Optimaal beheer van slib. 21 april 2011



Vergelijkbare documenten
Slibverwerking. 1 Inhoud... 1

De afvalwaterzuivering als energiefabriek

1.7 Innovatie Afsluitend... 16

Waterkwaliteit 2: Natuur/chemie

TECHNISCHE GEGEVENS ASTERIA 750 WATERZUIVERINGSSTATION

1 Inleiding Leerdoelen... 19

Productie van groene energie uit afval en afvalwater: rentabiliteit door duurzaamheid

1. De relativiteit van de effluentkwaliteit

Totale verwerking van mest en/of digestaat

Tabel 1 - Waterkwaliteit voor een aantal parameters (indien geen eenheid vermeld is de eenheid in mg/l). aeroob grondwater

Aantoonbare optimalisaties op rwzi s door toepassing van flotatietechniek

Thermische Druk Hydrolyse

Operationele bedrijfsvoeringsproblemen awzi Dow Terneuzen. Carmen Huth (Dow) en Amor Gaillard (Tauw)

Grijs Water Recuperatie. Rik Daneels

Geniaal van mest en digestaat naar nutriënten en schoon water. Wilbert Menkveld

GER-waarden en milieu-impact scores hulpstoffen voor de afvalwaterzuivering. Heleen Pinkse

2 De zuivering van afvalwater Typen bedrijfsafvalwater De zuivering in vogelvlucht Afsluiting 21

Cellulose Assisted Dewatering of SLudge:

1 Inleiding Leerdoelen... 21

(Fermenteren) ECP technologie beschrijving. Proces: Anaerobe (Droge) vergisting

Organische vracht continue on-line bewaken. Peter-Jan van Oene, 8 november 2011, nieuwegein

Chris Ruiken. 21 juni 2011

Afvalwater: een bron van mogelijkheden. 12 april 2016 Sigrid Scherrenberg

Paragraaf 1: Fossiele brandstoffen

LUCHTVERONTREINIGING EN -ZUIVERING

PHA s uit afvalwater en reststromen, een update;

Vergistingstest BATCHTESTEN. Klant 2401/086/A1. Testsubstraat: Maisrestanten. Mystery Man

Techniek afvalwaterzuivering

Slimmere slibgistingstechniek: nog meer energie uit afvalwater

VISION ON SUSTAINABILITY

Revisie nummer: Z ABN-Amro Son:

Toets 5.1 Waterzuivering (ppt + aanvullend lesmateriaal)

Praktijk : Voorschrift bacterieel wateronderzoek

Watertechniek en mestverwerking

Koelwatersystemen en chemische waterbehandeling. Irma Steemers-Rijkse Novochem Water Treatment Houten

Toepassing van Anaerobe MBR-Membranen: een Praktijkvoorbeeld. AQUARAMA ANAEROBE MBR - PANTAREIN WATER 2

INHOUD. Voorwoord 13. Inleiding 15 Indeling van milieuproblemen 19 Indeling van dit boek 19 Inleiding tot de Vlaamse milieuwetgeving voor bedrijven 19

Stand van zaken inzake vergisting van huishoudelijk afval in Europa Bruno Mattheeuws OWS NV. Groene energie uit GFT, 19 april 2013 Gent

Anaërobevergisting van GFT afval

Energie uit afvalwater

STIKSTOF & FOSFOR CURSUSBOEK NIEUWEGEIN

AWZI Schiphol. Ervaringen met het DEMON-proces. Marthe de Graaff. 22 mei 2019

beschrijving zuiveringsproces MOBIELE AFVALWATERZUIVERING

OPTIES VOOR MESTVERWERKING

Chemie (ph) bij het inkuilen Scheikunde klas V41a en V41b door Erik Held

Drinkwater een goede bron voor de levensmiddelenindustrie. VMT/EHEDG bijeenkomst Geo Bakker, 2 december 2014

GRENZELOOS BIOBASED ONDERWIJS

Dit document is van toepassing op de vergunningaanvraag lozing brijn en reststromen waarbij effluent AWZI Suiker Unie als grondstof wordt ingenomen.

KOELTORENS: BEHANDELING SUPPLETIEWATER DOET WERKINGSKOSTEN DALEN

Compact Plus biogasinstallatie, Lierop, 600 kw

WAT BIED BORALIT AAN?

Stalmestopslag op de kopakker: Hoe risico op uitspoeling beperken en een waardevol product maken?

Mest als basis voor energie en grondstoffen

IGEAN milieu & veiligheid. Demodag. Bermg(r)as. Peter Magielse technisch directeur

Fosfor in en uit Afvalwater

Mestverwerking in De Peel

BIOLOGISCHE AFVALWATERZUIVERING WERKT 66% GOEDKOPER NA OPTIMALISATIE

Organismen die organisch en anorganische moleculen kunnen maken of nodig hebben zijn heterotroof

BIJLAGE 7: BEOORDELING VAN ECONOMISCHE HAALBAARHEID VAN VERDERGAANDE ZUIVERINGSTECHNIEKEN

Watertechnologisch Seminar Industriewater Eerbeek - ENVAQUA

LITERATUURSTUDIE SLIBDESINTEGRATIE

Organisch (rest)materiaal als Bodemverbeteraar

Mogelijkheden van vergisting voor de productie van biogas. Bruno Mattheeuws 09 juni 2007

Studie-avond spuiwater. Inhoud 11/03/2015

Gietwatervoorziening AFC Nieuw Prinsenland

voor de deur Mobiele opvangmiddelen voor afvalwater Opslag van afvalwater Clean Water Mobiele waterzuiver

Fosfaatterugwinning Waterstromen Locatie Olburgen

ZUIVER WATER VRAAGT OM ZUIVERE OPLOSSINGEN. Water Treatment Chemicals

Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 1 + 2

Hoogbelaste voorzuivering afvalwater inventarisatie en bouwstenen voor het A-trap-procesontwerp

Bijlage 4: Milieu en energieprestaties: Emissies van de toekomstige rwzi Utrecht (DM )

Grontmij. A fascinating company

Basisscheikunde voor het hbo ISBN e druk Uitgeverij Syntax media

Eindexamen scheikunde 1-2 vwo 2008-I

Notitie. Inleiding. Belangrijke kostenposten. Groene weide

NEO-alginaat. Nationale watertechnologie week. Gorinchem 22 maart 2017 Maarten Schaafsma

DE NIEUWE DETERGENTENVERORDENING: FACT SHEET OVER DE AEROBE BIOLOGISCHE AFBRAAK VAN OPPERVLAKTEACTIEVE STOFFEN

LIMBURG WATERSCHAPSBEDRI-JF. Waterschapsbedrijf Limburg is een samenwerkingsverband van Waterschap Peel en Maasvallei en Waterschap Roer en Overmaas

Waterbeheer in de autoindustrie

RWZI Tilburg Energie- en grondstoffenfabriek

Mestscheiding Annelies Gorissen

ILVO. Nieuwe organische meststoffen: wat zijn ze waard?

PACCO-PARAMETERS DO - DOSSOLVED OXYGEN EC- DE ELEKTRISCHE CONDUCTIVITEIT ORP- DE REDOXPOTENTIAAL T - DE TEMPERATUUR. PaccoParameters

Vergisting van eendenmest

Stikstofeis noodzaakt rwzi Dokhaven tot innovatie Waterkwaliteit > Afvalwaterbehandeling > Beschrijving van r.w.z.i.

Hergebruik van recirculatiewater in de aardbei stellingteelt

MOL LIK. Al meer dan 15 jaar staat de MOL-technologie voor betrouwbaarheid en kostenefficiëntie.

Full scale de-ammonificatie in de waterlijn

Toiletpapier een waardevolle grondstof GaLiCos: Strippen NH 3 uit afvalwater

Biologische afbreekbaarheid: enkele fabels en feiten op een rij

Transcriptie:

Optimaal beheer van slib 21 april 2011 1 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Bronnen van slib Voorbehandeling Spontane bezinking flotatie Fysico chemische voorzuivering Biologische zuivering Bioslib Tertiaire zuivering Fysico chemisch slib 2 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Fysico chemie 3 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Voorbehandeling Bezinking Afscheiden van stoffen die spontaan bezinken In buffers met sporadische reiniging Gevaar van rotting In voorbezinkers Vaak een mengsel van latex, spinolie - spinfinish, additieven, zetmeel, sterkmiddel, begeleidingsstoffen van grondstoffen (was, pectines,...), drukpasta,... Fysico chemie Afscheiden van stoffen in emulsie 4 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Definities Colloïdale deeltjes: Suspensie van gedispergeerde deeltjes gestabiliseerd door elektrische ladingen (negatief). Vb: Verf, inkt Coagulatie: Het destabiliseren van colloïdale deeltjes door hun lading te neutraliseren met een toegevoegde chemische stof, een zogenoemde coagulant Coagulanten: Chemische stoffen die de lading zullen neutraliseren zodat de colloïdale deeltjes elkaar kunnen naderen. => Vorming van pinvlokken 5 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Coagulatie - Praktijk Door het neutraliseren van de ladingen kunnen de deeltjes samenklitten particles 6 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Verschillende coagulanten Anorganische coagulanten (driewaardige metaalzouten) Organische coagulanten Mengsel van coagulanten (anorganisch & organisch) Natuurlijke derivaten Klei Zetmeel Tannines 7 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Anorganische coagulanten Veel voorkomenende anorganische coagulanten : PAC of Poly Aluminium Chloride Fe 2 (SO 4 ) 3 FeCl 3 Werkingsmechanisme: Ladingsneutralisatie door het trivalente kation Reeks van verschillende reacties die optreden 8 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Anorganische coagulanten Voordelen: Lage kilo prijzen Makkelijk beschikbaar Kunnen een positief effect hebben op P verwijdering of een P tekort veroorzaken Geven volume/structuur aan kleine pinvlokken Nadelen: Werking is ph afhankelijk Zullen de ph van het systeem verlagen Zijn corrosief: Veiligheid Opslag Lekken Genereren zeer veel slib Negatief effect op de totale kost/verwerking Voegen Cl- en SO 2-4 toe 9 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Organische coagulanten Korte 100 % kationische polymeren (positief geladen) DADMAC: diallyl-dimethyl ammonium chloride Epi: epichlorohydrin DMA: dimethylamine DMAEA: dimethyl-aminoethyl-acrylate Poly Acrylamides Poly Amines Zijn beschikbaar in verschillende moleculaire gewichten en structuren. 10 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Organische coagulanten Voordelen: Minder ph afhankelijk (breder werkingsgebied) Zullen de ph niet beïnvloeden Genereren een minimale hoeveelheid extra slib Dosering is doorgaans veel lager in vergelijking met anorganische coagulanten Kost efficiënt (±) Geen toevoeging van Cl- of sulfaten Nadelen: Hoge kostprijs per kg Overdosering leidt tot omkering van de lading (vorming colloïdale deeltjes) 11 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Natuurlijke coagulanten Veel voorkomende types: Tannines (afvalproduct) Eigenschappen: Hoog moleculair gewicht Zeer goede vlokvorming Efficiënt bij lage ph HO HO O O OH OH OH HO O OH OH HO O HO O O OH OH OH Stevige vlok zonder verhoogde slibproductie Milieu vriendelijk Wordt veel gebruikt in combinatie met FeCl 3 om slibproductie te minimaliseren HO Active centers HO O HO HO OH OH HO HO HO OH OH O OH OH O OH HO OH O OH OH OH O OH HO OH 12 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Definities Flocculatie Flocculatie is het vormen, of opbouwen van kleine deeltjes middels het mechanisme van brugvorming Flocculant Lange keten polymeer welke er zorg voor draagt dat kleine deeltjes, grotere deeltjes, genaamd vlokken, vormt De gevormde grotere vlokken zullen daardoor sneller bezinken zodat uitspoelen van deeltjes beperkt wordt (Mechanisme: Brugvorming) 13 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Flocculatie - mechanisme Polymeren worden gebruikt Hebben een zeer hoog moleculair gewicht (> 1 miljoen) STAP 1 : Vorming van de vlok Onomkeerbare adsorptie van de deeltjes over de lengte van de polymeer molecuul. STAP 2 : Ontwikkeling van de vlok Brugvorming; botsing met ander deeltje Verdere groei door meerdere botsingen STAP 3 : Samenstelling Vlokken gaan kapot : zacht SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 Vlokken zijn sterk : hard 14

Flocculant Typen Poeder polymeren Latex polymeren of emulsie polymeren Aanwezigheid minerale olie in ontwaterd slib Dispersie polymeren of watergedragen polymeren 15 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibproductie bij fysico chemie Slib bestaat uit Zwevende stoffen Colloidaal materiaal Coagulant Flocculant Slibproductie minimaliseren door Correcte dosering van chemicaliën Keuze van gebruikte producten 16 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Flotatie/bezinking Spontane flotatie Combined static oil/grease and settleable solids removal Outlet Inlet Storage oil/grease Clean water compartment Storage settled material Water flow 17 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Flotatie Drukflotatie Dissolved air flotation Coagulatie compartiment Flocculatie compartiment Slibschraper Flotatie compartiment Effluent Slibevacuatie Inlaat Distributie Pressurisatie cel Retourpomp Bodemspui Terugvoer van Pressurisatie water 18 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Biologische zuivering 19 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Aerobe versus anaerobe afvalwaterzuivering C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 HCO 3 - + 6 H + energieopbrengst = -2843 kj/mol één type organisme C 6 H 12 O 6 + 3 H 2 O 3 CH 4 + 3 HCO 3 - + 3 H + energieopbrengst = -404 kj/r meerdere types van organismen 20 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Verband tussen slibbelasting, slibproductie en slibleeftijd voor aerobe zuivering Slibopbrengstcoëfficient en slibleeftijd i.f.v de slibbelasting 30.00 0.4 25.00 0.35 0.3 20.00 0.25 15.00 0.2 Gemiddelde SLT Slibopbrenst Y 10.00 5.00 0.15 0.1 0.05 0.00 0 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 Slibbelasting (kg bczv/kg MLVSS.d) 21 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Effecten van lage slibbelasting op slibkwaliteit Speldekopslib 22 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Effecten van lage slibbelasting op slibkwaliteit Filamenteus licht slib bij lage slibbelasting Kinetische selectietheorie (Chudoba et al., 1973) Meeste draadvormers gedijen op vlot afbreekbare substraten Lage belasting stimuleert een brede range van draadvormers 23 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Effecten van slibbelasting op slibkwaliteit Filamenteus licht slib MICROTHRIX PARVICELLA OK! TYPE 0041 G+ 24 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Effecten van lage slibbelasting op slibkwaliteit Proto- en Metazoa: voorkomen in actief slib in functie van procesefficiëntie 25 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibafscheiding Bezinker versus membranen 26 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibverwerking 27 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Doelstellingen van slibverwerking Volumereductie Stabilisatie Slibreductie Hygiënisatie Energierecuperatie Materiaalrecuperatie 28 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van de slibbehandelingstechnieken Slibproductie Volumereductie (Conditionering +) Indikking Ontwatering Droging Slibreductie, stabilisatie & hygiënisatie Biologisch Chemisch Fysisch Eindafzet Toepassing in bodem (landbouw, wegenwerken, ) Verbranden Storten Recuperatie 29 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Doelstellingen van slibverwerking Volumereductie Particulaire verontreiniging is vaak in relatief weinig geconcentreerde vorm aanwezig Volumereductie is noodzakelijk om kosten te reduceren Eindvolumes afval verminderen Transportkost verminderen Kost van volumereductie moet in evenwicht zijn met kost van eindafzet Methoden Indikking : gravitair of mechanisch Ontwatering : zeefbandpers, kamerfilterpers, centrifuge Droging 30 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Uitgangspunten Afvoerkost aan 5 % DS = 30 /ton 3.8 extra per % DS => 87 aan 20 % DS Ontwatering met centrifuge Kostprijs ( /kg DS) 31 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Doelstellingen van slibverwerking Volumereductie 32 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Volumereductie : indikking Gravitaire indikking Biologisch slib 20 à 40 kgds/m 2 /d DS : 2 à 4% (5 9% voor uitgegiste slibs) Minerale slibsoorten : 100 200 kgds/m 2 /d DS : 8 à 12% 33 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Volumereductie : indikking Mechanische indikking Ontwateringstafel (bandfilters, vacuümfilter) of ontwateringsdrum Voorafgaande conditionering met poly-elektrolyt DS: 5 à 7% (voor secundair slib) Compact proces, onmiddellijk na slibspui 34 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Volumereductie : ontwatering Drie meest courante systemen : Zeefbandpers Kamerfilterpers Decantor / centrifuge Eindresultaat : 15-40%DS 35 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering ontwatering Processchema 1 : ontwatering na indikking of tijdelijke opslag Influent Effluent Indikking Polymeer aanmaak Biologische zuivering afvalwater Processchema 2 : rechtstreekse ontwatering Influent Polymeer aanmaak Effluent Biologische zuivering afvalwater 36 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering ontwatering Processchema 3 : ontwatering na mechanische indikking Influent Biologische zuivering afvalwater Effluent Polymeer aanmaak Indikking 37 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering ontwatering Processchema 1 : fractie naar de ontwatering heeft hogere ingaande droge stof en lager debiet Processchema 2 : Lagere ingaande droge stof en hoger debiet Constantere samenstelling, zeker bij batchgewijze werking Geen vergisting in de opslag (ook vermijden tolueenvorming) zeker belangrijk indien (organisch) primair en biologisch slib samen ontwaterd worden Vermijden vrijstelling van nutriënten (stikstof en fosfor) Vaak stabielere werking Processchema 3 : voorafgaande mechanische indikking Hogere ingaande droge stof naar centrifuge zonder beperking van gravitaire indikking 38 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Slibreductie stabilisatie - hygiënisatie Stabilisatie Hygiënisatie Reductie Biologisch Aerobe stabilisatie V V V Anaerobe stabilisatie V V V Compostering V V V Chemisch Bekalking V Ozon (V) V Fenton (V) V Fysisch Ultrasoon (V) V Thermisch V V 39 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Slibreductie stabilisatie - hygiënisatie Aerobe stabilisatie Beluchting Aerobe afbraak : omzetting naar CO 2 en water Hygiënisatie www.water.siemens.com Anaerobe stabilisatie Zonder zuurstof Anaerobe omzetting van slib naar biogas (methaan en CO 2 ) Hygiënisatie www.lenntech.com 40 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering gravitaire indikking en aerobe biologische stabilisatie Influent Schema 1 : Klassieke benadering Effluent Aerobe stabilisatie Ontwatering Biologische zuivering afvalwater Influent Indikking Schema 2 : Indikking in circulatie over aerobe stabilisatie Biologische zuivering afvalwater Effluent Aerobe stabilisatie Ontwatering Indikking 41 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Aerobe stabilisatie Aerobe stabilisatie Beoogde reductie: 50% organische stof, ongeveer 1/3e slib (sterk afhankelijk van de slibbelasting in de aerobe zuivering!) Verblijftijd 10 dagen bij 20 C minimaal (wettelijk voor uitvoer naar landbouw) normaal slibverblijftijd van 20-30 dagen (efficiëntie 10 d bij 20 C = 30 d bij 10 C) Belasting rond 2 kgvss*/m³/d Voordeel: zeer eenvoudig systeem Nadeel: beluchtingsenergie, stikstof- en fosforvrijstelling *VSS : Volatile Suspended Solids = organische zwevende stoffen 42 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Aerobe stabilisatie Basisprincipe : temperatuur - tijdrelatie Proces is sterk temperatuursafhankelijk Vuistregel : T ( C) x t (d) = cte Vb : T x t = 400 : effect van 20 dagen stabilisatie bij 20 C = 40 dagen stabilisatie bij 10 C =10 dagen stabilisatie bij 40 C Bron : Metcalf & Eddy Wastewater Engineering 4th edition Wettelijke vereisten in Vlaanderen voor toepassing landbouw : verblijftijd van 10 dagen 43 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering gravitaire indikking en anaerobe biologische stabilisatie Influent Effluent Indikking Biologische zuivering afvalwater Anaerobe vergisting Warmtewisselaar Waterzuivering Gasverbranding Reactor Ontwatering Spuislib WZI 44 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 Afvoer slib

Anaerobe stabilisatie Anaerobe verwerking Meer toepassingen : Groene stroomcertificaten Meestal niet op bedrijfsniveau Transport wordt belangrijk (rechtstreeks pompen van vloeibare fracties / na ontwateren) Meestal met bijmenging van andere stromen die meer vergistbaar materiaal bevatten Complexe problematiek van waterzuivering van het filtraat en indikking van het digestaat Afbraak, hygiënisatie en gasproductie afhankelijk van verblijftijd en temperatuur Mesofiel (20 45 C : optimum 37 C) : 30 40 dagen Thermofiel (45 70 C : optimum 50 C) : korter (10 20 d) 45 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Anaerobe vergisting : de waterzuivering als energieproductieplant OBA Biogaspotentieel (m 3 /ton) Secundair slib 50 Maagdarm inhoud 61 Groenteafval 65 Keukenafval 50-200 Aardappelschillen 70 GFT 100 Vetten 400-800 46 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Slibreductie stabilisatie - hygiënisatie Compostering Aerobe afbraak : omzetting naar CO 2 en water Op vast product (bijmenging) Hygiënisatie Bekalking (Ca(OH) 2 ) Hygiënisatie (ph > 12) Conditionering Landbouwkundige meerwaarde http://www.extension.iastate.edu http://www.euroby.com 47 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering ontwatering - bekalking Processchema : nabekalking met ongebluste kalk (poeder) CaO Influent Polymeer aanmaak Effluent Biologische zuivering afvalwater Processchema : bekalking met kalkmelk Influent Ca(OH) 2 Polymeer aanmaak Effluent Biologische zuivering afvalwater 48 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Hygiënisatie met kalk Effect van ongebluste kalk op ph en temperatuur Bron : Metcalf & Eddy Wastewater Engineering 4th edition 49 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Hygiënisatie met kalk Invloed op hydrolyse van organische stof ifv tijd, temperatuur en ph 50 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Hygiënisatie met kalk Impact op eind DS na ontwateren Effect op droge stof bij toevoeging van kalkmelk voor ontwatering soms duidelijke toename in DS gehalte in functie van de dosering niet altijd het geval Bron : The strategic use of liquid lime in sludge treatment (www.britishlime.org) 51 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Hygiënisatie met kalk Operationele aspecten Goede menging is heel belangrijk voor eindresultaat (reductie pathogenen) Toevoeging van kalkmelk voor ontwatering levert in het algemeen een retourwater met meer zwevende stof (kalkdeeltjes en neergeslagen carbonaten) in vergelijking met slib dat niet behandeld is of biologisch gestabiliseerd is Hydrolyse van organische zwevende stoffen : hogere COD van retourwater Toevoeging van kalkmelk voor ontwatering : soms minder goede flocculatie door te hoge ph (werking van de polymeren!) Vrijstelling van ammoniak in de omgevingslucht, captatie van H 2 S veiligheid corrosie 52 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Slibreductie stabilisatie - hygiënisatie Slibdestructie ozon/fenton Ultrasone destructie Biologisch slib In combinatie met biologische stabilisatie Biologisch slib In combinatie met biologische stabilisatie www.airproducts.be 53 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 www.hielscher.com

Opbouw van de slibverwerkingsketen Voorbeeldschema s : Biologische zuivering gravitaire indikking en aerobe biologische stabilisatie Desintegratie van het slib : Organisch materiaal van bacteriën wordt gedeeltelijk geoxideerd Deel komt vrij als biologisch afbreekbaar materiaal dat in de aerobe stabilisatie afgebroken wordt Influent Schema 3 : Slibdesintegratie met ozon Effluent Aerobe stabilisatie Ontwatering Biologische zuivering afvalwater Indikking Ozonisatie Ontgassing 54 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibdesintegratie met ozon : basisprincipe Slibdesintegratie met ozon (O 3 ) : oxidatieve destructie 55 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 Bron www.airproducts.com

Slibdesintegratie met ozon : Processchema 56 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 Bron www.airproducts.com

Slibdesintegratie met ozon : Ozongenerator 1 kg Ozon vereist : 10 kw energie voor ozon 4 kw energie voor koeling 10 kg zuivere zuurstof 57 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011 Bron www.airproducts.com

Balans 1 kg Ozon geïnjecteerd : 5,5 kg ODS verwijderd Kost per kg ODS verwijderd : 400 (operationele kost) 10 kwh per kg O 3 4 kwh per kg O 3 voor koeling 10 kg O 2 per kgo 3 80 /MWh 110 /ton vloeibare zuurstof Enkel mogelijk voor slib dat zeer duur is in verwijderingskost 58 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Overzicht van slibbehandelingstechnieken Slibreductie stabilisatie - hygiënisatie Thermische behandeling hygiënisatie (desinfectie) Disinfectie Ascaris ova (meest resistent) >62 C 1 uur >50 C 1 dag >46 C 1 week Aerobe stabilisatie < 45 C vereist 30-50 dagen Desintegratie (destructie) Hogere temperaturen Soms samen met chemische behandelingen 59 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibverwerking Brussel Noord 60 SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : basisprincipe Geluidsgolven boven hoorbaar gebied >200 khz Hoge energie inhoud Bron : Khanal et al. 2007 61 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : basisprincipe Drukgolven (hoge en lage drukgebieden) leiden tot cavitatie lage druk : gas ontsnapt uit vloeistof hoge druk : gasbellen groeien en exploderen grote schuifkrachten op deeltjes lokaal zeer hoge temperatuurtoename productie van radicalen (OH, HO 2 en H ) 62 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : effecten Desintegratie van slibvlokken Bron : Khanal et al. 2007 63 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : effecten In oplossing gaan van organisch materiaal Zeer hoge energievraag Bron : Khanal et al. 2007 SCOD = soluble COD 0 5,6 11,1 16,7 22,2 Specific energy (kwh/kgts) 64 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : effecten Verbetering van de anaerobe vergistbaarheid : Kortere verblijftijden : 8 à 10 dagen in plaats van 30 dagen Hogere biogasopbrengst Hogere verwijdering van organisch materiaal Betere ontwaterbaarheid en daling polymeerverbruik Gebeurt reeds bij lagere energie-input dan omzetten in soluble COD : realistischer op praktijkschaal 65 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : Praktijktoepassingen Investeringskost : 20 000 /kw geïnstalleerd vermogen Gemakkelijk integreerbaar in bestaande systemen Voornamelijk toegepast als voorbehandeling voor anaerobe digestie Op vloeibare stromen (1-3% DS) 7, 12 en 48 kw ultrasound installatie voor slibbehandeling (www.hielscher.com) 66 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : Praktijktoepassingen Voorbehandeling voor anaerobe vergisting CITY GERMANY SLUDGE TYPE POP EQUIV Ultrasound Load (kw) COMMISSION ED Wiesbaden Mixed 360000 48 April, 2002 Mannheim Mixed 725000 24 December, 2001 Rüsselsheim Mixed 80000 10 July, 2001 Darmstadt Mixed 180000 16 Süd 100% Secondary November, 2000 40000 6 May, 2000 Detmold Mixed 95000 14 April, 2000 67 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Ultrasone desintegratie van slib : Praktijktoepassingen Pay back periode : gemiddeld < 2 jaar Verhoogde verwijdering van organisch materiaal : 30 45% Toename biogasproductie : 30-45% Vermindering van slib droge stof : 5 25% Toename DS gehalte bij ontwatering na vergisting : 5-10% Vermindering polymeerverbruik : 15-45% Positieve effecten op aerobe zuivering : o.a. verbeterde denitrificatie 68 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Kosteninschatting van slibverwerking 69 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

Slibverwerking 70 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011

EPAS NV Dok Noord 4C bus 003 9000 GENT Belgium Tel +32 9 381 51 30 Fax +32 9 221 82 18 info@epas.be www.epas.be 71 - SUSPRO³ - Slibreductie - 21 april 2011