Publicatie | Land + Water

nederlands
english


 
  WelkomOver Triqua InternationalMarktenToepassingenTechnologieënServicesReferentiesPublicatiesBegrippenlijst

Drs. J. Brinkman

Zuivelproducent FrieslandCampina produceert op haar locatie in Maasdam producten zoals fruityoghurt, drinks en vla. Het afvalwater werd tot de inbedrijfname van de Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) in de tweede helft van 2009 ongezuiverd geloosd op het riool. Vervolgens werd het tegen hoge kosten behandeld bij de rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) van de gemeente Zwijndrecht. Dit was aanleiding om op zoek te gaan naar een kosteneffectieve methode om de kosten van de verwerking van het afvalwater te verminderen.
 
Randvoorwaarden
Randvoorwaarde bij de realisatie van de afvalwaterzuiveringsinstallatie was binnen de verleende Wvo-vergunning (Wet verontreiniging oppervlaktewateren) te blijven. Omdat daarin dunwatercriteria voor lozing op de rwzi waren opgenomen (< 350 liter/ve (vervuilingseenheid), CZV/TKN >8 (chemisch zuurtofverbruik/totaal Kjeldahl stikstof) en CZV/P > 50), was het niet mogelijk het afvalwater al te verregaand te zuiveren.

Uit een voorstudie – met een vergelijking van biologische en fysisch-chemische technieken – kwam de aerobe MBBR-technologie van Triqua als best passend naar voren. De belangrijkste procestechnologische voordelen vergeleken met conventioneel aeroob zuiveren waren de hoge omzettingsnelheid van het proces (2 tot 4 kg CZV/m3.dag), het ontbreken van een retourslibstroom met veel zwevende vaste stof en de goede inpasbaarheid van de MBBR in bestaande tanks.

Voor de zuivelproducent was het laatste aspect een groot kostenvoordeel, omdat het hierdoor mogelijk was de twee bestaande mechanisch geroerde opslagtanks met een watervolume van elk maximaal 1.192 m3te gebruiken. Eén tank kon worden omgebouwd tot MBBR door de menger te verwijderen, een beluchtingsnetwerk op de bodem te installeren en dragermateriaal voor de biomassa toe te voegen. De tweede tank werd ingezet als egalisatiesilo om pieken in de belasting naar de MBBR af te vlakken.
 
MBBR-proces
De kern van het proces is de MBBR-reactor, waarbij aerobe biomassa de verontreiniging uit het afvalwater omzet in CO2, H2O en surplusslib.
 
De biomassa groeit grotendeels op HDPE-dragermateriaal (hoge-dichtheid polyetheen). Bij de opstart is hiervan 100 m3 aan de reactor toegevoegd. Dit dragermateriaal is speciaal ontwikkeld voor de toepassing van afvalwaterbehandeling. Het materiaal heeft een open structuur en een groot specifiek oppervlak. Door het grote oppervlak wordt een grote hoeveelheid biomassa vastgehouden. Met de bodembeluchting wordt de voor het aerobe biologische afbraakproces benodigde zuurstof ingebracht en wordt tevens het dragermateriaal in beweging gehouden.
Voorafgaand aan het MBBR-proces worden eerst grove vaste deeltjes (>10 millimeter) verwijderd. Te grote wisselingen in de hydraulische en CZV-belasting worden opgevangen in de egalisatiesilo, van waaruit de MBBR met een debiet van nominaal 41 m3/h en maximaal 66 m3/h wordt gevoed.
 
Na de biologische zuivering in het MBBR-proces resteert een effluentstroom met vaste stof in de vorm van niet-afgebroken zwevende stof uit het influent en van surplusslib dat is afgeslagen van de dragers. In een nageschakelde DAF-unit (Dissolved Air Flotation) wordt deze vaste stof in ingedikte vorm (2 tot 6 procent drogestof) afgescheiden. Het afvalwater wordt vervolgens geloosd op de rwzi. Het slib van de DAF-unit wordt in een decanteercentrifuge ontwaterd tot steekvast slib.
 
Pilotonderzoek
Er was in Nederland nog geen ervaring met de toepassing van de MBBR-technologie binnen de (zuivel)industrie. Daarom is gedurende vier maanden onderzoek op laboratoriumschaal uitgevoerd naar de biologische afbraak. Daarbij zijn belasting, hydraulische verblijftijd en hoeveelheid dragermateriaal gevarieerd. Tevens is nagegaan hoe het slib uit het effluent van de MBBR afgescheiden kon worden.

In de MBBR bleek in principe vrijwel volledige biologische afbraak van CZV haalbaar. Tijdens het onderzoek naar de meest geschikte afscheidingstechniek voor het slib bleek dat het slib bij uitvlokking met polymeer de neiging had op te drijven en niet te bezinken. Daarom is voor de installatie op praktijkschaal gekozen voor een DAF-unit met dosering van een kationisch polymeer.

Opstart
De installatie is eind juni 2009 opgestart. Al binnen twee weken was slibgroei op het dragermateriaal te zien en verwijderde de MBBR 30 tot 50 procent CZV, maar nog zonder slibafscheiding met de nageschakelde DAF-unit.

Tijdens de opstart bleek al snel dat er een optimalisatieslag noodzakelijk was voor het biologische afbraakrendement. Enerzijds was de zuiveringsdoelstelling een zo maximaal mogelijke reductie van de lozingskosten, anderzijds mocht het zuiveringsrendement niet te hoog zijn vanwege het dunwatercriterium van maximaal 350 liter per vervuilingseenheid. Het bleek dat het CZV-rendement stuurbaar was met het zuurstofgehalte in de MBBR: hoe hoger het zuurstofgehalte, des te beter het rendement. Dit hangt samen met het feit dat de zuurstof bij een hogere concentratie in de MBBR dieper in de biofilm op de drager doordringt, waardoor meer biomassa actief meedoet aan het biologische proces. Bij een lage zuurstofspanning in de MBBR dringt er nauwelijks zuurstof in de biofilm door en is alleen de biomassa aan de oppervlakte actief.

Een andere optimalisatie betrof de ontwatering van het in de DAF afgescheiden slib. Met de polyelektrolyt, die na het pilotonderzoek was geselecteerd, werd op de DAF-unit een vrijwel volledige afscheiding van zwevende stof uit het effluent behaald. Daarmee werkte het hoofdproces (MBBR met nageschakelde DAF) goed. Alleen was de in de DAF afgescheiden slibvlok niet stevig genoeg voor de ontwatering in de decanteercentrifuge. Hier bedroeg de drogestofafscheiding minder dan 25 procent. De sterk vervuilde centrifugaatstroom had een negatieve invloed op de effluentkwaliteit: het CZV-rendement daalde tot doorgaans 30-60 procent.
 
Daarom zijn drie kationische polymeren en enkele tientallen combinaties van doseringen van coagulant (ijzer(III)chloride) en flocculant in de praktijk getest. Een dosering van achtereenvolgens ijzer(III)chloride en een kationisch polymeer in de toevoerstroom naar de DAF resulteerde in een goede afscheiding op zowel DAF als decanteercentrifuge. Extra chemicaliëndosering op de decanteercentrifuge was niet noodzakelijk.
 
Het CZV-gehalte in het effluent daalde met deze doseercombinatie van coagulant en flocculant tot gemiddelde waarden onder 500 mg/l. Het zwevende stofgehalte in het effluent bedroeg doorgaans minder dan 50 mg/l. Het CZV-rendement fluctueert nu rond de beoogde 70 procent.
 
Zuiveringsrendement
De zuiveringsinstallatie draait momenteel stabiel, uitgaande van de voorgestelde CZV- en ve-waarden/rendementen van wekelijks gemiddeld rond de 70 procent. Daarnaast worden de dunwatercriteria gehaald. Daarmee voldoet de MBBR aan de doelstelling: reductie van de lozingskosten voor ve binnen de randvoorwaarden van de Wvo-vergunning.
 
Jan Brinkman is werkzaam bij Triqua in Wageningen.

Terug