artikel

Ook bacterie moet goed eten

Algemeen

Voor de voedingsindustrie is een goede afvalwaterzuivering essentieel. Door het toepassen van een verkeerde of oude technologie of bedrijfsvoering kan een verkeerd soort zuiveringsslib ontstaan, waardoor de installatie niet optimaal functioneert. Onder andere voor Prochamp, een champignonproducerende en -verwerkende industrie, introduceerde DHV een technologie die ervoor zorgt dat de bacteriën het juiste voedsel krijgen waardoor het slib beter bezinkt en de zuivering een beter resultaat behaalt. Daarnaast verlaagt het compacte proces de (energie-) kosten.

Dat we als mens behoefte hebben aan een goede en uitgebalanceerde voeding is bekend. Zonder dat functioneren we minder goed dan we zouden willen of worden zelfs ziek. Niet anders is dat voor een afvalwaterzuivering die wordt bevolkt door miljoenen bacteriën in het slib die zich voeden met de vervuilingen in het afvalwater en daarmee het water zuiveren.

Een afvalwaterzuivering is een essentieel onderdeel van het productieproces en levert de producent een ‘license to operate and grow’. Wanneer we de zuivering op een goede manier bedrijven levert het daarnaast volop mogelijkheden om de operationele kosten (de te lozen V.E.’s – vervuilingseenheden – en het energieverbruik) te verminderen. Alles is er daarom aan gelegen om de ‘voeding’ en het slib op elkaar af te stemmen.

Verkeerde bacteriën
Maar hoe weten we nu wat de bacteriën graag eten en hoe we het proces zo kunnen aanpakken dat ze optimaal hun werk doen? Voor Prochamp onderzocht DHV hoe de afvalwaterzuivering verbeterd kon worden en aan de toenemende vracht kon voldoen. Daartoe zijn verschillende stappen doorlopen.

Allereerst werd, met een Biowatch abonnement door middel van microscopische analyse, om de twee weken bekeken wat voor slib aanwezig was en hoe dit zich ontwikkelde. Al snel bleek dat hier de verkeerde bacteriën ontstonden Dit had als gevolg dat er een slechte scheiding van het behandelde afvalwater en het slib ontstond, die deze essentiële stap in het zuiveringsproces sterk verslechterde. Zo werden in het slib zeer veel draadvormige bacteriën aangetroffen. Door hun vorm bezinken deze zeer slecht, waardoor er veel slib met het effluent uitspoelt. Dit fenomeen staat bekend als licht slib.

Het nadeel van licht slib is niet alleen dat het slib uit de reactor verdwijnt, maar ook dat het effluent dat geloosd wordt nog steeds sterk vervuild is. Dat vertaalt zich direct in hogere lozingskosten.
Van de waargenomen draadvormige bacteriën is bekend dat ze zich voeden op gemakkelijk afbreekbare voeding die, net zoals bij vele andere agro-industrieën, zeer veel voorkomt in het afvalwater van Prochamp. De traditionele manier van licht slib bestrijden is chloreren, wat in feite neerkomt op elimineren. Het neemt echter de oorzaak van licht slib niet weg en is dus slechts een tijdelijke oplossing.

Op zoek naar een structurele oplossing voor het tegengaan van licht slib werd de volgende stap in het onderzoek gezet. Met de bestaande reactor als uitgangspunt werd gezocht naar mogelijkheden om deze en de aanwezige apparatuur (pompen, beluchters) zoveel mogelijk te hergebruiken.

Van drie bekeken scenario’s kwam de ABRTM (anti bulking reactor) in combinatie met een SBR op basis van robuustheid, energieverbruik en investeringen als beste uit de bus. De ABR is een door DHV ontwikkelde technologie om licht slib te voorkomen. Kern van het proces is een kleine compacte reactor die de gemakkelijk afbreekbare voeding verwijdert. Door deze voorbehandeling van het afvalwater verdwenen de ongewenste voedingsstoffen en kwam er ruimte voor het soort voeding dat de groei van slib met goede bezinkeigenschappen stimuleert.

Al binnen twee weken na de ombouw hadden de draadvormige bacteriën volledig plaatsgemaakt voor een goed bezinkbaar slib, wat bleek uit de compacte slibstructuren. Het zuiveringsrendement steeg, de effluentkwaliteit verbeterde en de lozingskosten daalden.

Ten slotte is geïnvesteerd in kennisoverdracht. Betrokken medewerkers volgden hiertoe een tweedaagse tailor-made cursus, waarbij de verschillende basisprincipes van de zuivering werden uitgelegd en vervolgens vertaald naar de alledaagse praktijk. Op dit moment vindt monitoring van de zuivering plaats door middel van een Biowatch, waarin twee maal per maand een slibmonster van de zuivering microscopisch wordt geanalyseerd en vergeleken met de overige parameters.

Nereda-proces
Voor het batchgewijs zuiveren (in afgemeten porties) van afvalwater heeft DHV het zogenaamde Nereda®-proces ontwikkeld. De kracht ervan zit in bacteriën die niet zoals gebruikelijk in vlokvorm groeien, maar in geconcentreerde, compacte korrels. Deze korrels bezinken veel sneller dan vlokken, waardoor het totale zuiveringssysteem minder ruimte en constructiekosten vergt. Het heeft maar een derde van het grondoppervlak nodig van een normale zuiveringsinstallatie. Het energieverbruik ligt 25 tot 40% lager.

Hoewel de ontwikkeling is gericht op communale zuiveringen is ook voor de voedingsmiddelenindustrie het Nereda-proces veelbelovend en ook al succesvol toegepast. De Bavaria brouwerij in Lieshout is een pilot gestart. De brouwer beschikt al jaren over een continu bedreven zuivering. Na een anaërobe voorzuivering worden in een laagbelaste aërobe zuivering een verdere CZV-verwijdering (Chemisch Zuurstof Verbruik) en een vergaande nutriëntverwijdering gerealiseerd. De zuivering voldoet aan de lozingsnormen, maar kent toch een aantal minpunten, zoals veel ruimtebeslag, een hoog energieverbruik en een aanzienlijke benodigde chemicaliëndosering voor de fosfaatverwijdering.

Om hiervoor verbetermogelijkheden te onderzoeken is een pilot-installatie geplaatst om een jaar uitgebreid onderzoek te doen naar de toepasbaarheid van het Nereda-proces. Voor een looptijd van een jaar is gekozen om niet alleen alle parameters van het proces te kunnen optimaliseren, maar ook om de seizoensinvloeden (temperatuur, brouwcapaciteit) te kunnen vastleggen.

Halverwege het onderzoek zijn de vooruitzichten positief. Belangrijke resultaten zijn:

  • Bij 5-10 maal hogere bezinksnelheden en een verdubbeling van de slibconcentratie in vergelijking met een conventionele zuivering, wordt een helder effluent verkregen dat voldoet aan de scherpe CZV-eis. Een zeer compacte installatie is dan ook haalbaar.
  • Zelfs bij hoge belastingen vindt volledige nitrificatie plaats.
  • De denitrificatie en fosfaatverwijdering zijn aanzienlijk (50-90%), maar moet nog verder worden geoptimaliseerd. Chemicaliëndosering is vooralsnog niet toegepast.

Een tweede toepassing van de Nereda-kennis is de ombouw van bestaande SBR-systemen. Hoewel voor nieuwbouw een volledige Nereda optimaal is, is gebleken dat door het toepassen van de Nereda-kennis de werking van bestaande SBR-systemen al aanzienlijk kan worden verbeterd.
Zo zijn de bestaande SBR-reactoren bij Cargill ROE, een van de grootste plantaardige olieraffinaderijen van Europa, omgebouwd tot een fullscale Nereda-systeem.

Aanleiding voor deze ombouw vormden de sterk wisselende effluentkwaliteit en problemen met slecht bezinkbaar slib (licht slib) in de bestaande zuivering. Na een systeemanalyse is besloten om de zuivering om te vormen tot een Nereda-systeem, vanwege de vorming van goed bezinkbaar slib als gevolg van korrelvorming van de biomassa.

Al na drie weken werden de eerste typische slibkorrels waargenomen en binnen zes weken verbeterden de bezinkingseigenschappen spectaculair, waarna deze constant bleven. Ook de voorheen aanwezige draadvormige bacteriën zijn bijna helemaal uit het slib verdwenen. Omdat verder, zoals verwacht, de zuurstofoverdracht verbeterde, kan het systeem de toegenomen vuilvracht zonder verlies in zuiveringsrendement behandelen.

Reageer op dit artikel