onderzoeken Peka Kroef 2011/2012 1
Verwerking van > 200.000 ton aardappelen per jaar Productie van gekookte aardappel producten Verbruikt hierbij ca. 600.000 m 3 water. Produceert hierbij ca. 500.000 m 3 afvalwater met veel CZV, stikstof en fosfaat Het gezuiverde afvalwater werd tot 2011 op het oppervlaktewater geloosd. 2
Afvalwater behandeling Biogas installaties voor vergisting van biomassa Biologische behandeling van digestaat Vernieuwende energie productie van biogas Ontwikkelen van innovatieve technologieën Ontwerp, begeleiding en bouw van milieu-installaties Vergunningaanvragen en ruimtelijke ordening procedures 3
Productie groei Stijging prijs drinkwater Lozingsnormen P-conc. Hergebruik van proceswater vergroten Reversed Osmosis sinds 2008 met steun provincie Noord-Brabant Door chemische defosfatering wordt veel chloride en/of sulfaat aan het water toegevoegd. MBR-effluent i.c.m. toename zouten in RO-brine (verhoging hergebruik) leiden tot overschrijding lozingseisen oppervlaktewater 4
Convenant gesloten om duurzaam watergebruik mogelijk te maken Kroef loost minder zouten en een lager debiet (brine) op de RWZI Het waterschap verwijdert extra fosfaat op de RWZI Land van Cuijk door realisatie van een Anphos op het rejectiewater van de slibgisting AFSPRAAK: Brine mag op de riolering geloosd worden, mits de fosfaatvracht laag genoeg is. 5
6
Voorbezinking Buffertank Mengtank UASB reactoren Biogas reiniging Bidox Wkk/stoomketels/fakkel Anphos Actiefslib met intermitterende beluchting en MBR 7
1. Verhoging RO-rendement; 2. Behandeling RO-brine BIDOX η 33% elektrisch Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Mg Effluent Afvalwater MBR UASB Striptank Anphos Aërobie zuur Struviet Drinkwater/ketelvoedingswater 20% 80% RO Stripper Brine Pellet reactor Striptank NaOH Pellets Naar RWZI 8
Start project: januari 2011 Recovery: 45 % Permeaat productie: 10 m 3 /u 9
2 traps systeem: Trap 1: drie drukbuizen, vier membranen per buis Trap 2: twee drukbuizen, vier membranen per buis Membranen: Spiraal gewonden polyamide brakwater membranen Oppervlakte: 37,2 m 2 per membraan 10
Aanpak: Samenstellen projectteam: Peka Kroef, RWB Waterservices en Colsen Reinigingsfrequentie vaststellen; Bepalen soort vervuiling (biologisch en/of anorganisch); Vaststellen samenstelling anorganische vervuiling (scaling); Voorkoming van (fosfaat)scaling door vergroten oplosbaarheid (ph correctie); Stoppen van anti-scalant dosering; Stapsgewijs verhogen van recovery naar 70%; Staken van ijzerdosering in de biologie; Lozing op de RWZI Land van Cuijk. 11
1. Aanzuren van het RO-influent ter voorkoming van (fosfaat)scaling; 2. Een goede voorreiniging met zakkenfilter (25 micron) en kaarsenfilter (5 micron); 3. Recirculatie aanbrengen. Stoppen met recirculatie op stage 1; 4. Stoppen met het doseren van anti-scaling middelen; 5. IJzerdosering in bioloog gestopt (minder chemicaliën en minder slib); 6. Reiniging met (basis) chemicaliën zodat er met schone membranen wordt gestart (restvervuiling voorkomen); 7. Frequentie hogedrukpomp verhoogd; 8. Biofouling beperkt door frequentere flushes (shock treatment) met P.A.A. 12
1. Geen anti-scalant sinds 1 jaar; 2. Oplosbaarheid zouten in RO-influent is vergroot door aanzuren; Cruciaal tvv scaling. 3. Frequenter pressure flush met P.A.A. Voorkomen van biofouling (op zakfilter). 4. Geen recirculatie van brine op stage 1. 70% recovery 50% lagere langsstroomsnelheid dan voorgeschreven. 5. Standaard chemicaliën tbv reiniging RO. 13
Debiet permeaat: 10 m 3 /u Recovery: 70 % Flux: Anti-scalant: ph correctie: Periodieke flushes: Biocide: Circa 13,5 l/m 2 u Géén Aanzuren 15 min per 5 uur Per-azijnzuur (shock) 14
Voor [mg/l] (Analyse: 12 nov 2010) Na [mg/l] (Analyse: 20 sept 2011) Chloride 270 160 Fosfaat (totaal) 1,2 26 IJzer 0,21 0,057 Sulfaat (opgelost) 270 84 15
Voor Debiet permeaat m 3 /u 10 10 Na Recovery % 45 70 Flux l/m 2 u 13,5 13,5 Debiet voedingswater m 3 /u 22 14,3 Debiet brine m 3 /u 10 4,3 Standtijd Weken 3 + 4 Anti-scalant Ja Nee ph correctie Nee Ja 16
2012 Systeemgrenzen opzoeken: Maximale recovery: 75, 80 of 85%? Ondergrens bepalen van langsstroomsnelheid Realisatie van RO op volledige effluentdebiet Peka Kroef in 2012 17
Door het stoppen van de ijzerdosering in de biologie loopt het fosfaat gehalte in de brine op tot 85 125 mg/l Aanpak: Samenstelling projectteam Peka Kroef en Colsen Analyse brine samenstelling Laboratoriumtesten Realisatie pilot Pilottesten Aanpassing pilot *Momenteel: Optimalisatietraject pilot 18
Verhouding Mg, K, PO 4 voldoende voor struvietvorming. Strippen en NaOH dosering voldoende voor verwijdering van > 80%. Wollige neerslagvorming bij ph > 8,2. 19
20
Striptank Mengtank Bezinktank Ontwatering 21
Verwijdering van ortho-p > 80% Wollige neerslag 22
Mg evenwicht veranderen tbv struvietvorming. Géén verbetering, nog steeds wollige neerslagen. 23
Labtesten: Pilottesten: 24
Mooie korrel Omslagpunt vorming wollige neerlag bij ph 8,2. Verwijdering P-ortho: >80% Verwijdering P-totaal: >45% 25
Verwijdering [%] 100% P verwijdering uitgezet tegen ph 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 7,50 7,70 7,90 8,10 8,30 8,50 8,70 8,90 9,10 9,30 9,50 ph ortho-p P-tot Lineair (ortho-p) Log. (P-tot) 26
P-tot verwijdering [%] 100% P-tot verwijdering uitgezet tegen de temperatuur 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 P-tot verwijdering Temperatuur [ C] Lineair (P-tot verwijdering) 27
Verhogen rendement pelletreactor door: Doseren loog op meerdere hoogtes in reactor Optimalisatie fluïdiserend bed (realisatie van plexiglazen reactor) Hogere pellet reactor of twee opeenvolgende pellet reactoren Aangepaste snelheid in het fluïdiserend bed 28
1. Optimalisatie in praktijk is altijd wenselijk. Initiële procesinstellingen van RO-leveranciers zijn puur richtlijnen. RO is maatwerk! 2. Waterhergebruik binnen de voedselverwerkende industrie tot 70% is haalbaar. 3. Fosfaatscaling kan voorkomen worden door ph conditionering van het influent. 4. Overige scalingsverschijnselen zijn niet noemenswaardig; anti-scalant is overbodig. 5. Biofouling kan beheerst worden door shock dosering van per-azijnzuur (standtijden tot 4 à 5 weken). 6. Basis chemicaliën zijn geschikt om reinigingen mee uit te voeren. 7. Als ketelvoedingswater kan een indikking worden bereikt van 30 50x 8. Kosten om MBR effluent op te werken tot ketelvoedingswater bedragen ca. 0,58 / m 3 29
1. Struvietvorming in RO brine verloopt niet volgens theoretische benadering. 2. Er ontstaan ongewenste precipitaties bij een ph > 8,2. 3. Fosfaten kunnen zich onder de juiste condities afzetten tegen een zandkorrel en vormen hiermee zogenaamde pellets. Deze bevatten > 20 % fosfaat. 4. P totaal verwijdering > 58 % is haalbaar. 5. Kosten bedragen naar verwachting ca. 0,06 per m 3 permeaat 30
31