst wordt, kunnen soms met een zeer lage slibbelasting bedreven worden. Het effect op de effluentkwaliteit en slibproductie wanneer specifiek de component cellulose verwijderd wordt, is nog deels onbekend. Doordat na een zeef papiervezels afwezig zijn, is het effect op de slibontwatering een aandachtspunt. Op rwzi Blaricum zal in 2010 een zeefinstallatie voor de DWA capaciteit worden gerealiseerd. Er is behoefte aan meer praktijkonderzoek. Het zou waardevol zijn indien nog een of meerdere onderzoeken op andere rwzi s gestart worden, bij voorkeur op rwzi s met volledig gescheiden zuiveringsstraten. 12

13 SAMENVATTING: OP WEG NAAR DE RWZI 2030, RAPPORT De Global Water Research Coalition (GWRC) heeft eind 2008 het initiatief genomen na te denken over de toekomst van de stedelijke waterketen met als doelstelling en energie- en klimaatneutrale waterketen in In het GWRC deelproject Roadmap to revamp wastewater treatment operations to meet 2030 goals wordt door een deel van de deelnemende landen een project uitgevoerd gericht op een verdere uitwerking van de communale afvalwaterzuivering De internationale trekker is de Public Utility Board (PUB) van Singapore. Om een goede input te leveren aan dit project is door de STOWA het project RWZI 2030 NL uitgevoerd. Door de toekomstige trends en ontwikkelingen nauwgezet in beeld te brengen kan de STOWA een goed beeld krijgen bij de toekomstige onderzoeksbehoeften. Het resultaat van deze studie vormt daarmee een belangrijke input voor de onderzoeksagenda van de STOWA en de waterschapssector als geheel. Dit project heeft het doel ontwerpschetsen voor de RWZI van 2030 op te stellen, om van daaruit onderzoeksbehoeften te benoemen. In dit project is gekozen om te werken met de methode van het scenariodenken, om daarmee toekomstscenario s op te stellen die voldoen aan verschillende maatschappelijke ontwikkelingen. Scenariodenken heeft als voordeel dat op een gestructureerde manier gezocht wordt naarnieuwe beelden en ontwikkelingen. Tijdens workshops is gebruik gemaakt van een bestaande methode afkomstig uit het document Toekomstmuziek in de waterketen (WaterKIP, 2005). Het afvalwatersysteem heeft van oudsher het primaire doel de volkgezondheid te beschermen via een veilige afvoer en verwerking van humane afvalstoffen. Daarnaast is het doel de oppervlaktewaterkwaliteit en het milieu te beschermen door het voorkomen van lozing van zuurstofbindende stoffen en nutriënten. Ook in de toekomst zal het afvalwatersysteem deze primaire doelen behouden. In de komende decennia zullen het anticiperen op klimaatverandering en het vergroten van duurzaamheid leidend zijn bij de verdere ontwikkeling van de (afval)waterketen. Op basis van de trends en ontwikkelingen zijn invloedsfactoren benoemd en geprioriteerd, zie figuur 1. Daaruit is naar voren gekomen dat de factoren effluentkwaliteit, kostenniveau, energieneutraal en nutriëntenterugwinning de belangrijkste aanvullende invloedsfactoren zijn voor een toekomstige RWZI. De invloedsfactoren effluentkwaliteit, energieneutraal en nutriëntenterugwinning zijn allen gericht op het produceren van een bepaald product. Bij de invloedsfactor effluentkwaliteit staat de kwaliteit van het product water centraal, zodat het ingezet kan worden als bijvoorbeeld koelwater, proceswater, landbouw water, natuurwater of drinkwater. Kortom, wanneer een RWZI wordt ingericht volgens de invloedsfactor effluentkwaliteit ontstaat een Waterfabriek. Een RWZI waarbij de invloedsfactor energieneutraal centraal staat, gaat voor een Energiefabriek. Wanneer nutriëntenterugwinning de doelstelling is, ontstaat de Nutriëntenfabriek. Bij elk van deze fabrieken zal in de praktijk de factor kostenniveau een belangrijke invloed hebben op de haalbaarheid en de uiteindelijke configuratie. 13

14 Een RWZI kan ruwweg worden onderverdeeld in zes verschillende processtappen: voorbehandeling, basiszuivering, nabehandeling, slibverwerking, energieconversie en deelstroombehandeling. Via dit procespalet is het mogelijk om voor een willekeurige toekomstige RWZI de benodigde processtappen te selecteren en per processtap een keuze te maken voor een bepaalde techniek of technologie. Bij deze keuze dient rekening gehouden te worden met de specifieke randvoorwaarden van technieken. Sommige technieken zijn voor de werking namelijk afhankelijk van de gebruikte voorbehandeling. Vanwege deze samenhang tussen de processtappen dient ook het geheel goed beoordeeld te worden. Bij de opbouw van het procespalet is rekening gehouden met de belangrijkste factoren die van invloed kunnen zijn op de configuratie van de RWZI In de praktijk kan het de ambitie zijn om zowel een Nutriëntenfabriek, Energiefabriek als Waterfabriek te realiseren. Samengesteld ontstaat dan de NEWaterfabriek. De uiteindelijke configuratie van de NEWaterfabriek zal mede afhankelijk zijn van de mogelijkheden die de omgeving biedt. De centrale vraag hierbij zal zijn waar de producten het meest effectief en efficiënt geproduceerd kunnen worden. Het antwoord op deze vraag zal grotendeels afhankelijk zijn van de schaalgrootte van de RWZI en de directe kansen in de omgeving. Ook de productie van bijvoorbeeld energie in een verbrandingscentrale, de externe opwerking van effluent tot proceswater en de productie van grondstoffen bij een slibverwerkingsbedrijf, dragen bij aan de realisatie van een NEWaterfabriek. Kortom, de ketenafhankelijkheid voor het bereiken van de NEWaterfabriek is groot. Bij de totstandkoming van het ontwerp voor een NEWaterfabriek zijn uitgangspunten een belangrijk sturend principe. De volgende overwegingen zullen daarbij ondermeer een rol gaan spelen: - Wordt het effluent van de RWZI geloosd op het oppervlaktewater of zal het als een nuttige waterbron worden ingezet? In het eerste geval zal het effluent moeten voldoen aan de gestelde lozingseisen. In het tweede geval is voor bijvoorbeeld koelwater en proceswater de kostprijs bepalend voor de haalbaarheid. Als effluent een extra zuiveringsstap krijgt met als doel het water in het achterliggende gebied te houden voor functies als landbouwwater of zwemwater, moet er evenwicht zijn tussen maatschappelijke kosten en baten. - Kan bij het ontwerpen van de RWZI van de toekomst rekening worden gehouden met het behalen van synergie met de omgeving? Voor de Waterfabriek en Energiefabriek is 14

15 dit cruciaal omdat het uit kostenoverweging voordeliger is als water, energie en warmte in een bepaalde straal om de RWZI kan worden geleverd. Dit aspect biedt ook kansen om de RWZI als synergielocatie te kenmerken of de RWZI te situeren in nabijheid van synergiepartners. Naast uitgangspunten zal de haalbaarheid van een ontwerpschets tevens worden beïnvloed door de opgelegde randvoorwaarden: - Het primaire doel de volkgezondheid te beschermen door een veilige afvoer en verwerking van menselijke afvalstoffen. - De oppervlaktewaterkwaliteit en het milieu te beschermen door het voorkomen van lozing van zuurstofbindende stoffen en nutriënten en het beperken van de lozing van stoffen met een nadelig effect op de volksgezondhied en/of het aquatisch milieu zoals medicijnresten, hormonen en zware metalen. - Voor zowel Waterfabriek, Energiefabriek als Nutriëntenfabriek geldt dat er een gegarandeerde afzet moet zijn voor respectievelijk water, energie en/of warmte en nutriënten. - Met de verkoop van producten krijgt het waterschap er nog een andere taak bij, namelijk marketing. Goede marketing is noodzakelijk om een goede continue afzet van de producten te waarborgen. Vanwege de ruime keus aan bewezen technieken, technieken die nog volop in ontwikkeling zijn maar ook technieken die we nu nog niet kennen, dient het configureren van de toekomstige RWZI met de nodige zorg doorlopen te worden. Hierbij gelden onder meer de volgende aandachtspunten: - Het is van belang dat de processtappen goed op elkaar zijn afgestemd om voor de gekozen ontwerprichting een uitgebalanceerde RWZI te ontwerpen. - Bij het ontwerpen van de RWZI van de toekomst is het aanbevelingswaardig om, vanwege de lange levensduur van een RWZI, niet alleen het risicoprofiel te bepalen, maar ook een toekomstprofiel vast te stellen, zodat kan worden geanticipeerd op toekomstige ontwikkelingen. Bijvoorbeeld het modulair bouwen van de RWZI borgt in deze flexibiliteit zodat op (onvoorziene) ontwikkelingen ingespeeld kan worden. Toepassen van no regret oplossingen verdient dan ook de voorkeur. - Omdat in de afvalwaterketen en gekoppelde slibketen veel ketengerichte optimalisaties kunnen worden behaald, is het aan te bevelen hier rekening mee te houden en daarin altijd de ketenverantwoordelijkheid in acht te blijven nemen. Dit project is gestart om vanuit de situatie anno 2010 een visie te ontwikkelen op de RWZI in 2030, vanuit het Nederlandse perspectief. Parallel hieraan heeft het visievormend traject rond de toekomst van de waterketen (de Voorstudie) gelopen. Het resultaat van dit project staat in de paragrafen hierboven beschreven. De belangrijkste vraag die nu nog voor ligt is: welke stappen zou de Nederlandse watersector nu moeten zetten om de huidige RWZI s te ontwikkelen in de richting van NEWaterfabrieken. Een belangrijke constatering is dat het draagvlak voor verdere ontwikkeling van de NEWaterfabriek groot is. Een brede vertegenwoordiging van de waterschappen heeft in het traject van de RWZI 2030 NL en in de Voorstudie een bijdrage geleverd en is mede eigenaar van het hier gepresenteerde eindresultaat. Het brede draagvlak is ook noodzakelijk om nu gezamenlijk stappen te zetten. De RWZI 2030 NL is daarmee richtinggevend voor het toekomstige onderzoek van de sector om deze omslag ook in de praktijk te kunnen waarmaken. Concrete onderzoeksvragen die daarbij naar voren komen hebben te maken met kennisontwikkeling en kennisuitwisseling. Daarbij wordt gedacht aan een - Inventarisatie van technologiën en ervaring van buiten Nederland; - Uitwerken van concrete businesscases; 15

16 - Formuleren en concretiseren van onderzoeksvragen; - Opzetten van onderzoekslijnen rond de drie thema s N Nutriënten, E Energie en W Water; - Uitwerking van integrale concepten die N, E en W met elkaar kunnen verbinden. Naast het benodigde draagvlak wordt aanbevolen om de uitwerking op een meer programmatische wijze vorm te geven voor de drie thema s en voor het integratiethema (N, E en W samen). De kracht zit daarbij in een bundeling van kennis, enthousiasme, beschikbare middelen en direct gebruik kunnen maken van voortschrijdend inzicht. Door daarbij continue een relatie te leggen tussen onderzoek en praktijk, wordt gestimuleerd dat kennisvragen ook leiden tot realistische oplossingen. Commitment voor deze uitwerking is nodig op de verschillende niveau s (beleid, onderzoek, technologie, uitvoering) binnen en buiten de sector, zodat enthousiasme op één niveau ook doorgezet kan worden naar een ander niveau binnen en buiten de organisatie. De waterschappen zullen zich op deze manier nog krachtiger en toekomstgerichter kunnen profileren om de uitdagingen van de toekomst aan te gaan. Op weg naar de RWZI 2030 NL! 16

17 SAMENVATTING: GEAVANCEERDE VOORZUIVERING VAN AFVALWATER, RAPPORT Uit pilot-plantonderzoek en deskresearch blijkt dat vergaande fysisch-chemische voorzuivering van afvalwater in velerlei opzichten voordelen kan bieden [1, 7, 8, 9, 11, 12]. Door toepassing van vergaande voorzuivering kan de biologische capaciteit van een zuivering aanzienlijk uitgebreid worden zonder dat bouwkundige aanpassingen vereist zijn. Een verdere ontwikkeling van vergaande voorzuivering is de geavanceerde voorzuivering door middel van dosering van organische polymeren (PE) aan de voorbezinktanks zonder gebruik te maken van metaalzouten (als bij pre-precipitatie of FAST-dosering). Deze geavanceerde voorzuivering blijkt een efficiënte methode om (tijdelijk) knel-punten met betrekking tot overbelasting van zuiveringsonderdelen op te lossen en bijgaand de sliblijn te ontlasten. Geavanceerde voorzuivering is echter in Nederland tot op heden niet op praktijkschaal toegepast in de communale afvalwaterzuivering. Doel van dit onderzoek is beschrijving van een praktijksituatie met geavanceerde voorzuivering middels enkel PEdosering op voorbezinktanks en het aantonen van de mogelijkheden en voordelen van deze manier van geavanceerde voorzuivering [10]. Waternet heeft daarbij de uitbreiding van de biologische capaciteit en optimalisatie van het afvalwaterzuiveringsproces voor ogen door geavanceerde en/of met chemisch (met metaalzout) ondersteunde voorzuivering op de rwzi Amstelveen ten tijde van overbelasting en verbouw. Onderzocht is of geavanceerde (met alleen PE) en/of metaalzoutdosering op de voorbezinking een betrouwbare en economische manier is, om in de toekomst te gaan voldoen aan de effluentnorm voor totaal stikstof (10 mg/l). Dit is gebeurd door het op fullscale testen van de in het STOWA-onderzoek Vergaande Voorzuivering van Afvalwater [8, 9, 10] ontwikkelde doseerstrategie van PE en metaalzout. In het onderzoek is de invloed van geavanceerde voorzuivering en metaalzoutdosering op het gehele zuiverings- en slibverwerkingsproces van de rwzi Amstelveen bepaald en onderling vergeleken. De capaciteitsvergroting van bestaande (biologische) zuiveringsinrichtingen staat daarbij centraal. De bedrijfsvoering, operationele en economische aspecten zijn belangrijke aandachtspunten binnen dit project. De werkzaamheden binnen het onderzoeksproject concentreren zich met name op een uitgebreid meetprogramma op de rwzi Amstelveen vooraf en ten tijde van de geavanceerde voorzuivering (met alleen PE) en de metaalzoutdosering. Het project is in vier opeenvolgende onderdelen opgesplitst met vooraf en tussendoor referentieperioden: - referentieperiode: analyse van de werking van de rwzi Amstelveen onder huidige omstandigheden. Het jaar 2003 geldt als referentiejaar. Vooraf aan de PE-testen en tussen de verschillende testperioden zijn referentieperioden ingelast om de werking van de rwzi zonder geavanceerde voorzuivering herhaaldelijk te toetsen. In de referentieperioden zijn de parameters geanalyseerd zonder dat PE werd gedoseerd (PE = 0 mg actief PE/100 NTU/l); - periode PE: analyse van de werking van de rwzi Amstelveen met PE-dosering (0,2 0,6 mg actief PE/100 NTU/l) op de voorbezinktanks. De PE-perioden zijn onderverdeeld in: Test 1: PE = 0,21-0,38 mg PE/100 NTU/l, PE-dosering werd gestuurd op troebelheid in aanvoer VBT; Test 2: PE = 0,15-0,32 mg PE/100 NTU/l, PE-dosering werd geregeld op troebelheid in afloop VBT; Test 3: PE = 0,20-0,56 mg PE/100 NTU/l, PE-dosering werd geregeld met controle op troebelheid in af-loop VBT. periode Me: analyse van de werking van de rwzi Amstelveen met een dosering van metaalzout (3,0-7,0 mg Me/l) op de voorbezinktank (Me-scenario). Fe-dosering werd debietproportioneel gestuurd. In deze fase is geen organisch polymeer gedoseerd. 17