KNELPUNTEN BIJ DE INVOERING VAN DEFOSFATERING - Stowa

SN31085 89-02 

i g e 

> 

- r i o o l w a t e r - 

z u i v e r i n g s i n r i c h t i n g e n 

KNELPUNTEN BIJ DE INVOERING 

VAN DEFOSFATERING 

rwzi 

2000

ijkswaterstaat 

dienst binnenwaterenlriza 

postbus 17, 8200 AA lelystad 03200-70 

stichting toegepast onderzoek 

reiniging afvalwater 

postbus 80200.2508 GE den haag

tie rioolwaterzuiveringsinrichtingen RWZI 2000* 

recretariaai postbus 80200. 2508 GE den haag 070 - 512710 

pro~ectlwding: porrhus i?. 8200 AA ielystad 03200 - ?O41 1 

KNELPUNTEN BIJ DE INVOERING VAN 

DEFOSFATERING 

,. .. . 

Het onderzoek 'Toekomstige generatie rioolwalerzuivcnngrinricht~ngenl~~zi 

2000' is een samenwerkingsverband van de 

STORA en Riikswarerstaat IDBWIRIZA). 

2000

INHOUD 

Voorwoord 

Samenvatting en aanbevelingen 

Inleiding 

Chemische defosfatering 

3.1 Procesbeschrijving chemische defosfatering 

3.2 Stand van ontwikkeling bij chemische defosfaterinq 

3.3 Haalbare P-verwijdering bij chemische defosfatering 

3.4 Chernicaliënverbruik restprodukten en milieueffecten bij 

fysisch-chemische defosfatering 

3.5 Randvoorv~aarden bij de toepassing van chemische defosfatering 

3.6 Knelpunten bij chemische defosfatering 

Defosfatering m.b.v. een korrelreactor 

4.1 Procesbeschrijving korrelreactor 

4.2 Stand van ontwikkeling van de korrelreactor 

4.3 Haalbare P-verwijdering bij de korrelreactor 

4.4 Chemicaliënverbruik, milieueffecten en restprodukten 

bij de korrelreactor 

4.5 Randvoorwaarden bij defosfatering met een korrelreactor 

4.6 Knelpunten bij de invoering van de korrelreactor 

Defosfatering met magnetische separatie 

5.1 Procesbeschrijving 

5.2 Stand van ontwikkeling bij de magnetische defosfatering 

5.3 Haalbare P-verwijdering bij magnetische defosfatering 

5.4 Chemicaliënverbruik, milieueffecten en restprodukten bij 

magnetische separatie 

5.5 Randvoorwaarden bij defosfatering met magnetische separatie 

5.6 Knelpunten bij magnetische defosfatering 

Biologische defosfatering 


6.2 Stand van ontwikkeling bij de biologische defosfctering 

6.3 Haalbare fosfaatconcentraties bij biologische defosfatering 

6.4 Chernicaliënverbruik, milieueffecten en reststoffen bij 

biologische defosfatering 

6.5 Randvoorwaarden bij biologische defosfatering 

6.6 Knelpunten bij biologische defosfatering 

BLZ.

Vervolg inhoudsopqave BLZ. 

7 Defosfatering met behulp van filtratie 

7.1 Procrshesclirijvinq 

7.2 Stand van ontv~ikkeling van [Je effluentfiltratie 

7.3 Haalbare P-vervlijderinq Lij filtratietechnieken 

7.4 Chernicali~nverhruik, milieiieffecten cn restproduktcn 

bij vlokfiltratie 

7.5 Randvoorwaarden bij defosfatering met filtratie 

7.6 Knelpunten en hinten in de kennis bij defosfaterinq m.b.v. 

filtratie 

8 Kosten van defosfatering 

8.1 Kosten van chemische defosfatering 

8.1.1 Kosten van simultane precipitatie 

8.1.2 Kosten van voorprecipitatie 

8.1.3 Kosten van naprecipitatie 

8.1.4 Kosten van neutralisatie met kalk 

8.2 Kosten van defosfatering inet de korrelreactor 

0.3 Kosten van inaqnetisctie defnsfaterinq 

8.4 Kosten van Ibiolciqische defosfatrring 

8.5 Gevoeliqhcirl voor dr slibverv~erkinqskosten 

8.6 Gevnlqen van fosfaatvrij ,wassen 

9 Evaluatie 

9.1 Haalbarr rffluentkwalit~it 

9.2 Randvoorv~aardrn bij de dcfnsfatrrinqsmethoden 

9.3 Loutbelnstinq van het effluent 

9.4 ChemicaliEnvcrbriiik 

9.5 Slibproduktie 

9.6 Afzet cn herqebriiik van het fosfaatslib 

9.7 Kosten van drfosfatcrinq 

9.7.1 Defosfaterinq tot 1 - 2 mg P/l 

9.7.7 Defosfaterirg tot 0,: mq PI1 

10 Toekomstperspectief 

11 Referenties 

Bijlagen 

I Kostenraming naprecipitatie 

I1 Kostenraming biologische defosfatering

Voorwoord 

1 

Dit raoport geeft een overz;cht van de stand van de ontwikkeling van de defosfa- 

teringstechnieken die momenteel beschikbaar zijn of ontwikkeld worden en de 

knelpunten bij de invoering van deze technieken in de praktijk. Gezien de snelle 

ontwikkeling van de defosfateringstechnieken moet het rapport worden gezien als 

een momentopname van augustus 1988, met enkele aanvullingen in februari 1989. 

?let name ten aanzien van de korrelreactor, magnetische en hiologische defosfa- 

tering zijn de gegevens van de effluentkwaliteit, slihproduktie en kosten %e- 

extrapoleerd vanuit de onderzoeksfase. Deze gegevens zullen moeten worden ge- 

toetst aan de resultaten van de eerste praktijkinstallaties, die naar verwach- 

ting in de loop van 1989 beschikbaar zullen komen. 

Deze inventarisatie werd uitgevoerd door Witteveen+ Bos raadgevende ingenieurs 

en begeleid door ir. W. van Starkenburg, ing. R. van Dalen en ing. G.B.J. Rijs. 

Den Haag, april 1989 Voor de Stuurgroep RWZI 2000 

drs. J.F. Noorthoorn van der Kruijff 

(secretaris)

1 SAMENVATTING EN AANBEVELINGEN 

Als gevolg van de recente fosfaatmaatregelen zal binnen enkele jaren op grote 

schaal defosfatering moeten worden ingevoerd op de Nederlandse RVIZI's. De in 

praktijk meest toegepaste techniek is de fysisch-chemische defosfatering. 

Nieuwe technieken die nog in het onderzoek- en ontwikkelingsstadium verkeren 

zijn de korrelreactor, magnetische separatie en biologische defosfatering. 

In deze studie wordt nagegaan wat de stand van ontwikkeling is bij de 

verschillende technieken en met welke randvoorwaarden en knelpunten bij 

invoering rekening moet worden gehouden. Tevens zijn de belangrijkste conse- 

quenties ten aanzien van chernicaliënverbruik, verzouting van het effluent, 

slibproduktie en kosten nageqaan. 

1. Stand van ontwikkeling van de defosfaterinqstechnieken 

Chemische precipitatie is de enige defosfaterinqstechniek die op dit moment 

in Nederland volledig operationeel is. 

Defosfatering met een korrelreactor en magnetische defosfatering worden 

momenteel opgeschaald van semi-technische naar praktijkschaal. Binnen een 

jaar worden de eerste resultaten van de praktijksystemen verv~acht. 

Biologische defosfatering is uitgebreid onderzocht op semi-technische 

schaal. Ook is veel onderzoek verricht naar de stimulering van biologische 

fosfaatopnarne op RWZI's. De toepassing van verqaande biologische defosfa- 

tering op praktijkschaal wordt in Nederland echter nog niet op korte termijn 

verwacht. 

2. Knelpunten bij de invoerinq van defosfatering 

Bij de invoering van de verschillende defosfateringstechnieken gelden op dit 

moment een aantal knelpunten. Deze komen deels voort uit de stand van 

ontwikkeling, deels uit fundamentele beperkingen van de technieken en deels 

uit beperkingen die de bestaande situatie op een RMIZI aan de invoering van 

een techniek kan stellen. Hieronder zijn de belangrijkste knelpunten per 

tech~iek samengevzt. 

Voorprecipitatie: 

- verwerkingscapaciteit nodig voor het extra primaire slib (voorbezinking 

sliblijn).

Simultane precipitatin: 

- mogelijk rernminq van de nitrificatie, waarschijnlijk vooral hij laaqhelaste 

actief-slibsysternen fslihbelôstinq circa 0,10 - 0,20 kg RZV/kg d.s. d); 

- mogelijk verstoppinq van de beli~chtingseiementen; 

- de vereiste verhoqinq van het drogestofgehalte in de aëratietank in 

bestaande RWZl'c, kan tot overbelasting van de nabezinkinq leiden; 

- verwerkinqscapaciteit nodiq voor het extra surplusslih. 

Naprecipitatic 

- ruimte nnriiq voor de bouw van extra bezinking en slihverv~erkinq. 

Korrelreactor: 

- noq qeen ervarinq met [iraktijkinstallatiec; 

- nadeliqe invlned van hard water; 

- werking afhankelijk van het hioloqische zuiverinqsproces (minder goed bij 

oxydaticberiden, rioq weinig ervaring met aëratietanks). 

Iilaqnetische separatie: 

- nog geen vollediq inzicht in de werking bij verschillende soorten effluent; 

- beperkte ervarinq rnet praktijkinstallaties; 

- terugwinninq maqnetiet en opwerking kalkslib tot bruikbaar produkt noq in 

onderzoek. 

Biologische defosfatering: 

- in Nederland geen ervarinq met vergaande defosfatcrinq np praktijk- 

schaal; 

- afhankelijk van gunstige irifIiirntsamcnctelling; 

- rnatiqe processtabiliteit met name bij RWA; 

- vergaande denitrificatie vereist weqens remming door nitraat; 

- aërobe slibverwerkinq nndiq hij P-binding in surplusslib (nf chemische 

behandelinq van het anntiroh~ slibwater); 

- huiriiqe vorm van kalkprecipitatie hij fosfaatstrippen voor verbetering 

vatbaar !I>ijvoorbceld door korrelrractor, rnaqnetischi. separatie). 

3. Slihverwerkinq 

Het vinden van ccn nleqante oplossinq voor het slibprohlecrn is een kernpunt 

hij de ontwikkelinq van alternatieven voor de chemische precipitatie. 

IDe korrelreactor levert een qoed hanteerbaar kalk-fosfaatprodukt dat. 

toepassingsmoqelijkheden lijkt te hebben als ruwe grondstof.

Het kalk-fosfaatslib van de magnetische defosfatering wijkt qua chemische 

samenstelling weinig af van de fosfaatkorrels. Het slib moet echter van 

magnetiet worden ontdaan en worden opgewerkt tot een hanteerbaar pro- 

dukt. Goede mogelijkheden lijken aanwezig voor afzet als zuurbindende stof 

in de landbouw. 

Bij biologische defosfatering met fosfaatstrippen ontstaat (naast een ver- 

hoogd fosfaatgehalte in het biologische slib) een hoeveelheid kalkslib bij de 

chemische defosfatering van het supernatant. 

Onderzoek op praktijkschaal is nodig om de chemische en fysische eigen- 

schappen van de fosfaatprodukten vast te stellen en de verwerkingsmogelijk- 

heden als ruwe grondstof na te gaan. Een goede marktanalyse is daarbij 

nodig om de afzetmogelijkheden vast te stellen. 

4. Kosten van defosfatering 

Benadrukt wordt dat de kosten van de verschillende defosfateringstechnie- 

ken moeilijk objectief te vergelijken zijn, bij gebrek aan praktijkgegevens, 

eenduidige uitgangspunten en duidelijke dimensioneringsgrondslagen. Bij de 

ramingen voor chemische defosfatering is ervan uitgegaan dat de waterlijn 

(voorbezinking, aëratietank, nabezinking) niet hoeft te worden aangepast. 

Door de produktie van chemisch slib kan bij voorprecipitatie echter uitbrei- 

ding van de voorbezinking en bij simultane precipitatie uitbreiding van de 

aëratietank enfof nabezinking nodig zijn. 

Bij defosfatering tot gemiddeld 1-2 mg Pf1 is volgens een indicatieve raming 

(zie figuur 1) simultane precipitatie de goedkoopste methode, met jaarlijkse 

kosten circa f 8fi.e. (incl. O.B.) voor RWZI's van minimaal 50.000 i.e. Bij 

deze raming wordt er vanuit gegaan dat de aëratieruimte en nabezinking 

niet behoeven te worden vergroot. De kosten van de korrelreactor, magne- 

tische separatie en biologische defosfatering bedragen circa f l0fi.e.j.. 

Voor- en naprecipitatie zijn het duurst (f 16 -18/i.e.j.), door de hoge kosten 

voor chemicaliën, slibverwerking en kapitaal. 

Bij RWZI's kleiner dan 50.000 i.e. zijn de kosten aanzienlijk hoger dan bij 

grotere, door het sterke schaaleffect van de investeringskosten. Verlaging 

van het effluent P-gehalte tot < 0,5 mg Pf1 verhoogt de kosten bij de grote 

RWZI's met f 2,50 - 5,00/i.e.j., afhankelijk van de toegepaste methode. Bij 

10.000 i.e. kunnen de kosten met meer dan f 16fi.e.j. toenemen. 

Door de toenemende verwerkingskosten van zuiveringsslib wordt verwacht 

dat de defosfateringskosten bij chemische precipitatie in de toekomst zullen 

toenemen met f 2,501i.e.j. (simultane en napreci~itatie) tot f 4,-1i.e.j.

Figuur 1: Indicatieve kosten van defosfatering (f1i.e.j) tot 1-2 

-- ---.~--~. .~ 

mg - PI1 .- bij hoge, - lage en normale slibverwerkingskosten 

(schaalgrootte 100.000 i.e.).

(voorprecipitatie). Bij de 'nieuwe' vormen van defosfatering is de ontwikke- 

ling van de slibverwerkingskosten minder duidelijk, afhankelijk van de 

afzetmogelijkheden. Bij de korrelreactor is de gevoeligheid voor de slibver- 

werkings- en afzetkosten het kleinst (f 0,65/i.e.j extra hij storten in plaats 

van kosteloze afvoer). 

5. Gevolqen van fosfaatvrij wassen 

Wanneer de fosfaten in de wasmiddelen vollediq worden vervangen zal de 

fosfaataanvoer op de RWZI's in vergelijking met de basistoestand circa 30% 

afnemen. 

Bij chemische defosfatering is de chemicalii+ndosering gekoppeld aan de P- 

vracht van het influent. Het chemicaliënverbruik en de slibproduktie zullen 

daarom vrijwel evenrediq afnemen met de aangevoerde fosfaatvracht. 

Bij de overige technieken zijn de doserinqen niet qekoppeld aan de aange- 

voerde fosfaatvracht maar aan het volume te defosfateren water, zodat 

fosfaatvrij wassen in eerste instantie geen invloed heeft op het chemicaliënverbruik. 

Wel kan een iets lagere doserinfl worden toegepast om dezelfde 

effluentconcentratie te bereiken. 

In onderstaande tabel is de invloed van fosfaatvrij wassen op de kosten 

samengevat voor een zuiverinqscapaciteit van 100.000 i.e. 

basistoestand fosfaatvrij verschil 

(f1i.e. j) (f1i.e. j) (W 

voorprecipitatie 15,49 11,09 28 Oh 

simultane precipitatie 8,07 6,03 25 "h 

naprecipitatie 17,96 14,28 21 % 

korrelreactor 10,06 9,87 2 % 

maqneetseparator 10,25 9,91 3 Oh 

biologische defosfaterinq 10,12 9,67 4 % 

Uit dc berekeningen volgt dat bij volledig focfaatvrij wassen de kosten ven 

chemische precipitatie, in vergelijking met de basistoestand, ongeveer een 

kwart lager worden en dat bij de overige technieken slechts een besparing 

van enkele procenten zal optreden. Hierbij moet worden opgemerkt dat als 

basistoestand is uitgegaan van de situatie van 1985, met een P-aanvoer van 

3,0 g P/i.e.d (31,lO). In de huidige toestand hebben de fosfaatvrije wasmid-

delen in Nederland reeds een marktaandeel van circa 5596 (33). Volledige 

fosfaatvrijheid van de v~asmirldelen wordt met name in de sector van de 

vaatwasrnachinrs niet op knrt.~ termijn verwacht. 

6. Toekomrtpersprrtirf 

Gezieri de relatief laqe kosten en de ruime praktijkervaring zal simultane 

precipitatie met ijzersulfaat met name bij zeer laag belaste acticf-slibsys- 

temen noq geruime tijd de Iielanqrijkste techniek blijven. 

I3ij oxydatietirdden en v~aarscliijnlijk bij een belanqrijk deel van de bestaande 

laagbelaste actiefslibsystemen (fl,10 - 0,20 kg RZV/kq ds. d) zal simultane 

precipitatie niet kunnen u~ordcn torqepast. Voor deze installaties komen 

momenteel alleen voor- en nnprrcipitatie in aanmrrkinq, met aanzienlijk 

hnnere kosten dan simultane precipitatie. 

Afhankelijk van de onderzoeksresultaten kunnen binnen enkele jaren de 

korrelreactor en de maqneiische precipitatie oprratinnrcl wordm. Deze 

technieken lijken vooral aantrekkelijk in plaats van di! diiiirdere voor- of 

naprecipitatie in situaties waar qern simultane prrcipitatie kan worden 

toqepast foxydatiebedden, laaqbelastr actiefslibinrichtinqen met krap qedi- 

mensioneerde aeratir en nahezinkinq). 

Fosfaatstrippen zou in combinatie met een korrelreactor of inagnetische 

separatie aantrekkelijk kunnen zijn bij laagbelaste actief-slihsystemen. De 

praktijkgerichte ontwikkeling van deze techniek lijkt in Nederland echter 

achter te blijven bij die van de andere nieuwe technieken. 

Bij een deel van de oxydatieslatrn kan wellicht een verhooqde fosfaatverwij- 

doring worden bereikt door periodirke onderbreking van de beluchtinq/voort- 

stuwing. Op deze wijze kan zonder extra kosten een (beperkte) bijdrage 

worden qelrverrl aan dc redtictie van de fosfaatvracht. 

Viegens de hoqe kosten voor een rflatief qerinqe beperkinq van de fosfaat- 

vracht zal vlokfiltratie binnen dr huidiqe regels niet of nau;.ielijks worden 

toeqepast. Slechts bij qrrirhtr bestrijding van dr eutrofiëring in zeer 

gevoelige qehicdrn komt vlokfiltratie in aanrnerkinq. 

7. Aan5evelinqrn (zie vonr onderzorksvoorstellen bijlaqe 111) 

a. Om de rrvarinqr~n met dcfosfntering op blrderlanris~ R\'!7I's nuttig te 

kunnen qehriiikrn, dirnen dere tr v~orden qebundeld. Relanqrijke aspecten 

hierbij zijn het chcmicali6nvrrbruik in relatie tot de effluentkwali- 

teit, de slibprodukti~, de bezinkinqs- en indikkinqseiqenschappen van het 

slib, de praktische aspecten van dc hrdrijfsvo~ririg, ~rvarinqrn met de 

tncqepaste apparatuur, etc.

. Nader inzicht is gewenst in de gevolgen van simultane defosfatering bij 

actiefslibsystemen met slibbelasting 0,10 - 0,20 kg BZV/kq d.s. d en 

bellenbeluchting. Aandachtspunten hierbij zijn ondermeer de remming 

van nitrificatie/denitrificatie, de verstopping van de beluchtingselemen- 

ten en de invloed op slibindex, slibvolume, indikkings-en ontwateringsei- 

genschappen. Een demonstratieproject kan hierover belangrijke informa- 

tie verschaffen. 

c. Voor bestaande RWZI's waar simultane defosfatering niet inpasbaar is, 

kan naprecipitatie het enige operationele alternatief zijn. De uitvoe- 

ringsmogelijkheden voor chemicaliëndosering, vlokvorming, vlokverwij- 

dering en slibverwerking zullen nader moeten worden geëvalueerd in een 

technische en financiële optimalisatie. 

d. De mogelijkheden voor verhoogde biologische fosfaatopname door een- 

voudige aanpassingen in de bedrijfsvoering van zeer laag belaste actief- 

slibsystemen dienen zoveel mogelijk te worden benut. Een duidelijke 

handleiding voor de zuiveringspraktijk, waarin de mogelijkheden worden 

aangegeven, is hiertoe gewenst. 

e. Gezien de relatief sterke positie van simultane defosfatering bij oxyda- 

tiesloten, dient hij de ontwikkeling van de korrelreactor en de magneti- 

sche defosfatering extra aandacht te worden besteed aan de toepassing 

bij oxydatiebedden en hoqer belaste actief-slibsystemen. 

f. De geplande demo-projecten met de korrelreactor en magnetische sepa- 

ratie kunnen belangrijke gegevens aandragen ten aanzien van de prakti- 

sche mogelijkheden van deze technieken. 

g. Bij het onderzoek met de korrelreactor moet aandacht worden besteed 

aan de noodzaak tot zure C02-stripping bij hard water, in relatie tot de 

zuiveringstechnische en financiële aspecten. 

h. Bij magnetische defosfatering is verder praktijkonderzoek gewenst naar 

de magnetietterugwinninq en de verwerking van het slib. 

i. Het is wenselijk een praktijkproef met fosfaatstrippen uit te voeren op 

een Nederlandse actief-slibinstallatie.

j. 

Oe korrelreactor en rnaqnetische separatie zijn in principe aantrekkelijk 

om fosfaat ti: verivijdercn iuit het supernatant van het fosfaatstrippen. 

De moqelijkherirn hiertoe rnoctcn in het onderzoek worden opqenomen. 

k. Bij de grootrichaliqe invorrinq van chemische defosfaterinq zullen de 

ionenconcentratirs in het r~ppervlaktewater toenemen !verzoutinqj. :,jet 

name bij drinkv~atrrprndiiktir iiit oppervlaktewater kunnen de nr?nsviaar- 

den v~ordcn overschreden. 

1. De verv~erkinqsrnoqelijkheden en de afzetmarkt voor de restxodukten 

van de defosfatcrinq moeten ~wnrden onderzocht. Kwalitatieve aspecten 

hierbij zijn ondermeer het fosfaatqehalte, het rarbonaatqehalte, de 

ontwaterinqsqraad, orqanische en anorganische reststoffen en de bemes- 

tinqsv~aarde. Daarnaast zullen de diverse afzetmarktrn moeten worden 

qeanalysc,?rd. 

in. L'lannecr in '!'lest-Europa op qrote schaal wordt qeriefosfateerd, kiinnen 

veranderinncn optreden in de beschikbaarheid en de prijzen van de 

diverse clirrnicaliën. Een marktonderzoek hiernaar is gewenst als basis 

voor de lanqe termijn keiizes. 

n. Onderzoek is qewenst naar ontwikkelingen op slibverwerkingsoebied en 

het meebehandelen van fosfantslib bij deze technieken (verbranding, 

Vertech, Carvrr Greenfield etc.). 

o. Betrouwbare continiie sensrirrn en sturinqssystemen moeten worden 

ontwikkeld voor qe:nitomatisrrirde procesreqelinq hij de defosfaterinq 

(bij alle technieken).

2 INLEIDING 

In het licht van de gemeenschappelijke inspanning van de Rijnoeverstaten om de 

fosfaatlozingen per 1995 met 50% te reduceren, zal op korte termijn op veel 

Nederlandse RWZI's defosfatering moeten worden ingevoerd. 

Als bruikbare defosfateringstechniek is op dit moment alleen de chemische 

precipitatie beschikbaar. De techniek heeft als nadelen een hoog chemicaliënver- 

bruik, verzouting van het effluent, mogelijke storing van de nitrificatieldenitrifi- 

catie en een vergrote produktie zuiveringsslib. Gezien de toenemende problemen 

bij de afzet van zuiveringsslib, is met name het laatste punt een belangrijk 

nadeel. 

Nieuwe technieken die niet het nadeel hebben van de vergrote produktie van 

moeilijk verwerkbaar zuiveringsslib zijn de korrelreactor, magnetische separatie 

en biologische defosfatering. Voor deze drie methoden moet nog het nodige 

onderzoek en ontwikkelingswerk plaatsvinden. 

Om richting te kunnen geven aan het onderzoek is het noodzakelijk om inzicht te 

hebben in de stand van ontwikkeling op dit moment en in de te verwachten 

technische en financiële consequenties bij toekomstige toepassing van de betref- 

fende technieken. Om een zo volledig mogelijk overzicht te geven van deze 

informatie is door Witteveen+Bos raadgevende ingenieurs een studie uitgevoerd 

in opdracht van de Dienst Binnenwateren-RIZA. 

De uitgangspunten van de studie zijn: 

- als referentiekader wordt zoveel mogelijk beschouwd de defosfatering door 

middel van de simultane precipitatie; 

- als rest P-gehalte worden 3 niveau's van de gemiddelde effluentconcentratie 

in beschouwing genomen, te weten 2, 1 en 0,5 mg/l (N.R.: het betreft hier 

jaargemiddelde waarden. Om dezelfde grenswaarden als maximum van het 

voortschrijdend gemiddelde te bereiken, zijn verdergande maatregelen nodig); 

- aandacht wordt besteed aan het stoffengebruik, de zoutvracht van het 

effluent en de reststoffenproblematiek; 

- de beoordeling van de stand van de techniek vindt plaats op basis van 

beschikbare informatie (met ondersteuning van de kennis bij DB\V-RIZA), 

aangevuld door een korte interviewronde langs de betreffende onderzoekers 

en/of bedrijven (LU Wageningen, DHV, Smit Nijmegen); 

- rekening wordt gehouden met zich in de toekomst wijzigende randvoorwaar- 

den, zoals verdere verscherping van de problematiek van de slibverwerking, 

verbetering van de milieueffecten e.d.

Uit bovenstaande kan de volqcnrle rloclstellinq worden qeformuleerd: 

a. Het vaststellen van de technische knelpunten per methode. 

b. Het inschatten van de technisctw en financiele implicaties van de diverse 

alternatieven met het dncl de lianlbaarheid en de toepassingsmoqolijkhedcn 

vcrder te kunnen inviilleii. 

c. Aanbevelinqen voor aanvullerid onderzoek en ontwikkelinq om veelbelovende 

technieken in de praktijk te kunnen toepassen. 

In de tioofdstukkcn 3 tot en met 7 wnrden de belanqrijkste aspecten per techniek 

behandeld. In l~oofdst.tik 8 worden de kosten behandeld. In lioofdstuk 9 en 10 

worden de vcrscliillerirlc aspecten qei.ii.vnl~ieerd en wordt een toekomstperspectief 

qeschetst.

3 CHEMISCHE DEFOSFATERING 

3.1 Procesbeschrijving chemische defosfatering 

Bij de chemische defosfatering wordt met behulp van chemicaliën een fosfaat- 

neerslag gevormd, dat vervolgens door bezinking wordt verwijderd. 

Bij chemische defosfatering worden in het algemeen de volgende chemicaliën 

gebruikt: 

- Al-zouten: AIC13, A12(s04)3; 

- Fe(II1)-zouten: FeC13, FeCIS04; 

- FeS04; 

- Fe- enlof Al-houdende industriële produkten, o.a. AVR; 

- Ca(OH)2. 

Bij ijzer- en aluminiumzouten is de dosering evenredig aan de te verwijderen 

fosfaatvracht, in het algemeen met een zekere overmaat (1-2 mol Me/mol P). Rij 

kalk is de dosering afgestemd op de te bereiken zuurgraad (pH 9-11); de te 

verwijderen P-concentratie speelt hier geen rol. 

De chemische defosfatering kent als uitvoerinqsvormen de zogenaamde voorpre- 

cipitatie, simultane precipitatie en naprecipitatie. 

Dij de voorprecipitatie worden de chemicaliën aan het ruwe afvalwater toeqe- 

voegd, zodat het gevormde fosfaatneerslag samen met het primaire slib in de 

voorbezinktank bezinkt. 

Rij de simultane precipitatie vindt de fosfaatbinding plaats tijdens het aëratie- 

proces. Het fosfaatslib wordt tezamen met het actiefslib in de nabezinking 

verwijderd. Bij simultane defosfatering kunnen relatief goedkope Fe(I1)-zouten 

worden gedoseerd (met name FeS04), die door de aanwezigheid van zuurstof in 

de aëratietank worden geoxydeerd tot Fe(II1). Het fosfaatslib wordt samen met 

het surplusslib via de nabezinking afgescheiden. 

De naprecipitatie wordt uitgevoerd in een extra processtap (derde trap), waarin 

het secundaire effluent (= de afloop van de nabezinking) wordt nabehandeld. De 

derde trap bestaat uit een mengeenheid, vlokvormingsruimte en bezinkruimte. In 

teqenstelling tot de voor- en sirnultane precipitatie wordt hij naprecipitatie 

zuiver fosfaatslib afqescheidcn. Rij naprecipitatie met Al- en Fe-zuuten ontstaat 

een chemisch slib dat moet worden ontwaterd en qqstort. :3ij de klassieke 

naprecipitatie met kalk wordt een voliimineus kalkslih gevormd dat nioeilijk te 

verwerken is. Defosfaterinq met een korrelreactor en met magnetische separatie 

zijn moderne vormen van naprecipitatie met kalk die kalk-fosfaatslib in een 

meer hanteerbare vorm opleveren. Dit slib biedt waarschijnlijk mogelijkheden tot 

hergebruik (zie 9.6.).

3.2 Stand van ontwikkelinq bij chemische defosfatering 

Chemische rlefosfatcrinq wordt sinds tientallen jaren op diverse P!'!Zl's toeae- 

past. In Nederland wordt np circa 20 F?V/71's gedefosfateerrl, met name aan de 

randmeren en de meren in liolland, I'loord Overijssel en Friesland. 

Onderrcick naar de cliernischc defmfatnrinq richt zich vooral op liet functioneren 

vnn pr:iktijkinstallaties !lit. h, fl) en de ontv~ikkelinq van de zoqenaarnde 

vlokfiltratie (zie H.7.). 

3.3 Haalbare P-verwijdering bij chemische defosfatering 

De te behalen effliientconcentrati~: liij cliernische precipitatie is afhankelijk van 

de gedoseerde hoeveelheid c1iernicali';n. Alle ijzer- en aliirniniurnzouten hebben 

een vergelijkbare werkinqsqrnnd. Omdat de metaalionen het vlerkzame bestand- 

deel vorrrien bij de defosfaterinq, wordt de dosering uitgedrukt in mol MeIrnol P. 

Het verband tussen de mol-verhouding en de effluentconcentritie in enkele 

Amerikaanse en :.icderlnndsr prr~rven is weerqeqeven in fiouur 2. 

30 resultaten van e RVlZl's met simultane precipitatie in Friesland zijn 

werrqeqeven in onrlcr-taanrlc tabel. De e verhoudingen op deze installaties 

lopen !uiteen van 1 tot 3. 

Sloten 

Lemmer 

Vlolveqa 

Joure 

Sneek 

Akkrurn 

Grauw 

Viarns 

Totaal P-qr.Iinlte in effluent rnq PI1 

Tabel 1: Gemiddelde P-gehalten in h ~ effluent t van de Friese RWZI's met 

defosfatering (lit.. h).

. Al-zouten, Amerikaanse gegevens (3) 

x Ferro-zout, proeven te Scherpenreel (2) 

Figuur 2: Relatie tussen flocculantdosering en effluentkwaliteit. 

Sloten 

Lemmer 

Wolvega 

Joure 

Sneek 

Akkrum 

Groliw 

'Narns 

Figuur 3: Relatie tussen flocculantdosering en P-qehalte ef- 

fluent op Friese RWZI's (gegevens verstrekt door pro- 

vincie Friesland).

De relatie tussen de Fe/P-ver!m~c!inq en de P-concentratie van het effluent i; 

weerqeqeven in figuur 3. De '.vnnrrJen vertonen in het algemeen een vrij grote 

spreidinq. Rij Fe-doserinrjen van 1,s-2,O mol Felmol P wordt een effluentgehalte 

van 1-2 mq PI1 tiereikt. 

Op de RVJZl's in Friesland is nrrn nenatieve invloed van de defosfaterinq op de 

nitrificatie en de rienitrificatie ?/a?rrqenomen. Clp alle installaties worden N-Kj- 

concentraties beneden 10 mg11 hehanld. De bezinkeiqenschappcn van het slib zijn 

duidelijk verbeterd (6). 3c slihindex is door de defncfatsrinq bij de meeste 

í?V1ZI1s (maar niet bij nllrì verbeterd (info provincie Frieslandj. 

In tabel 2 zijn de resilltatrn van di defosfaterinq hij Z.S. 'JeIuv/~ v~eerqegevev. 

De v~anrnernincjen komen in grote lijnen overeen met die van Friesland, met 

gemiddelde fosfnatqetialtcn in het effluent tussen 0,9 en 2,7 mg P/[. 

P-tntaal iinq/l) Rerekend 

effluent Gemeten P-qehalte Berekende 

na droogrest drooqrrst !&/P 

PL'JZI jaar infliient effluent filtratie (mq/lÌ ! ) !mol/rnol) 

Elburq 1956 17,8 1,70 0,54 30 498 192 

Elhurq 1987 20,h 2,45 1,21 28 4,4 1,4 

Epe l987 10,9 1,37 0,61 2 2 325 270 

Harderwijk 1981 lh,4 1,52 0,43 34 3,2 220 

Harderwijk 1987 14,0 0,R9 0,19 2 0 395 2~6 

Heerde 1987 l6,4 2,70 1,03 32 592 18 

Nijkerk 1907 10,3 2,40 1,29 2 3 48 1,2 

Tabel 2: Jaarqerniddrldi. rpjrvens rlrfosfatering bij Z.S. Veluwe (8). 

De praktijkervarinqcn qeven aan cl;it door chemische defosfaterinq met hoqe 

Me/P-verhouding cfflueritcnncentraties van circa 1 rnq PI1 haalbaar zijn. Voor 

een verdere verlaqinq van het P-rjehalte is een filtratiestap nodiq, omdat het 

rnerste restfosfn:it in .!e vorm vap fijr q~suspenderrd materiaal aanwezig is 'zie 

tabel 2). 

De voor- en naprecipitatie bereiken onqeveer dezelfde effltientconcr:ntratie als 

de simultane defosfnterinq. In het alqerneen kan qesteld worden dat een 

effluentconcentratie laqer dan 1 mq P/] niet bereikt kan worden met uitsluitend 

chemische defosfaterinq. Wanneer laqerc effluentconcentraties vereist zijn, zal 

deze rnethode gecombineerd moeten worden rnet vlokfiltratie (effluentconcen- 

tratie tot circa 0,2 mq P/], lit. 25) of rnaqnetisctie separatie (?ffluentconcentra- 

tie circa 0,15 mq P/1, lit. 13).

3.4 Chemicaliënverbruik, restprodukten en milieueffecten bij fysischchemische 

defosfatering 

Het chemicaliënverbruik bij chemische defosfatering is afhankelijk van het 

gebruikte flocculatiemiddel en van de gedoseerde rnolverhouding. Onderstaande 

tabel vermeldt de gegevens bij precipitatie met FeClj, Fe504 of A12/S04j3. De 

gegevens zijn qebaseerd op een fosfaataanvoer van 3 g P1i.e. d (i.e. 8 180 q TZV, 

situatie 1985 !lit. 311, zonder verplicht fosfaatvrij wassen). 

molverhouding Fe504 +) FeCI3 **) A12!s04)3 ***) 

(mol Melmol P) (kq1i.e. j) (kg1i.e. j) (kg1i.e. j) 

*) als vast FeS04. 7 H20 **l als 41% FeC13 oplossing 

***) als vast A12(504)3. 18 H20 

Tabel 4: Chernicaliënverbruik chemische defosfatering. 

Bij een lage buffercapaciteit van het water, met name hij zacht drinkwater, kan 

het nodig zijn tevens kalk te doseren ter neutralisatie van de zure werking van 

het flocculatiemidde1. De benodigde dosering is sterk afhankelijk van de buffer- 

graad van het water en van de dosering vlokmiddel. 

De bovenstaande doseringen leiden bij DVlA-aanvoer (150 I1i.e.d) tot de volqende 

verhoging van de anionconcentraties in het effluent. 

Tabel 5: Extra zoutvracht effluent hij chemische defosfatering. 

De concentraties 508- overschrijden al qauw 100 mgll, de norm voor oppervlak- 

tewater waaruit drinkwater wordt bereid. De bijdrage aan het chloridegehalte 

(Il4P-norm 200 mg/]) is relatief minder groot. Het is echter mede afhankelijk van 

de achtergrondconcentraties in het effluent en van de gevoeligheid van het 

ontvangende water of deze effluentconcentraties aanvaardbaar zijn.

[Ie literatuurgeqevens over de hoeveelheden extra slili bij chemische precipitatie 

zijn nogal verv~arrcnd, orndat de iiitqanqspunten sterk uiteenlopen. De extra 

slibproduktie bij chemische rlefosfaterinq kan het best ,worden berekend uit de 

verwijderinq van zwevend en cnlloklnal materiaal (met name bij vnorprecipitatie) 

plus de stoichiometrisclie hoeveelheid chemisch slib in de vorm van fosfaten en 

hydroxiden. In tabel 6 zijn de resultaten van de berekeninq ,vmerqeqeven voor de 

defosfatering met ijzerzouten bij mnlverhoudinqen 1,25 en 1,75 mol Felmol P 

(ontleend aan lit. 1). 

dosering 1,25 

voorprecipitatie 

- chemisch slib 

- extra primair 

- totaal extra 

(mol Felmol P) 

simultane precipitatie 

- chemisch slib 15,5 

- extra surplus 7 5 

2 

- totaal extra 2 3 

naprecipitatie 

- chemisch slib 

- invang zwevende qtrif 

15,5 

2 

21 

- 10 

- totaal extra 2 3 3 1 

Tabel 6: Berekende extra versslibproduktie (g d.s.1i.e.d) hij chemische precipi- 

tatie met ijzerzoiitcn (1). 

De v~aarden van tabel 6 hetihen betrekking op vers slib. De toenarne van de 

hoeveelheid qestahiliseerd slib zal met name bij voorprecipitatie minder qroot 

zijn dan die van de vers$lihproduktie, omdat een deel van het inqevangen 

orcjanisch materiaal tijdens de stabilisatie wordt afqehroken. 

In de berekeningen van literatuur 1 is uitgegaan van een relatief hoge toename 

van de biologische slibproduktie. Als slibproduktie bij simultane defosfatering 

wordt dikv~ijls qerekend met de iets laqere waarde 20 q d.s.1i.e.d (10).

3.5 Randvoorwaarden bij de toepassing van chemische defosfatering 

Simultane defosfatering is niet moqelijk bij RWZl's met oxydatiebedden. Voor- en 

naprecipitatie zijn in principe altijd toepasbaar. Wanneer voorprecipitatie wordt 

toegepast is het van belang, dat er voldoende fosfaat overblijft voor de verdere 

biologische zuivering. Een P/BZV-verhouding van 11150 in het voorbezonken 

water is voldoende (4). 

Bij simultane precipitatie moet rekeninq worden qehouden met de volgende 

neveneffecten op het zuiveringsproces: 

- Bij de oxydatie van Fe(I1) tot Fe(II1) komt H+ vrij, waardoor de pH daalt. Bij 

zacht water kan het nodig zijn kalk te doseren ter neutralisatie (ervaring Z.S. 

Veluwe). 

- Door de extra slibaanwas bij simultane defosfaterinq wordt de slibleeftijd 

verkort. Hierdoor kan de nitrificatie in gevaar komen. Tevens zijn er 

aanwijzingen dat door de pH-daling en de verhoogde concentratie metaal- 

ionen de nitrificatie geremd wordt (1, 2). Ook de denitrificatie zou gestoord 

kunnen worden, al schijnt dit proces minder gevoelig te zijn (5). 

Bij zeer laag belaste systemen blijken de nitrificatie en denitrificatie bij 

simultane precipitatie probleemloos te functioneren (6). Wellicht kan bij 

RWZI's met een hogere slibbelasting (circa 0,10-0,20 kg BZV/kg d.s. d) de wat 

minder stabiele nitrificatie worden geschaad. Nederlandse praktijkgegevens 

hierover ontbreken, omdat vrijwel alle RWZI's met defosfaterinq een zeer 

lage slibbelasting hebben (circa 0,05 kg BZV/kg d.s. d). Gezien het grote 

aandeel van de belastingklasse 0,lO-0,15 kg BZV/kg d.s. d in de totale 

zuiveringscapaciteit, is het van groot belanq meer inzicht te krijgen in de 

invloed van simultane defosfatering op de nitrificatie in deze klasse. 

- Door de vorming van chemisch slib neemt bij simultane defosfatering het 

aandeel anorganisch materiaal in het actief slib aanzienlijk toe. Om de 

slibbelasting (betrokken op de organische slibfractie) niet te verhogen zal de 

totale slibhoeveelheid moeten worden verqroot. Dit wordt in het algemeen 

bereikt door verhoging van het drogestofgehalte in de aëratieruimte. 

Verhoging van het drogestofgehalte is alleen moqelijk indien het slibvolume (= 

drogestofgehalte x slibvolumeindex) niet teveel toeneemt, om overbelasting 

van de nabezinking te voorkomen. Dit betekent dat de toename van het 

drogestofgehalte moet worden gecompenseerd door een daling van de slibvo- 

lumeindex. In het algemeen zal door de dosering van ijzer- en aluminiumzou- 

ten de slibindex dalen (zie tabel 3). Rij de Friese RWZl's werd echter niet in 

alle gevallen een daling van de SVI waargenomen. Bij RWZI's die zijn

qedimensioneerd op een hooq droqestofgeiialte en een laqe slibindex 'bijvoor- 

beeld propstroom actief-slihsysterrien) is liet zeer wel mogelijk dat simultane 

precipitatie tot een onaanvaardbare verqrotinq van het siibvoiume zou leiden. 

In dat geval zal de aëratieriiirnte of de nabezinkinq moeten worden vergroot 

om de slibbelastinq te kunnen handhaven. 

Nadere informatie over de invloed van chernische defosfaterinq op het 

slibvolume is qev~enst om in alle qevallen een verantwoorde dirnensionerinq 

mogelijk te maken. 

chemicaliën oorspronkelijke 5.V.i. bij 

S.V.I. (ml/qÌ simultane fosfaat- 

A12iSOqi3 114 7 7 

AI2(504)3 190 40 

A.V.K. 80 - 120 45 - 75 

Al-houd~nde 

beits 7 68 

Fe504 100 - 110 50 - 70 

Fe504 7 80 - 95 

Fe504 100 60 - 70 

FeC12 65 - 75 42 

FeC12 l60 90 - 100 

FeC13 7 94 

FeC13 120 9n 

Tabel 3: Invloed van simultane defosfaterinq op de slibvnliime-index 'lit. 1). 

De indikkinq, stahilisatie en ontv~aterinq zullen voldoende capaciteit moeten 

hebben om de extra slihproduktie te verwerken. Rij volledig belaste RWZI's 

kan invoering van simultnrie defosfatering derhalve tot capaciteitsproblemen 

leiden. 

- Rij simultane defosfaterinq met Te504 in combinatie met fijnblazige bellenbeluchtinq 

bestaat de kans dat de beluchtingselementen verstopt raken met 

ijzer- en calciiimverhindinq~n. Deze problemen zijn te beperken door qebrilik 

te maken van vr,.rstoppinqsonqr:voeliqe beluchtinqselernenten en door het 

FeSOb niet direct in de nPratietank te doseren (l).

Bij naprecipitatie wordt het biologische zuiveringsproces niet door de defos- 

fatering heinvloed. Aan de dimensionering van de bestaande aeratie, nabezin- 

king en slibverwerking worden derhalve geen extra eisen gesteld. Hier staat 

tegenover dat naprecipitatie een extra bezinktrap vergt (veelal met opvoer- 

gemaal), alsmede apparatuur voor de indikking en verdere verwerking van het 

fosfaatslib. Hiervoor moet op de RWZI voldoende ruimte aanwezig zijn. 

3.6 Knelpunten bij chemische defosfatering 

Knelpunten bij voorprecipitatie: 

- de voorbezinking moet voldoende laag belast zijn om te voorkomen dat de 

extra slibpraduktie tot slibuitspoeling leidt; 

- de slihverwerking van de RWZI moet voldoende capaciteit hebben voor de 

verwerking van het extra primair slib. 

Knelpunten bij simultane precipitatie: 

- de slibverwerking van de RWZI moet voldoende capaciteit hebben voor de 

verwerking van het extra surplusslib; 

- indien door de chemisch-slibproduktie het slibvolume van het actief slib 

toeneemt != d.s.-gehalte beluchting x slibvolumeindex), kan de oorspronke- 

lijke dirnensionerinq van de nabezinking te krap zijn. Uitbreiding van de 

aëratieruimte en/of nabezinking is dan noodzakelijk; 

- de nitrificatie kan worden geschaad. Verwacht wordt dat dit met name bij 

belastingsklasse 0,10 - 0,20 kg BZV/kg d.s. een rol kan spelen; 

- gewaakt moet worden voor verstopping van de beluchtingselementen. 

Knelpunten bij postprecipitatie: 

- Op de RW21 moet ruimte zijn voor een extra bezinktrap en apparatuur voor 

de verwerking van het fosfaatslib. 

Nadere geqevens zijn gewenst op de volgende punten: 

- de invloed van sirnultane defosfatering op de slihindex en het slibvolume (bij 

verschillende soorten slib); 

- de remming van nitrificatie en denitrificatie door simultane defosfatering, bij 

verschillende belastingsklassen; 

- ervaringen bij de defosfatering met Fe504 in combinatie met fijne bellenhe- 

luchting.

4 DEFOCFATERING M.B.V. EEN KORRELREACTOR 

4.1 Procesbeschrijving korrelreactor 

Defosfaterinq met behulp van een korrelreactor is een vorm van fysisch- 

chernische defosfaterinq met kalk, waarbij de fosfaatzouten kristalliseren op 

zandkorrels in een qefluTdiseerd bed. De korrelreactor bestaat uit een cilindrisch 

vat, met een geperforeerde verdrelplaat en een zandhed. Het effluent van een 

rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt in opwaartse richting door de reactor 

gepompt, waardoor het zandhed qefluydiseerd wordt. De pH en de Ca-concentra- 

tie worden door dosering van natronlooq of calcii~mhydroxyde zo inqesteld, dat 

een oververzadiging van calciurnfosfaat ontstaat die zich in kristalvorm op het 

zand afzet. Na verloop van tijd worden de gevormde korrels afqelaten en wordt 

vers zand als cntmatcriaal torqevoend. 

Naast de kristallisatie op de korrels ontstaan door plaatselijke oververzadiging 

deeltjes amorf calciurnfosfaat, die rnet het water worden meegenomen en de 

reactor verlaten (de zogenaamde carry-over). Dezr deeltjes moeten door filtra- 

tie uit tiet water ivorden verwijdcrrl, wanneer een laqe P-concentratie vereist 

wordt. 

De reactor wordt gedimensioneerd op basis van het rnaxiniaal te verwerken 

debiet. Bij D'UA kan het nodiq zijn effluent te recirculeren om de minimum 

fluidisatiesnelheid te bereiken. Het qedefosfateerde water verlaat de knrrelreac- 

tor met een hoqe pH. Om hct water te kunnen lozen op oppervlakte.,:/ater moet 

tiet eerst qeneutraliseerd worden. De hiertoe benodiqde zui~rdoscrinq is beperkt, 

omdat in de korrelreactor onthardinq optreedt. 

Als filtratiestap na de korrelreactor kan een tweelanqs zand-anthracietfilter 

worden gebruikt, uitgevoerd als rhkfilter of qravitatiefilter. 

4.2 Stand van ontwikkelinq van de korrelreactor 

De korrelreactor is oorspronkelijk ontwikkeld voor de centrale ontharding van 

drinkwater. De reactor bleek echtrr nok in staat fosfaat en andere verrintreini- 

gingen uit het water te verwijderen. 

Vanaf 1977 is op scrni-technische sctiaal onderzoek vcrricht naar de defosfate- 

rinq van verschillende Nederlnndse P,\'lZI-effluenten. Ook in Japan en Denemarken 

is semi-technisch ondcrzork verricht. 

De procven hebben aanqetoond dat het type zuiverinqsproces en de hardheid van 

het afvalwater grote invloed hebhcn op liet verloop van de defosfaterinq in de 

korrelreactor. Een deel van dezc factnren is noq niet qeheel opgehelderd en zal 

in nader onderrock op kleine schaal inorten worden onderzocht.

In Vlesterbork wordt een installatie op praktijkschaal gebouwd, bestaande uit een 

korrelreactor gevolgd door een snelfilter. De reactor zal eind 1988 in gebruik 

worden genomen. 

Door de L.U.W. wordt in samenwerking met DHV onderzocht of de korrelreactor 

bruikbaar is om fosfaat te verwijderen uit de geconcentreerde stroom superna- 

tant (circa 100 mg P/lj bij het biologische fosfaatstrippen (11, 12). 

4.3 Haalbare P-verwijdering bij de korrelreactor 

locatie type rwzi P-gehalte in mg/l 

influent effluent 

ongefil- gefiltreerd 

treerd 

Woudenberg oxydatiesloot 18 1-3 1,2-1,5 

Amersfoort oxydatiebed 9 2-3,5 1 

Vlolvega oxydatiesloot 7 1,O-1,6 1,O-1,2 

Weesp oxydatiebed 5,5-9,3 2 1 

Driebergen oxydatiebed 6,3-15,3 2-4 0,5-2,5 

Uithoorn twee-traps 

na oxydatiebed (le trap) 8 392 290 

na actief-slib (2e trap) 7 199 021 

Huizen actief-slib 9,5-16,l - 14 

Hilversum-Oost oxydatiebed 9-16 1-2 0,5-1,O 

5-10 0,5-6,0 

Westerbork oxydatiesloot 10-12 3-5 0,2-0,8 

Tabel 7: Pilot-plantresultaten korrelreactor met verschillende soorten efflu- 

ent (10). 

In proeven met het effluent van laagbelaste RWZI's werd 1 mg P/I bereikt; bij 

hoog belaste RWZI's 2-3 mg P/1 (ongefilterde monsters). Wanneer achter de 

korrelreactor een zandfilter wordt geplaatst, zijn effluentwaarden van 0,5 mg 

PI1 of lager te bereiken (9). 

4.4 Chemicaliënverbruik, milieueffecten en restprodukten bij de korrelreactor 

Het kalkverbriiik van de korrelreactor is geschat op 4,7 kg Ca(0H)zIi.e. j bij 150 

I/i.e. d. De neutralisatie van het basische gedefosfateerde water vergt naar 

schatting 0,5 mmo1 H2SO4/l. Wanneer tevens zure stripping nodig is ter 

vermindering van de hardheid loopt het ziiiirverbruik op tot 1,5 rnrnol/l (10). Het 

geschatte zuurverbruik en de toename van het sulfaatgehalte van het effluent 

zijn sarnenqevat in tabel 8:

zure stripping + 135 

pH-correctie 

Tabel 8: Zuurverbri~ik en sulfaathelastinq effluent hij knrrelr~actor, met en 

zonder zure stripping 'DVIA = 150 ]/i.e. d, lit. 10). 

Afhankelijk van de hardheid van het water bedraaqt de korrelproduktie 6-12 

kq1i.e. j. Het in de korrels qchnnden fosfaat biedt in principe de rnoqelijkheid tot 

hcrqehruik. Het fosfaatqehalt? van dc korrels bedraagt circa 9"/0 (als P205) Op 

de verwerkinqsrnnqelijkheden wordt in 9.6. nader inqeqaan. 

i j 

filtratie van het qedefosfatrerde water, ter ver,wijdering van de carry-over, 

wordt tevens BZV, Kj-N en zwevenrk stof verwijderd. Dit verlaagt de belastinq 

van het ontvangende oppervlaktev~atrr. 

4.5 Randvoorwaarden bij defosfatering met een korrelreactor 

Omdat de korrelreactor als

zuiveringsproces op de defosfatering zal in pilot-proeven nader worden 

onderzocht. Hieruit zal blijken of er fundamentele beperkingen zijn aan de 

toepassinq van de korrelreactor afhankelijk van het type afvalwater en het 

zuiveringsproces. In de huidiqe stand van ontwikkeling zal door semi- 

technisch onderzoek per locatie moeten worden vastgesteld of defosfaterinq 

met een korrelreactor mogelijk is; 

- het gedefosfateerde water moet worden geneutraliseerd, in verband met de 

tot 10-11 verhoogde pH. 

4.6 Knelpunten bij de invoering van de korrelreactor 

Bij de invoering van de korrelreactor op praktijkschaal bestaan de volgende 

knelpunten: 

- met de korrelreactor is nog geen praktijkervarinq op technische schaal 

opgedaan; 

- de relatief hoge hardheid van het Nederlandse drinkwater zal (zonder 

centrale ontharding) in veel gevallen een ongunstige korrelsamenstellinq en 

een hoog chernicaliSnverbruik opleveren of een dure voorbehandeling nodig 

maken; 

- de toepassingsmogelijkheden zijn alleen bij nxydatiesloten voldoende aange- 

toond; bij oxydatiebedden lijkt de werking tot nu toe minder gunstig en over 

actiefslibsystemen en tweetrapsinstalinties rijn nog weinig gegevens beschik- 

baar; 

- de afzetmogelijkheden voor de slibkorrels lijken qunstiq, maar zijn nog niet in 

de praktijk aangetoond (zie ook 9.6). 

Aanbevelingen voor nader onderzoek: 

Belangrijke informatie over de werkinq van de korrelreactor in de praktijk zal 

worden verkreqen in het demonstratieproject Westerbork. Daarnaast zijn demo- 

projecten gewenst om de werkinq onder verschillende omstandigheden vast te 

stellen. 

Nadere gegevens zijn gewenst ten aanzien van de invloed van de hardheid op de 

fosfaatverwijdering, het chemicaliënverbruik en de sarnenstellinq van de korrels. 

Door semi-technisch onderzoek en demo-projecten zullen de toepassingsmoqe- 

lijkheden moeten worden onderzocht bij oxydatiebed-, actiefslib- en tweetraps- 

systemen. 

De verwachtingen ten aanzien van nuttig gebruik van het korrelslih zullen in 

proeven op technische schaal moeten worden getoetst. 

De technologische en economische aspecten van zure stripping afhankelijk van de 

waterhardheid moeten nader worden onderzocht.

5 DEFOSFATERING MET MAGNETISCHE SEPARATIE 

5.1 Procesbeschrijvinq 

Dcfnsfatering rnet rnaqnetische separatie is een vorm van postprecipitatie met 

kalk, waarbij het fosfaatslib wordt afqevanqen rnet behulp van een sterke 

rnaqneet. 

Het RV/ZI-effluent wordt behandeld rnet kalk, waardoor het fosfaat wordt 

neerqeslagen in de vorm van Ca-P-verbindingen. Tevens wordt polyelektrolyt 

toegevoegd en rnaqnetiet, een zeer fijn verdeeld ijzeroxide met sterk magneti- 

sche eigenschappen. In de flocculatiefase bindt het magnetiet zich samen met de 

polymeren aan de deeltjes kalkslib. Het water-slibmengsel wordt vervolgens door 

het magneetveld qeleid, v/aart>ij het rnaqnetiet rnet de aanhanqende slibdeeltjcs 

in de magneet achterblijft. Na het i~itschakelen van de stroom wordt de rnaqneet 

teruqqespoeld, waarbij liet rnaqnetiet-kalkslib vrijkomt. In een opv~erkingstrap 

wordt het maqnetiet uit het kalkslib terugqewonnen en herqebruikt. Het kalkslib 

rnet circa 7"/u P205 blijft als restprodukt over. De concentraties kalk en fosfaat 

van het slib zijn vergelijkbaar met die van de fosfaatkorrels i~it de korrelreactor. 

Daarnaast bevat het slib een resthnevcelheid maqnetiet !3-4?6 op basis van 

drugestof, bij 99% terugwinninq van het magnetiet). PJuttiq gebruik van het slib 

is wellicht moqelijk als kalkrneststof in de landbouw of als grondstof voor de 

fosfaatindustrie. Wanneer nuttig qehriiik niet mogelijk is, moet het slib worden 

ontwaterd en qestnrt. 

5.2 Stand van ontwikkeling hij de maqnetische defosfaterinq 

De rnaqnetische dcfosfnterinq is nntv~ikkeld uit een techniek die in de rnijnbouvl 

wordt tnrqepast bij de winriinq van kaoline. Door Smit Nijmegen is een pilot- 

plant geboiiv~d met ren verv/erkinqscnpaciteit van 10-15 m'/h. De pilot-plant 

heeft qefiinctioneerd op de RWZl's Nijmeqcn, Harderwijk, Hilversum-Oost en 

Holten. In de loop van 1988 is ren praktijksysteern rnet ren capaciteit van 50 

mY/ti qebouwd, qevolqrl door een 200 n,'/h installatie medio 1989. Een installatie 

met een capaciteit van 400 rnJ/h ral rind 1989 gereedkomen. 

Als voorbereidinq op de qrote installaties wordt ondermeer onderzoek verricht 

naar de toepasbaarheid van maqnetisrtie defosfaterinq voor verschillende soorten 

RWZI-effluent. 

De teruqwinninq van het rnaqrirtiet uit het kalkslib is op laboratnriiirnscl-iaal 

onderzocht en wordt sinds tiet najaar van 1988 in de 50 m'/h installatie in 

praktijk getest. I4eri vcrv~arht 99% van het magnetiet te kiinncn terugwinnen en 

herqebruiken (14).

De samenstelling van het slib, ondermeer afhankelijk van de watersamenstelling 

en de chemicaliëndosering, wordt in laboratoriumproeven onderzocht. Volgens 

een door het Nederlands Meststoffeninstituut uitgevoerd onderzoek is het slib in 

principe goed bruikbaar als zuurbindende stof. 

5.3 Haalbare P-verwijdering bij magnetische defosfatering 

De haalbare effluentconcentratie is afhankelijk van de toegepaste techniek en 

van de chernicaliëndosering. De magnetische scheiding kan worden toegepast als 

zelfstandige defosfatering (3e trap) maar ook als nabehandeling na een simultane 

defosfatering (4e trap). Enkele resultaten van pilotplantproeven zijn weergege- 

ven in tabel 9. 

effluent dosering kalk polymeer magnetiet 

(mg P/1) (dm') (g/m3) (kg/m3) 

3e trap 095 200 

(Nijmegen) 1 100 

4e trap 0,15 - 

(Harderwijk) 

Tabel 9: Resultaten van serni-technische proeven met magnetische defosfate- 

ring (13). 

De proefinstallaties hebben tot op heden gefunctioneerd bij 7 RWZI's, in binnen- 

en buitenland. Bij 6 RWZI's werd een effluent met 0,5 mg Pf1 bereikt (actief slib 

en oxydatieslnten). Bij Hilversum-oost (oxydatiebedden) werd 1 mg P/1 gehaald. 

5.4 Chernicaliënverbruik, milieueffecten en restprodukten bij magnetische sepa- 

ratie 

De doseringen kalk, polymeer en magnetiet en de slihproduktie, afhankelijk van 

de te bereiken effluentkwaliteit, zijn weergegeven in tabel 9. Het verhruik per 

i.e. np basis van DWA (3 g P1i.e.d; 150 ]/i.e. d) is samengevat in tabel 10. De 

schatting van liet zuurverbruik bij de neutralisatie van het effluent is gebaseerd 

op de rapportage van de korrelreactor (10). Overigens zal binnenkort door Smit 

worden onderzocht of ook neutralisatie met CO2 uit de lucht haalbaar is.

Ca(OH)2 (kg1i.e. j) 595 l1 

magnetiet **) (kg1i.e. j) 0,25 035 

polymeer (g1i.e. j) 8 0 160 

H2S04***) (kq1i.e. j) 3 5 

slibprodiiktie (kq d.s.1i.e. j) 7 14 

*) als vierde trap na sirnultane defosfatering 

**I bij 99% terugwinning en herqebruik van magnetiet uit liet kalkslib 

*X*) geschat, op basis van lit. 13. 

Tabel 10: Chemicali~nvrrhruik en slihproduktie hij maqn~tische separatie 'bij 

DVIA = 150 ]/i.e. d). 

Het geproducecrdr slih in de proeven te Nijmeqen bestond voor 7?ó uit P205 en 

voor circa 65% uit kalk (13). 

Moqelijkhrden voor nuttig qebruik van het slib moeten noq worden onderzocht. 

liet hoge kalkgehalte maakt het slih in principe qeschikt als kaikmeststof. 

Vlellicht rijn er moqclijkhcdcn als fosfaathoudende ruwe qrnndstof (zie 9.6.'. 

5.5 Randvoorwaarden bij defosfaterinq met rnagnetische separatie 

De magnetische defosfaterinq wordt achter de nnhrrinkinq geplaatst, rdat qeen 

beïnvloeding van het hioloqische ruiveringsproces optreedt. 

In de tot op heden uitgevoerde proeven bij actief-sibinstallaties en oxydatieslo- 

ten functioneerde het systeein goed. Hij een oxydatiebedinrichting (Hilversum- 

oost) werd een minder goed rrsiiltaat liereikt. Het is nog niet duidelijk of dit een 

bijzonder geval betreft of een strur:tureel mindere werkinq hij het effluent van 

oxydatiebcdden. 

Het gedcfosfateerde effluent rnoct vierden genrutralisrerrl, omdat het als qevolg 

van de kalkdoserinq een pH heeft van 10,5 of Iioqer. 

5.6 Knelpunten bij magnetische defosfatering 

Bij de qrootschaliqe invoerinq van rn:iqnetisclie defosfaterinq bestaan de volqende 

knelpunten. 

- De ervaringen met rnagnetische defosfatering zijn mornenteel nog beperkt tot 

pilot-proeven.

- De fosfaatverwijderinq afhankelijk van de watersamenstelling en het type 

zuiveringsproces zal verder moeten worden onderzocht om volledige duide- 

lijkheid te verkrijgen over de haalbare rendementen, het chernicaliënverbruik 

en de kosten. 

- De terugwinning van het magnetiet en de opwerking van het kalkslib tot een 

verwerkbaar produkt en de markt voor een dergelijk produkt zullen in praktijk 

moeten worden onderzocht om inzicht te krijgen in de technische aspecten, 

de kosten en de afzetmogelijkheden. 

De kennis over de magnetische defosfatering vertoont nog hiaten. Een groot deel 

van de vragen kan echter beantwoord worden door het onderzoeksprograrnma dat 

voor de komende twee jaar gepland is (zie 5.2.).

6 BIOLOGISCHE DEFOSFATERING 


Bioloqische defosfaterinq kan optreden bij aanweziqheid van de bacteriestam 

Acinetobacter in het actief slib. Deze bacterie is in staat in aërobe toestand 6- 

10?' van zijn drooqqewicht aan fosfaat op te nemen en als energiebron op te 

slaan in de vorm van polyfosfaat. Met behulp van deze vastqelegde energie kan 

Acinetobacter ook onder anaërobe omstandiqheden leven, waarbij vetzuren (met 

name azijnzuur) als substraat worden opqenomen. Het polyfosfaat wordt daarbij 

afgebroken tot ortho-fosfaat, dat weer uitgescheiden wordt. 

Door de Ihijzondere stofv/issrling van Acinetobacter is liet voor de biologische 

defosfaterinq noodzakelijk dat het slib afwisselend een anaërohe en een aërobe 

zone doorloopt. In de anaërobe zone rnort voldoende substraat beschikbaar zijn 

voor de vorrninq van vetzuren door facultatief anaërohe bacteriën, bij strikte 

afwezigheid van zuurstof, nitriet en nitraat. De anaërohe zone kan zich in de 

waterlijn of in de sliblijn bevinden, afhankelijk van het toeqepaste systeem. 

Bij biolnqische defosfaterinq met achterecnvolqens een anaerobe en een aerobe 

fase in de waterlijn wordt liet fosfaat geconcentreerd in het surplusslib en met 

het slib afgevoerd. Voorbeelden van dit systeem zijn het AIO-proces, het 

Bardenproces, het Redoxproces en het Rio-Deniphoproces. Deze systemen verei- 

sen een aërobe slibhehandelinq om teruqvoer van fosfaatrijk slibwater naar de 

waterlijn te vnorkornen. 

Wanneer in de rrtoiirslihlijn een anaërobe fase is npqenornen zal bij aanwezigheid 

van voldoende vetzuren een deel van het fosfaat door de bacteriën worden 

uitgescheiden (fosfaatstrippen). Het fosfaatrijke supernatant, dat na bezinking 

van het slib ontstaat, kan chernisch worden behandeld. Hiervoor komen in 

principe precipitatie rnet kalk, ern korrelreactor en magnetische separatie in 

aanmerking. Het fosfaatarme slib wordt weer teruggevoerd naar het beluchtings- 

bekken, waar het opnieiiw fosfaat kan opnemen. Hoewel bij deze methode een 

fysisch-chemische bindinq van het fosfaat noodzakelijk is, kunnen het chemica- 

liënverhruik en de brnorliqdr apparatuur beperkt van omvang zijn, omdat het te 

hehanrlelen debiet circa Ifl?D bedraaqt van het influentdebiet. 

Bij alle uitvoeringen van binloqisclie dr?fosfaterinfl moeten in de anaerobe fase 

nitraat en nitriet afweziq zijn en moet voldnende makkelijk afbreekbaar sub- 

straat beschikbaar zijn voor de vorrninq van azijnzuur. Bij nitrificerende syste- 

men moeten vonrzieninqen worden qrtroffen voor vergaande denitrificatie v66r 

de anaerohe fase. 16n en ander vereist een gunstiqe BZV/N/P verhoudinq van het 

influent. Eventueel kan azijnzuur worden gedoseerd om het proces te stimuleren.

Ter verhoging van het verwijderingsrendement kan een beperkte simultane 

defosfatering worden toegepast door middel van een geringe Fe- of Al-dosering 

(32). 

6.2 Stand van ontwikkeling bij de biologische defosfatering 

Biologische defosfatering in de waterlijn is in de zeventiger jaren ontwikkeld in 

de Verenigde Staten en Zuid-Afrika. Buiten Nederland wordt deze techniek op 

een aantal RWZI's toegepast, met name in Zuid-Afrika, Verenigde Staten, 

Denemarken en enkele West-Duitse RWZI'c. Het fosfaatstrippen uit een deel- 

stroom van het retourslib is ontwikkeld in de V.S. Deze techniek wordt op een 

aantal Amerikaanse RWZI's met succes toegepast (22). 

In Nederland is aan de L.U. Wageningen veel fundamenteel en toegepast 

onderzoek naar biologische defosfatering verricht bij de vakqroepen Microbio- 

logie en Waterzuivering. Gebleken is, dat verhoogde fosfaatopname weliswaar 

onder diverse omstandigheden kan optreden, maar dat een stabiele vergaande P- 

verwijdering onder Nederlandse omstandigheden moeilijk te realiseren is (16). 

In een 1.000 1 proefinstallatie te Bennekom wordt inmiddels een stabiele 

defosfatering bereikt tot P-totaal < 1 mg/l, in combinatie met vergaande 

nitrificatieldenitrificatie tot < 10 mq N03-N (17). De waterlijn bestaat uit een 

propstroomreactor met anaërobe, anoxische en aërobe compartimenten. In de 

sliblijn wordt fosfaat gestript met behulp van acetaatdosering (zie figuur 3). Op 

dit moment wordt onderzoek verricht naar de werking van de korrelreactor bij de 

binding van het fosfaat dat uit de stripper vrijkomt (11, 12). 

Door de L.U.W. is onderzoek verricht naar 'spontane' defosfatering op Neder- 

landse RWZI's en naar mogelijkheden om door aanpassing van de bedrijfsvoering 

de fosfaatopname te vergroten. Men vond dat in bepaalde zeer laag belaste 

actief-slibsystemen de P-verwijdering sterk kon worden bevorderd door het 

retourslib en het afvalwater circa 15 rninuten in contact te brengen en 

vervolgens enkele uren zonder menging en beluchtinq te laten staan. In het 

bezonken slib was voldoende substraat geabsorbeerd voor de vereiste vetzuurpro- 

duktie. Het in de bovenstaande vloeistof aanwezige nitraat diffundeerde onvol- 

doende snel in het slib om de vetzuurvorrninq te remmen. De periodieke 

onderbreking van de beluchting had in de onderzochte gevallen geen nadelige 

invloed op de effluentkwaliteit en leverde een flinke besparing op het energie- 

verbruik (12). Afhankelijk van de influentsamenstelling kon in bepaalde gevallen 

een P-verwijdering van 70-80%, tot zelfs meer dan 90% worden bereikt (12, 23).

Op de RWZI Renkum is een deel van de aëratietank anar?roob qemaakt door de 

br?luchtingselernenten te verwijderen. Hierdoor werd hij normale bedrijfsvoering 

55% fosfaatverv~ijderinq bereikt. Rij uitschakelen van de voorbezinking steeg het 

P-rendement tot 80%. Door de aanpnssinqen werd de nitrificatie sterk neqatief 

beïnvloed (21, 24). 

Het VJageninqse ondcrznek naar de meer qeavancecrde defosfaterinqstechnieken 

lijkt slechts moeizaam naar de praktijk vertaalbaar door de uiterst complexe 

proceslijn die nodig is orn een stabiel systeem met een hooq rendement te 

bereiken. (figuur 4). Er zijn vanuit deze hoek op korte termijn geen proefne- 

rninqen onder praktijkomstandigheden te verwachten. 

Dnor de G.T.D. Oost-Brabant viorden in Eindhoven proefnemingen op serni- 

technische schaal met fosfaatstrippen voorbereid. 'Wellicht leveren deze proeven 

praktisch bruikbare qegevens op. 

6.3 Haalbare fosfaatconcentraties bij biologische defosfaterinq 

De te behalen P-verwijderinq bij bioloqische defosfaterinq is afhankelijk van de 

samenstellinq van het influent, het toe te passen systeem, de slibeiqenschappen, 

de slibbelastinq en de reqenviateraanvoer. 

De samenstelling van het influent is vonral van belanq voor de produktie van 

vluchtiqe vetzuren en de nanvieziqheirl van nitraat. Afvalviater dat makkelijk te 

verzuren is, zoals zuivelafvalviater, leidt tot een hetere defosfaterinq. 

Naast de samenstelling van het ifvalviater speelt ook de slibbelasting een 

bclnnqrijke rol. Hoe hoqer de slibhelastinq des te beter het fosfaatverwijderinqs- 

rendement (15). Ten eerste is er meer substraat aanwezig voor de vetzuurvor- 

minq. Daarnaast leidt ern hoqe slibbelastinq tot een onvollediqe of staqnerende 

nitrificatie, waardoor de defosfaterinq minder neqatieve invloed ondervindt van 

nitraat (12). 

De systemen rnet hioloqisrhe defosfaterinq in de waterlijn geven bij P.'VIA een 

verminderde fnsfnntveri*iijdrrinq (16), viaardoor de verviijderinqspercentages 

qedurende het jaar sterk fltictuerrn. Systemen rnet de anaërobe periode in de 

cliblijn zijn stabieler t.a.v. RWA, rnct name wanneer acetaat in de anaërobe tank 

viordt qcdoseerd. Rij liet systr:em van figuur 4 zijn op pilot-schaal verwijderings- 

percentaqes van 90 - lOO?b en effliicntconcentraties van O -1,5 rnq P/] rnoqelijk 

geblekeri (17). 

Wanneer een betroiivitinar en stabiel proces vereist is met P-coricentraties van 1- 

3 rnq P/I, komen onder Nerlcrlandse ornstandiqheden waarschijnlijk alleen proces- 

sen met een anaFrobe fase in de sliblijn ('fosfaatstrippen') in aanmerking. Rij 

nitrificercnde systemen zijn vnorzieninqen voor denitrificatie in de water of

l Oebsfoteringrinstoilat~ 

2 Bezinktank 

3 Stripper 

L Indrkker 

5 Influent 

6 Efflwnt 10 en b l 

7 Retour slib 

B Ingedtktsl!b 

9 Surpluislib 

10 Nu-aretmt dosmng 

11 Gestnpt slib 

Figuur 4: Processchema serni-technische reactor \oor biologi- 

sche defosfaterinq met vergaande nitrificatieldenitri- 

ficatie (17).

sliblijn nodiq. Rij onqiinstiqc watersamenstelling kan azijnzuurdoserinq in de 

stripper nodig zijn. Vlanncer effluentconcentraties van 0,5 mg P/] geeist worden, 

is een nabehandclinq met vlokfiltratie nodiq. 

6.4 Chemicaliënverbruik, milieueffecten en reststoffen bij biologische de- 

fosfatering 

Rij fosfaatbindinq in de waterlijn (AIO-proces, Phoredox, etc.) worden geen 

chemicaliën gedoseerd, zodat geen chemisch slib wordt geproduceerd en geen 

verzouting van het effluent optreedt. 

Bij fosfaatstrippen uit het retourslib wordt het fosfaat geconcentreerd in een 

waterstroom ter grootte van circa 1/10 van het influentdebiet. lJit deze 

geconcentreerde stroom moet het fosfaat via een chemische defosfaterinqstechniek 

'worden verwijderd. Hiervoor komen in principe precipitatie met kalk, een 

korrelreactor of magnetische separatie in aanmerking. Door het 10 x kleinere 

debiet is te vervlachtcn dat ten opzichte van defosfaterinq in de waterlijn de 

kalkdoserinq veel geringer is en dat een kleinere hoeveelheid kalkslih met een 

hogere P-concentratie wordt geproduceerd. De werkinq van de genoemde technieken 

in combinatie met biologische defosfatering zal echter nog moeten 

worden onderzocht. 

Het cliernicaliënverbruik en dc slihproduktie zijn voorlopig geschat op basis van 

de volgende aannamen: 

- fosfaatstrippen [net azijnzuurdosering en kalkbehandelinq van het supernatant; 

- supernatant circa 10% van DWA-debiet; 

- kalkdoserinq 300 mq Ca(OH)2 per 1 supernatant (22); 

- azijnzuurdoserinq 7,3 g1i.e. d (17); 

- kalkslih (stoichiometrisch) 11,3 g d.s.1i.e. d; 

- extra produktie qestabiliseerd surpliisslib door doserinq azijnzuur circa 3,6 

q1i.e. d (geschat). 

Resultaat per i.e./j: 

* verbruik Ca(OH)2 1,6 kq1i.e. j 

* verbruik azijnzuur 2,7 kq1i.e. j 

* prod~kti~: 

kalkslil, 4, 1 kq d.s.1i.e. j 

* extra surplusslib 1,3 kq d.s.1i.e. j

6.5 Randvoorwaarden bij biologische defosfatering 

Voor biologische defosfatering is een anaërobe fase in het zuiverinqsproces 

essentieel. In deze anaërobe fase moeten zuurstof, nitraat en nitriet volledig 

afwezig zijn en moet voldoende makkelijk afbreekbaar substraat beschikbaar zijn 

voor de vorming van vluchtiqe vetzuren. Omdat nitraat vanuit de aërobe zone via 

het retourslib naar de anaërobe zone kan worden gevoerd, moet de nitrificatie 

afwezig zijn, dan wel volledig door denitrificatie gecompenseerd worden. 

Bovenstaande eisen stellen de volgende randvoorwaarden aan het biologische 

zuiveringsproces: 

- anaërobe zone in water- of sliblijn, zonder nitraat en zuurstof; 

- influent BZV/P-opgelost verhouding minimaal 10 voor voldoende vorming van 

vluchtige vetzuren (19); 

- influent BZV/Kj-N verhouding minimaal 4 voor volledige denitrificatie en 

voldoende resterende BZV voor vetzuurproduktie (18); 

- bij een nitrificerend systeem moeten voorzieningen aanwezig zijn voor 

volledige denitrificatie (anoxische fase in beluchtingscircuit, recirculatie via 

een anoxische zone, intermitterende beluchting, etc.); 

- aërobe fase in de waterlijn met minimaal 2 mg 0211 (20); 

- snelle slibverwijdering uit de nabezinking om P-release door anaërobie te 

voorkomen; 

- bij defosfatering in de waterlijn moet de slibverwerking vollediq aEroob zijn 

oin terugvoer van P-rijk anaëroob slibwater naar de waterlijn te voorkomen. 

Uit door Witteveen+Bos bewerkte jaargegevens van de waterkwaliteitsbeheerders 

blijkt dat bij circa 45% van de RWZI's het influent een te lage RZV/Kj-N 

verhouding heeft (gegevens 1984 - 1986). Slechts 2% van de RWZI's voldoet niet 

aan de eis RZV/P 10. 

De eis van volledige denitrificatie in verband met de storende werking van 

nitraat betekent dat op veel RWZI's inqrijpende aanpassingen nodig zijn om 

vergaande bioloqische defosfatering mogelijk te maken. Rij ongunstige DZV/N/P 

verhouding is biologische defosfatering vrijwel uitgesloten, tenzij azijnzuur 

wordt gedoseerd. 

2+ 

Voor de biologische defosfatering is het van belanq, dat voldoende Mg en K+ in 

het afvalwater aanwezig is. Magnesium dient als tegenion ter neutralisatie van 

het polyfosfaat. Kaliurn zou een rol kunnen spelen bij het transport van fosfaat 

lanqs de celmembraan. Een kaliumgebrek kan cen mogelijke oorzaak zijn van een 

slecht functionerende biologische defosfaterinq, zij het in gebieden met zeer 

lage metaalconcentraties in het drinkwater (21).

Bij bioloqischc defosfaterinq in r l watrrlijn ~ wordt het fosfaat in het surplusslib 

qebonden. Dit slib kan niet anaëroob gestabiliseerd worden, omdat in de 

slibqistinq circa 60% van het oprjrnornen fosfaat weer vrijkomt (12). Dit 

betekent, dat de indikking, stabilisatie en eventuele ontvlaterinq in aërobe 

toestand rnoeteri v~orden vitqevo~rd, om de terugvoer van P-houdend slib'~/ater te 

voorkomen. 13ij RLVZ1's mrt slibqistinq is deze methode van bioloqische defosfa- 

tering derhalve niet tnepasbaar. 

Voor betrouvhnrr bioloqische drfosfaterinq, die ook bij regenwateraanvoer een 

hoog rendement bereikt, lijken alleen systemen met een anaërobe fase in de 

sliblijn (fosfaatstrippen) in aanmerkinq te komen. Hierbij moet rekeninq worden 

gehouden met toevoeqiriq van voorbezonken afvalwater of azijnzuur in de 

fosfaatstripper nrn de P-relcase tc stirnulcren. 

6.6 Knelpunten bij biologische defosfaterinq 

Fundamentale problemen hij verqaandr bioloqische defosfaterinfl zijn: 

- de afhankelijkheid van een gunstige influentsamenstcllinq; 

- de matige procestabiliteit, met riame bij f?V/A. 

l3ij introductie op een RVI21 kunnen bovendien ingrijpende rnaatreqelen nodig zijn 

in verband met: 

- de ztrengc risen aan de denitrificatie v~eqens de vereiste afvlezigheid van 

NO3 in de anaërobe fnw; 

- het voorkómen van P-rr:lense in nabelinkinq; 

- het voorkórrrn van P-release in de slibbehandeling hij systemen met P- 

verwijderinq uit de waterlijn (:-larden-, AIO-, Phoredoxproces, etc.). 

Naast de tectinoloqische problemen van het proces vmrdt qrootschaliqe introduc- 

tie van bioloqische riefosfriterinr] sterk helcmmerrl door tiet ontbreken van 

praktijkervaringen onder llederlandse orristandiqheden. De complexe systemen 

die op proefschaal blijken te 'werken (zie figuur 3) maken implementatie in de 

['raktijk uitcrst moeilijk. Er zijn rioq

Aanbevelinqen: 

De praktische mogelijkheden van biologische defosfaterinq onder Nederlandse 

omstandigheden lijken te liggen op de volgende terreinen: 

- fosfaatstrippen bij actief-slibinstallaties met een gunstige influentsamenstel- 

linq en een qoede denitrificatie; onderzoek hiernaar in praktijkinstallaties is 

gewenst; 

- vergroting van de P-opname bij geschikte oxyatiesloten en verwante syste- 

men door aanpassinqen van de bedrijfsvoering (contact influent + retourslib 

gevolgd door uitschakelen beluchting). Een goede handleiding is nodig om de 

mogelijkheden duidelijk aan de zuiveringspraktijk te presenteren. 

De korrelreactor en magnetische separatie zijn in principe aantrekkelijk in 

combinatie met fosfaatstrippen. De werking van deze combinaties zal nog 

moeten worden onderzocht.

7 DEFOSFATERING MET BEHULP VAN FILTRATIE 

7.1 Procesbeschrijvinq 

Door enkelvoudiqe filtratie kan alleen !iet fosfaat aanweziq in de zwevende stof 

worden verwijderd. Een belanqrijk deel van het fosfaat in het R\A/ZI-effluent 

bevindt zich eclitcr iri opqeloste of cnlloidale vorm. Ter verwijdering van deze 

twee ~ateqoriFn viordt qehruik qernaakt van vlokfiltratie. Vlokfiltratie bestaat 

uit ren combinatic: van cliemische prmipitat.ie en filtratie. Aan het effluent van 

de R1v'/ZI vmrdrn nluminiiim- of ijzer7outen toegevoeqd. Deze stoffen vormen 

sameri met het fosfarit en het qesiiq~endeerde materiaal vlokken, welke in het 

filter viorrlen afqevanqrn. Orn uitspoeling van het vlokmateriaal onder invloed 

van de schuifkrachten in het filter te voorkomen, kunnen polymeren worden 

torqevoegd, die di? vlokken meer stabilitii.it geven (29, 30). 

Vlokfiltratie is rnoqelijk bij effluent dat maximaal 4 mg P/1 bevat. Rij hogere 

waarden raakt het filtcr verstopt door de grote slibproduktie. Dit betekent dat 

vlokfiltratie alleen in combinatie rnet een andere defosfaterinqstechniek kan 

worden toeqepaït. tict afqcvanq~n materiaal vmrdt door periodiek teruqspoelen 

uit het filter verwijderd, naar de P'i6/ZI teruggevoerd en tezamen met het 

zuiverinq,slib verwerkt en afgevoerd. 

De efflucntfiltratie kent versctiillendc technische uitvoerinqcn, zoals dieptcfil- 

trntir, oppirvlaktefiltratic, iipflo,r/-filtratie en trommelfiltratir. Rij vlokfiltratie 

worden de hesti. rcsultat~n bereikt met neerwaarts doorstromende tweelaaqsfil- 

ters (open uitvocrinq of drl~kfilters) rn continu qereinigdc upflo,~ filters (25). 

7.2 Stand van ontwikkeling van de effluentfiltratie 

Vlokfiltrntir, cjrricht op verqnanrlr+ v~:rwijdrrinq van fosfnrit uit het effluent, 

wordt sinds dr jnrrn '70 op vrij grote schaal torqepast in Zwitserland, Zweden en 

West-i3uit.sland. In I.!erlrrland is eniqe ervarinq rnet vlokfiltratie npgedaan in een 

scmi-trclinisch ondcrznck uitgevoerd op de RVIZI Reekbergen (30). 

Gesteld kan v/orc!r:ri clat de teciinnloqischc en praktische aspecten van rle 

vlokfiltratie vn!do~nrle bekend rijn vnnr toepassinq in praktijk. 

f3ij defosfaterinq met een korrclrcnctor kan een tweelaaqsfiltratie worden 

toerjepast om de carry-over te verwijrleren. In hct praktijkonclerzoek te \'/ester- 

bork zal de filtratie rrierk worden besc!inuv~d.

7.3 Haalbare P-verwijdering bij filtratietechnieken 

Effluentfiltratie kan worden toegepast als extra trap achter de korrelreactor, 

chemische precipitatie of biologische defosfatering. De te behalen effluentcon- 

centratie is mede afhankelijk van de voorafgaande zuiveringsmethode. 

Achter de korrelreactor wordt gebruik gemaakt van een dubbellaaqs anthra- 

cietlzand filter, om de carry-over (amorf calciurnfosfaat) af te vangen. Zonder 

extra dosering van chemicaliën wordt het P-gehalte hierbij verlaaqd van 2-3 mg 

PI1 tot 0,5 mg PI1 of minder (9, 26). 

In Zwitserland zijn bij vlokfiltratie van effluent met 3-4 mg P/1 de volgende 

waarden bereikt, afhankelijk van de Fe-doserinq in het vlokfilter (27). 

Tabel 11: Resultaat vlokfiltratie Zwitserland afhankelijk van Fe-dosering (27). 

Gebleken is dat de flocculatiefase grote invloed heeft op het resultaat van de 

vlokfiltratie en dat bij te hoge stroomsnelheden uitspoeling van het vlokmate- 

riaal optreedt (25, 28). In een semi-technoloqisch onderzoek te Beekbergen zijn 

effluentconcentraties van 0,5 mg11 bereikt (30). 

7.4 Chernicaliënverbruik, rnilieueffecten en restprodukten bij vlokfiltratie 

Bij vlokfiltratie gecombineerd met chemische defosfatering zijn het chemica- 

liënverbruik, de zoutbelastinq van het effluent en de slibproduktie iets hoger dan 

bij uitsluitend chemische defosfatering. 

Naast de verwijdering van fosfaat wordt het effluent ontdaan van 25-40s CZV, 

70-85% RZV, 30% K]-N en 70-95% zwevende stof (30). Als gevolg hiervan wordt 

de bioloqische belasting van het ontvanqende oppervlaktewater aanzienlijk 

verminderd. 

7.5 Randvoorwaarden bij defosfatering met filtratie 

Filtratie wordt toegepast als extra trap na de nabezinkinq, zodat het biologische 

zuiverinqsproces niet wordt beïnvloed. Bij sterke vlokuitspoelinq uit de nabezin- 

king kan een nadelige beïnvloeding van de filtratie optreden.

Gravitatiefilters kunn~n een aanzienlijke oppervlakte verqen. Hiervoor moet op 

de RWZI ruimte aanweriq zijn. 

Het spoelv~ater van de filtrrs met het uit.qespoelde slib wordt in de regel naar 

het ontvangwerk van de KWZI teriiqqcvocrd. Hierdoor wordt de hydraulische 

belastinq tijdelijk verhnoqd. Het extra slib moet door de sliblijn kunnen worden 

verwerkt. In dr! reqel zal dit qeen qrote problemen opleveren. 

7.6 Knelpunten en hinten in de kennis bij defosfatering m.b.v. filtratie 

De Zwitserse praktijkrjeqevens en de proefnemingen in Beekherqen qeven aan dat 

met vlokfiltratie vrijwel zeker gorde resultaten te behalen zijn. De meest 

optimale iuitvoerinqsvorm, de bedrijfstechnische aspecten, de kosten en de 

maximaal haalbare rendementen oiirlrr I.I~derlandse omstandiqheden, z~illen in de 

praktijk moeten blijken. 

Een knelpunt hij de invoerinq is mogelijk het benodigde oppervlak var1 de filters,

8 KOSTEN VAN DEFOSFATERING 

Bij de keuze voor een defosfateringstechniek zullen naast de technische en 

milieukundige aspecten ook de kosten een grote rol spelen. De levensvatbaarheid 

van nieuwe technieken zal derhalve mede worden bepaald door hun kosten. 

Op dit moment is het niet goed mogelijk om een exacte kostenvergelijking van de 

beschouwde technieken te maken, bij gebrek aan praktijkgegevens. Een beschou- 

wing over de kosten van defosfatering is derhalve strikt theoretisch, gebaseerd 

op schattingen, aannamen en verwachtingen van de werking in praktijk. Bij een 

dergelijke raming spelen de gehanteerde uitgangspunten een grote rol, zodat 

gegevens van verschillende bronnen niet zondermeer vergeleken kunnen worden. 

Bovendien zijn in alle ramingen p.m.-posten opgenomen voor factoren die sterk 

afhangen van de plaatselijke situatie (zoals fundatie, wegen, leidingen, integra- 

tie, etc.). 

In het eindrapport van de Technische Commissie Korrelreactor (10) zijn tamelijk 

gedetailleerde kostenramingen gemaakt voor simultane defosfatering en defosfa- 

tering met een korrelreactor, zowel met als zonder (v1ok)filtratie van het 

gedefosfateerde effluent. 

De kosten van voor- en naprecipitatie zijn door Witteveen+Bos geraamd op basis 

van dezelfde tuitgangspunten als de simultane precipitatie. 

De kosten van magnetische defosfatering zijn geschat in een rapport van 

Haskoning (13). De gehanteerde uitgangspunten in dit rapport zijn minder 

duidelijk weerqegeven dan in het voorgaande rapport en een goede vergelijking 

met simultane defosfatering ontbreekt. 

De literatuur is nog minder duidelijk over de kosten van biologische defosfate- 

ring. Door Witteveen+Bos is een glnbale schatting gemaakt van de investeringen 

en bedrijfskosten. Benadrukt wordt dat deze raming uiterst speculatief is, bij 

gebrek aan betrouwbare uitgangspunten voor de dimensionering en bedrijfsvoe- 

ring onder Nederlandse omstandigheden. 

De kostenramingen zijn uitgevoerd voor de jaargemiddelde effluentkwaliteits- 

klassen 1 - 2 mg PI1 en < 0,5 mq P/l. Door de verschillende technologische 

eigenschappen van de technieken is een nadere differentiëring binnen deze 

klassen niet qoed mogelijk. 

In 8.5. wordt de invloed van de slibverwerking op de defosfateringskosten 

nagegaan. In 8.6. wordt ingegaan op de kostenbesparing bij fosfaatvrij wassen.

8.1 Kosten van chemische defosfaterinq 

8.1.1 Kosten van simultane precipitatie 

In lit. 10 zijn de kosten voor simultane defosfaterinq berekend op basis van de 

volqende uitqanqspunten: 

alqernene uitqanqspuntrn: 

- DNA-debiet 12 I1ie.h 

- RVIA-debiet 36 I1ie.h 

- P-vracht influent 3 q P1ie.d +) 

- P in surplusslib 35% van influentvracht 

*) Situatie volqens CBS 1905, met fnsfaathoudende wasmiddelen (zie 8.6.). 

uitqanqspuntcn kostcnhcrekeriin~: 

- rentevoet 8% 

- afschrijving civiel 40 j 

- afschrijvinc] el./rnech. 20 j 

- investerinqen inrliisirf advieskosten, boliv~rente, onvoorzien en O.R. !tezar.en 

circa 50%) 

- alle bedrijfskosten inclusief 2fl'Yn O.B. 

- onderhoud jaarlijks 0,5% van civiele, 106 van mechanische en 29'0 van 

elektrische investerinqen 

- bedirninqskosten f 60.000/j per arbeidsplaats. 

uitqanqspunten vnnr simultanr rlrfnsfatcrin~: 

- doserinq Fe504 met rnolverhourlinq Me/P = 1,7 

- qern pH-correctie met kalk 

- aankonp FeSO4.7 1-120 f lllR/1.0flfl kg (incl. O.R.) 

- aankoop 41% FcClj f 312/1.000 kq (incl. O.B.) 

- extra slibproduktir 2fl q d.s.1ic.d 

- slibvcrwerkinq f hh0/ton d.s. (incl. O.B.) 

Dr jaarlijkse kosten van sirnirltanr defosfaterinq afhankelijk van de schaalgrootte 

en van het v~el of niet tnripassen van vlokfiltratie zijn vxcrqpqevrn in tabel 12. 

N.H. De rarninqrn qann er vanuit dat de capaciteit van de aeratie en de 

nabezinking niet behoeft te worden aanqepast en dat tiet slib niet separaat 

wordt gestabiliseerd. Wanneer dit wel het qeval is, zullen de kosten 

aanzienlijk hoqer uitvallrn.

zonder vlokfiltratie (2 mg P/1) 

10.000 i.e. 50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeringen (f) 547.500 572.500 589.100 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 5,05 1,06 0,55 

chemicaliën 1,98 1,98 1,98 

bedrijfsvoering *) 2,04 0,80 0,72 

slibverwerking 4,82 4,82 4,82 

totaal (f1i.e.j) 13,89 8,66 8,07 

met vlokfiltratie (0,5 rnq Pfl) 

investeringen (f) 1.993.800 3.742.200 1i.996.900 





totaal (f1i.e.j) 31,26 17,09 13,77 

X) = energie + bediening + onderhoud. 

Tabel 12: Investeringen en jaarlijkse kosten van simultane defosfatering met 

en zonder vlokfiltratie (10). 

8.1.2 Kosten van voorprecipitatie 

In vergelijking met simultane defosfatering wordt bij voorprecipitatie 1,5-2 x 

zoveel extra vers slib geproduceerd. Dit slib is niet gestabiliseerd, zodat 

uitbreiding van de gistinqsruimte noodzakelijk is. Hier staat tegenover dat de 

beluchtinq minder zwaar wordt belast, door de voorverwijdering van BZV. 

Aangenomen wordt dat de kosten voor extra slibstabilisatie worden gecornpen- 

seerd door de besparinq op de aëratie. Voor de kostenberekening wordt voorlopig 

uitgegaan van een 50% hogere slibproduktie en indikking + afvoer à f 660/ton ds. 

De kosten van de doseerinstallatie en het chemicaliënverbruik, zijn gebaseerd op 

het gebruik van FeC13.

zonder vlokfiltratie (1.2 mq P/[) 

10.000 i.e. 50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeringen (f) *) l 00. 000 105.000 110.000 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 0,iO 0,20 O, 10 


bedrijfsvoerinq * X ) 2,04 0,80 0,72 

slibverwerkinq 7.23 7.23 7.23 

totaal (f1i.p.j) 17,41 15,67 15,49 

met vlnkfiltrntir r0,5 mq P/]) 

investerinqen !f 1.546.000 3.275.000 4.518.000 

kapitaalslasten (f/i.e.j) 14,88 6,43 4,15 


bedrijfsvoerinq **l 4,47 2,24 1,61 

slil>verwerkinq 7,23 7,23 7.23 

totaal 'f1i.e.j) 34,02 23,34 20,43 

*) = alleen FeCl3-apparatuur, qew fundatie, aansliiitinc] op bestaande voorzie- 

ninqen en dcrqelijke (conform de andere ramingen). 

X * ) = enerqie + bedirninq + onderhoiiri. 

Tabel 13: Invrsterinqrn en jaarlijkse knten van voorprecipitatie. 

8.1.3 Kosten van naprecipitatie 

Voor naprecipitatie is een extra vlokvnrrninqs- en berinkinqsriiimte noodzakelijk. 

Dovendien znl in veel qevallcn een qernôôl noriiq zijn v~erjens het extra hydrau- 

lisch verval. 

Een globalc herekeninq van de kosten is gemaakt op basis van de uitqanqspunten 

van 8.1.1. en 0.1.2. De dimensioneririq van de onderdelen is gebaseerd op RIAIA- 

condities, met 20 rninutcn vlokvorrninq en 1,5 m'/m2.h oppervlaktehcl~sting van 

de bezinkinq. De kosten van deze nnderdelen zijn gcschôt door '.'/ittevecntRos 

(bijlaqe f).

zonder vlokfiltratie (1-2 mg P/]) 

10.000 i.e. 50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeringen (f) 1.300.000 4.050.000 5.100.000 




slibverwerkinq 4,82 4,82 4,82 

totaal (f1i.e.j) 26,96 18,96 17,96 

met vlokfiltratie (0,s rnq P/]) 

investeringen (f) 2.830.000 7.220.000 9.150.000 

kapitaal-l asten (f1i.e.j) 26,513 11,73 8,60 


bedrijfsvoering * 4,73 2,64 2,01 


totaal (f1i.e.j) 43,57 26,67 22,90 

*) = energie + bediening + onderhoud. 

Tabel 14: Investerinqen en jaarlijkse kosten van naprecipitatie. 

8.1.4 Kosten van neutralisatie met kalk 

Bij zacht water enlof hoge flocculantdosering kan het nodig zijn kalk te doseren 

ter neutralisatie van de zuur reaqerende chemicaliën. De kosten hiervan zijn 

weergegeven in tabel 15. 

10.000 i.e. 50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeringen (f) 357.000 462.000 462.000 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 3,4R 0,90 0,44 



totaal (f1i.e.j) 5,64 2,43 1,88 

*) = enerqie + bediening + onderhoud. 

Tabel 15: Investeringen en jaarlijkse kosten van neutralisatie met kalk bij 

chemische defosfaterinq (10).

8.2 Kosten van defosfatering met de korrelreactor 

De kosten van defosfaterinq rnet de korrelreactor zijn berekend met de in 8.1. 

aangegeven algemene uitqangspunten en de volgende specifieke uitgangspunten 

(10): 

- dosrrinq 1 rnrnnl/l CEI!OH)~ 

- pH-correctie van het ~ffltient met 0,5 mniol/l HzSO4 

- aankoop Ca(OHI2 f 26411.000 kg (incl. O.B.) 

- aankoop H2504 f 18011.000 kg (incl. O.B.) 

- kostenneutrale afvoer van het korrelslib 

zonder filtratie (1-2 rriq P/]) 

10.000 i.e. 50.CCO i.e. 100.000 i.e. 

investerinqen (f ) 1.275.000 3.166.100 5.094.100 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 12,ZO 6,14 4,95 

chemicaliSn 1 ,92 1,92 1,92 

bedrijfsvnerinq * 5,07 3,36 3,19 

slibverv~erkinq **l 0,OO 0,OO O, 00 

totaal (f1i.e.j) 19,19 11,42 10,06 

met filtratie '0,5 rnq P/I) 

10.000 i.e. 50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeririqen (f 2.184.300 5.481.100 8.700.700 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 21 ,41 10,81 7,24 


bedrijfsvorrinq * ) 7,03 4,79 3,40 

slibvcrwerkinq **) 0,no 0,00 0, fl0 

totaal (f/i.c.j) 30,3ó 17,52 12,56 

*) = energie + bediening + ondrrhoiid. 

**) = opbrenqst qelijk aan afvorrkosten. 

Tabel 16: Investeringen en jaarlijks^ kostcn van defosfaterinq met ren korrel- 

reactor, met en zoncler filtratie (10). 

De kosten van zure C02-stripping ter verlaging van de bicarbonaat-hardheid zijn 

weergegeven in tabel 17. Hierbij moet worden opqernerkt dat noq onvoldoende 

bekend is boven welke hardheidsgraad zure strippinq rindiq is.

10.000 i.e. 50.000 i.e. 

investeringen (f) 164.500 557.500 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 1,68 1,14 

chemicaliën 1,61 1,61 

bedrijfsvoering *) 0,71 0,64 

totaal (f1i.e.j) 4,00 3,39 

*) energie + bediening + onderhoud. 

Tabel 17: Kosten van zure C02-stripping bij hard water (10). 

8.3 Kosten van magnetische defosfatering 

In lit. 13 zijn de kosten van magnetische defosfatering berekend op basis van de 

volgende uitgangspunten: 

rentevoet 

afschrijving civiel 

afschrijving el./mech. 

annuïteit 

onderhoud 

bediening 

elektriciteit 

kalk 

magnetiet 

slibafzet 

8% 

40 jaar 

15 jaar 

10% 

2% van investeringen 

f 240/dag 

f 0,20/kWh 

f 200/1.000 kg 

f 530/1.000 kg 

f 35/1.000 kq (à 40% d.s.) 

In de ramingen van lit. 13 is geen O.B. berekend. Voor een eerlijke vergelijking 

met de andere systemen zijn in tabel 18 de waarden van lit. 13 verhoogd met 

20% O.B. 

De in lit. 13 vermelde kosten van de slibafzet zijn gebaseerd op storten van het 

tot 40"h d.s. ontwaterde kalkslib. liierbij is echter niet duidelijk of de kosten van 

de ontwateringsstap zijn verrekend. Volgens de laatste ontwikkelingen zijn er na 

ontwatering van het slib tot circa 45% goede toepassingsmogelijkheden als 

kalkmeststof (vergelijkbaar met schuimaarde). De kostenlbaten van de slibafzet 

zijn dan afhankelijk van de afwerkinqs-, opslag- en transportkosten, versus de 

opbrengst (naar schatting f 25,- per ton ds.). Omdat de mogelijkheden nog niet

goed kunnen worden inqeschat, wordt voorlopig uitgegaan van bovengenoemde 

(relatief laqe) afzetkosten van f 88,-/ton ds. 

Afhankelijk van de chrmicali

uitgangspunten: 

- kalkverbruik 300 mg Ca(OH)z per 1 supernatant 

- azijnzuurverbruik 7,3 g HAc1ie.d à f l,-/kg 

- extra slibproduktie 4,4 g d.s.1ie.d biologisch slib (geschat) 

14 g d.s.1ie.d kalkslib (geschat) 

- verwerkingskosten f 66011.000 kg d.s. biologisch slib 

zonder vlokfiltratie (1-2 mg P/I) 

f 3511.000 kg kalkslib à 40% ds. 

50.000 i.e. 100.000 i.e. 

investeringen (f) 3.080.000 4.860.000 

kapitaalslasten (f1i.e.j) 5,55 4,35 


bedrijfsvoering * 1,35 1,30 

slibverwerking 1,22 1,22 

totaal (f1i.e.j) 11,37 10,12 

met vlokfiltratie (0,5 mq P/1) 

investeringen (f) 6.250.000 9.270.000 

kapitaalslasten (f/i.e.j) 11,75 8,40 


bedrijfsvoering *) 2,70 2,20 

slibverwerking 1,22 1,22 

totaal (f1i.e.j) 19,72 15,87 

*) = energie + bediening + onderhoud. 

Tabel 19: Kosten van biologische defosfatering met en zonder vlokfiltratie 

(f1i.e. i). 

8.5 Gevoeliqheid voor de slibverwerkingskosten 

De defosfateringskosten zoals geraamd in de voorgaande paraqrafen bestaan voor 

O - 60% uit slibverwerkingskosten. Afhankelijk van de afzetmogelijkheden voor 

de restprodukten en de vereiste verwerkingsmethoden kunnen de kosten sterk 

variëren. Hierbij speelt mede een rol dat van de meeste technieken nog geen 

praktijkgegevens ten aanzien van de slibproduktie en de verwerkings- en afzet- 

mogelijkheden beschikbaar zijn.

Een eenvoudiqe qevoeligheidsanalyse is uitgevoerd orn de invloed van de slibver- 

werking op de riefosfateringskosten na te gaan. Hiertoe zijn de defosfaterinqs- 

kosten in de basissituatie vergeleken mrt zrcr laqe en zeer hoqe slibverwerkings- 

kosten. Verwacht wordt dat het 'normale' zuiverinqsslih cn het slib van de 

chemische defosfatering op korte termijn moeten worden ontwaterd en qestort 

(basistoestand) rn dat op lanqere termijn de duurdere verbrandinqsvariant 

(scenario 2) realiteit wordt. Slechts op kleinere installaties zal grdurende langere 

tijd natte afvoer mnqelijk rijn (sicnario 1). 

Bij de 'nieuwc' defosfaterinqst~chnieken rijn de kosten niet zozeer gekoppeld aan 

de ontwikkeling in de tijd, rnaar meer aan de toep;issingsmogelijkheden van de 

restproduktrn. Het is dus niet zeker dat de slibverwerkingsl

Scenario 2: Hoge slibverwerkinrpkosten 

chemische defosfaterinq 

- indikking, dure ontwatering en stort of verbranding; 

- kosten f 1.020,-/ton d.s. (10). 

korrelreactor 

- geen mogelijkheden tot hergebruik van de korrels; 

- afvoer en storten A f 80,-/ton ds. 

maqnetische separatie 

- geen mogelijkheden tot hergebruik van het slib; 

- ontwatering met filterpers en storten; 

- kosten f 650,-/ton ds. 

bioloqische defosfaterinq 

- verwerking extra biologisch slib als bij chemische defosfaterinq; 

- verwerking kalkslib van fosfaatstrippen als bij magnetische separatie. 

De resultaten van de berekeninqen zijn weerqeqeven in tabel 20 en figuur 5. 

Clibverv~erkingskosten laag middel hoog 

voorprecipitatie 11,OO 15,49 19,43 

simultane precipitatie 5,08 8,07 10,70 

naprecipitatie 14,97 17,96 20,59 

korrelreactor 10,06 10,06 10,70 

magnetische separatie 9,53 10,25 14,86 

biologische defosfatering 9,23 10,12 12,89 

Tabel 20: Defosfateringskosten (fli.e. j) bij 100.000 i.e. afhankelijk van kosten- 

Evaluatie 

niveau slibverwerking. 

Bij de chemische defosfaterinq zullen de kosten in de toekomst toenemen met 

circa f 2,50 (simultane en naprecipitatie) tot f 4,- (voorprecipitatie) door do 

verwachte toename van de ~libverwcrkinq~kosten. De kosten van simultane 

defosfaterinq komen hierdoor iets boven het niveau dat in de basissituatie voor 

de overige technieken wordt geraamd.

Figuur 5: Defosfaterinqskosten bij tioqe, laqe ~- en normale kosten 

voor de slibverwerkinq 

~~ (100.000 

i.e.:.

De kosten van de korrelreactor zijn relatief weinig afhankelijk van de verwer- 

kingsmogelijkheden. Kosteloos afhalen voor gebruik als grondstof of bemestings- 

stof lijkt realistisch. In het onqunstigste geval kunnen de korrels waarschijnlijk 

zonder voorbehandelinq worden gestort. 

Bij magnetische defosfatering zijn er in principe goede mogelijkheden voor 

landbouwkundige toepassing. Omdat het slib in eerste instantie als een slurrie 

met enkele "h drogestof beschikbaar komt, zullen de transportkosten hoger zijn 

dan bij de korrelreactor of zal een extra ontwateringsstap nodiq zijn. In de basis- 

toestand wordt derhalve gerekend met een beperkt bedrag voor opslag en 

transport minus de waarde van de zuurbindende bestanddelen (bij pure kalk circa 

f 1,- per kg). In het gunstigste geval (scenario 2) lijkt kostenneutrale verwerking 

mogelijk, waardoor de totale defosfateringskosten f 0,751i.e.j lager worden dan 

in de basistoestand. In het ongunstigste geval moet het slib worden ontwaterd en 

gestort, waardoor de kosten met ruim f 4,-1i.e.j toenemen (scenario 2). 

Bij biologische defosfatering is de definitieve uitvoering van de sliblijn nog 

onzeker. Bij de kostenraming is uitgegaan van de kosten van magnetische 

separatie. Door de geringere slibhoeveelheid is de variatie van de totaalkosten 

minder sterk afhankelijk van de afzetmogelijkheden dan bij volledige magneti- 

sche defosfatering. 

8.6 Gevolgen van fosfaatvrij wassen 

Wanneer de fosfaten in de wasmiddelen volledig worden vervangen zal de 

fosfaataanvoer op de RWZI's in vergelijking met de basistoestand circa 30% 

afnemen. 

Rij chemische defosfatering is de chemicaliëndosering gekoppeld aan de P-vracht 

van het influent. Het chemicaliënverbruik en de slibproduktie zullen daarom 

vrijwel evenredig afnemen met de aangevoerde fosfaatvracht. De kapitaal- en 

bedieningskosten zullen gelijk blijven. 

Bij de overige technieken zijn de doseringen niet gekoppeld aan de aangevoerde 

fosfaatvracht maar aan het volume te defosfateren water, zodat fosfaatvrij 

wassen in eerste instantie geen invloed heeft op het chemicôliënverbruik. Wel 

kan een iets laqere dosering worden toegepast om dezelfde effluentconcentratie 

te bereiken. Hierdoor neemt het verbruik toch iets af, zij het in mindere mate 

dan bij chemische precipitatie.

In tabel 21 is de invloed van fosfaatvrij viassen op de kosten sarnenqevat voor een 

zuiverinqscapaciteit van 100.000 i.e. (litgegaan is van 30" lager chernicaliënver- 

t~ruik en slibprorl~iktie bij chernisctie precipitatie en 10% afname van deze posten 

bij de overiqe technieken, 

voorprecipitatie 15,49 

simultane precipitatie 8,07 

naprecipitatie 17,9h 

korrelreactor 10,04 

rnarjneetseparator 10,25 

biologische defosfaterinq 10,12 

basistoestand fosfaatvrij verschil 

(fli.e. j) (f1i.e. j) (?C,) 

Tabel 21: Effcct van fosfaatvrij wassen op de defosfateringskosten :100.000 

i.e.). 

IJit de berekeningen volgt dat bij volledig fosfaatvrij wassen de kosten van 

chemische precipitatie in verqelijkinq met de basistoestand ongeveer een kwart 

lager worden en dat bij de overige trchnieken slechts een besparing van enkele 

procenten zal optreden. Hierbij moet 'worden opqemerkt dat als hasistoestand is 

uitgegaan van de situatie van 17H5, met een P-aanvoer van 3,0 q P1i.e.d (31,lO). 

In de huidige toestand hebben d~: fosfaatvrije wasmiddelen in Nederland reeds 

een rnarktaandecl van circa 557'~ !33). Voilediqe fosfaatvrijheid van de viasrnidde- 

len wordt met name in de sector van de vaatwasmachines niet op korte termijn 

verwacht.

9 EVALUATIE 

9.1 Haalbare effluentkwaliteit 

In tabel 22 is aangegeven welke uitvoeringen en combinaties van de defosfate- 

ringstechnieken kunnen worden toegepast afhankelijk van de vereiste graad van 

fosfaatverwijdering. 

defosfateringstechniek vereiste effluentkwaliteit 

chemische precipitatie Me/P = 1,O Me/P = 1,7 chemische precipitatie 

zonder filter zonder filter + vlokfiltratie of 

magn. separatie 

magnetische separatie - larje dosering hoge dosering 

korrelreactor korrelreactor zonder filtratie *) korrelreactor 

+ filtratie 

biologische defosfaterinq biologische defosfatering zonder biol. defosfatering 

filtratie **) + vlokfiltratie 

*) circa 1 - 3 mg P/], afhankelijk van sarnenstellinq influent. 

*+) variabel, afhankelijk van influentsamenstelling en toegepaste techniek. 

Tabel 22: Toepassingsgebied van de defosfateringstechnieken afhankelijk van 

vereiste effluentkwaliteit. 

Bij chemische defosfaterinq zijn jaargerniddclde effluentwaarden van 1 - 2 mg 

P/1 haalbaar, afhankelijk van de toegepaste dosering. Lagere waarden zijn slechts 

te bereiken wanneer het resterende opgeloste fosfaat en het fosfaat gebonden 

aan zwevende stof en colloïdaal materiaal wordt verwijderd door vlokfiltratie of 

nageschakelde magnetische separatie (0,15 - 0,5 mg PI1 haalbaar). 

De korrelreactor is volgens de eerste proeven in staat om zonder effluentfil- 

tratie 1 - 3 mg PI1 te halen, afhankelijk van de watersamenstelling. Door 

filtratie van de carry-over is 0,5 mg PI1 haalhaar.

In de eerste proeven met magnetische defosfaterinq is 0,5 tot 1,O mg P/] bereikt, 

afhankelijk van de tocqcpaste doseringen. Waarden van 0,15 mg PI1 zijn bereikt 

met rnaqnetische defosfatering na voorafqaande cheniisclie defosfaterinq. 

Over de effluentkwalitrit die in de Nederlandse praktijk haalbaar is bij biologi- 

sche defosfatering is noq weiniq te zeqqen. V/aarschijnlijk zijn de resultaten in 

een goed functionerend systeem verqelijkbaar met die van fysisch-chemische 

defosfatering. Om frisfaatgehalten kleiner dan 0,5 mg P11 te bereiken zal 

vlokfiltratie nodig zijn, in verband met het fosfaat qebonrlen aan uitgespoelde 

actiefslibdeeltjes. 

De genoemde kwaliteitsklassen van 0,5, 1 en 2 mg P11 lietihen betrekking op 

jaarqerniddelden. Het voortschrijdend gemiddelde van opeenvolgende vlaarne- 

minqen (zoals voorqestcld in de concept AMOV voor fosfaatemissies van F!V/Zl's! 

liqt in de reqel aanzienlijk hoqer. Bij simultane defosfaterinr] in het Zuiverinq- 

schap Veluwe bleek het maximale voortschrijdend gemiddelde over een reeks van 

10 waarnemingen een factor twee hnqer te liggen dan het jaarqrmiddelde (8). Dit 

betekent dat een eis voor het voortschrijdend qemiddelde van maximaal 2 mg Pil 

overeenkomt met een jaarqerniddeldr van 1 rnq P/1. 

9.2 Randvoorwaarden bij de defosfateringsrnethoden 

Simultane defosfaterinq is het hrst toepasbaar hij zeer Iaaq belaste actief- 

slibsystemen. De dirncnsionerinq rnoet enige ruimte bieden voor verhoging van 

het drogestofqehalte en voor de vervmrking van het extra slib. Bij actief- 

slibinstallaties (met een iets hoqcre slibbelastinq dan oxydatiesloten) kunnen 

problemen optreden door remminq van de nitrificatie en verstopping van de 

beluchtinqselementen. 

Bij voorprecipitatie rnoeten de vnorindikkinq en de slibstabilisatie een sterk 

vergrote hoeveelheid primair slib Piinnen verwerken. 

Bij naprecipitatie hocven de bestaande onderdelen van de installatie niet extra te 

worden bclast. Wel dient er ruimte te zijn voor de vlokvorminq en -bezinkinq en 

voor de verwerking van het tertiaire slib. 

Voor zover bekend is het rrndement van de chemische defosfaterinq niet 

afhankelijk van de .v/atersnmenstelliriq cn de werkinq van de bioloqische zuivering. 

De enige beperkiriqen hierhij lijn de noodzaak tot pH-correctie bij zacht 

water en de rendernentverlaginq bij uitspnelinq van zwevende stof door een 

slecht functionerende nahezinkinq. 

Rij rle korrelrractor en de rnaqnctische separatie wordt dr dcfosfaterinq achter 

de nabezinking geplaatst. Hierdoor wordt de bioloqische zuivering niet beïnvloed.

Daarentegen blijkt de samenstelling van het biologische effluent wel invloed te 

hebben op de werking van de defosfatering. Met name de hardheid van het water 

heeft in de korrelreactor een negatieve invloed op de P-verwijdering, het 

chemicaliënverbruik en het P-gehalte van de korrels. Ook het type biologische 

zuivering heeft een nog niet geheel opgehelderde invloed op de P-verwijdering. 

Dit betekent dat de toepassingsmogelijkheden van de defosfateringstechnieken 

afhankelijk zijn van het type RWZI en van de samenstelling van het afvalwater. 

Volgens de eerste waarnemingen is de magnetische defosfatering minder gevoelig 

voor de watersamenstelling dan de korrelreactor. Nadere gegevens hierover zijn 

echter gewenst. 

Voor biologische defosfatering is een gunstige BZV/N/P-verhouding van het 

influent nodig. Bovendien moet bij nitrificerende systemen een zeer volledige 

denitrificatie worden bereikt om de storende werking van nitraat tegen te gaan. 

Dit betekent dat toepassing van vergaande biologische defosfatering niet altijd 

mogelijk is, dan wel een ingrijpende aanpassing van de biologische zuivering 

vergt. Nadere informatie hierover op basis van praktijkonderzoek is nog niet 

beschikbaar. 

9.3 Zoutbelasting van het effluent 

Bij chemische defosfatering worden ijzer- of aluminiumzouten gedoseerd met als 

tegenionen chloride en sulfaat. De dosering is gekoppeld aan de fosfaatconcen- 

tratie van het influent, in een verhouding die afhangt van het te bereiken 

rendement. De sulfaatconcentraties in het effluent nemen toe met 60 -120 mg/l 

bij het gebruik van Fes04 en 90 - 180 mg CO4 bij A12(S04)3. Hierdoor kan de 

norm van 100 mg 504/1 voor de bereiding van drinkwater in bepaalde gevallen 

overschreden worden. De bijdrage aan het chloridegehalte (IMP-norm 200 mg/]) 

is relatief minder groot. 

Bij defosfatering met kalk, zoals bij de korrelreactor, de magnetische defosfa- 

tering en bij fosfaatstrippen, wordt het zoutgehalte in eerste instantie niet 

verhoogd. Slechts bij de pH-correctie met anorganisch zuur worden anionen aan 

het water toegevoegd. Het zuurverbruik bedraagt circa 0,5 mmo1 H2C04/l (10). 

waardoor het sulfaatgehalte van het water met circa 30 mg SO4/l toeneemt. Dij 

de korrelreactor zal in veel gevallen zure strippinrq rndirj zijn, waardoor circa 

drie maal zoveel zwavelzuur wordt verbruikt.

Bij biologisclie defosfatering vindt geen toename van de zoutvracht plaats. 

Weliswaar wordt bij fosfaatstrippen kalk gedoseerd om het fosfaat te binden, 

maar deze pH-verhoging behncft niet te worden gen~utraliseerd, omdat het 

gedefosfateerde slibwater weer in de R\'JLI wordt teruqgevoerd. 

9.4 Chemicaliënverbruik 

defosfaterinqstechnick qrwenstr rfflueritkwaliteit 

2 mq PI1 1 rnq P/] c C,5 mg 2 

chemische precipitatie l1 kq Fe504 1) 18 kq Fes04 1) 18 kg Fe5Cq 1) 

korrelreactor 4 k - l 2 

j) 

3 kg ti2504 zonder zure stripping 4) 

7 kq ti2504 - rnrt zure strippinq 4) 

1,3 kq entznnrl 

2,4 kq FeCi3 2) 

magnetische separatie 5,5 kg Ca(OH)2 11 kg Ca(OH)2 

biologische defosfatering 2,7 kg azijnzuur 

1,6 kg Oa(OH)2 3) 

1) als vast FeS04.7 H20 (10% ~ r ~ ' ) 

2) 

als 41% FcClj oplossing (14?6 rc3+) 

3) als 73% Ca!OH)2 

4) als 96% H2504 

5) 

bij 99% teruqwinninq van maqnctiet uit het kalkslib 

Tabel 23: Chemica1ii;nvcrliruik prr i.e./jaar. 

0,25 kg magnetiet 5)0,5 kg magnetiet 5) 

80 g polymeer 160 g polyineer 

3 kg H2504 4)5 kg H2504 4) 

2,7 kg azijnzuur 

1,6 kg Ca(OH)2 3) 

2,4 kg FeCI3 2) 

De eerste onderzoeksrrsult:itcn qeven aan dat het kalkverbriiik lbij de korrelreac- 

tor en de maqneticctir? defosfnteririr] nnqcvrer gelijk is. Dit is niet verwonderlijk,

omdat beide technieken gebaseerd zijn op kalkprecipitatie in de waterlijn. 

Magnetische defosfatering vergt daarnaast dosering van vlokhulpmiddel (poly- 

meer) en aanvulling van het magnetietverbruik. 

Bij biologische defosfatering met strippen van het fosfaat uit het retourslib zijn 

de chemisch te behandelen waterstroom en de daarin aanwezige fosfaatvracht 

geringer dan hij de andere technieken. Hierdoor is het kalkverbruik lager. Hier 

staat tegenover dat wellicnt azijnzuur moet worden gedoseerd om de P-release 

te stimuleren. 

9.5 Slibproduktie 

defosfateringstechniek gewenste effluentkwaliteit 

chemische precipitatie 4,4 kg ds1i.e.j 7,3 kq ds1i.e.j 8,O kg ds1i.e.j 

korrelreactor 6 - 12 kg ds1i.e.j 

magnetische separatie - 7 kg ds1i.e.j 14 kg ds1i.e.j 

biologische defosfatering ca. 4,l kg ds1i.e.j chemisch slib ca. 4,5 kg ds1i.e.j 

ca. 1,3 kg ds1i.e.j biologisch slib ca. 1,3 kg ds1i.e.j 

Tabel 24: Extra slibproduktie afhankelijk van de defosfateringstechniek. 

Bij chemische defosfatering bedraagt de prodiiktie chemisch slib 4,4 - 8 kg 

d.s./i.e.j, afhankelijk van de flocculantdoserinq en de toepassing van vlokfiltra- 

tie. Wanneer bij zacht water kalkdnsering nodig is ter correctie van de p H zal de 

slibproduktie nog hoger zijn. Bij simultane defosfatering en bij voorprecipitatie 

(de meest toegepaste uitvoeringsvormen) is het chemisch slib gemengd met het 

primaire of secundaire zuiverinqsslih. 

De korrelreactor produceert 6 - 12 kg d.s./i.e.j, afhankelijk van de hardheid van 

het water en van de eventuele voorontharding door zure stripping. De korrels zijn 

vast van structuur, bestaan grotendeels uit CaC03 en bevatten circa 9% P205. 

Bij magnetische defosfatering ligt de slibproduktie in de zelfde orde van grootte 

als bij de korrelreactor. Het kalkslib wordt door terugspoelen uit de magneet 

verwijderd en kan na afscheiding van het magnetiet worden opgewerkt tot een

5% slurrie of een ontwaterd prodiikt. De chemische samenstcllinq van het slib is 

waarschijnlijk vergelijkbaar [net die van de korrelreactor. 

Rij biologische drfosfaterinq mrt kalkbehand~ling van het fosfaathoudende 

slibwater ontstaat een hneveelhrirl kalk.;lib die kleiner is dan bij defosfaterinq 

van de qehele infliientstroorn. Bij dosering van azijnzuur wordt tevens extra 

biologisch slib qevormrl. Deze prodiiktie is geschat op 1,6 kg d.s./j aan qestabili- 

seerd slib. 

9.6 Afzet en hergebruik van het fosfaatslib 

Het mengsel van biolorjisch slib en fmfaatslib dat bij simultane defosfatering 

ontstaat is ongeschikt als grondstof voor de fosfaatverwerkende industrie. Dit 

slib wordt op dezelfde vlijze ververkt als het normale bioloqische ziiiverinqsslib. 

Voor zover bekend heeft !-iet beperkte aandeel chemisc!~ slib geen invloed op de 

mogelijkheden bij landbnuv~kimdiqr toepassing, liergebruik en storten van het 

slib. 

Omdat de mogelijkti~den voor herqrbruik en landbouvlkundiqe toepassing van 

zuiverinqsslib afnernrn, is de tocnarno van de slibhoeveelheid door chemische 

defosfaterinq onqcinstig. (?p betrekkclijk korte termijn moet qcrekend worden op 

ontwaterinq tot meer dan 35% en storten van het ontwaterde produkt. 3e kosten 

hiervan bedragen circa f 660/ton ds. (incl. O.E.Ì, zodat verwerking van het 

fosfaatslib circa f 4,801i.e. j kost (10). Wanneer op langere termijn moet worden 

overqeqaan tot slibverhrandinq, kiinncn de kosten van rlc slibafzet oplopen tot 

f 7,501i.e. j. 

Bij de korrelreactor, rr~aunetischc drfosfatering en bioloqischr drfosfaterinq met 

fosfaatstrippen ontstnnt een foyfaat-kalkslib dat niet vorm~ngrl is met zuive- 

rinqsslib. Voor deze slibsoorten brstaan wellicht nuttige qobriiiksmoqelijkheden. 

Het korrelslib heeft hierbij in het nlqcrneen liet voordeel van de stevige structuur 

en het relatief lage vlaterqehaltr. Het slib van de kalkprrcipitatie en de 

maqnetische defosfatcrinq zal in veel qevallen ewst m0etr.n worden ontwaterd 

ter beperkinq van dr transportkosten en ter verlaqinq van het waterqehalte hij 

toepassing als ruwe qrondstof. 

Voor de bindinq van ziiiir wordt kalk qedoseerd bij de akkerbouw op kleigronden. 

In l.lederland wordt Iiirrtoe over acht maanden per jaar 500.000 ton kalk qebriiikt 

(vlaarvan 25% in dr vorm van schuimaarde). Volqens ren onderzoek van het 

Nederlands bleststoffeninstituut rijn de eiqenschappen van het kalkslib van de 

maqnetische defosfateririq in principe gimstiq voor deze toepassing. Om dit 

mogelijk te maken rnu een aanpassing van de meststoffenwet nodiq rijn (14).

Fosfaatslib is wellicht bruikbaar als grondstof hij de produktie van meststoffen. 

Volgens een onderzoek van Zuid-Chemie te Sas van Gent lijken de fosfaatkorrels 

geschikt voor de produktie van fosfaat/kaliuin-meststoffen. Voorwaarde is dat 

jaarlijks vele duizenden tonnen kalk-fosfaatslib beschikbaar komen, zodat het 

produktieproces aan deze grondstof kan worden aangepast (10). 

Bij Hoechst in Vlissingen wordt per jaar ongeveer 600.000 ton fosfaat en erts 

verwerkt, met een fosfaatgehalte van circa 30% P205. De fosfaatkorrels en het 

kalk-fosfaatslib van de magnetische defosfaterinq kunnen wellicht een deel van 

het fosfaaterts als grondstof vervangen. Beperkingen hierbij zijn het relatief lage 

P-gehalte van het kalk-fosfaatmateriaal (7 - 9% P205 i.p.v. 30%), en het hoge 

water- en carbonaatgehalte, waardoor in het produktieproces problemen kunnen 

optreden. Het kalk-fosfaatmateriaal zal moeten worden opgemengd met een 

overrnaat fosfaaterts, om het produktieproces niet te verstoren. Hierdoor is de 

verwerkingscapaciteit beperkt tot de reststofproduktie bij het defosfateren van 

circa 25% van de Nederlandse zuiveringscapaciteit (11). 

De werkelijke mogelijkheden voor nuttig gebruik van het kalk-fosfaatslib zullen 

in de praktijk moeten blijken. Bovenstaande argumenten geven echter aan dat er 

in principe grootschaliqe afzetmogelijkheden zijn. De ontwikkelingen van de 

afzetmarkt, de technische verwerkingsmogelijkheden, de opbrengst van het 

materiaal en de kosten van opslag, ontwatering en transport, zijn echter nog zeer 

onduidelijk. 

9.7 Kosten van defosfatering 

9.7.1 Defosfatering tot 1 - 2 mg PI1 

De indicatieve defosfaterinqskosten afhankelijk van de schaalgrootte zijn samen- 

gevat in figuur 6. In figuur 7 zijn de totale kosten voor de verschillende 

technieken gesplitst naar de verschillende kostenposten. 

De defosfateringskosten zijn bij kleine RVIZI's aanzienlijk hoger dan bij grote. 

Dit is vooral toe te schrijven aan het sterke schaaleffect van de investeringen, 

bedienings- en onderhoudskosten. 

Volgens de kostenramingen ontleend aan lit. 10 en 13 zijn de kosten van 

simultane defosfaterinq onder de huidige omstandiqheden laqer dan die van de 

korrelreactor en magnetische defosfatering. Dit is vooral het gevolg van de 

geringe benodigde investeringen. De slibverwerking (op basis van ontwateren en 

storten A f 660/ton ds.) draagt het grootste aandeel in de kosten van simultane 

defosfatering. liierbij moet echter worden opgemerkt dat de kosten van simul- 

tane defosfatering aanzienlijk hoger kunnen uitvallen wanneer extra aeratie-, 

bezinkings- of gistingsvolume nodig is, in verband met het aandeel chemisch slib.

Voorprecipitatie en naprecipitatie zijn aanmerkelijk duurder dan simultane 

precipitatie, omdat geen gebruik kan worden gemaakt van het goedkope FeC04. 

Overigens is het de vraag of de huidige prijsverhoudingen van de chemicaliën 

gehandhaaft blijven wanneer in West-Europa op grote schaal wordt gedefosfa- 

teerd. Marktonderzoek hiernaar is gewenst. Rij naprecipitatie zijn naast de 

hogere chemicaliënkosten bovendien aanzienlijke kapitaalkosten nodig voor de 

derde bezinkingstrap. De geraamde kosten van de korrelreactor en de magneti- 

sche defosfaterinq zijn vrijwel qelijk. De kapitaalslasten hebben het grootste 

aandeel in de kosten, gevolgd door de kosten van de bedrijfsvoering (rnet name 

elektriciteit). 

De kosten van biologische defosfatering liggen volgens een voorlopige raming in 

de zelfde orde van grootte als die van de korrelreactor en magnetische separatie. 

Benadrukt moet echter worden dat deze kostenraming uiterst onzeker is bij 

gebrek aan betrouwbare dimensioneringsgrondslarjen en bedrijfsgegeven. 

9.7.2 Defosfatering tot < 0,5 mg P/] 

Voor defosfatering tot minder dan 0,5 mg PI1 wordt bij simultane defosfatering 

een vlokfilter achter de nabezinking geplaatst. Bij de korrelreactor kan worden 

volstaan met een iets eenvoudiqer en kleiner gedimensioneerd tweelaagsfilter. 

Bij magnetische defosfatering is volgens de eerste proefnemingen 0,5 mg PI1 

haalbaar met een verhoogde chemicaliëndosering, zonder plaatsing van extra 

procesapparatuur. 

De qeraamde kosten voor defosfatering tot < 0,5 mg P/[ zijn grafisch weergegeven 

in figuur 8. 

De extra investeringen voor de filtratiestap leiden tot een aanzienlijke kosten- 

verhoging. Dit geldt rnet name voor de chemische en biologische defosfatering, 

waarbij vlokfiltratie wordt toegepast en in mindere mate voor de (kleinere) 

tweelaagsfilters bij de korrelreactor. Bij magnetische defosfatering zijn de extra 

kosten beperkt tot een hoger chemicaliënverbruik en een grotere slibproduktie.

Figuur D: Kosten \-an defosfntering tot < 0,: rno P/].

10 TOEKOMSTPERSPECTIEF 

Op basis van de sarnenstellinq van het Nederlandse RWZI-bestand kan voor de 

korte termijn een schattinq worden gernaakt van de defosfateringsrnoqelijkheden. 

Volgens CBS-gegevens van 1985 (31) bestaat circa 41% van de Nederlandse 

zuiveringscapaciteit uit installaties met een zeer laagbelast actiefslibsysteem 

(oxydatietanks, oxydatiesloten, carrousels en rneertrapssystemen). Bij de meeste 

van deze installaties zijn in principe qoede moqelijkheden aanwezig voor 

sirnultane defosfatering. Gezien de eenvoud en de lage kosten zal simultane 

defosfatering voor deze RWZI's voorlopiq de belangrijkste techniek blijven. 

Bij de oxydatiebedden (10% van de Nederlandse zuiveringscapaciteit) en een deel 

van de aëratietanks (totaal 38% van de Nederlandse capaciteit) zijn voorlopig 

alleen voor- of naprecipitatie beschikbaar. Deze technieken hebben aanzienlijk 

hoqere kosten dan simultane defosfatering. blader inzicht in de mogelijkheden 

van simultane defosfaterinq bij aëratietanks is daarom gewenst. 

De korrelreactor en de rnaqnetische separatie kunnen in eerste instantie een 

aantrekkelijk alternatief zijn voor de RWZI's waar geen simultane defosfatering 

kan worden toegepast. Dit geldt met name voor oxydatiebedden en (waarschijn- 

lijk) een belangrijk deel van de actief-slibinstallaties. Het lijkt daarom zinvol bij 

de ontwikkelinq van beide nieuwe technieken vooral aandacht te besteden aan 

het effluent van deze types RVIZI. 

Over de toepassingsmoqelijkheden van de nieuwe technieken en de benodigde 

ontwikkelingstijd voor qrootschalige implementatie bestaat nog geen volledige 

duidelijkheid. Het kristallisatieproces in de korrelreactor lijkt wat gevoeliger 

voor de lokale omstandiqheden (hardheid van het water, type biologische 

zuiveringj dan de rnaqnetische separatie. Hier staat tkqenover dat de perspec- 

tieven voor de afzet van de korrels, mede door de ervaringen bij de drinkwater- 

ontharding, moqelijk iets qunstiqer zijn dan bij het maqneetslib. Voor beide 

technieken zal veel afhanqen van het resultaat van de praktijkproeven die de 

komende jaren zullen plaatsvinden. De eerste rjrootschalige praktijktoepassinqen 

zouden in het begin van de jaren '90 kunnen worden qerealiseerd. 

Hoewel de biologische defosfatering in Nederland reeds vrij lang wordt onder- 

zocht, lijkt de praktijktoepassing wat te stagneren. Toch zouden er, met name bij 

grotere actief-slibinstallaties, aantrekkelijke moqelijkheden kunnen zijn voor 

fosfaatstrippen in combinatie met een korrelreactor of magnetische separatie. 

Het voordeel hierbij is de sterke reductie van de te defosfateren waterstroom in 

vergelijkinq met de normale defosfatering. 

Aanpassing van de bedrijfsvoerinq kan op een deel van de zeer laag belaste 

actief-slibsystemen een verhoogde fosfaatverwijderinq opleveren. Noq niet dui-

delijk is tioeveel deze techniek aan dr totale fosfaatrcrtuctie kan hijdraflen. 

Omdat de kosten vrijwel nihil zijn, lijkt tiet de moeite v/a:ird de moflelijkheden 

zoveel rnoqelijk te henijt.t.en.

11 REFERENTIES 

1. Stora, "Chemische defosfatering: methoden en neveneffecten", Rijswijk, 

1981. 

2. Trentelrxan, C.C.M., "Neveneffecten van fosfaatverwijderinq uit afval- 

water", H20, nr. 22, 1980, blz. 526 - 530. 

3. U.S. Environmental Protection Agency Technoloyy Transfer, "Process 

Design Manual for Phosphorus Rernoval", 1976. 

4. Oost van P.T., "Kosten van defosfateriny", LVaterschapsbelangen, nr. 5, 

1979 blz. 96 - 99. 

5. Harnm Von A., "Der Einfluss von Phosphatfallungsmitteln auf die Denitrifi- 

kation", Vlasser- und Abwasser-Forschunq, nr. 5, 1969, blz. l80 - 182. 

6. Roer, de A.D., "Praktijkervaringen met fosfaatverwijdering op acht instal- 

laties in de zuidwesthoek van Friesland", H20, nr. 9, 1988, blz. 220 -223. 

7. Mininni G., R. Passino, M. Cantori and L. Spinosa, "Sludge dewaterinq in a 

conventional plant with phosphorus rernoval-I", Wat. Res., V . 19., no. 2, 

1985 blz. 143 - 149. 

8. Tessel P.J., "Praktijkervarinqen met chemische defosfateriny op de Velu- 

we", H20, nr. 9, 1988, blz. 223 - 225. 

9. Croote Brornhaar M., "Defosfateren door kristallisatie in een gefluidiseerd 

bed", DHV. 

10. Technische Commissie Korrelreactor, "Fosfaatverwijderinq uit afvalwater 

met behulp van een korrelreactor", 's-Gravenhaye, 1988. 

11. Idondelinqe informatie van de heren W.C. Witvoet en E. Egqerc, DHV 

Amersfoort. 

12. tdondelinge informatie van dhr. J.H. Rensink, Vakgroep Waterzuivering, 

LU Viaqeningen.

13. 

14. 

15. 

I h. 

17. 

in. 

19. 

20. 

21. 

22. 

Cniit/Haskoninq, "lraqnetische defnsfnterinq", P!ijrneq~n 1?8R. 

I'erslaq van serni-technisch onderzoek naar de toepassinq van maqnetische 

sctieidinqstectinieken bij defnsfatrreri van effluent van rioalwaterzuive- 

ringsinstallaties. 

:Aondelinqr infnrimatie van rlr hcren P.F. Looy [Srritl rn i?.F.ir. van \!elsen 

(Haskoninqj, P lijmegen. 

Eensink J.H., H.J. I'ionkcr, 1i.J. fhons, "Pioloqischc fosfaatverwijd~rin in 

een actief slib in stal la ti^, H20, nr. 13, 1979, blz. 296 - 300. 

\'ries, de H.P., M. van Loosdrectit, J.H. Pensink, "Nieuv~ste ontwikkelingen 

met hetrekkiriq tot t~inioqische defosfaterinq", H20, nr. 17, 1985, blz. 358 - 

362. 

Pensink .l.H., H..l.i;.l'/. [lonker, D.1A.F. Anirik, "\'erqaande P- en b!- 

verv~ijderinq uit Iiiiishnudelijk nfvalviater met teriiqwinninq van fosfaat", 

ti20, nr. 9, 1988, blz. 240 - 242. 

Vainrath, Vnn P., V. Krautti, 1'1. Maier und P~. i'iaqner, "1Jntersuchunqen 

uber die hiniorjicche Phospliorelirnination in einer Halbtechnischen Ver- 

suchsanlarje rnit weitoehender Plitrification and vorqeschalteter Denitrifi- 

kation". Z. Vlasser- Ahwasser-inrsch. 17, 1984, blz. 245 - 251. 

Hnnq S.: I:. Yrichten, A. Rest iind A. Pachv~al~ "Zioloqical Phosphorus and 

iitrnqeri removal via the Al0 process: Pecent experience iri thr !nited 

States nnri I Jnitrd Vinqdorn", :'/at. :ri. Tecti., \'o1 16, 1104, hlz. 151 - !72. 

Earnard J.[-., "The infliirncr «f riitroqeri nn phnsphnrus rcmoval in 

activated sIiir!ge plant~s", \'/at. Sri. Tech.. vol 14, 1982 !>IT. 31 - 45. 

!Aulder J.V/., "fiioloqischr fosfaatverwijderinfl np een hestaande zuiverings- 

installatie van het conventionele type: Een nnderzoek op de PWZI te 

Penkurn", Vakqroep Vlaterziiiverinrl I..andboiiviiiniversiteit, ilaqeninqen, 

1988. 

Peirann LL., D.f!. liendrrsnn, J.C.t4. Gonznles and F.F. Davis, "Full scale 

experiences with the phostrip process". '!!at. Sii. Tech., voi 15, 1983, blz. 

l81 - 195.

23. Janssen P.M.J., J.H. P~ensink, "Biolngisthr defosfaterinq op de RWZl's 

Bunnik en Runschotcn", H20, nr. 9, 1988, blz. 234 - 236. 

24. t4ulder J.W.? 3.1. Penrink, "lntrodiictie van biologische defosfaterinq op 

25. 

een propstroom nctiefslibinstallatie", H20, nr. 9, 1988, blz. 236 - 238. 

Jost B., "Ervarinqen met de vierde trapszuiverinq (vlokfiltratie)", H@, nr. 

9, 1988, blz. 226 - 230. 

26. Dijk, van J.C., E. Eggers "Defosfaterinq met een korrelreactor: een 

Nederlandse ontwikkeling met toekomst", H20, nr. 3, 1987, blz. 64 - 68. 

27. Kavanaugh M., J. Fugster, A. \Yeber, M. Bolter, "Contact filtration for 

phosphorus removal", Journal WPCF, 1977, blz. 2157 - 2171. 

28. Mosimann Von R. und F. Schanz, "Weitestqehende Phnsphor und Bakterien- 

entferniinq in einer Klaranlage mit IV P,einigi~ngsstufe", Z. Wasser-Abwas- 

ser-Forsch, nr. 7, 1983, blz. 161 - 167. 

29. Bolter M. iind W. Gujer, "Flockenfiltration zur Entfernung von Phosphaten; 

Kriterien zur Dirnensionerung", Z. Wasser- und Abwasser-Forschunq, nr. 2, 

1977, blz. 84 - 97. 

30. Stora, "Verqaande fosfaatverwijderinq door vlokfiltratie (serni-technisch 

onderzoek)", Rijswijk, 1988. 

31. TBS - milieustatistieken. Waterkwaliteitsbeheer, deel b: zuivering van 

afvalwater. 1985. 

32. Bundqaard E., C;. Petersen, 'RIO-DEbJIPHO process for biological phosphatt. 

rernoval. H20, 1988, blz. 239-240. 

33. Berends, P.H.K., voordracht op NVA thernadaq 3 februari 1989.

B I J L A G E N

Dirnensioneringsgrondslagen (R'NA-situatie): 

debiet 36 1li.e. h 

ierblijftijd flocculatie 20 min. 

opper! laktebelastinq bezinking 1,5 m '/m2.h 

dimensionering: 

opioergemaal 

flocculatietank 

nabezinking 

- aantal tanks 

- diameter 

Bouwkosten (f 1.000): 

opioergemaal 

- ciiiel 

- el./mech. 

flocculatietank 

- cii iel 

- el./mech. 

naberinking 

- ci\ iel 

- el./mech. 

doseerapparatuur 

- ciiiel 

- el./rnech. 

subtotaal ciiiel 

subtotaal elm 

onioorzien (15%) 

bouwsom 

BTW, adi.ies, etc. 

totale iniesteringen 

BIJLAGE I: Kostenraming naprecipitatie 

N.B. Conform de ramingen \oor de andere systemen (gebaseerd op lit. 10) zijn de 

kosten voor fundering, bemaling, terreinleidingen, wegen, aansluiting op de 

bestaande installatie en dergelijke niet in de raming opgenomen.

BIJLAGE 11: Kostenraming biologische defosfatering 

De kosten rijn \oorlopiq qeraarnd \oor een laagbelaste actief-slibinstallatie (50.000 

en 100.000 i.e.) met fosfaatstrippen ondersteund door een anaërobe zone en 

doserinq \ an azijnzuur. 

De behandeling an het supernatant kan in principe plaatsi inden door kalkbehande- 

linq, korrelreactor of maqnetische separatie. \!nor de imesterinqskosten is \oorlo- 

pig uitgegaan \an de raming \oor de kleinste korrelreactor '10.000 i.e.) in lit. 13. 

Aangenomen is dat knsten\erschillen afhankelijk \an het debiet bij deze schaal- 

grootte verwaarloosbaar zijn. 

Dimensioneringsgrondslanen 

anaërobe zone: 

- DWA-debiet 12 ]/i.e. h 

- ierblijftijd 2 h 'bij D!'iA + 50% retourslib) 

striptank: 

- uit~oerinq als berinktanklindikker rnet 5q0h oierloop supernatant en 50% 

onderstroom inqedikt slib; 

- dosering azijnzuur ter ondersteiminq \an P-afgifte; 

- P-aftoer \ia supernatant 65?h \an influent-P = 2 g P1i.e. d; 

- 50% \an P-release i ia onderstroom terug naar aëratietank: 

- fosfaatrelease: 

* totaal 4 q P1i.e. d != supernatant + onderstrnom; 

* specifiek rirca !O q P/kg d.s. 

* concentratie ciipernatant circa 100 mg Pil 

- totaal debiet stripper 14% \ an DVIA 

- debiet supernatant 

7% tan DViP 

- opperi laktehelastinq 

- die~te 

dirnensionering: 

anaërobe tank 

- debiet 'm '/h) 

- \ olurne 

J> 

40 kq d.s./m2.d 

3 m

stripper 

- debiet (m '/h) 

- diameter !m) 

- diepte (m) 

- \erblijftijd (h) 

Bouwkosten (f 1.000): 

anaërobe tank 

- ci\iel 

- el./mech. 

stripper 

- ci\ iel 

- el./rnech. 

doseerapparatuur 

- ci\iel 

- el./mech. 

behandeling supernatant *) 

- ci\iel 

- el./rnech. 

subtotaal ci\ iel 

subtotaal e/m 

on\ oorzien (15%) 

bouwsom 

O.B., adiies, etc. 

totale iniesteringen 

*) Geschat 

N.B. Conform de ramingen \oor de andere systemen (gebaseerd op lit. 10) zijn de 

kosten voor fundering, bemaling, terreinleidingen, wegen, aansluiting op de 

bestaande installatie, en dergelijke niet in de raming opgenomen.

KNELPUNTEN BIJ DE INVOERING VAN DEFOSFATERING - Stowa

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Delete template?

Save as template ?