kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief ... - Stowa

STOWA 2013-W02 kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief zijn voor superkritische vergassing?
Koperionen komen uiteindelijk als koperoxides of kopercarbonaat in de as terecht (Levec and
Pintar, 2007; F. Luck, 1999).
Er bestaan diverse typen subkritische oxidatie reactor systemen, al of niet voorzien van
katalysatoren (Kolaczkowskia et al, 1999, Luck, 1999).
In de volgende paragraaf worden twee toepassingen van subkritische sliboxidatie in het
middelhoge tot hoge temperatuurgebied nader besproken. Eén van deze systemen is het
VerTech systeem dat een aantal jaren is toegepast op de RWZI Apeldoorn maar waarvan de
toepassing inmiddels weer is beëindigd. Het andere systeem is het Athos TM systeem dat wordt
toegepast op de Noordelijke AfvalWaterZuiveringsInstallatie in Brussel. Beide installaties zijn
subkritische natte oxidatie installaties maar verschillen sterk van elkaar.
3.3.2 erVaringen Vertech
Het VerTech natte oxidatieproces, dat enige tijd is toegepast op de RWZI Apeldoorn, is een
oxidatieproces dat plaats vindt in het subkritische gebied. Het VerTech systeem bestaat uit
een verticale lange buisreactor, met een totale lengte van circa 1300 m, die in de bodem
is geplaatst (VerTech, 1993; De Bekker and Van den Berg, 1993; De Bekker and Heerema, 1994). De
reactor is opgebouwd uit twee concentrische buizen. De slibslurry en het oxidatiemiddel
(zuurstof) worden toegevoerd aan de bovenzijde van de binnen-buis en stromen naar beneden
naar de reactiezone. De reactiezone vormt het onderste deel van de binnen-buis en een
deel van de buitenbuis. Deze reactorzone heeft een lengte van enkele tientallen meters. In
deze reactorzone heerst een druk van circa 100 à 110 atmosfeer. De druk wordt gevormd
door de bovenstaande vloeistofkolom. In dit deel van de reactor vindt de natte oxidatie van
slib plaats. Hierbij wordt organische stof afgebroken tot koolstofdioxide, water en eenvoudige
organische verbindingen waaronder azijnzuur. Overschot aan warmte wordt in deze reactor
zone afgevoerd via een warmtewisselaar. Deze warmtewisselaar kan ook gebruik worden
bij de opstart van de installatie. Via de annulaire ruimte tussen binnen-buis en buitenbuis
stroomt de geoxideerde slibstroom, inclusief het gevormde gas, weer terug naar de bovenzijde
van de reactor. De meegevoerde gasstroom bestaat voor een belangrijk deel uit (opgelost)
CO2 . Het effluent dat aan de bovenzijde de reactor verlaat, wordt in een gas-, vloeistof- vastestofscheider
(bij matig hoge druk) gescheiden. De afgassen van het natte oxidatieproces zijn
nagenoeg volledig vrij van stikstofoxides, dioxines en dibenzofuranen. Ze bevatten echter
wel nog een beperkte hoeveelheid koolmonoxide die via een katalytische naverbranding
verder kan worden geoxideerd. Daarbij worden eventuele geurstoffen ook mee-verbrand. De
afgescheiden slibdeeltjes worden verder ontwaterd in een filterpers waarbij een slib-koek met
50% droge stof wordt verkregen die vervolgens gedroogd wordt.
De resterende effluentstroom is vervuild met acetaten, andere goed biologisch afbreekbare
organische verbindingen en ammoniak. Deze effluentstroom wordt gezuiverd via een aerobe
zuivering met een nitrificatie/ denitrificatie stap. Het gezuiverde water wordt vervolgens
geloosd op de RWZI.
De natte oxidatie reactie moet worden uitgevoerd bij een temperatuur die hoger is dan
circa 175°C. Daarna kan de oxidatie reactie zich zelf in stand houden door middel van
de productie van reactie warmte. De temperatuur in de reactiezone in de VerTech reactor
ligt op een niveau van 260 tot 290°C. Zoals reeds eerder genoemd wordt het overschot aan
warmte aan de reactor onttrokken middels een warmtewisselaar. De vloeistofstroom, die
via de warmtewisselaar wordt afgevoerd, heeft een temperatuur van circa 260°C en kan
gebruikt worden om stoom te produceren voor een turbine waarmee elektriciteit kan worden
opgewekt. Het omzettingsrendement van de organische stof in het slib ligt in de ordegrootte
16