29.08.2014 Views

vergelijkend onderzoek mbr en zandfiltratie rwzi maasbommel - Stowa

vergelijkend onderzoek mbr en zandfiltratie rwzi maasbommel - Stowa

vergelijkend onderzoek mbr en zandfiltratie rwzi maasbommel - Stowa

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

VERGELIJKEND ONDERZOEK<br />

MBR EN ZANDFILTRATIE<br />

RWZI MAASBOMMEL<br />

RAPPORT<br />

2004<br />

28


VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

RAPPORT<br />

2004<br />

28<br />

ISBN 90.5773.262.9<br />

stowa@stowa.nl WWW.stowa.nl<br />

TEL 030 232 11 99 FAX 030 232 17 66<br />

Arthur van Sch<strong>en</strong>delstraat 816<br />

POSTBUS 8090 3503 RB UTRECHT<br />

Publicaties <strong>en</strong> het publicatie overzicht van de STOWA kunt u uitsluit<strong>en</strong>d bestell<strong>en</strong> bij:<br />

Hageman Fulfilm<strong>en</strong>t POSTBUS 1110, 3300 CC Zwijndrecht,<br />

TEL 078 629 33 32 FAX 078 610 610 42 87 EMAIL info@hageman.nl<br />

onder vermelding van ISBN of STOWA rapportnummer <strong>en</strong> e<strong>en</strong> duidelijk afleveradres.


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

COLOFON<br />

Utrecht, 2004<br />

UITGAVE<br />

STOWA, Utrecht<br />

PROJECTUITVOERING<br />

Dhr. F.D.G. Kiestra (Royal Haskoning)<br />

Dhr. D. Piron (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land)<br />

Dhr. J. Segers (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land)<br />

Dhr. J. Kruit (Royal Haskoning)<br />

BEGELEIDINGSCOMMISSIE<br />

Dhr. K. de Korte (Di<strong>en</strong>st Waterbeheer <strong>en</strong> Riolering)<br />

Dhr. J.W. Mulder (Zuiveringsschap Hollandse Eiland<strong>en</strong> <strong>en</strong> Waard<strong>en</strong>)<br />

Dhr. P. Schyns (Waterschap Rijn <strong>en</strong> IJssel)<br />

Dhr. S. Weijers (Waterschap De Dommel)<br />

Dhr. H. van der Roest (DHV)<br />

Mevr. C. Uijterlinde (STOWA)<br />

FOTO’S OMSLAG<br />

Oxidatiesloot RWZI Maasbommel (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land, Tiel)<br />

Me<strong>mbr</strong>aanfiltratie unit MBR Maasbommel (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land, Tiel)<br />

Nageschakelde zandfilters RWZI Maasbommel (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land, Tiel)<br />

Roeiboot in rivier De Linge (Waterschap Rivier<strong>en</strong>land, Tiel)<br />

DRUK Kruyt Grafisch Advies Bureau<br />

STOWA rapportnummer 2004-28<br />

ISBN-nummer: 90.5773.262.9


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TEN GELEIDE<br />

De toepassing van de me<strong>mbr</strong>aanbioreactortechnologie (MBR) kan e<strong>en</strong> belangrijke vooruitgang<br />

betek<strong>en</strong><strong>en</strong> voor de communale afvalwaterzuivering. In vergelijking met de traditionele<br />

zuiveringstechniek<strong>en</strong> wordt op e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk geringer oppervlak e<strong>en</strong> betere<br />

efflu<strong>en</strong>tkwaliteit verkreg<strong>en</strong>. Op dit mom<strong>en</strong>t is de toepassing van MBR voor de zuivering van<br />

huishoudelijk afvalwater nog volop in ontwikkeling.<br />

De weg die bewandeld moet word<strong>en</strong> om innovaties in de praktijk tot uitvoering te lat<strong>en</strong><br />

kom<strong>en</strong> is doorgaans e<strong>en</strong> moeilijke. Zo ook voor de MBR-technologie. De afvalwatersector is<br />

erin geslaagd om in e<strong>en</strong> kort tijdsbestek deze nieuwe technologie verder te ontwikkel<strong>en</strong> tot<br />

e<strong>en</strong> systeem dat onder Nederlandse omstandighed<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> toegepast.<br />

In 2000/2001 heeft e<strong>en</strong> omvangrijk <strong>onderzoek</strong> plaats gevond<strong>en</strong> op de <strong>rwzi</strong> Beverwijk naar de<br />

toepassing van MBR voor huishoudelijk afvalwater. Hierbij zijn vier MBR-pilotinstallaties<br />

getest onder verschill<strong>en</strong>de omstandighed<strong>en</strong>. De <strong>onderzoek</strong>sresultat<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> geleid<br />

tot het besluit e<strong>en</strong> MBR demonstratie-installatie te bouw<strong>en</strong> op <strong>rwzi</strong> Varsseveld van water<br />

schap Rijn <strong>en</strong> IJssel. Deze installatie wordt in het voorjaar van 2005 opgeleverd.<br />

Mom<strong>en</strong>teel word<strong>en</strong> diverse pilotinstallaties ingezet om k<strong>en</strong>nis op te bouw<strong>en</strong> over MBRsystem<strong>en</strong>.<br />

In 2002 is STOWA in sam<strong>en</strong>werking met Waterschap Rivier<strong>en</strong>land op de RWZI Maasbommel<br />

e<strong>en</strong> <strong>onderzoek</strong> gestart naar de toepasbaarheid van e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aanbioreactor <strong>en</strong> nageschakelde<br />

continue <strong>zandfiltratie</strong>. Tijd<strong>en</strong>s het twee jaar dur<strong>en</strong>de <strong>onderzoek</strong> is voor beide<br />

system<strong>en</strong> geblek<strong>en</strong> dat vergaande verwijdering van stikstof <strong>en</strong> fosfaat haalbaar is. Naast de<br />

verwijdering van stikstof <strong>en</strong> fosfaat is tijd<strong>en</strong>s het <strong>onderzoek</strong> inzicht verkreg<strong>en</strong> in de verwijdering<br />

van de diverse andere compon<strong>en</strong>t<strong>en</strong>.<br />

De studie laat mogelijkhed<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> van de MBR-technologie voor de behandeling van<br />

huishoudelijk afvalwater in vergelijking met conv<strong>en</strong>tionele <strong>zandfiltratie</strong>. Inmiddels is geblek<strong>en</strong><br />

dat de conv<strong>en</strong>tionele techniek<strong>en</strong> ‘goede concurr<strong>en</strong>tie’ vorm<strong>en</strong> voor de nieuwe MBRtechnologie.<br />

Utrecht, november 2004<br />

De directeur van de STOWA<br />

ir J.M.J. Le<strong>en</strong><strong>en</strong>


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

SAMENVATTING<br />

In 2002 is de STOWA met het Waterschap Rivier<strong>en</strong>land, in sam<strong>en</strong>werking met Royal Haskoning,<br />

e<strong>en</strong> <strong>onderzoek</strong> gestart naar de toepasbaarheid van e<strong>en</strong> Me<strong>mbr</strong>aanBioReactor (MBR)<br />

<strong>en</strong> continue <strong>zandfiltratie</strong> voor de behandeling van huishoudelijk afvalwater. Onderzocht is<br />

welke zuiveringstechniek het beste ingezet kan word<strong>en</strong> om de gew<strong>en</strong>ste efflu<strong>en</strong>tkwaliteit te<br />

bereik<strong>en</strong>.<br />

Op de RWZI Maasbommel is daartoe e<strong>en</strong> parallel geschakelde MBR geplaatst met e<strong>en</strong> capaciteit<br />

van 650 i.e. (à 136 g TZV) <strong>en</strong> 20 m 3 /h. Tev<strong>en</strong>s zijn e<strong>en</strong> tweetal full-scale zandfilters nageschakeld<br />

voor polishing van het efflu<strong>en</strong>t van de bestaande zuivering, met e<strong>en</strong> totale<br />

capaciteit van 120 m 3 /h.<br />

Het <strong>onderzoek</strong> op de RWZI Maasbommel is in maart 2002 van start gegaan <strong>en</strong> geëindigd op<br />

1 augustus 2004. Voor het <strong>onderzoek</strong> zijn de volg<strong>en</strong>de doelstelling<strong>en</strong> geformuleerd:<br />

1. Vaststell<strong>en</strong> of het technisch mogelijk is om het efflu<strong>en</strong>t van de RWZI middels MBRtechnologie<br />

of nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> te lat<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong> aan MTR-kwaliteit (Maximaal<br />

Toelaatbaar Risico);<br />

2. Vergelijk<strong>en</strong> van de prestaties van MBR-technologie met nageschakelde continue <strong>zandfiltratie</strong>;<br />

3. Vaststell<strong>en</strong> van de zuiveringskost<strong>en</strong> bij het strev<strong>en</strong> naar MTR-kwaliteit.<br />

1. TECHNISCHE HAALBAARHEID MTR-KWALITEIT<br />

Uit het <strong>onderzoek</strong> is geblek<strong>en</strong> dat het in de praktijk voor beide system<strong>en</strong> moeilijk is om e<strong>en</strong><br />

jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat te bereik<strong>en</strong>. Daarbij heeft de MBR e<strong>en</strong><br />

verdergaande fosfaatverwijdering lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> (tot waard<strong>en</strong> 0,05 mg/l) dan de zandfilters<br />

(minimale waard<strong>en</strong> tot circa 0,12 mg/l). Met name de doorslag van ijzerslib is daar voor de<br />

zandfilters debet aan geweest. De stikstofverwijdering verloopt daar<strong>en</strong>teg<strong>en</strong> bij de zandfilters<br />

beter. Door de C-bron dosering is het restgehalte nitraat zonder veel moeite tot waard<strong>en</strong><br />

van gemiddeld 0,5 mg/l te verlag<strong>en</strong>. De MBR is, voor stikstof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering, gevoeliger<br />

geblek<strong>en</strong> voor RWA omstandighed<strong>en</strong> dan de zandfilters. Bij RWA omstandighed<strong>en</strong><br />

kom<strong>en</strong> voor de MBR de contacttijd<strong>en</strong> <strong>en</strong> de procescondities in het geding.<br />

Voor de zware metal<strong>en</strong> vindt voor beide system<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> e<strong>en</strong> overschrijding plaats van de<br />

kopergehaltes; de overige metal<strong>en</strong> word<strong>en</strong> tot ver onder de MTR-waarde verwijderd. Het<br />

verschil in verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de MBR <strong>en</strong> de zandfilters is marginaal. T<strong>en</strong><br />

opzichte van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI verton<strong>en</strong> beide system<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> significante meerwaarde<br />

voor de verwijdering van zware metal<strong>en</strong>.<br />

De verwijdering van pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong> verloopt bij de MBR <strong>en</strong> de zandfilters tot e<strong>en</strong><br />

vergelijkbaar niveau. In beide system<strong>en</strong> treedt alle<strong>en</strong> voor linuron <strong>en</strong> diazinon e<strong>en</strong> overschrijding<br />

van de MTR-norm op. T<strong>en</strong> opzichte van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI vindt met de MBR<br />

<strong>en</strong> de zandfilters ge<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de verwijdering van pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong> plaats.<br />

Voor desinfectie doeleind<strong>en</strong> (gemet<strong>en</strong> aan de hand van het kiemgetal <strong>en</strong> E.coli) laat de MBR<br />

e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk beter effect zi<strong>en</strong> dan de zandfilters <strong>en</strong> de conv<strong>en</strong>tionele RWZI. De verwijdering<br />

vindt bij de MBR plaats tot e<strong>en</strong> niveau van minder dan 1 E.coli per ml. Daarmee wordt<br />

ruimschoots voldaan aan de MTR-norm <strong>en</strong> de norm voor zwemwaterkwaliteit (20 per ml).<br />

Op basis van de natchemische analyses van verschill<strong>en</strong>de normoonverstor<strong>en</strong>de verbinding<strong>en</strong><br />

lat<strong>en</strong> de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nageschakelde zandfilters <strong>en</strong> de MBR e<strong>en</strong> verge-


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

lijkbare efflu<strong>en</strong>tkwaliteit zi<strong>en</strong>. Beide system<strong>en</strong> gev<strong>en</strong> voor bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong> β-oestradiol<br />

e<strong>en</strong> verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van circa 95%.<br />

De oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie van het efflu<strong>en</strong>t, bepaald aan de hand van e<strong>en</strong> bioassay, is voor de<br />

MBR circa 60% lager dan van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nageschakelde zandfilters. E<strong>en</strong><br />

verklaring hiervoor is de extra verwijdering van zwev<strong>en</strong>d stof door de ultrafiltratieme<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

van de MBR.<br />

2. VERGELIJKING PRESTATIES MBR EN ZANDFILTRATIE<br />

De technische processtabiliteit is voor beide process<strong>en</strong> vergelijkbaar. Wat betreft de technologische<br />

processtabiliteit is het voor de zandfilters, met name voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat,<br />

e<strong>en</strong>voudiger geblek<strong>en</strong> e<strong>en</strong> stabiele efflu<strong>en</strong>tkwaliteit te bereik<strong>en</strong> dan voor de MBR. Vooral bij<br />

RWA-omstandighed<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong> de zandfilters e<strong>en</strong> stabiele kwaliteit lever<strong>en</strong>, terwijl de MBR<br />

dan gevoelig blijkt voor deze schommeling<strong>en</strong>. Door optimalisatie van de procesconfiguratie<br />

<strong>en</strong> de besturing van de MBR is hier wel verbetering in aan te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />

Wanneer bij de MBR de reiniging<strong>en</strong> volledig geautomatiseerd word<strong>en</strong> vrag<strong>en</strong> e<strong>en</strong> RWZI met<br />

nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> MBR naar verwachting ev<strong>en</strong>veel aandacht voor de bedrijfsvoering.<br />

Grofweg kan word<strong>en</strong> gesteld dat de filtratie met me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>veel aandacht<br />

vraagt als filtratie met zandfilters. De uitvoering van de biologische zuivering zal voor beide<br />

system<strong>en</strong> namelijk id<strong>en</strong>tiek zijn <strong>en</strong> is daardoor niet onderscheid<strong>en</strong>d voor de bedrijfsvoering.<br />

De MBR heeft voor de bedrijfsvoering als extra risico dat de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong>d<br />

kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> aangetast door bijvoorbeeld bepaalde verbinding<strong>en</strong> in het influ<strong>en</strong>t. Bij de<br />

zandfilters kan e<strong>en</strong> dergelijke verstopping/vervuiling altijd word<strong>en</strong> hersteld.<br />

Verder lijkt met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> in de conc<strong>en</strong>tratierange van MTR-kwaliteit lastig. De huidige<br />

meettechniek<strong>en</strong> k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> in die range e<strong>en</strong> te grote onnauwkeurigheid om goed te kunn<strong>en</strong><br />

stur<strong>en</strong>. Voor e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp vraagt de meet- <strong>en</strong> regelapparatuur daarom extra<br />

aandacht.<br />

3. ZUIVERINGSKOSTEN VOOR MTR-KWALITEIT<br />

Op basis van <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> geconcludeerd dat, bij volledige<br />

nieuwbouw van e<strong>en</strong> RWZI, het kost<strong>en</strong>verschil tuss<strong>en</strong> e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong> nageschakelde zandfilters<br />

marginaal is. De exploitatiekost<strong>en</strong> van de MBR zijn echter, voor nieuwbouw installaties van<br />

10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e., circa 15% hoger dan van de RWZI met zandfilters. De belangrijkste oorzaak<br />

hiervan zijn de hogere <strong>en</strong>ergiekost<strong>en</strong> <strong>en</strong> de snelle afschrijving van het me<strong>mbr</strong>aansysteem.<br />

Door te variër<strong>en</strong> met de dim<strong>en</strong>sioneringsgrondslag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> de investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong><br />

nog word<strong>en</strong> aangepast. Zo kunn<strong>en</strong> de zandfilters voor maximaal 1,5 keer DWA<br />

word<strong>en</strong> ontworp<strong>en</strong> of kan de me<strong>mbr</strong>aanflux bij de MBR word<strong>en</strong> verhoogd. Voor berek<strong>en</strong>ing<br />

van de exploitatiekost<strong>en</strong> is de afschrijvingstermijn (lev<strong>en</strong>sduur) van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> van<br />

groot belang.<br />

Verder blijkt uit de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> dat voor nieuwbouw van e<strong>en</strong> RWZI van<br />

10.000 i.e. het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit circa euro 1.500.000 duurder is dan voor het<br />

bereik<strong>en</strong> van stikstof- <strong>en</strong> fosfaatgehaltes van respectievelijk 5 <strong>en</strong> 1 mg/l.


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

EINDEVALUATIE<br />

Uit het <strong>onderzoek</strong> is geblek<strong>en</strong> dat het in de praktijk voor beide system<strong>en</strong> moeilijk is om e<strong>en</strong><br />

jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat te bereik<strong>en</strong>. Bij uitbreiding<strong>en</strong> of<br />

nieuwbouw van RWZI’s voor str<strong>en</strong>gere norm<strong>en</strong> op stikstof <strong>en</strong> fosfaat gaat e<strong>en</strong> lichte voorkeur<br />

uit naar toepassing van nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>. Deze technologie vertoont voor<br />

deze nutriënt<strong>en</strong> e<strong>en</strong> stabielere efflu<strong>en</strong>tkwaliteit teg<strong>en</strong> lagere kost<strong>en</strong>.<br />

Voor uitbreiding of nieuwbouw van RWZI’s met e<strong>en</strong> eis voor desinfectie, bijvoorbeeld als<br />

gevolg voor lozing op water met e<strong>en</strong> zwemwaterfunctie, is toepassing van e<strong>en</strong> MBR de beste<br />

optie (in vergelijking met de zandfilters).<br />

Ook voor hormoonverwijdering laat het efflu<strong>en</strong>t van de MBR e<strong>en</strong> circa 60% lagere oestrog<strong>en</strong>e<br />

pot<strong>en</strong>tie zi<strong>en</strong> dan het efflu<strong>en</strong>t van de conv<strong>en</strong>tionele zuivering met nageschakelde<br />

<strong>zandfiltratie</strong>.<br />

Voor het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit voor e<strong>en</strong> aantal zware metal<strong>en</strong>, pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong><br />

is de toepassing van e<strong>en</strong> MBR of nageschakelde zandfilters niet altijd afdo<strong>en</strong>de geblek<strong>en</strong>. Dit<br />

betek<strong>en</strong>t dat de MTR-kwaliteit, zoals die is gedefinieerd in de 4 e Nota Waterhuishouding,<br />

met e<strong>en</strong> MBR of zandfilters moeilijk haalbaar is. Zeker in relatie tot de Kaderrichtlijn Water<br />

(KRW), <strong>en</strong> de verwijdering van prioritaire stoff<strong>en</strong>, di<strong>en</strong><strong>en</strong> dan aanvull<strong>en</strong>de techniek<strong>en</strong> te<br />

word<strong>en</strong> ingezet. De specifieke eis<strong>en</strong> voor de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit, als gevolg van de functie-eis<strong>en</strong><br />

van het ontvang<strong>en</strong>de oppervlaktewater, zull<strong>en</strong> dan bepal<strong>en</strong>d zijn voor de in te zett<strong>en</strong><br />

technologie.<br />

De vergelijking van de verschill<strong>en</strong>de technologieën is in tabel A weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL A<br />

OVERZICHT VERGELIJKING MBR MET NAGESCHAKELDE CONTINUE ZANDFILTRATIE<br />

parameter Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor Conv<strong>en</strong>tioneel + <strong>zandfiltratie</strong><br />

Verwijdering stikstof + ++<br />

Verwijdering fosfaat ++ +<br />

Verwijdering E.Coli + 0<br />

Verwijdering zware metal<strong>en</strong> 0 0<br />

Verwijdering pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong> 0 0<br />

Verwijdering hormon<strong>en</strong> + 0<br />

Bedrijfsvoeringsaspect<strong>en</strong> 0 0<br />

Afbreukrisico filtratiestap 0 +<br />

Energiegebruik - 0<br />

Investeringskost<strong>en</strong> 0 0<br />

Exploitatiekost<strong>en</strong> 0 +


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

DE STOWA IN HET KORT<br />

De Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer, kortweg STOWA, is het <strong>onderzoek</strong>splatform<br />

van Nederlandse waterbeheerders. Deelnemers zijn alle beheerders van grondwater <strong>en</strong><br />

oppervlaktewater in landelijk <strong>en</strong> stedelijk gebied, beheerders van installaties voor de zuivering<br />

van huishoudelijk afvalwater <strong>en</strong> beheerders van waterkering<strong>en</strong>. In 2002 war<strong>en</strong> dat alle<br />

waterschapp<strong>en</strong>, hoogheemraadschapp<strong>en</strong> <strong>en</strong> zuiveringsschapp<strong>en</strong>, de provincies <strong>en</strong> het Rijk<br />

(i.c. het Rijksinstituut voor Zoetwaterbeheer <strong>en</strong> de Di<strong>en</strong>st Weg- <strong>en</strong> Waterbouw).<br />

De waterbeheerders gebruik<strong>en</strong> de STOWA voor het realiser<strong>en</strong> van toegepast technisch,<br />

natuurwet<strong>en</strong>schappelijk, bestuurlijk juridisch <strong>en</strong> sociaal-wet<strong>en</strong>schappelijk <strong>onderzoek</strong> dat<br />

voor h<strong>en</strong> van geme<strong>en</strong>schappelijk belang is. Onderzoeksprogramma’s kom<strong>en</strong> tot stand op<br />

basis van behoefteinv<strong>en</strong>tarisaties bij de deelnemers. Onderzoekssuggesties van derd<strong>en</strong>, zoals<br />

k<strong>en</strong>nisinstitut<strong>en</strong> <strong>en</strong> adviesbureaus, zijn van harte welkom. Deze suggesties toetst de STOWA<br />

aan de behoeft<strong>en</strong> van de deelnemers.<br />

De STOWA verricht zelf ge<strong>en</strong> <strong>onderzoek</strong>, maar laat dit uitvoer<strong>en</strong> door gespecialiseerde<br />

instanties. De <strong>onderzoek</strong><strong>en</strong> word<strong>en</strong> begeleid door begeleidingscommissies. Deze zijn sam<strong>en</strong>gesteld<br />

uit medewerkers van de deelnemers, zonodig aangevuld met andere deskundig<strong>en</strong>.<br />

Het geld voor <strong>onderzoek</strong>, ontwikkeling, informatie <strong>en</strong> di<strong>en</strong>st<strong>en</strong> br<strong>en</strong>g<strong>en</strong> de deelnemers<br />

sam<strong>en</strong> bije<strong>en</strong>. Mom<strong>en</strong>teel bedraagt het jaarlijkse budget zo’n vijf miljo<strong>en</strong> euro.<br />

U kunt de STOWA bereik<strong>en</strong> op telefoonnummer: +31 (0)30-2321199.<br />

Ons adres luidt: STOWA, Postbus 8090, 3503 RB Utrecht.<br />

Email: stowa@stowa.nl.<br />

Website: www.stowa.nl.


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

VERGELIJKEND ONDERZOEK<br />

MBR EN ZANDFILTRATIE<br />

RWZI MAASBOMMEL<br />

INHOUD<br />

TEN GELEIDE<br />

SAMENVATTING<br />

STOWA IN HET KORT<br />

1 INLEIDING 1<br />

2 UITVOERING VAN HET ONDERZOEK 2<br />

2.1 FASERING 2<br />

2.2 MEETPROGRAMMA 4<br />

3 SYSTEEMBESCHRIJVINGEN 5<br />

3.1 RWZI MAASBOMMEL 5<br />

3.2 MEMBRAANBIOREACTOR (MBR) 6<br />

3.2.1 CONFIGURATIE 6<br />

3.2.2 DIMENSIONERING 7<br />

3.2.3 METEN EN REGELEN 7<br />

3.3 CONTINUE ZANDFILTRATIE 9<br />

3.3.1 CONFIGURATIE 9<br />

3.3.2 DIMENSIONERING 10<br />

3.3.3 METEN EN REGELEN 10<br />

4 RESULTATEN MEMBRAANBIOREACTOR 12<br />

4.1 PROCESCONDITIES 12<br />

4.2 BIOLOGISCHE RESULTATEN 13<br />

4.2.1 EFFLUENTKWALITEIT STIKSTOF EN FOSFAAT 13


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

4.2.2 EFFLUENTKWALITEIT OVERIGE PARAMETERS 16<br />

4.2.3 SLIBKWALITEIT 19<br />

4.3 MEMBRAANPRESTATIES 22<br />

4.3.1 PERMEABILITEIT 23<br />

4.3.2 BESTURING MEMBRAANFILTRATIE 25<br />

4.3.3 MEMBRAANREINIGING 27<br />

4.4 ONDERZOEK FILTREERBAARHEID MBR-SLIB 29<br />

4.4.1 FILTREERBAARHEID MBR SLIB 30<br />

4.4.2 KWALITATIEVE ASPECTEN 30<br />

4.5 BEDRIJFSVOERINGSASPECTEN 31<br />

4.5.1 OPSTART MBR 31<br />

4.5.2 STORINGSGEVOELIGHEID EN PROCESSTABILITEIT 31<br />

4.5.3 ENERGIEVERBRUIK 32<br />

4.5.4 COMPLEXITEIT INSTALLATIE 33<br />

4.6 EVALUATIE MBR 33<br />

5 RESULTATEN CONTINUE ZANDFILTRATIE 36<br />

5.1 PROCESCONDITIES 36<br />

5.2 BIOLOGISCHE RESULTATEN 36<br />

5.2.1 EFFLUENTKWALITEIT STIKSTOF EN FOSFAAT 37<br />

5.2.2 EFFLUENTKWALITEIT OVERIGE PARAMETERS 38<br />

5.3 BEDRIJFSVOERINGSASPECTEN 40<br />

5.3.1 STORINGSGEVOELIGHEID EN PROCESSTABILITEIT 41<br />

5.3.2 ENERGIEVERBRUIK 41<br />

5.3.3 COMPLEXITEIT INSTALLATIE 41<br />

5.4 EVALUATIE 41<br />

6 FINANCIËLE ANALYSE 43<br />

6.1 DIMENSIONERING INSTALLATIES 43<br />

6.2 KOSTENBEREKENINGEN 46<br />

6.2.1 VERGELIJKENDE INVESTERINGSKOSTEN 47<br />

6.2.2 VERGELIJKENDE EXPLOITATIEKOSTEN 48<br />

6.3 EVALUATIE 48<br />

7 EVALUATIE 50<br />

7.1 TECHNISCHE HAALBAARHEID MTR-KWALITEIT 50<br />

7.2 PRESTATIES MBR VERSUS CONTINUE NAGESCHAKELDE ZANDFILTRATIE 52<br />

7.3 ZUIVERINGSKOSTEN VOOR HET BEREIKEN VAN MTR-KWALITEIT 53<br />

7.4 EINDEVALUATIE 54<br />

8 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 56<br />

8.1 CONCLUSIES 56<br />

8.2 AANBEVELINGEN 56<br />

BIJLAGEN:<br />

1 VERKLARENDE WOORDENLIJST<br />

2 MTR-WAARDEN 4 E NOTA WATERHUISHOUDING<br />

3 MONITORINGSPROGRAMMA EN METHODEN<br />

4 KENMERKEN ACETOL 80<br />

5 WERKINGSPRINCIPE CONTINUE ZANDFILTERS<br />

6 STORINGSLIJST MBR<br />

7 STORINGSLIJST ZANDFILTERS


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

1<br />

INLEIDING<br />

Het Waterschap Rivier<strong>en</strong>land verwacht omstreeks 2010 voor e<strong>en</strong> ti<strong>en</strong>tal rioolwaterzuiveringsinrichting<strong>en</strong><br />

(RWZI’s) in het buit<strong>en</strong>gebied te moet<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong> aan e<strong>en</strong> str<strong>en</strong>gere normering<br />

van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit. Vooralsnog wordt uitgegaan van het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit<br />

in het ontvang<strong>en</strong>de oppervlaktewater. Dit houdt in dat voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat gehaltes<br />

van respectievelijk 2,2 <strong>en</strong> 0,15 mg/l di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> bereikt in het ontvang<strong>en</strong>de oppervlaktewater.<br />

Voor dit <strong>onderzoek</strong> zijn deze waard<strong>en</strong> direct doorvertaald naar de te bereik<strong>en</strong><br />

efflu<strong>en</strong>tkwaliteit van de RWZI Maasbommel, ofschoon in de toekomstige situatie de streefwaarde<br />

per RWZI hoger kan zijn. Met de huidige RWZI’s van het Waterschap is e<strong>en</strong> dergelijk<br />

niveau niet te bereik<strong>en</strong>. In 2002 is het Waterschap Rivier<strong>en</strong>land derhalve, in sam<strong>en</strong>werking<br />

met Royal Haskoning in opdracht van de STOWA, e<strong>en</strong> <strong>onderzoek</strong> gestart naar de toepasbaarheid<br />

van e<strong>en</strong> Me<strong>mbr</strong>aanBioReactor (MBR) <strong>en</strong> continue <strong>zandfiltratie</strong> voor de behandeling<br />

van huishoudelijk afvalwater. Onderzocht is welke zuiveringstechniek het beste ingezet kan<br />

word<strong>en</strong> om de gew<strong>en</strong>ste efflu<strong>en</strong>tkwaliteit te bereik<strong>en</strong>.<br />

Op de RWZI Maasbommel is daartoe e<strong>en</strong> parallel geschakelde MBR geplaatst met e<strong>en</strong> capaciteit<br />

van 650 i.e. (à 136 g TZV) <strong>en</strong> 20 m 3 /h. Tev<strong>en</strong>s zijn e<strong>en</strong> tweetal full-scale zandfilters nageschakeld<br />

voor polishing van het efflu<strong>en</strong>t van de bestaande zuivering, met e<strong>en</strong> totale capaciteit<br />

van 120 m 3 /h.<br />

Het <strong>onderzoek</strong> op de RWZI Maasbommel is in maart 2002 van start gegaan <strong>en</strong> geëindigd op<br />

1 augustus 2004. Voor het <strong>onderzoek</strong> zijn de volg<strong>en</strong>de doelstelling<strong>en</strong> geformuleerd:<br />

• Vaststell<strong>en</strong> of het technisch mogelijk is om het efflu<strong>en</strong>t van de RWZI middels MBRtechnologie<br />

of nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> te lat<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong> aan MTR-kwaliteit (Maximaal<br />

Toelaatbaar Risico);<br />

• Vergelijk<strong>en</strong> van de prestaties van MBR-technologie met nageschakelde continue <strong>zandfiltratie</strong>;<br />

• Vaststell<strong>en</strong> van de zuiveringskost<strong>en</strong> bij het strev<strong>en</strong> naar MTR-kwaliteit.<br />

In hoofdstuk 2 zijn bov<strong>en</strong>staande doelstelling<strong>en</strong> nader uitgewerkt in e<strong>en</strong> <strong>onderzoek</strong>sfasering<br />

<strong>en</strong> e<strong>en</strong> meetprogramma. In hoofdstuk 3 word<strong>en</strong> vervolg<strong>en</strong>s de systeembeschrijving<strong>en</strong><br />

van de MBR <strong>en</strong> de zandfilters behandeld, waarna in hoofdstuk 4 <strong>en</strong> 5 de resultat<strong>en</strong> van<br />

beide system<strong>en</strong> volg<strong>en</strong>. Hoofdstuk 6 geeft e<strong>en</strong> financiële vergelijking van beide system<strong>en</strong> op<br />

basis van de geraamde investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong>. Tot slot volg<strong>en</strong> in hoofdstuk 7 <strong>en</strong> 8<br />

de evaluatie <strong>en</strong> de conclusies.<br />

Voor de volledigheid is in bijlage 1 e<strong>en</strong> verklar<strong>en</strong>de woord<strong>en</strong>lijst opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

1


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FASE 5: EFFLUENTKWALITEIT MICROVERONTREINIGINGEN (1)<br />

De MTR-kwaliteit zoals die in de Vierde Nota Waterhuishouding voor oppervlaktewater<br />

wordt omschrev<strong>en</strong> betreft niet alle<strong>en</strong> de compon<strong>en</strong>t<strong>en</strong> stikstof <strong>en</strong> fosfaat. Het is e<strong>en</strong> uitgebreide<br />

lijst van verbinding<strong>en</strong> waar tev<strong>en</strong>s pesticid<strong>en</strong>, herbicid<strong>en</strong>, organohalog<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

zware metal<strong>en</strong> op voorkom<strong>en</strong> (zie bijlage 2). Tijd<strong>en</strong>s de vijfde fase zijn aanvull<strong>en</strong>de analyses<br />

uitgevoerd op het in- <strong>en</strong> efflu<strong>en</strong>t van de zuivering<strong>en</strong> op deze overige verbinding<strong>en</strong> van de<br />

MTR-lijst. Op deze manier kan e<strong>en</strong> vergelijking word<strong>en</strong> gemaakt tuss<strong>en</strong> e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele<br />

zuivering <strong>en</strong> de MBR (de zandfilters zijn in e<strong>en</strong> later stadium opgestart).<br />

FASE 6: REINIGING MEMBRANEN<br />

Het reinigingsregime van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> belangrijke parameter voor de stabiliteit<br />

van het proces <strong>en</strong> de operationele kost<strong>en</strong>. Minimalisatie van het chemicaliënverbruik <strong>en</strong> de<br />

reinigingsfrequ<strong>en</strong>tie kan e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijke besparing oplever<strong>en</strong> voor de kost<strong>en</strong> <strong>en</strong> de lozing<br />

van EOX (zoals NaOCl). De stabiliteit van het proces <strong>en</strong> de permeabiliteit mag echter niet in<br />

het geding kom<strong>en</strong>.<br />

Tijd<strong>en</strong>s deze fase is geëxperim<strong>en</strong>teerd met verschill<strong>en</strong>de reinigingsregimes, waarbij gebruik<br />

is gemaakt van de twee separate me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong> van de MBR. Door deze strat<strong>en</strong> op e<strong>en</strong><br />

verschill<strong>en</strong>de manier te reinig<strong>en</strong> is het verschil direct zichtbaar. Hierbij is de nadruk gelegd<br />

op het verschil tuss<strong>en</strong> e<strong>en</strong> reiniging in medium <strong>en</strong> “air” (de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> bevind<strong>en</strong> zich niet<br />

in het medium maar in de lucht).<br />

FASE 7: ZANDFILTRATIE<br />

De nageschakelde zandfilters van de conv<strong>en</strong>tionele zuivering zijn in e<strong>en</strong> later stadium in<br />

gebruik g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Het betreft hier e<strong>en</strong> volledig geautomatiseerde full-scale toepassing<br />

met e<strong>en</strong> capaciteit van maximaal 120 m 3 /h. De systeembeschrijving is weergegev<strong>en</strong> in<br />

hoofdstuk 3.<br />

Gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> zijn van de full-scale zandfilters de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit,<br />

bedrijfsvoeringsaspect<strong>en</strong> <strong>en</strong> de exploitatiekost<strong>en</strong> gevolgd.<br />

FASE 8: EFFLUENTKWALITEIT MICROVERONTREINIGINGEN (2)<br />

Gedur<strong>en</strong>de deze fase zijn aanvull<strong>en</strong>de meetsessies uitgevoerd op de kritische parameters<br />

volg<strong>en</strong>d uit fase 5. Voor deze verbinding<strong>en</strong> is aanvull<strong>en</strong>de verwijdering gew<strong>en</strong>st voor het<br />

bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit. E<strong>en</strong> groot aantal verbinding<strong>en</strong> van de MTR-lijst is namelijk niet<br />

(goed) biologisch afbreekbaar <strong>en</strong> wordt niet afgevang<strong>en</strong> door ultrafiltratie of <strong>zandfiltratie</strong>.<br />

Voor verwijdering van deze stoff<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> theoretische b<strong>en</strong>adering gemaakt van de mogelijk<br />

in te zett<strong>en</strong> technologieën (zie daarvoor de evaluatie van hoofdstuk 7).<br />

FASE 9: OPTIMALISATIE<br />

Fase 9 heeft tot doel gehad om alle uit de deelstudies resulter<strong>en</strong>de optimalisaties, voor met<br />

name de DWA/RWA-regeling, de stikstof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering, het reinigingsregime <strong>en</strong> de<br />

operationele kost<strong>en</strong>, sam<strong>en</strong> te voeg<strong>en</strong> in één werk<strong>en</strong>d systeem. Door met deze instelling<strong>en</strong><br />

gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> aantal maand<strong>en</strong> stabiel te draai<strong>en</strong> zijn voldo<strong>en</strong>de data verzameld om de<br />

technologieën te vergelijk<strong>en</strong>.<br />

3


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

2.2 MEETPROGRAMMA<br />

Voor het monitor<strong>en</strong> van de prestaties van beide system<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> int<strong>en</strong>sief meetprogramma<br />

opgesteld.<br />

MBR<br />

Voor bepaling van de biologische activiteit in de MBR is nitraat, ammonium <strong>en</strong> fosfaat dagelijks<br />

bepaald aan de hand van sneltests. Daarnaast is het drogestofgehalte van de me<strong>mbr</strong>aantanks<br />

dagelijks bepaald met e<strong>en</strong> infrarood droger <strong>en</strong> is voor de dagelijkse procesvoering,<br />

<strong>en</strong> bepaling van tr<strong>en</strong>ds, gebruik gemaakt van e<strong>en</strong> meetwag<strong>en</strong> met online meetapparatuur<br />

voor nitraat <strong>en</strong> fosfaat.<br />

Ter controle zijn wekelijks analyses uitgevoerd op CZV, BZV, nitraat, nitriet, ammonium,<br />

organisch stikstof, ortho-fosfaat, totaal fosfor <strong>en</strong> zwev<strong>en</strong>d stof conform de geld<strong>en</strong>de NENnorm<strong>en</strong>.<br />

Bij de verwerking van de resultat<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> de labresultat<strong>en</strong> als basis gedi<strong>en</strong>d <strong>en</strong> zijn voor<br />

de tuss<strong>en</strong>ligg<strong>en</strong>de dag<strong>en</strong> de sneltests gebruikt.<br />

ZANDFILTRATIE<br />

Bij de zandfilters zijn on-line meters geïnstalleerd welke continu de waard<strong>en</strong> voor NOx <strong>en</strong><br />

PO 4 -P monitor<strong>en</strong>. Op basis van deze meting<strong>en</strong> wordt de dosering van de chemicaliën berek<strong>en</strong>d<br />

<strong>en</strong> ingesteld. Ook hierbij zijn ter controle wekelijks analyses uitgevoerd op CZV, BZV,<br />

nitraat, nitriet, ammonium, organisch stikstof, ortho-fosfaat, totaal fosfor <strong>en</strong> zwev<strong>en</strong>d stof<br />

conform de geld<strong>en</strong>de NEN-norm<strong>en</strong>.<br />

ANALYSES MICROVERONTREINIGINGEN<br />

Gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> is e<strong>en</strong> aantal meetsessies verricht voor analyses op de overige<br />

verbinding<strong>en</strong> van de MTR-lijst (fase 5 <strong>en</strong> 8). Het betreft hier o.a. herbicid<strong>en</strong>, pesticid<strong>en</strong>,<br />

zware metal<strong>en</strong> etc. Voor de zware metal<strong>en</strong> heeft daarvoor in fase 8 tev<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> int<strong>en</strong>sieve<br />

meetweek plaatsgevond<strong>en</strong> met dagelijkse analyses. De volledige lijst <strong>en</strong> frequ<strong>en</strong>tie is opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong><br />

in bijlage 3.<br />

Deze meting<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> plaatsgevond<strong>en</strong> op zowel het influ<strong>en</strong>t, alsook het efflu<strong>en</strong>t van de<br />

conv<strong>en</strong>tionele zuivering, de nageschakelde zandfilters <strong>en</strong> de MBR <strong>en</strong> zijn uitgevoerd door<br />

e<strong>en</strong> extern laboratorium conform de geld<strong>en</strong>de NEN-norm<strong>en</strong>.<br />

ANALYSES HORMONEN<br />

In het influ<strong>en</strong>t van de RWZI <strong>en</strong> het efflu<strong>en</strong>t van de nabezinktank <strong>en</strong> de MBR zijn de<br />

conc<strong>en</strong>traties van e<strong>en</strong> aantal hormon<strong>en</strong> bepaald. Het betreft e<strong>en</strong> zestal oestroge<strong>en</strong> actieve<br />

stoff<strong>en</strong> (bisf<strong>en</strong>ol A, α-oestradiol, estron, β-oestradiol, mestranol <strong>en</strong> ethinylestradiol) welke<br />

met natchemische analyses zijn bepaald met e<strong>en</strong> meetonnauwkeurigheid van gemiddeld<br />

20%.<br />

Verder is met behulp van e<strong>en</strong> ER-CALUX meting (bioassay) de oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie van het<br />

monster bepaald. Deze test maakt gebruik van e<strong>en</strong> humane borstkankercellijn waar receptor<strong>en</strong><br />

voor oestrog<strong>en</strong><strong>en</strong> zijn ingebouwd. Als oestrog<strong>en</strong>e stoff<strong>en</strong> bind<strong>en</strong> aan deze receptor<strong>en</strong><br />

wordt het <strong>en</strong>zym luciferase aangemaakt welke de toegevoegde stof luciferine omzet. Als<br />

gevolg van deze omzetting vindt licht uitz<strong>en</strong>ding plaats. De hoeveelheid licht is e<strong>en</strong> maat<br />

voor de binding aan oestroge<strong>en</strong>receptor<strong>en</strong> <strong>en</strong> de reactie van de cel daarop. Het resultaat<br />

wordt uitgedrukt in β-oestradiol equival<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (EEQ).<br />

Zowel de natchemische analyses alsook de ER-CALUX test zijn in 2004 e<strong>en</strong> tweetal keer<br />

uitgevoerd.<br />

4


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

2<br />

UITVOERING VAN HET ONDERZOEK<br />

2.1 FASERING<br />

Voor het bereik<strong>en</strong> van de doelstelling<strong>en</strong>, zoals in de inleiding geformuleerd, is het tweejarig<br />

<strong>onderzoek</strong> opgedeeld in neg<strong>en</strong> fas<strong>en</strong>. In tabel 1 zijn deze fas<strong>en</strong>, inclusief het gevolgde tijdspad,<br />

weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 1<br />

ONDERZOEKSFASERING MBR MAASBOMMEL<br />

FASE<br />

1 Opstartperiode MBR<br />

2 Inregelfase MBR<br />

3 DWA / RWA (MBR)<br />

4 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit: N <strong>en</strong> P<br />

5 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit:micro’s (1)<br />

6 Reiniging me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

7 Zandfiltratie<br />

8 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit: micro’s (2)<br />

9 Optimalisatie<br />

2002 2003 2004<br />

2 e kw 3 e kw 4 e kw 1 e kw 2 e kw 3 e kw 4 e kw 1 e kw 2 e kw<br />

In onderstaande tekst word<strong>en</strong> de activiteit<strong>en</strong> per fase kort besprok<strong>en</strong>. De resultat<strong>en</strong> van de<br />

fas<strong>en</strong> kom<strong>en</strong> in de hoofdstukk<strong>en</strong> 4 <strong>en</strong> 5, bij de resultat<strong>en</strong>bespreking van de MBR <strong>en</strong> de <strong>zandfiltratie</strong>,<br />

aan de orde.<br />

FASEN 1, 2 EN 3: OPSTART<br />

De eerste drie fas<strong>en</strong> van het <strong>onderzoek</strong> kunn<strong>en</strong> tot de opstart word<strong>en</strong> gerek<strong>en</strong>d. Het betreft<br />

hier het <strong>en</strong>t<strong>en</strong> <strong>en</strong> inregel<strong>en</strong> van de installatie <strong>en</strong> het train<strong>en</strong> van de operators voor het<br />

bedi<strong>en</strong><strong>en</strong> van de installatie.<br />

In deze fas<strong>en</strong> is ev<strong>en</strong>e<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> start gemaakt met het optimaliser<strong>en</strong> van de recirculatiestrom<strong>en</strong>,<br />

de beluchtingsregeling <strong>en</strong> de functie van de wisselreactor.<br />

Tot slot is de regeling van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> vastgesteld voor de werking onder RWA <strong>en</strong> DWA<br />

condities, waarbij geschakeld kan word<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> beide strat<strong>en</strong>. In het derde kwartaal van<br />

2003 zijn daarvoor de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> getest op de maximale bruto flux van 45 l/m 2 .h.<br />

FASE 4: EFFLUENTKWALITEIT N EN P<br />

Na de opstart is overgegaan tot het specifiek optimaliser<strong>en</strong> van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit voor<br />

met name stikstof (N) <strong>en</strong> fosfaat (P). Dit kan als hoofddoel van het <strong>onderzoek</strong> word<strong>en</strong> gezi<strong>en</strong>,<br />

daar het draait om de haalbaarheid van MTR-kwaliteit. Voor deze <strong>onderzoek</strong>sfase, welke tot<br />

het einde van het <strong>onderzoek</strong> heeft doorgelop<strong>en</strong>, is de invloed van e<strong>en</strong> aantal procesparameters<br />

onderzocht, te wet<strong>en</strong>:<br />

• De BZV/N-verhouding door toepassing van acetol als extra C-bron;<br />

• Recirculatiestrom<strong>en</strong>;<br />

• Beluchtingsregeling <strong>en</strong> optimalisatie van de wisselreactor;<br />

• Drogestofgehalte <strong>en</strong> slibbelasting.<br />

2


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

3<br />

SYSTEEMBESCHRIJVINGEN<br />

3.1 RWZI MAASBOMMEL<br />

De RWZI Maasbommel is in bedrijf g<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in 1984 <strong>en</strong> bestaat uit e<strong>en</strong> oxidatiesloot met<br />

borstelbeluchters. De capaciteit bedraagt 7.400 i.e. à 136 g TZV bij e<strong>en</strong> DWA <strong>en</strong> RWA debiet<br />

van respectievelijk 50 <strong>en</strong> 150 m 3 /h.<br />

De slibbelasting bedraagt gemiddeld 0,054 kg BZV/kg d.s.d. Voor het proces word<strong>en</strong> ge<strong>en</strong><br />

aanvull<strong>en</strong>de chemicaliën gedoseerd voor stikstof- of fosfaatverwijdering.<br />

De RWZI is geleg<strong>en</strong> in landelijk gebied, met veel recreatieve activiteit. De influ<strong>en</strong>tkarakteristiek<strong>en</strong><br />

zijn in tabel 2 weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 2 GEMIDDELDE KARAKTERISTIEKEN RUW INFLUENT RWZI MAASBOMMEL (APRIL 2002 – JUNI 2004)<br />

Parameter Gemiddelde waarde Minimum - maximum E<strong>en</strong>heid<br />

CZV 510 100 – 850 mg/l<br />

BZV 190 50 – 350 mg/l<br />

Nkj 60 15 – 110 mg/l<br />

Ptot 8,9 3 – 15 mg/l<br />

BZV/N-verhouding 3,2 - -<br />

Het ruwe influ<strong>en</strong>t wordt eerst gefiltreerd over e<strong>en</strong> schroefrooster van 6 mm, waarna het<br />

onder vrijverval naar de oxidatiesloot stroomt. Na behandeling wordt het water via de<br />

nabezinktank (oppervlaktebelasting=1 m/h) geloosd op e<strong>en</strong> bermsloot. De RWZI heeft e<strong>en</strong><br />

automatische drogestofregeling <strong>en</strong> e<strong>en</strong> handmatige zuurstofregeling. De zuurstofregeling,<br />

waarbij handmatig e<strong>en</strong> vaste beluchtingstijd wordt ingesteld, maakt dat de RWZI niet goed<br />

inspeelt op sterke schommeling<strong>en</strong> in de aanvoervracht<strong>en</strong>.<br />

Op de zuivering is e<strong>en</strong> pilotscale MBR geplaatst, welke gemiddeld 15% van het influ<strong>en</strong>t<br />

verwerkt met e<strong>en</strong> maximum van 20 m 3 /h, <strong>en</strong> is er achter de nabezinktank e<strong>en</strong> tweetal zandfilters<br />

geschakeld voor polishing van het efflu<strong>en</strong>t van de conv<strong>en</strong>tionele zuivering. E<strong>en</strong><br />

overzicht van de locatie is schematisch weergegev<strong>en</strong> in figuur 1.<br />

5


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 1<br />

SCHEMATISCHE WEERGAVE OPSTELLING RWZI MAASBOMMEL<br />

15%<br />

0,75<br />

mm<br />

6<br />

mm<br />

ZANDFILTRATIE<br />

NBT ZF 1 ZF 2<br />

EFFLUENT<br />

85%<br />

OXIDATIESLOOT<br />

Het influ<strong>en</strong>tdebiet van de MBR wordt gestuurd op basis van e<strong>en</strong> niveaumeting in de influ<strong>en</strong>tgoot,<br />

tot e<strong>en</strong> maximum van 20 m 3 /h. Op deze manier vindt e<strong>en</strong> volledig proportionele<br />

aanvoer van het influ<strong>en</strong>t van de MBR plaats (RWA/DWA ≈ 3). Verder wordt het spuislib <strong>en</strong><br />

roostergoed van de MBR geloosd op de terreinriolering.<br />

Er wordt opgemerkt dat het efflu<strong>en</strong>t van de MBR om praktische red<strong>en</strong><strong>en</strong> vóór de zandfilters<br />

wordt sam<strong>en</strong>gevoegd met dat van de nabezinktank <strong>en</strong> daarmee de efflu<strong>en</strong>tmeting<strong>en</strong> van de<br />

nabezinktank beïnvloedt. In de praktijk betek<strong>en</strong>t dit dat de gemiddelde afwijking van de<br />

meting circa 15% bedraagt.<br />

3.2 MEMBRAANBIOREACTOR (MBR)<br />

3.2.1 CONFIGURATIE<br />

Parallel aan de RWZI is e<strong>en</strong> pilot-MBR installatie geplaatst welke gemiddeld 15% van het<br />

influ<strong>en</strong>t voor haar rek<strong>en</strong>ing neemt. Bij de MBR gaat het influ<strong>en</strong>t, na het 6 mm schroefrooster<br />

van de RWZI, eerst over e<strong>en</strong> trommelfilter van 0,75 mm. Van daaruit wordt het<br />

water aan de bioreactor <strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>aantanks gevoed, waarvan de configuratie in onderstaand<br />

processchema is weergegev<strong>en</strong>.<br />

FIGUUR 2<br />

PROCESSCHEMA MBR MAASBOMMEL<br />

A<br />

C”<br />

C<br />

Filter<br />

.75mm<br />

Anaëroob<br />

Anoxisch<br />

I<br />

Aëroob /<br />

Anoxisch<br />

Anoxisch<br />

II<br />

Aëroob<br />

Me<strong>mbr</strong>aan I<br />

Me<strong>mbr</strong>aan II<br />

B<br />

6


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

3.2.2 DIMENSIONERING<br />

De capaciteit<strong>en</strong> <strong>en</strong> dim<strong>en</strong>sionering van de installatie zijn in tabel 3 weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 3<br />

DIMENSIONERING MBR MAASBOMMEL<br />

parameter waarde e<strong>en</strong>heid<br />

Capaciteit 650 i.e. à 136 g TZV/d<br />

Netto DWA debiet 6 m 3 /h<br />

Netto RWA debiet 16 m 3 /h<br />

Poriegrootte voorfiltratie 0,75 mm<br />

Volumina tanks<br />

Anaërobe tank<br />

8<br />

Anoxische tank I<br />

9<br />

Aëroob/Anoxisch (wisselreactor)<br />

9<br />

Anoxische tank II<br />

9<br />

Aërobe tank<br />

5<br />

Me<strong>mbr</strong>aantanks totaal<br />

12<br />

Permeaattank<br />

1<br />

Totaal<br />

53<br />

Me<strong>mbr</strong>aanoppervlak totaal 440 m 2<br />

Bruto me<strong>mbr</strong>aanflux RWA 45 l/m 2 .h<br />

Beluchtingsdebiet me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> 0,8 Nm 3 /h.m 2<br />

Slibbelasting (gemiddeld incl. C-bron) 0,035 kg BZV/kg ds.d<br />

Slibgehalte biologie 9 kg ds/m 3<br />

Slibgehalte me<strong>mbr</strong>aantanks 11 kg ds/m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

m 3<br />

Vanwege de lage BZV/N-verhouding is bij de MBR e<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de C-bron (acetol) gedoseerd<br />

op de tweede anoxische ruimte (zie tev<strong>en</strong>s bijlage 4 voor de specificaties van acetol). Voor de<br />

fosfaatverwijdering is gedur<strong>en</strong>de het totale <strong>onderzoek</strong> ge<strong>en</strong> metaalzout toegevoegd. De<br />

toegepaste submerged me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> zijn van het type Z<strong>en</strong>on 500 C, met e<strong>en</strong> totaal me<strong>mbr</strong>aanoppervlak<br />

van 440 m 2 . Bij het RWA-debiet van 20 m 3 /h betek<strong>en</strong>t dit e<strong>en</strong> maximale<br />

bruto-flux van circa 45 l/m 2 .h.<br />

FIGUUR 3<br />

MEMBRAANMODULES MBR<br />

3.2.3 METEN EN REGELEN<br />

De besturing van de MBR is op te splits<strong>en</strong> in het biologische deel <strong>en</strong> het me<strong>mbr</strong>aandeel.<br />

BIOLOGIE<br />

Voor het met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> van de biologie zijn e<strong>en</strong> viertal meting<strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>, te wet<strong>en</strong>:<br />

• Redoxmeting in anoxische tank I (voor de aansturing van recirculatie pomp B);<br />

• Zuurstofmeting in wisselreactor (voor de aansturing van de bell<strong>en</strong>beluchting op zuurstofsetpoint);<br />

• Zuurstofmeting in aërobe tank (ge<strong>en</strong> sturingsactie aan gekoppeld);<br />

• Temperatuurmeting wisselreactor.<br />

7


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

De besturing van de recirculatiepomp<strong>en</strong> van de MBR is als volgt uitgevoerd:<br />

• Recirculatiepomp A: vast (instelbaar) debiet gelijk aan DWA (7 m 3 /h);<br />

• Recirculatiepomp B: geregeld op basis van redox-meting anoxisch I (5 – 30 m 3 /h);<br />

• Recirculatiepomp C: vast (instelbaar) debiet (20 – 60 m 3 /h);<br />

• Recirculatiestroom C’’: middels e<strong>en</strong> klep af te takk<strong>en</strong> van stroom C (15 – 55 m 3 /h).<br />

De instelling<strong>en</strong> van de recirculatiestrom<strong>en</strong> zijn tijd<strong>en</strong>s de verschill<strong>en</strong>de fas<strong>en</strong> gevarieerd <strong>en</strong><br />

zijn bij de procescondities van paragraaf 4.1 weergegev<strong>en</strong>.<br />

Het spuislib van de MBR is in de eerste wek<strong>en</strong> handmatig verwijderd op basis van de drogestofmeting<strong>en</strong>.<br />

Daarna is vervolg<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> slang<strong>en</strong>pomp aangeslot<strong>en</strong> welke, verdeeld over de<br />

gehele dag, e<strong>en</strong> vast debiet van 2 m 3 /d heeft afgepompt naar de terreinriolering.<br />

De dosering van acetol is bepaald op basis van de daggemiddelde aanvoer <strong>en</strong> het rester<strong>en</strong>de<br />

nitraatgehalte in het efflu<strong>en</strong>t van de MBR. Hiervoor is e<strong>en</strong> verhouding van 5 kg BZV (acetol à<br />

0,87 kg BZV/l, zie bijlage 4) per kg ∆ NO 3 -N aangehoud<strong>en</strong>. De uiteindelijke dagelijkse dosering<br />

is ev<strong>en</strong>e<strong>en</strong>s te vind<strong>en</strong> in paragraaf 4.1.<br />

MEMBRANEN<br />

De besturing van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> k<strong>en</strong>t e<strong>en</strong> aantal variabel<strong>en</strong>, waarvan de instelmogelijkhed<strong>en</strong><br />

zijn weergegev<strong>en</strong> in tabel 4. Ook hiervoor geldt dat deze tijd<strong>en</strong>s de verschill<strong>en</strong>de<br />

fas<strong>en</strong> experim<strong>en</strong>teel zijn aangepast, zoals weergegev<strong>en</strong> in paragraaf 4.1.<br />

TABEL 4<br />

INSTELMOGELIJKHEDEN BESTURING MEMBRANEN<br />

parameter instelbaar bereik e<strong>en</strong>heid<br />

Cyclustijd onttrekking 100 – 300 sec.<br />

Cyclustijd backpulse 5 – 50 sec.<br />

Wisseling me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong> na: * 1 - 99 cycli<br />

Onttrekkingsdebiet per straat 1 - 10 m 3 /h<br />

Backpulsdebiet per straat 1 tot 2 keer het onttrekkingsdebiet -<br />

V<strong>en</strong>tilatiefrequ<strong>en</strong>tie 0 - 1 aantal keer per onttrekking<br />

V<strong>en</strong>tilatiedebiet 1 - 10 m 3 /h<br />

Beluchtingstijd 5 – 20 sec. per straat afgewisseld<br />

* Gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> is ná elke 18 onttrekkingscycli van één straat, gewisseld naar de andere straat.<br />

De aansturing van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> geschiedt aan de hand van het vloeistofniveau in de<br />

aërobe tank. Zodra dit bov<strong>en</strong> e<strong>en</strong> bepaald niveau komt start de eerste me<strong>mbr</strong>aanunit met de<br />

onttrekking op e<strong>en</strong> vast debiet. Zodra het niveau ondanks deze actie nog blijft stijg<strong>en</strong>, <strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> hoger niveau wordt bereikt, start ook de tweede me<strong>mbr</strong>aanstraat (zie figuur 4). De<br />

me<strong>mbr</strong>aanstraat welke als eerste wordt gestart wisselt na e<strong>en</strong> uur bedrijfstijd (circa 18<br />

cycli). Op deze manier ontstaat e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>redige belasting van beide me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong>. Beide<br />

strat<strong>en</strong> zijn continu (ook tijd<strong>en</strong>s rust) belucht. De onttrekkingstijd <strong>en</strong> de backpulsetijd van<br />

de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> zijn gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> op respectievelijk 200 <strong>en</strong> 20 seconde<br />

ingesteld geweest.<br />

Verder is in beide strat<strong>en</strong> e<strong>en</strong> meting opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> voor bepaling van de druk. Uiteindelijk<br />

wordt hiermee de transme<strong>mbr</strong>aandruk (TMP) <strong>en</strong> de permeabiliteit berek<strong>en</strong>d (zie bijlage 1<br />

voor berek<strong>en</strong>ing <strong>en</strong> definitie).<br />

8


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 4<br />

REGELING NETTO PERMEAATONTTREKKING MET TWEE STRATEN<br />

18<br />

16<br />

Me<strong>mbr</strong>aanstraat 1 + 2<br />

14<br />

Totaal debiet (m3/h)<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

Me<strong>mbr</strong>aanstraat 1<br />

4<br />

2<br />

0<br />

94 94,5 95 95,5 96 96,5 97 97,5 98 98,5 99<br />

Niveau aerobe tank (%)<br />

3.3 CONTINUE ZANDFILTRATIE<br />

3.3.1 CONFIGURATIE<br />

Het efflu<strong>en</strong>t van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI wordt gezuiverd met behulp van full-scale continue<br />

zandfilters. Het betreft e<strong>en</strong> tweetal filters voor respectievelijk aanvull<strong>en</strong>de d<strong>en</strong>itrificatie<br />

(met acetol-dosering) <strong>en</strong> defosfatering (met ijzerdosering) <strong>en</strong> zwev<strong>en</strong>d stof verwijdering.<br />

De filters zijn in serie geschakeld <strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> beide e<strong>en</strong> capaciteit van maximaal 120 m 3 /h.<br />

De aanvoer van meer dan 120 m 3 /h wordt gebypassed, hetge<strong>en</strong> nauwelijks voorkomt. Ná<br />

e<strong>en</strong> rooster met e<strong>en</strong> poriegrootte van 2 mm wordt het water vanuit e<strong>en</strong> pompput ná de<br />

nabezinktank opgevoerd naar het eerste (d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d) filter. Het defosfater<strong>en</strong>de filter<br />

wordt vervolg<strong>en</strong>s onder vrij verval gevoed. De pompput di<strong>en</strong>t tev<strong>en</strong>s voor het continu<br />

recirculer<strong>en</strong> (minimaal 20 m 3 /h) van water over het filter aangezi<strong>en</strong> het zandbed in beweging<br />

moet blijv<strong>en</strong>. In bijlage 5 is het werkingsprincipe van e<strong>en</strong> zandfilter schematisch<br />

weergegev<strong>en</strong>. Het vrijkom<strong>en</strong>de waswater van beide zandfilters wordt geloosd op de<br />

terreinriolering <strong>en</strong> komt direct in de beluchtingsruimte van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI.<br />

9


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 5<br />

ZANDFILTERS RWZI MAASBOMMEL<br />

3.3.2 DIMENSIONERING<br />

In tabel 5 zijn de belangrijkste k<strong>en</strong>merk<strong>en</strong> <strong>en</strong> capaciteit<strong>en</strong> van de zandfilters weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 5<br />

DIMENSIONERING ZANDFILTERS MAASBOMMEL<br />

Parameter Waarde E<strong>en</strong>heid<br />

DWA (netto) 50 m 3 /h<br />

RWA (netto) 110* m 3 /h<br />

Me/P verhouding dosering FeCl 3<br />

3 mol/mol<br />

Filteroppervlak per filter 8 m 2<br />

Oppervlaktebelasting ontwerp 15 m/h<br />

Totale hoogte zandfilters 7,5 m<br />

Bedhoogte zandfilters 1,8 m<br />

Korreldiameter zand d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter 1,2 – 2,0 mm<br />

Korreldiameter zand defosfater<strong>en</strong>d filter 1,0 – 1,6 mm<br />

Zandsnelheid d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter 4,0 mm/min<br />

Zandsnelheid defosfater<strong>en</strong>d filter 6,0 mm/min<br />

Waswaterdebiet per filter naar oxidatiesloot 5,0 m 3 /h<br />

* Het invoerdebiet is 120 m 3 /h, waarbij na elk filter 5 m 3 /h aan waswater wordt afgevoerd<br />

3.3.3 METEN EN REGELEN<br />

Op de toevoer van het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter wordt het nitraat- <strong>en</strong> zuurstofgehalte gemet<strong>en</strong><br />

middels on-line meetapparatuur. Op basis hiervan wordt de dosering van de C-bron (acetol)<br />

berek<strong>en</strong>d. Het effect van de dosering<strong>en</strong> wordt gemet<strong>en</strong> in de afloop van het eerste filter. De<br />

formule die voor de dosering wordt gehanteerd is als volgt:<br />

Dosering C-bron [l/h] = (4,2 •[<br />

NO 1,7 [<br />

3 ] + • O2 ]) • Qin<br />

Conc<strong>en</strong>tratie [ C − bron]<br />

[NO 3 ] = nitraatconc<strong>en</strong>tratie in g/l<br />

[O 2 ] = zuurstofconc<strong>en</strong>tratie in g/l<br />

Qin = ingaande debiet in l/h<br />

Conc<strong>en</strong>tratie [C-bron] = BZV-gehalte van C-bron in g/l<br />

De waard<strong>en</strong> 4,2 <strong>en</strong> 1,7 zijn door de leverancier ingestelde constant<strong>en</strong>. De afloop van het<br />

eerste filter wordt vervolg<strong>en</strong>s onder vrijverval over het tweede filter gevoerd, waaraan e<strong>en</strong><br />

hoeveelheid ijzerchloride wordt toegevoegd voor de fosfaatverwijdering. De dosering van<br />

ijzerchloride vindt plaats op basis van e<strong>en</strong> on-line fosfaatmeting in de aanvoer van het<br />

eerste filter. De bepaling van de doseerhoeveelheid ijzerchloride is op basis van de volg<strong>en</strong>de<br />

formule:<br />

10


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Dosering ijzerchloride [l/h]:<br />

( Qin − Qwaswater)<br />

•[<br />

PO<br />

[ Me]<br />

4<br />

− P]<br />

• Me/<br />

P<br />

Hierin is:<br />

[PO 4 -P] = fosfaatconc<strong>en</strong>tratie in g/l<br />

Me/P = molverhouding metaal op fosfaat-P<br />

Qin = ingaand debiet in l/h<br />

Qwaswater = waswaterdebiet in l/h<br />

[Me] = conc<strong>en</strong>tratie oplossing metaalzout in gram Me/l<br />

11


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

4<br />

RESULTATEN MEMBRAANBIOREACTOR<br />

4.1 PROCESCONDITIES<br />

De procescondities van de MBR zijn tijd<strong>en</strong>s de verschill<strong>en</strong>de fas<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in<br />

tabel 6.<br />

TABEL 6<br />

OVERZICHT PROCESCONDITIES MBR TIJDENS VERSCHILLENDE ONDERZOEKSFASEN<br />

Parameter 2002<br />

2 e Kw.<br />

2002<br />

3 e Kw.<br />

2002<br />

4 e Kw.<br />

2003<br />

1 e Kw.<br />

2003<br />

2 e Kw.<br />

2003<br />

3 e Kw.<br />

2003<br />

4 e Kw.<br />

2004<br />

1 e Kw.<br />

2004<br />

2 e Kw.<br />

1 Opstartperiode MBR<br />

2 Inregelfase MBR<br />

3 DWA / RWA (MBR)<br />

4 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit: N <strong>en</strong> P<br />

5 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit:micro’s (1)<br />

6 Reiniging me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

7 Zandfiltratie<br />

8 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit: micro’s (2)<br />

9 Optimalisatie<br />

Recirculatiestrom<strong>en</strong> [m 3 /h]:<br />

-Anox 1 anaëroob<br />

-Wissel Anox 1 (max)<br />

-Me<strong>mbr</strong>aan Anox 1<br />

-Me<strong>mbr</strong>aan Wissel<br />

-Recirculatiefactor<br />

6,5<br />

10 - 40<br />

-<br />

20 - 50<br />

5 - 13<br />

6,5<br />

27<br />

-<br />

20<br />

7<br />

6,5<br />

27<br />

15<br />

20<br />

9<br />

10<br />

26<br />

18<br />

20<br />

9<br />

10<br />

26<br />

18<br />

20<br />

9<br />

10<br />

26<br />

18<br />

20<br />

9<br />

8<br />

15<br />

15<br />

25<br />

8<br />

10<br />

15<br />

10<br />

23<br />

7<br />

10<br />

15<br />

8<br />

19<br />

7<br />

Slibgehaltes [g/l]:<br />

-Wisselreactor<br />

-Me<strong>mbr</strong>aantanks<br />

9,8<br />

11,6<br />

9,1<br />

11,3<br />

10,0<br />

12,0<br />

9,1<br />

10,7<br />

10,0<br />

12,2<br />

9,3<br />

10,9<br />

9,3<br />

10,9<br />

9,0<br />

10,9<br />

9,5<br />

10,5<br />

Zuurstofsetpoint [mg/l]<br />

- Wisselreactor<br />

- Zuurstofsetpoint onbelucht *<br />

- Uittijd beluchting **<br />

1,0<br />

1,4<br />

-<br />

1,0<br />

1,4<br />

-<br />

1,0<br />

1,7<br />

-<br />

1,2<br />

1,7<br />

10 - 20<br />

1,2<br />

1,8<br />

15<br />

1,2<br />

1,7<br />

10<br />

1,2<br />

1,7<br />

10 - 20<br />

1,3<br />

2,3<br />

15<br />

1,3<br />

1,8<br />

15<br />

Gemiddeld dagdebiet [m 3 /d] 86 87 95 89 102 76 80 109 81<br />

Acetol dosering [l/d] 0 0 3 3 3 3 2 4 4 -6<br />

Gemiddelde slibbelasting (ná 0,017 0,035 0,032 0,036 0,041 0,035 0,031 0,027 0,042<br />

voorbehandeling <strong>en</strong> incl. C-bron)<br />

[kg BZV/kg ds.d]<br />

Gemiddelde netto me<strong>mbr</strong>aanflux 8,1 8,2 9,0 8,4 9,7 7,2 7,6 10,3 7,7<br />

(l/m 2 .h]<br />

V<strong>en</strong>tilatiefrequ<strong>en</strong>tie [1 / x cycli] 10 10 10 10 10 10 10 10 44<br />

V<strong>en</strong>tilatiedebiet [m 3 /h] 3 3 3 3 3 3 3 3 3<br />

Aantal reiniging<strong>en</strong>:<br />

-Maint<strong>en</strong>ance (1x /week)<br />

-Recovery<br />

12<br />

0<br />

12<br />

0<br />

12<br />

1<br />

12<br />

0<br />

12<br />

2<br />

12<br />

0<br />

12<br />

1<br />

12<br />

1<br />

12<br />

1<br />

* Zuurstofsetpoint waarbov<strong>en</strong> de beluchting voor bepaalde tijd uit gaat (zie uittijd beluchting **)<br />

** Tijdsduur van uitschakeling van de beluchting nadat e<strong>en</strong> bepaalde zuurstofsetpoint is bereikt<br />

12


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

4.2 BIOLOGISCHE RESULTATEN<br />

In dit hoofdstuk word<strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> van de biologische parameters van de MBR besprok<strong>en</strong>.<br />

Het gaat hier om de bereikte efflu<strong>en</strong>tkwaliteit voor stikstof, fosfaat, herbicid<strong>en</strong>/pesticid<strong>en</strong>,<br />

zware metal<strong>en</strong> <strong>en</strong> hormon<strong>en</strong> <strong>en</strong> de beoordeling van de slibkwaliteit gedur<strong>en</strong>de het<br />

gehele <strong>onderzoek</strong>.<br />

4.2.1 EFFLUENTKWALITEIT STIKSTOF EN FOSFAAT<br />

TOTAAL STIKSTOF<br />

In figuur 6 is de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit voor totaal stikstof weergegev<strong>en</strong>, gecombineerd met de<br />

reactortemperatuur van de MBR.<br />

FIGUUR 6<br />

EFFLUENTGEHALTE VAN DE MBR VOOR N TOTAAL<br />

IN COMBINATIE MET DE TEMPERATUUR<br />

10,0<br />

9,0<br />

8,0<br />

7,0<br />

6,0<br />

5,0<br />

4,0<br />

3,0<br />

2,0<br />

1,0<br />

0,0<br />

3e Kw '02 4e Kw '02 1e Kw '03 2e Kw 3e Kw '03 4e Kw '03 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

28<br />

22<br />

16<br />

10<br />

4<br />

-2<br />

-8<br />

-14<br />

-20<br />

-26<br />

-32<br />

Datum<br />

10-daagsgemiddeldeNtotaal JaargemiddeldeNtotaal Temperatuur<br />

De stikstofverwijdering van de MBR k<strong>en</strong>t e<strong>en</strong> vrij grillig verloop. In de opstartfas<strong>en</strong> heeft e<strong>en</strong><br />

optimalisatie plaatsgevond<strong>en</strong> met betrekking tot het zuurstofgehalte, de recirculatiestrom<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> de C-bon dosering. Dit heeft vanaf maart 2003 geresulteerd in het bereik<strong>en</strong> van<br />

MTR-kwaliteit voor stikstof (2,2 mg/l). Gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> is op circa 18% van<br />

alle meetdag<strong>en</strong> MTR-kwaliteit voor stikstof waarg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Er heeft echter ook e<strong>en</strong> groot<br />

aantal storing<strong>en</strong> plaatsgevond<strong>en</strong>. Met name de acetoldosering <strong>en</strong> de recirculatiepomp<strong>en</strong><br />

moest<strong>en</strong> het vanaf juni 2003 ontgeld<strong>en</strong>, waardoor de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> drietal<br />

maand<strong>en</strong> iets is verslechterd tot gemiddelde N totaal -gehaltes van circa 4 mg/l.<br />

Na het verhelp<strong>en</strong> van de storing<strong>en</strong> is de MTR-kwaliteit in de winter (lagere temperatur<strong>en</strong>)<br />

niet meer bereikt. Na de stijging van de temperatuur tot circa 11 °C, vanaf april 2004, is de<br />

MTR-kwaliteit voor N totaal alle<strong>en</strong> nog op <strong>en</strong>kele dag<strong>en</strong> bereikt. Het jaargemiddelde gehalte<br />

N totaal heeft uiteindelijk gevarieerd tuss<strong>en</strong> de 3,5 <strong>en</strong> 4,2 mg/l.<br />

De stikstofverwijdering is gevoelig geblek<strong>en</strong> voor RWA omstandighed<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> voorbeeldverloop<br />

van de stikstof <strong>en</strong> fosfaatverwijdering tijd<strong>en</strong>s reg<strong>en</strong>aanvoer is gegev<strong>en</strong> in figuur 7.<br />

Hierin is duidelijk te zi<strong>en</strong> dat bij e<strong>en</strong> reg<strong>en</strong>weeraanvoer het stikstofgehalte fors stijgt <strong>en</strong><br />

niet snel weer herstelt. Met name de nitraatgehaltes stijg<strong>en</strong> fors. Het ammoniumgehalte<br />

kan, zoals te zi<strong>en</strong> is in figuur 7, nog in de hand word<strong>en</strong> gehoud<strong>en</strong>. Dit betek<strong>en</strong>t dat de nitrificatie<br />

in stand blijft <strong>en</strong> de gevoeligheid met name voor de d<strong>en</strong>itrificatie geldt.<br />

13


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 7<br />

EFFECT RWA DEBIET OP VERWIJDERING STIKSTOF EN FOSFAAT.<br />

160<br />

4,5<br />

140<br />

4<br />

3,5<br />

Dagdebiet (m 3 /d)<br />

120<br />

100<br />

80<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

Conc<strong>en</strong>tratie (mg/l)<br />

60<br />

1<br />

0,5<br />

40<br />

25-apr-03 27-apr-03 29-apr-03 1-mei-03 3-mei-03 5-mei-03 7-mei-03 9-mei-03 11-mei-03<br />

0<br />

Dagdebiet PO4-P NH4-N NO3-N<br />

E<strong>en</strong> belangrijke oorzaak is de korte verblijftijd in de reactor<strong>en</strong> van de MBR. Door over de<br />

verschill<strong>en</strong>de compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> e<strong>en</strong> drogestofverloop te berek<strong>en</strong><strong>en</strong> is inzicht verschaft in de<br />

effect<strong>en</strong> van RWA op het drogestofgehalte in de verschill<strong>en</strong>de reactor<strong>en</strong>. In onderstaande<br />

figuur is het drogestofgehalte van de anaërobe-, wissel- <strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aantanks weergegev<strong>en</strong> bij<br />

omschakeling van e<strong>en</strong> DWA- naar e<strong>en</strong> RWA-situatie.<br />

FIGUUR 8<br />

BEREKEND PROFIEL DROGESTOFGEHALTE BIJ OMSCHAKELING DWA NAAR RWA.<br />

Drogestofgehalte (g/l)<br />

DWA (6 m3/h) RWA (16 m3/h) DWA (6 m3/h)<br />

16,0<br />

15,0<br />

14,0<br />

13,0<br />

12,0<br />

11,0<br />

10,0<br />

9,0<br />

8,0<br />

7,0<br />

6,0<br />

5,0<br />

4,0<br />

3,0<br />

2,0<br />

1,0<br />

2 uur<br />

0,0<br />

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240<br />

Tijd (min.)<br />

Anaerobe tank Wisselreactor Me<strong>mbr</strong>aantanks Anoxische tank I<br />

Uit figuur 8 blijkt dat, voor de configuratie van Maasbommel, het drogestofgehalte in bijvoorbeeld<br />

de me<strong>mbr</strong>aantanks binn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> uur van 11 naar 14 g/l gaat. De slibgehaltes in de<br />

anaërobe <strong>en</strong> eerste anoxische tank dal<strong>en</strong> dan tot waard<strong>en</strong> van respectievelijk 2 <strong>en</strong> 5 g/l. Wat<br />

opvalt is dat het drogestofgehalte in de wisselreactor, bij de toegepaste recirculatiestrom<strong>en</strong>,<br />

redelijk stabiel blijft. Door deze sterke slibverschuiving bij RWA bevindt het grootste deel<br />

van het slib zich in aërobe compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> <strong>en</strong> verstoort daarmee de d<strong>en</strong>itrificatie.<br />

De sterke schommeling<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> overall e<strong>en</strong> negatief effect op de procescondities van de<br />

verschill<strong>en</strong>de compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> <strong>en</strong> uiteindelijk op de effectiviteit van de omzetting<strong>en</strong>.<br />

Aangezi<strong>en</strong> de compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> bij e<strong>en</strong> vergelijkbare conv<strong>en</strong>tionele installatie gemiddeld<br />

14


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

drie keer zo groot zijn als bij e<strong>en</strong> MBR, zijn dergelijke negatieve effect<strong>en</strong> kleiner. De gehanteerde<br />

procesconfiguratie conform e<strong>en</strong> cascade systeem (sterk gecompartim<strong>en</strong>teerd) heeft<br />

dit negatieve effect <strong>en</strong>igszins versterkt.<br />

Met aanpassing<strong>en</strong> in de besturing van de recirculatiestrom<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> dergelijk effect moeilijk<br />

te verhelp<strong>en</strong>. Door bijvoorbeeld bij RWA de recirculatiecapaciteit extra te verhog<strong>en</strong> (om het<br />

slib weer terug naar vor<strong>en</strong> te hal<strong>en</strong>) doet nog meer afbreuk aan de contacttijd<strong>en</strong> van de<br />

verschill<strong>en</strong>de reactor<strong>en</strong>.<br />

Verder lijkt met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> in de conc<strong>en</strong>tratierange van MTR-kwaliteit lastig. De huidige<br />

meettechniek<strong>en</strong> k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> in die range e<strong>en</strong> te grote onnauwkeurigheid om goed te kunn<strong>en</strong><br />

stur<strong>en</strong>.<br />

TOTAAL FOSFOR<br />

In figuur 9 is de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit voor totaal fosfor weergegev<strong>en</strong>, gecombineerd met de<br />

reactortemperatuur van de wisselreactor.<br />

FIGUUR 9<br />

EFFLUENTGEHALTE VAN DE MBR VOOR PTOTAAL, INCLUSIEF DE REACTORTEMPERATUUR<br />

2,5<br />

3e Kw '02 4e Kw '02<br />

1e Kw '03 2e Kw 3e Kw '03 4e Kw '03 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

28<br />

22<br />

2,0<br />

16<br />

10<br />

1,5<br />

4<br />

-2<br />

1,0<br />

-8<br />

-14<br />

0,5<br />

-20<br />

-26<br />

0,0<br />

-32<br />

Datum<br />

10-daagsgemiddeldePtotaal JaargemiddeldePtotaal Temperatuur<br />

De fosfaatverwijdering heeft gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> biologisch plaatsgevond<strong>en</strong><br />

zonder dosering van ijzerchloride. Uiteindelijk is hiermee e<strong>en</strong> jaargemiddelde conc<strong>en</strong>tratie<br />

van 0,35 tot 0,55 mg/l gerealiseerd. Ook hier is in de periode vanaf maart tot juli 2003 de<br />

MTR-waarde (0,15 mg/l) bereikt <strong>en</strong> in totaal op circa 35% van de meetdag<strong>en</strong>.<br />

Voor de fosfaatverwijdering heeft e<strong>en</strong> belangrijke aanpassing plaatsgevond<strong>en</strong> in maart<br />

2003. Het onttrekk<strong>en</strong> van het spuislib vond plaats vanuit de wisselreactor. De fosfaatopname<br />

bleek daar soms nog niet volledig, waarna het spuislibpunt vanaf maart is verplaatst<br />

naar de me<strong>mbr</strong>aantanks. Vanaf dat mom<strong>en</strong>t is e<strong>en</strong> duidelijke daling van het efflu<strong>en</strong>tgehalte<br />

waar te nem<strong>en</strong>.<br />

Ook hier heeft vanaf juli 2003 de hoge storingsfrequ<strong>en</strong>tie (zie Totaal stikstof) part<strong>en</strong> gespeeld.<br />

Door de defecte recirculatiepomp<strong>en</strong> is het slib niet altijd goed terug naar de anaërobe tank<br />

gebracht. Aanvang 2004 is de MTR-waarde tijdelijk weer bereikt.<br />

De fosfaatverwijdering is ook gevoelig geblek<strong>en</strong> voor RWA-omstandighed<strong>en</strong> of tijdelijke<br />

uitval van de installatie. E<strong>en</strong> verklaring voor het niet stabiliser<strong>en</strong> van de fosfaatverwijdering<br />

is overbeluchting <strong>en</strong> teveel zuurstofterugvoer naar de anaërobe <strong>en</strong> anoxische reactor<strong>en</strong>.<br />

15


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Overbeluchting ontstaat in de me<strong>mbr</strong>aantanks door de continue beluchting tot zuurstofconc<strong>en</strong>traties<br />

van meer dan 6 mg/l. De fosfaat accumuler<strong>en</strong>de bacteriën (PAO’s) zull<strong>en</strong> dan<br />

na e<strong>en</strong> snelle afbraak van het poly-hydroxybutyraat (PHB), ook het glycoge<strong>en</strong> gaan oxider<strong>en</strong>.<br />

Dit leidt vervolg<strong>en</strong>s tot e<strong>en</strong> verminderde opnamecapaciteit van lagere vetzur<strong>en</strong> onder<br />

anaërobe condities, waardoor daarna de anoxische <strong>en</strong> aërobe fosfaatopname negatief wordt<br />

beïnvloed.<br />

Daarnaast wordt voor elke teruggevoerde mg zuurstof naar de anaërobe zone circa 2 mg<br />

CZV verbruikt. Dit (snel afbraakbare) CZV kan vervolg<strong>en</strong>s niet meer t<strong>en</strong> goede kom<strong>en</strong> aan de<br />

PAO’s, waardoor minder fosfaat als polyfosfaat kan word<strong>en</strong> verwijderd. Met name bij me<strong>mbr</strong>aanbioreactor<strong>en</strong>,<br />

welke continue beluchting nodig hebb<strong>en</strong> voor reiniging van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>,<br />

spel<strong>en</strong> bov<strong>en</strong>staande effect<strong>en</strong> e<strong>en</strong> belangrijke rol.<br />

In het eerste <strong>en</strong> tweede kwartaal van 2003 is de fosfaatverwijdering echter goed verlop<strong>en</strong>.<br />

De belangrijkste verklaring daarvoor is dat zich in die maand<strong>en</strong> vrijwel ge<strong>en</strong> RWA-omstandighed<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> storing<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> voorgedaan <strong>en</strong> de temperatuur stijg<strong>en</strong>de was.<br />

4.2.2 EFFLUENTKWALITEIT OVERIGE PARAMETERS<br />

Het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit is niet beperkt tot het verwijder<strong>en</strong> van stikstof <strong>en</strong> fosfaat. De<br />

lijst bestaat uit e<strong>en</strong> circa 140-tal verbinding<strong>en</strong>, met als belangrijkste groep<strong>en</strong> de herbicid<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> zware metal<strong>en</strong>. Hierna zull<strong>en</strong> de efflu<strong>en</strong>twaard<strong>en</strong> voor zowel de MBR alsook<br />

voor de conv<strong>en</strong>tionele RWZI word<strong>en</strong> besprok<strong>en</strong>.<br />

PESTICIDEN EN HERBICIDEN<br />

De volledige lijst met geanalyseerde verbinding<strong>en</strong> is weergegev<strong>en</strong> in bijlage 3. De meeste<br />

herbicid<strong>en</strong> <strong>en</strong> pesticid<strong>en</strong> zijn onder de detectielimiet aangetroff<strong>en</strong>. De verbinding<strong>en</strong> welke<br />

verhoogde gehaltes lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> zijn in tabel 7 weergegev<strong>en</strong>. De vergelijking van de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />

van de RWZI, MBR <strong>en</strong> de zandfilters is weergegev<strong>en</strong> in hoofdstuk 7. De waard<strong>en</strong> zijn<br />

bepaald als e<strong>en</strong> rek<strong>en</strong>kundig gemiddelde van e<strong>en</strong> elftal meting<strong>en</strong>. Bij waard<strong>en</strong> lager dan de<br />

detectiegr<strong>en</strong>s is met de helft van de detectiegr<strong>en</strong>s gerek<strong>en</strong>d.<br />

In tabel 7 zijn tev<strong>en</strong>s de MTR-nom<strong>en</strong> vermeld wanneer deze voor de betreff<strong>en</strong>de verbinding<br />

is vastgesteld. Hieruit blijkt dat alle<strong>en</strong> voor linuron <strong>en</strong> diazinon e<strong>en</strong> overschrijding van de<br />

MTR-kwaliteit plaatsvindt.<br />

Verder valt op dat het overall r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van beide installaties niet veel van elkaar verschilt.<br />

Alle<strong>en</strong> op linuron <strong>en</strong> glyfosaat laat de MBR e<strong>en</strong> betere efflu<strong>en</strong>tkwaliteit zi<strong>en</strong>. Ook de verschill<strong>en</strong><br />

tuss<strong>en</strong> winter- <strong>en</strong> zomerperiod<strong>en</strong> zijn marginaal. De meetonnauwkeurigheid van<br />

de efflu<strong>en</strong>tmeting<strong>en</strong> is gemiddeld 15%.<br />

De toegepaste analysetechniek<strong>en</strong> zijn specifiek voor het influ<strong>en</strong>t, bij deze lage conc<strong>en</strong>trati<strong>en</strong>iveau’s,<br />

zeer gevoelig geblek<strong>en</strong>. De influ<strong>en</strong>twaard<strong>en</strong> van de RWZI zijn daarom, vanwege de<br />

beperkte betrouwbaarheid, niet opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

16


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 7<br />

ANALYSES HERBICIDEN EN PESTICIDEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t MBR MTR-norm<br />

HERBICIDEN<br />

carb<strong>en</strong>dazim µg/l 0,05 0,07 0,11<br />

AMPA µg/l 6,00 7,23<br />

glyfosaat µg/l 7,50 4,47<br />

Diuron µg/l 0,11 0,15 0,43<br />

Linuron µg/l 1,35 0,50 0,25<br />

PESTICIDEN ORGANO-P<br />

Primicarb µg/l 0,05 0,02<br />

Diazinon µg/l 0,10 0,09 0,037<br />

PESTICIDEN ORGANO-N<br />

Simazine µg/l n.b. 0,06 0,14<br />

DIVERSEN<br />

Dodine µg/l 0,66 0,84<br />

Tolclofos µg/l 0,35 0,28<br />

* n.b. = niet bepaald<br />

ZWARE METALEN<br />

Van de zware metal<strong>en</strong> zijn in het efflu<strong>en</strong>t van zowel de MBR alsook van de RWZI alle<strong>en</strong><br />

koper, zink, lood <strong>en</strong> nikkel bov<strong>en</strong> de detectiegr<strong>en</strong>s aangetroff<strong>en</strong>. De overige metal<strong>en</strong> arse<strong>en</strong>,<br />

cadmium, chroom <strong>en</strong> kwik war<strong>en</strong> bij alle meting<strong>en</strong> onder de detectiegr<strong>en</strong>s <strong>en</strong> onder de<br />

MTR-norm. In tabel 8 zijn de gevond<strong>en</strong> conc<strong>en</strong>traties in het efflu<strong>en</strong>t van de RWZI <strong>en</strong> de MBR<br />

weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 8<br />

ANALYSES ZWARE METALEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t MBR MTR-totaal norm<br />

Koper µg/l 6,8 6,5 3,8<br />

Zink µg/l 27 28 40<br />

Lood µg/l 0,9 1,1 220<br />

Nikkel µg/l 1,6 1,4 6,3<br />

Arse<strong>en</strong> µg/l < 2 < 2 32<br />

Cadmium µg/l < 0,05 < 0,05 2<br />

Chroom µg/l < 2 < 2 84<br />

Kwik µg/l < 0,03 < 0,03 1,2<br />

Van de zware metal<strong>en</strong> is uiteindelijk alle<strong>en</strong> voor koper de MTR-kwaliteit niet bereikt. De<br />

overige metal<strong>en</strong> word<strong>en</strong> tot ruim onder de norm verwijderd. Ook hier valt op dat, op basis<br />

van de 27 meting<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> int<strong>en</strong>sieve meetweek in fase 8, ge<strong>en</strong> significant verschil in verwijdering<br />

is waar te nem<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> beide technologieën.<br />

Naast meting<strong>en</strong> op het efflu<strong>en</strong>t zijn de conc<strong>en</strong>traties ook bepaald in het slib van de MBR <strong>en</strong><br />

van de RWZI. Hieruit blijkt dat de metaaladsorptie aan het slib vergelijkbaar is voor beide<br />

system<strong>en</strong>. In tabel 9 zijn de gemiddelde waard<strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

17


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 9<br />

ANALYSES ZWARE METALEN SLIB VAN DE RWZI EN DE MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Slib RWZI Slib MBR<br />

Koper mg/kg ds 856 812<br />

Zink mg/kg ds 953 836<br />

Lood mg/kg ds 88 84<br />

Nikkel mg/kg ds 24 18<br />

Arse<strong>en</strong> mg/kg ds 6,9 5,5<br />

Cadmium mg/kg ds 1,3 1,1<br />

Chroom mg/kg ds 29 29<br />

KIEMGETAL EN E. COLI<br />

Van de bacteriologische parameters is alle<strong>en</strong> voor de thermotolerante E.coli <strong>en</strong> de <strong>en</strong>teroviruss<strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> MTR-norm opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Hiervan is alle<strong>en</strong> de thermotolerante E.coli gemet<strong>en</strong><br />

met aanvull<strong>en</strong>d het kiemgetal bij 22 °C. De resultat<strong>en</strong> zijn in tabel 10 weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 10<br />

EFFLUENTKWALITEIT KIEMGETAL EN E.COLI VOOR RWZI EN MBR<br />

Parameter RWZI MBR MTR-norm<br />

Kiemgetal / ml 16.300 1.100 -<br />

E. coli / ml 200 < 1 20<br />

Door de RWZI wordt de MTR-norm voor E.coli niet gehaald. Hier is e<strong>en</strong> duidelijk verschil<br />

waar te nem<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de RWZI <strong>en</strong> de MBR. Logischerwijs word<strong>en</strong> in de MBR door de beperkte<br />

poriegrootte van slechts 0,04 µm vrijwel ge<strong>en</strong> E.coli’s doorgelat<strong>en</strong>. Ook het kiemgetal is<br />

bij de MBR aanzi<strong>en</strong>lijk lager dan bij de RWZI. Op basis van de E.coli-verwijdering zou het<br />

kiemgetal naar verwachting lager moet<strong>en</strong> zijn dan de gemiddelde 1.100/ml. Waarschijnlijk<br />

is nagroei in het leidingwerk ná de permeaatonttrekking hiervan de oorzaak.<br />

De huidige zwemwaternorm voor E.coli is ev<strong>en</strong>e<strong>en</strong>s 20/ml. Voor lozing op e<strong>en</strong> oppervlaktewater<br />

met deze functie volstaat de toepassing van e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong> zijn ge<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de<br />

technologieën noodzakelijk. Dit komt overe<strong>en</strong> met de Engelse situatie zoals gevond<strong>en</strong><br />

tijd<strong>en</strong>s de STOWA studiereis van oktober 2003 1 .<br />

HORMOONVERWIJDERING<br />

In het influ<strong>en</strong>t van de RWZI <strong>en</strong> het efflu<strong>en</strong>t van de nabezinktank <strong>en</strong> de MBR zijn de<br />

conc<strong>en</strong>traties van e<strong>en</strong> aantal hormon<strong>en</strong> bepaald. Het betreft e<strong>en</strong> zestal hormon<strong>en</strong> welke<br />

met natchemische analyses zijn bepaald met e<strong>en</strong> meetonnauwkeurigheid van gemiddeld<br />

20%.<br />

Verder is met behulp van e<strong>en</strong> ER-CALUX meting (bioassay) de oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie van het<br />

monster bepaald. Het resultaat wordt uitgedrukt in oestradiol equival<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (EEQ).<br />

De gevond<strong>en</strong> waard<strong>en</strong> van de hormoonanalyses zijn weergegev<strong>en</strong> in tabel 11. Hierbij zijn de<br />

gemiddelde waard<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> tweetal meetsessies.<br />

1<br />

“Van Stoneh<strong>en</strong>ge tot MBR, waarin e<strong>en</strong> groot land klein kan zijn”, STOWA studiereis, W02 2004<br />

18


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 11<br />

ANALYSES HORMONEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Influ<strong>en</strong>t RWZI Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t MBR<br />

Bisf<strong>en</strong>ol A ng/l 905 28 20<br />

α-oestradiol ng/l 2,6 1,05 1<br />

Estron ng/l 95,5 4,75 3,3<br />

β-oestradiol ng/l 13,5 1,05 1<br />

Mestranol ng/l 2,25 1,85 2,05<br />

Ethinylestradiol ng/l 2,8 3,55 3<br />

EEQ o.b.v. ER-CALUX nM 0,17 0,014 0,004<br />

Uit de resultat<strong>en</strong> blijkt dat de efflu<strong>en</strong>tgehalt<strong>en</strong> van de nabezinktank <strong>en</strong> de MBR vergelijkbaar<br />

zijn. Beide installaties k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> voor met name bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong> β-oestradiol e<strong>en</strong><br />

hoog verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van gemiddeld circa 95%. De overige verbinding<strong>en</strong> word<strong>en</strong>,<br />

rek<strong>en</strong>inghoud<strong>en</strong>d met de meetnauwkeurigheid, slechts gedeeltelijk afgebrok<strong>en</strong>.<br />

De resultat<strong>en</strong> van de ER-CALUX meting lat<strong>en</strong> echter zi<strong>en</strong> dat de pot<strong>en</strong>tiële oestrog<strong>en</strong>e<br />

activiteit van het efflu<strong>en</strong>t van de MBR, ondanks vergelijkbare chemische analyses, beduid<strong>en</strong>d<br />

lager is dan dat van de nabezinktank. E<strong>en</strong> verklaring is het feit dat met de natchemische<br />

analyses niet alle verbinding<strong>en</strong> met oestrog<strong>en</strong>e activiteit word<strong>en</strong> geëxtraheerd (zoals<br />

bijvoorbeeld de alkylf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong>). Op deze manier ontstaat dan ook niet e<strong>en</strong> volledig beeld van<br />

stoff<strong>en</strong> met oestrog<strong>en</strong>e werking. De oestrog<strong>en</strong>e werking wordt wel gemet<strong>en</strong> in de ER-CALUX<br />

test, waardoor verschill<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>. Verder lijkt het er toch op dat in de MBR meer<br />

stoff<strong>en</strong> met oestrog<strong>en</strong>e activiteit word<strong>en</strong> verwijderd dan in de conv<strong>en</strong>tionele RWZI, ondanks<br />

dezelfde slibleeftijd van circa 20 dag<strong>en</strong>. De aanvull<strong>en</strong>de verwijdering zou kunn<strong>en</strong> ontstaan<br />

door de extra zwev<strong>en</strong>d stof verwijdering in de MBR. Met name voor ftalat<strong>en</strong>, polybroomdif<strong>en</strong>ylethers<br />

(PBDE’s) <strong>en</strong> alkylf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> is bek<strong>en</strong>d dat adsorptie het belangrijkste verwijderingsmechanisme<br />

is 2 .<br />

4.2.3 SLIBKWALITEIT<br />

In deze paragraaf wordt achtere<strong>en</strong>volg<strong>en</strong>s de slibbelasting, spuislibproductie <strong>en</strong> de slibleeftijd,<br />

de slibvolume index <strong>en</strong> het microscopisch beeld besprok<strong>en</strong>.<br />

SLIBBELASTING<br />

De ontwerp-slibbelasting van de MBR van 0,035 kg BZV/kg ds.d is, als uitvloeisel van HSAontwerp<br />

berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong>, relatief laag gehoud<strong>en</strong> in verband met de lage efflu<strong>en</strong>teis voor<br />

stikstof. Vanwege de lage BZV/N-verhouding van het influ<strong>en</strong>t moet e<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de C-bron<br />

word<strong>en</strong> gedoseerd. Het verloop van de slibbelasting is weergegev<strong>en</strong> in figuur 10. Hierbij is<br />

voor het trommelfilter, op basis van de hoeveelheid <strong>en</strong> de analyses van het grofvuil, e<strong>en</strong><br />

BZV-verwijdering van 10% aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

2<br />

“Verwijdering van hormoonverstor<strong>en</strong>de stoff<strong>en</strong> in rioolwaterzuiveringsinstallaties”, STOWA 2003-15<br />

19


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 10<br />

SLIBBELASTING MBR (INCLUSIEF C-BRON DOSERING)<br />

0,090<br />

3e Kw '02 4e Kw '02<br />

1e Kw '03 2e Kw '03 3e Kw 4e Kw '03 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

0,080<br />

Slibbelasting (kg BZV/kg ds/d)<br />

0,070<br />

0,060<br />

0,050<br />

0,040<br />

0,030<br />

0,020<br />

0,010<br />

0,000<br />

1-jul-02<br />

1-okt-02<br />

1-jan-03<br />

1-apr-03<br />

1-jul-03<br />

1-okt-03<br />

1-jan-04<br />

1-apr-04<br />

1-jul-04<br />

Datum<br />

Slibbelasting zonder C-bron<br />

Slibbelasting met C-bron<br />

De slibbelasting (inclusief C-bron dosering) van de MBR varieerde tuss<strong>en</strong> de 0,020 <strong>en</strong> de<br />

0,050 kg BZV/kg ds.d, met e<strong>en</strong> gemiddelde van 0,033.<br />

SLIBPRODUCTIE<br />

Bij de MBR is dagelijks slib gespuid vanuit de me<strong>mbr</strong>aantanks door middel van e<strong>en</strong> slang<strong>en</strong>pomp<br />

gekoppeld aan e<strong>en</strong> aan/uit-regeling. E<strong>en</strong> deel van het slib dat bij de RWZI wordt<br />

gespuid wordt bij de MBR met het roostergoed afgevoerd dat via het 0,75 mm rooster is verwijderd.<br />

In tabel 12 is e<strong>en</strong> overzicht gegev<strong>en</strong> van de specifieke slibproducties van de RWZI<br />

<strong>en</strong> de MBR waarbij ook onderscheid is gemaakt tuss<strong>en</strong> het spuislib <strong>en</strong> het roostergoed.<br />

TABEL 12<br />

SPECIFIEKE SLIBPRODUCTIE RWZI EN MBR, INCL. SLIBLEEFTIJD EN GLOEIREST<br />

Parameter RWZI MBR E<strong>en</strong>heid<br />

Specifieke roostergoed productie 6 mm (à 30% ds) 0,03 0,03 l/m 3 influ<strong>en</strong>t<br />

Specifieke roostergoed productie 0,75 mm (à 30% ds) n.v.t. 0,19 l/m 3 influ<strong>en</strong>t<br />

Specifieke spuislib productie 1,7 1,2 kg ds / ∆ kg BZV<br />

Gemiddelde slibleeftijd 28 25 dag<strong>en</strong><br />

Gemiddelde slibbelasting 0,025 0,033 kg BZV / kg ds. d<br />

Gloeirest 36 33 %<br />

Uit bov<strong>en</strong>staande tabel blijkt dat de specifieke spuislibproductie bij de MBR iets lager is dan<br />

bij de RWZI. Daar staat teg<strong>en</strong>over dat de MBR e<strong>en</strong> beduid<strong>en</strong>d hogere productie van roostergoed<br />

heeft als gevolg van het extra trommelfilter van 0,75 mm. De specifieke slibproductie<br />

van de RWZI Maasbommel is echter hoog t<strong>en</strong> opzichte e<strong>en</strong> gemiddelde specifieke slibproductie<br />

van 1,3 kg ds/ ∆ kg BZV voor de oxidatieslot<strong>en</strong> bij Waterschap Rivier<strong>en</strong>land in 2003.<br />

SLIBVOLUME INDEX (SVI)<br />

De SVI is, als maat voor de bezinkeig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van het slib, e<strong>en</strong> belangrijke parameter<br />

voor conv<strong>en</strong>tionele RWZI’s met nabezinktanks. Voor de MBR is deze parameter, met de slib/<br />

water scheiding door middel van me<strong>mbr</strong>aanfiltratie, echter ook relevant. Het kan namelijk<br />

iets zegg<strong>en</strong> over het vlokvormingsproces in de biologie <strong>en</strong> daarmee ook iets over de filtreerbaarheid<br />

van het medium (permeabiliteit). Door e<strong>en</strong> goede vlokvorming (<strong>en</strong> dus e<strong>en</strong> lagere<br />

SVI) kunn<strong>en</strong> de aanwezige fines <strong>en</strong> pinpoints namelijk in de slibvlok word<strong>en</strong> ingevang<strong>en</strong>.<br />

Dit kan de verstoppingsgevoeligheid van de me<strong>mbr</strong>aanporiën beperk<strong>en</strong>.<br />

20


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

De SVI van de MBR is in figuur 11 weergegev<strong>en</strong> voor de gehele <strong>onderzoek</strong>speriode.<br />

FIGUUR 11<br />

SVI-VERLOOP VAN MBR GEDURENDE VOLLEDIGE ONDERZOEKSPERIODE<br />

250<br />

3e Kw '02 4e Kw '02<br />

1e Kw '03 2e Kw '03 3e Kw 4e Kw 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

200<br />

SVI (ml/g)<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

1-jul-02<br />

1-okt-02<br />

1-jan-03<br />

1-apr-03<br />

1-jul-03<br />

1-okt-03<br />

1-jan-04<br />

1-apr-04<br />

1-jul-04<br />

Datum<br />

Gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> is de SVI gemiddeld circa 150 ml/g geweest. Dit is hoger<br />

dan de SVI van de conv<strong>en</strong>tionele zuivering, welke gemiddeld (<strong>en</strong> stabiel) 130 ml/g bedroeg.<br />

De belangrijkste oorzaak voor de relatief hoge SVI in de MBR is de hoge turbul<strong>en</strong>tie in de<br />

biologie. De reactor<strong>en</strong> zijn relatief klein (waardoor e<strong>en</strong> meer turbul<strong>en</strong>te stroming ontstaat),<br />

de pilot bevat e<strong>en</strong> groot aantal pomp<strong>en</strong> <strong>en</strong> er vindt relatief veel beluchting plaats als gevolg<br />

van de me<strong>mbr</strong>aantanks. Uiteindelijk levert dit grote afschuifkracht<strong>en</strong> op voor het slib, wat<br />

de vlokvorming b<strong>en</strong>adeelt.<br />

Om bov<strong>en</strong>staande red<strong>en</strong> zijn in de tweede week van januari 2004 de recirculatiepomp<strong>en</strong><br />

vervang<strong>en</strong> door laagtoerige pomp<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> meer op<strong>en</strong> waaier structuur. Het effect op de<br />

SVI is duidelijk waarg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Tot januari 2004 was de gemiddelde SVI 155 ml/g <strong>en</strong> in het<br />

eerste kwartaal van 2004 was dit 120 ml/g (vergelijkbaar met de RWZI). Direct na vervanging<br />

van de recirculatiepomp<strong>en</strong> is slechts e<strong>en</strong> beperkte opleving van de permeabiliteit waarg<strong>en</strong>om<strong>en</strong><br />

(zie figuur 17 van paragraaf 4.3.2).<br />

MICROSCOPISCH SLIBBEELD<br />

Tijd<strong>en</strong>s het <strong>onderzoek</strong> heeft op verschill<strong>en</strong>de mom<strong>en</strong>t<strong>en</strong> e<strong>en</strong> microscopische analyse van<br />

het slib van de RWZI, alsook van de MBR plaatsgevond<strong>en</strong>. Daarbij is aan de hand van het<br />

microscopisch beeld e<strong>en</strong> kwalitatieve analyse uitgevoerd. De resultat<strong>en</strong> daarvan zijn weergegev<strong>en</strong><br />

in tabel 13.<br />

Zowel bij de RWZI als de MBR is e<strong>en</strong> afwisseling van de draadvormers Microtrix Parvicella<br />

<strong>en</strong> type 0041. In de MBR zijn meer draadvormers aanwezig. De vlokk<strong>en</strong> in de MBR hebb<strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> slechte structuur <strong>en</strong> de slibvlok is meestal klein. Tev<strong>en</strong>s zijn er veel losse cell<strong>en</strong> in de<br />

MBR aangetroff<strong>en</strong>. De kwaliteit van het slib was bij de MBR, ondanks het vereiste propstroomkarakter,<br />

matig tot slecht <strong>en</strong> bij de RWZI neutraal tot goed.<br />

Naast de g<strong>en</strong>oemde afschuifkracht<strong>en</strong> speelt de terugvoer van zuurstof naar de anoxische <strong>en</strong><br />

anaërobe reactor<strong>en</strong> e<strong>en</strong> rol. Hierdoor ontstaan bij lage aanvoer<strong>en</strong> micro-aerofiele omstandighed<strong>en</strong><br />

in deze reactor<strong>en</strong> die de vorming van draadvormers kunn<strong>en</strong> bevorder<strong>en</strong> 3 . Ook de<br />

3 STOWA 2001. Beheersing van licht slib bij de behandeling van stedelijk afvalwater met biologische<br />

nutriënt<strong>en</strong>verwijdering. STOWA, Utrecht, rapport 2001-02.<br />

21


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

gemiddeld hogere protozoa-index bij de MBR wordt veroorzaakt door de hoge zuurstofconc<strong>en</strong>traties<br />

in de me<strong>mbr</strong>aantanks.<br />

TABEL 13<br />

MICROSCOPISCH BEELD RWZI EN MBR<br />

Parameters<br />

2002 2002 2002 2003 2003 2003 2003 2004 2004<br />

Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor 2 e Kw. 3 e Kw. 4 e Kw. 1 e Kw. 2 e Kw. 3 e Kw. 4 e Kw. 1 e Kw. 2 e Kw.<br />

Filam<strong>en</strong>t index (0-5) 3 4 2 1 3 3 1 2 3<br />

Dominante draadvormer type 0041 type 0803 M. Parvicella M. Parvicella M. Parvicella M. Parvicella type 0041 M. Parvicella M. Parvicella<br />

Protozoa index (0-3) 0 3 2 1 2 2 2 1 3<br />

structuur vlok - o - - - -- o o -<br />

vlokgrootte o o o - - - - o -<br />

losse cell<strong>en</strong> (0-3) 3 1 2 1 2 3 2 2 2<br />

kwaliteit slib o o o o - - - o o<br />

Parameter<br />

2002 2002 2002 2003 2003 2003 2003 2004 2004<br />

Conv<strong>en</strong>tioneel AT 2 e Kw. 3 e Kw. 4 e Kw. 1 e Kw. 2 e Kw. 3 e Kw. 4 e Kw. 1 e Kw. 2 e Kw.<br />

Filam<strong>en</strong>t index (0-5) 3 1 2 2 2 1 1 2 2<br />

Dominante draadvormer M. Parvicella type 0041 type 0041 M. Parvicella M. Parvicella type 0041 type 0041 M. Parvicella M. Parvicella<br />

Protozoa index (0-3) 2 1 1 1 2 2 1 1 0<br />

structuur vlok - + + - - o + - o<br />

vlokgrootte + o + o o o o o o<br />

losse cell<strong>en</strong> (0-3) 2 2 1 1 1 1 1 1 1<br />

kwaliteit slib o + + o o + + o o<br />

(0-5) 0= afwezig 5 = zeer veel drad<strong>en</strong> (0-3) 0= afwezig 3 = ti<strong>en</strong>tall<strong>en</strong><br />

Tijd<strong>en</strong>s de analyses zijn tev<strong>en</strong>s foto’s g<strong>en</strong>om<strong>en</strong> van het slib, welke in figuur 12 zijn opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

Hieruit is duidelijk op te mak<strong>en</strong> dat de MBR e<strong>en</strong> slechte slibvlok heeft <strong>en</strong> relatief<br />

veel vrije bacteriën bevat.<br />

FIGUUR 12<br />

FOTO LINKS: SLIBBEELD MBR, RECHTS: SLIBBEELD AT RWZI MAASBOMMEL<br />

4.3 MEMBRAANPRESTATIES<br />

In onderstaande paragraaf word<strong>en</strong> de prestaties van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> behandeld. Daartoe<br />

wordt eerst de permeabiliteit, als maat voor de vervuiling van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>, weergegev<strong>en</strong>.<br />

Hierbij wordt ook e<strong>en</strong> vergelijking gemaakt met de resultat<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> vergelijkbare pilotinstallatie<br />

te Beverwijk. Verder wordt de besturing van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> toegelicht <strong>en</strong> het toegepaste<br />

reinigingsregime. Tot slot volg<strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>d <strong>onderzoek</strong> door<br />

22


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

de Technische Universiteit Delft naar de filteerbaarheid van het MBR-slib van verschill<strong>en</strong>de<br />

installaties, waaronder die van Maasbommel.<br />

4.3.1 PERMEABILITEIT<br />

PERMEABILITEITSVERLOOP<br />

In figuur 13 is het verloop van de permeabiliteit gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> weergegev<strong>en</strong>,<br />

inclusief de reactortemperatuur. Hierbij wordt met de pijl<strong>en</strong> <strong>en</strong> ‘RC’ de Recovery<br />

Cleans aangegev<strong>en</strong> (zie tev<strong>en</strong>s paragraaf 4.3.3).<br />

FIGUUR 13<br />

PERMEABILITEITSVERLOOP MEMBRAANSTRATEN INCL. REACTORTEMPERATUUR<br />

250<br />

3e Kw '02 4e Kw '02<br />

1e Kw '03 2e Kw 3e Kw '03 4e Kw '03 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

50<br />

230<br />

RC<br />

45<br />

210<br />

RC<br />

RC<br />

RC<br />

40<br />

190<br />

35<br />

170<br />

30<br />

150<br />

RC<br />

25<br />

130<br />

20<br />

110<br />

15<br />

90<br />

10<br />

70<br />

5<br />

Tijd<br />

Me<strong>mbr</strong>aanstraat1 Me<strong>mbr</strong>aanstraat2 Temperatuur(C)<br />

Het verloop laat e<strong>en</strong> duidelijk dal<strong>en</strong>de tr<strong>en</strong>d zi<strong>en</strong>, waaruit e<strong>en</strong> ‘zaagtand’ profiel is op te<br />

mak<strong>en</strong>. Na de RC’s wordt namelijk niet meer het oude permeabiliteitsniveau bereikt, wat<br />

aangeeft dat de permeabiliteit met de gehanteerde bedrijfsvoering <strong>en</strong> reiniging niet is te<br />

stabiliser<strong>en</strong>. De laatste RC (maart 2004) laat voor straat 2 nog e<strong>en</strong> verhoogde permeabiliteit<br />

zi<strong>en</strong>, maar komt ook daarna vrij snel op het niveau van me<strong>mbr</strong>aanstraat 1. De oorzaak voor<br />

de verhoogde permeabiliteit is e<strong>en</strong> alternatief reinigingsprogramma geweest, welke wordt<br />

beschrev<strong>en</strong> in paragraaf 4.3.3.<br />

Verder is de daling in december 2002 het gevolg van e<strong>en</strong> aanpassing in de berek<strong>en</strong>ingswijze<br />

van de permeabiliteit. Vóór deze datum is de invloed van het vloeistofniveau in de me<strong>mbr</strong>aantanks<br />

op de statische druk niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Later is dit, op basis van de niveaumeters<br />

in de tanks, wel gedaan met als gevolg e<strong>en</strong> lichte daling van de permeabiliteit.<br />

Tuss<strong>en</strong> de temperatuur <strong>en</strong> de permeabiliteit is ge<strong>en</strong> duidelijke relatie zichtbaar. Hierbij<br />

wordt opgemerkt dat op de permeabiliteit e<strong>en</strong> correctie wordt toegepast voor de viscositeit<br />

van het water bij e<strong>en</strong> temperatuur van 15 °C (zie verklar<strong>en</strong>de woord<strong>en</strong>lijst in bijlage 1).<br />

Vanaf het begin in juli 2002 is e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk verschil te constater<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aanstraat<br />

1 <strong>en</strong> 2. De red<strong>en</strong> hiervan is dat me<strong>mbr</strong>aanstraat 2 bij de opstart e<strong>en</strong> paar keer in<br />

bedrijf is geweest zonder inschakeling van de me<strong>mbr</strong>aanbeluchting. Dit heeft al gelijk in<br />

het begin gezorgd voor e<strong>en</strong> beduid<strong>en</strong>d lagere permeabiliteit dan me<strong>mbr</strong>aanstraat 1. Hiermee<br />

is direct aangetoond dat beluchting van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> tijd<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> onttrekking van<br />

ess<strong>en</strong>tieel belang is.<br />

Door de vervuiling van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> gedur<strong>en</strong>de het <strong>onderzoek</strong> is de b<strong>en</strong>odigde transme<strong>mbr</strong>aandruk,<br />

voor e<strong>en</strong> netto capaciteit van 16 m 3 /h, opgelop<strong>en</strong> van 0,1 naar 0,15 bar. Na twee<br />

23


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

jaar bedrijfsvoering moet dus e<strong>en</strong> anderhalf keer zo hoge verschildruk aangelegd word<strong>en</strong><br />

om dezelfde hoeveelheid water te onttrekk<strong>en</strong>.<br />

In figuur 14 zijn de bruto me<strong>mbr</strong>aanflux<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> vanaf januari 2003. Door het backpuls<strong>en</strong><br />

mee te rek<strong>en</strong><strong>en</strong> bij de onttrekking ontstaan de netto flux<strong>en</strong>. Deze zijn bij de gehanteerde<br />

onttrekkingstijd (200 sec.) <strong>en</strong> backpulse-factor (1,3) slechts circa 79% van de bruto<br />

flux.<br />

FIGUUR 14 TOEGEPASTE MAXIMALE MEMBRAANFLUXEN VANAF JANUARI 2003<br />

50<br />

1e Kw '03 2e Kw 3e Kw '03 4e Kw '03 1e Kw '04 2e Kw '04<br />

45<br />

40<br />

Bruto me<strong>mbr</strong>aanflux (l.m-2.h-1)<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

1-jan-03<br />

1-apr-03<br />

1-jul-03<br />

1-okt-03<br />

1-jan-04<br />

1-apr-04<br />

1-jul-04<br />

Datum<br />

Vanaf juli 2003 is getracht de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> op de maximale bruto flux van 45 l/m 2 .h te lat<strong>en</strong><br />

draai<strong>en</strong>. Hierbij ontstond<strong>en</strong> echter problem<strong>en</strong> met de maximale zuig- <strong>en</strong> persdruk waardoor<br />

de installatie uitviel. Later zijn hiervoor de alarmgr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> aangepast in combinatie met<br />

de besturing van de onttrekking (zie paragraaf 4.3.2). Het test<strong>en</strong> van de maximale flux<strong>en</strong><br />

heeft bij e<strong>en</strong> permeabiliteit van circa 170 l/m 2 .h.bar plaatsgevond<strong>en</strong>. De gehanteerde bruto<br />

flux<strong>en</strong> van 45 l/m 2 .h blek<strong>en</strong> to<strong>en</strong> al te hoog binn<strong>en</strong> de gestelde maximale drukgr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> van<br />

het me<strong>mbr</strong>aan. Met name het langdurig bedrijv<strong>en</strong> van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> bij deze hoge flux<strong>en</strong><br />

is niet werkbaar geblek<strong>en</strong>. Bij e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp zou deze flux alle<strong>en</strong> in het geval van<br />

RWA situaties moet<strong>en</strong> geld<strong>en</strong>. Tijd<strong>en</strong>s DWA-aanvoer wordt dan e<strong>en</strong> flux bereikt die circa e<strong>en</strong><br />

factor drie lager ligt.<br />

LEVENSDUUR MEMBRANEN<br />

Wanneer de permeabiliteit wordt uitgezet teg<strong>en</strong> de totaal verwerkte hoeveelheid afvalwater<br />

per m 2 me<strong>mbr</strong>aanoppervlak wordt inzicht verkreg<strong>en</strong> in de pot<strong>en</strong>tiële lev<strong>en</strong>sduur van de<br />

me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>. In figuur 15 is deze lijn opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>, tezam<strong>en</strong> met de curve welke tijd<strong>en</strong>s het<br />

<strong>onderzoek</strong> in Beverwijk is gevond<strong>en</strong> 4 . Hieruit blijkt dat de permeabiliteit van de MBR<br />

Maasbommel sneller is gedaald dan die van Beverwijk. Daar komt bij dat de gemiddelde<br />

me<strong>mbr</strong>aanflux van Maasbommel 10,5 l/m 2 .h is geweest (62.291 m 3 met 440 m 2 me<strong>mbr</strong>aanoppervlak<br />

in totaal 13.560 bedrijfsur<strong>en</strong>) teg<strong>en</strong> 22,0 l/m 2 .h te Beverwijk. Dit maakt het verschil<br />

in permeabiliteitsdaling tuss<strong>en</strong> beide installaties nog groter.<br />

De oorzaak voor dit verschil kan o.a. word<strong>en</strong> gezocht in de gehanteerde me<strong>mbr</strong>aanflux <strong>en</strong><br />

de besturing van de permeaatonttrekking. Dit laatste is verder uitgewerkt in paragraaf 4.3.2.<br />

4<br />

“Pilot status Beverwijk, technical note (VI) regarding status of work at Beverwijk STP”, DHV, oktober 2003<br />

24


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 15<br />

PERMEABILITEITSVERLOOP T.O.V. VERWERKTE HOEVEELHEID AFVALWATER PER M2<br />

300<br />

250<br />

Permeabiliteit (l.m -2 .h -1 .bar -1 )<br />

200<br />

150<br />

100<br />

Z<strong>en</strong>on 500 C te Maasbommel<br />

y = -26,834Ln(x) + 277,24<br />

Z<strong>en</strong>on 500 C te Beverwijk<br />

y = -23,746Ln(x) + 282,7<br />

50<br />

0<br />

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700<br />

Verwerkte hoeveelheid water (m 3 /m 2 )<br />

De toegepaste drukk<strong>en</strong> bij de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> ligg<strong>en</strong> in het werkgebied tuss<strong>en</strong> maximaal 0,75<br />

(onttrekking) <strong>en</strong> 1,55 (backpulse) bar. Buit<strong>en</strong> deze range kan schade aan de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

ontstaan. De maximale flow (20 m 3 /h) moet onttrokk<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> zonder de gr<strong>en</strong>s<br />

van 0,75 bar te bereik<strong>en</strong>. De kritieke permeabiliteit kan dan gedefinieerd word<strong>en</strong> als het<br />

niveau waarbij de maximale capaciteit niet meer kan word<strong>en</strong> bereikt binn<strong>en</strong> de toegestane<br />

transme<strong>mbr</strong>aandruk. Voor Maasbommel wordt deze gesteld op circa 100 l/m 2 .h.bar. De circa<br />

140 m 3 /m 2 (62.291/440) is verwerkt in e<strong>en</strong> periode van 2,5 jaar. Bij voortzetting van de<br />

beschrev<strong>en</strong> curve zou deze kritieke waarde word<strong>en</strong> bereikt na circa 6 jaar bedrijfsvoering.<br />

Echter, gezi<strong>en</strong> het beperkte (kortstondige) effect van de huidige reiniging<strong>en</strong> is de verwachting<br />

dat deze curve niet kan word<strong>en</strong> volgehoud<strong>en</strong>.<br />

4.3.2 BESTURING MEMBRAANFILTRATIE<br />

E<strong>en</strong> onttrekkingscyclus van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> bestaat uit e<strong>en</strong> backpulse (20 sec.) <strong>en</strong> e<strong>en</strong> permaatonttrekking<br />

(200 sec.). Deze volg<strong>en</strong> elkaar op totdat na 18 cycli wordt omgeschakeld<br />

naar de andere me<strong>mbr</strong>aanstraat.<br />

Uit de meer gedetailleerde onttrekkingscurve (eerste grafiek figuur 16) is geblek<strong>en</strong> dat bij de<br />

omschakeling van backpuls<strong>en</strong> naar onttrekk<strong>en</strong> e<strong>en</strong> sterke onderdruk wordt gecreëerd tot<br />

niveau’s onder de 0,8 bar. Pas daarna ontstaat e<strong>en</strong> stabiele onttrekking bij e<strong>en</strong> druk van<br />

circa 0,9 bar. In deze aanloopfase van de onttrekking ontstaat dan het risico dat fines <strong>en</strong><br />

pinpoints word<strong>en</strong> aangetrokk<strong>en</strong> welke het me<strong>mbr</strong>aan vroegtijdig verstopp<strong>en</strong>.<br />

Door de onttrekking meer geleidelijk op te voer<strong>en</strong> word<strong>en</strong> deze extreme niveau’s van<br />

onderdruk voorkom<strong>en</strong>. Op deze manier ontstaat e<strong>en</strong> betere koekopbouw <strong>en</strong> word<strong>en</strong> fines <strong>en</strong><br />

pinpoints ingeslot<strong>en</strong> in de slibkoek.<br />

Vanaf maart 2004 is de besturing dermate aangepast dat de onttrekkingspomp<strong>en</strong> e<strong>en</strong> rustigere<br />

opbouw van de onttrekking vertoond<strong>en</strong>. Hiervoor is bij de overgang van backpuls<strong>en</strong><br />

naar onttrekking e<strong>en</strong> stoptijd ingesteld van 1 seconde <strong>en</strong> zijn de regelparameters voor de<br />

PID-regeling trager gezet. Het resultaat voor me<strong>mbr</strong>aanstraat 2 is weergegev<strong>en</strong> in de tweede<br />

grafiek van figuur 16.<br />

25


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 16<br />

ONTTREKKINGSCURVES VÓÓR EN NÁ AANPASSING BESTURING ONTTREKKING<br />

Druk <strong>en</strong> debiet Me<strong>mbr</strong>aanstraat 2 (2-2-2004)<br />

10<br />

1,6<br />

9<br />

1,4<br />

8<br />

7<br />

1,2<br />

debiet (m 3 /h)<br />

6<br />

5<br />

4<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

druk (bar)<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Gemiddelde dynamische druk 0,902 bar<br />

Overdruk piek<strong>en</strong> tot 1,438 bar<br />

Onderdruk piek<strong>en</strong> tot 0,806 bar<br />

0,4<br />

0,2<br />

0<br />

0<br />

9:10:27<br />

9:10:50<br />

9:11:14<br />

9:11:38<br />

9:12:01<br />

9:12:25<br />

9:12:49<br />

9:13:12<br />

9:13:36<br />

9:13:59<br />

9:14:23<br />

9:14:47<br />

9:15:10<br />

9:15:34<br />

9:15:57<br />

9:16:21<br />

9:16:45<br />

9:17:08<br />

9:17:32<br />

9:17:55<br />

9:18:19<br />

9:18:43<br />

debiet (m3/h)<br />

tijd<br />

druk (bar)<br />

Druk <strong>en</strong> debiet me<strong>mbr</strong>aanstraat 2 (22-7-2004)<br />

10<br />

1,6<br />

9<br />

1,4<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

11:37:03<br />

11:37:26<br />

11:37:50<br />

11:38:13<br />

11:38:37<br />

11:39:01<br />

11:39:24<br />

11:39:48<br />

11:40:11<br />

11:40:35<br />

11:40:59<br />

11:41:22<br />

11:41:46<br />

11:42:09<br />

11:42:33<br />

11:42:57<br />

11:43:20<br />

11:43:44<br />

11:44:08<br />

11:44:31<br />

11:44:55<br />

Debiet (m 3 /h)<br />

Gemiddelde dynamische druk 0,985 bar<br />

Overdruk piek<strong>en</strong> tot 1,390 bar<br />

Onderdruk piek<strong>en</strong>: ge<strong>en</strong><br />

1,2<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

Dynamische druk (bar)<br />

0<br />

Tijd<br />

Debiet<br />

Druk<br />

In figuur 16 is te zi<strong>en</strong> dat ná de wijziging de druk geleidelijk naar de onttrekkingsdruk toeloopt<br />

<strong>en</strong> dat ge<strong>en</strong> piek<strong>en</strong> in de onderdruk meer voorkom<strong>en</strong>. Tev<strong>en</strong>s valt op dat de b<strong>en</strong>odigde<br />

onderdruk om 6 m 3 /h te onttrekk<strong>en</strong> verlaagt van gemiddeld 0,901 bar naar 0,985 bar. Dit<br />

levert in maart 2004 e<strong>en</strong> stabilisatie op van de gemiddelde permeabiliteit van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>,<br />

zoals te zi<strong>en</strong> is in figuur 17. Door aanpassing van de besturing is de verdere daling van<br />

de permeabiliteit niet opgetred<strong>en</strong>. Na de recovery clean (RC) van eind maart 2004 heeft deze<br />

stabilisatie echter niet doorgezet.<br />

Voor het rustiger lat<strong>en</strong> verlop<strong>en</strong> van de permeaatonttrekking zou e<strong>en</strong> buffervolume in de<br />

beluchting kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> ingebouwd. Door dit buffervolume, van circa 15 tot 30 minut<strong>en</strong><br />

RWA, wordt de b<strong>en</strong>odigde opvoertijd van de me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong> verl<strong>en</strong>gd. Dit maakt dat het<br />

optoer<strong>en</strong> van de onttrekking rustiger kan verlop<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> betere koekfiltratie ontstaat.<br />

26


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 17<br />

EFFECT AANPASSING POMPEN (SVI) EN MEMBRAANBESTURING OP DE GEMIDDELDE PERMEABILITEIT.<br />

210<br />

200<br />

190<br />

180<br />

Aanpassingpomp<strong>en</strong><br />

(verlagingSVI)<br />

RC<br />

170<br />

160<br />

150<br />

Aanpassingbesturing<br />

140<br />

130<br />

120<br />

110<br />

Datum<br />

4.3.3 MEMBRAANREINIGING<br />

De me<strong>mbr</strong>aanreiniging heeft, naast de grove beluchting <strong>en</strong> het backpuls<strong>en</strong> met de permeaatpomp<strong>en</strong>,<br />

op e<strong>en</strong> tweetal manier<strong>en</strong> plaatsgevond<strong>en</strong>, te wet<strong>en</strong> door e<strong>en</strong>:<br />

• Maint<strong>en</strong>ance Clean (MC);<br />

• Recovery Clean (RC).<br />

De reiniging<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> plaatsgevond<strong>en</strong> op aanwijz<strong>en</strong> van de leverancier (frequ<strong>en</strong>tie, toegepaste<br />

chemicaliën <strong>en</strong> conc<strong>en</strong>traties). In onderstaande tekst word<strong>en</strong> de reiniging<strong>en</strong> <strong>en</strong> de<br />

effect<strong>en</strong> op de permeabiliteit kort besprok<strong>en</strong>.<br />

MAINTENANCE CLEAN (MC)<br />

Deze onderhoudsreiniging<strong>en</strong> zijn, afhankelijk van de fase, wekelijks dan wel tweewekelijks<br />

uitgevoerd. Hierbij wordt e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aanstraat uit bedrijf g<strong>en</strong>om<strong>en</strong> waarna gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong><br />

bepaalde tijd wordt gebackpulsed met chemicaliën. Ev<strong>en</strong>tueel kan na e<strong>en</strong> backpulse e<strong>en</strong><br />

bepaalde inweektijd in acht word<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Vervolg<strong>en</strong>s is nog e<strong>en</strong> onderscheid te mak<strong>en</strong><br />

in het backpuls<strong>en</strong> in medium of in air. Het laatste betek<strong>en</strong>t dat de me<strong>mbr</strong>aantank wordt<br />

leeggezet <strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> in ‘lucht’ hang<strong>en</strong>. Door nu te backpuls<strong>en</strong> zou e<strong>en</strong> beter contact<br />

tuss<strong>en</strong> reinigingsmiddel <strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aan kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> bereikt dan wanneer de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

nog in het medium hang<strong>en</strong>.<br />

In het geval van Maasbommel is er voor gekoz<strong>en</strong> om straat 1 te reinig<strong>en</strong> in medium <strong>en</strong><br />

straat 2 in air <strong>en</strong> later één keer te wissel<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> beide me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong> (kruisvergelijking).<br />

Op deze manier is getracht het verschil tuss<strong>en</strong> beide method<strong>en</strong> inzichtelijk te mak<strong>en</strong>.<br />

Het ‘recept’ is voor beide regimes als volgt geweest:<br />

• Stockoplossing natriumhypochloriet (NaOCl): 150.000 ppm;<br />

• Doseerdebiet NaOCl-oplossing: 16 liter/uur;<br />

• Backpulsedebiet reiniging: 4 m 3 /h;<br />

• Effectieve conc<strong>en</strong>tratie NaOCl bij me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>: ca. 500 ppm;<br />

• Backpulsetijd: 45 sec.;<br />

• Inweektijd: 5 minut<strong>en</strong>;<br />

• Herhaling cyclus: 5x.<br />

27


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Voor de verwijdering van mogelijke anorganische verontreiniging<strong>en</strong> is na de reiniging met<br />

NaOCl nog e<strong>en</strong> vergelijkbare cyclus met citro<strong>en</strong>zuur uitgevoerd. De stockoplossing had e<strong>en</strong><br />

conc<strong>en</strong>tratie van 50%. De effectieve conc<strong>en</strong>tratie bij de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> is 0,25%. Uiteindelijk is<br />

het gemiddelde verbruik van NaOCl <strong>en</strong> citro<strong>en</strong>zuur per reiniging respectievelijk 5 ml/m 2 <strong>en</strong><br />

3,5 g/m 2 geweest.<br />

Uit het verloop van de permeabiliteit (zie figuur 13) kan word<strong>en</strong> geconcludeerd dat, voor de<br />

procesomstandighed<strong>en</strong> van Maasbommel, ge<strong>en</strong> significant verschil tuss<strong>en</strong> e<strong>en</strong> reiniging<br />

in air of in medium is waarg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Het permeabiliteitsverloop is gedur<strong>en</strong>de het gehele<br />

<strong>onderzoek</strong> voor beide strat<strong>en</strong> vergelijkbaar geweest. Ook na het wissel<strong>en</strong> van de reiniging<strong>en</strong><br />

in medium <strong>en</strong> air tuss<strong>en</strong> beide strat<strong>en</strong>, vanaf 17 juni 2003, is ge<strong>en</strong> verschil in de permeabiliteitsdaling<br />

waarneembaar.<br />

Wat verder nog op valt aan het permeabiliteitsverloop van figuur 13 is de stijging rond juni<br />

2004. Dit is ge<strong>en</strong> RC geweest, maar e<strong>en</strong> MC. Bij e<strong>en</strong> normale MC word<strong>en</strong> de chemicaliën met<br />

me<strong>mbr</strong>aanpompjes gedoseerd in de backpulse leiding<strong>en</strong> van de me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong>. Door e<strong>en</strong><br />

defect in de doseerinstallatie zijn bij deze MC in juni de chemicaliën echter direct in de CIPtank<br />

gebracht, van waaruit het backpuls<strong>en</strong> plaatsvindt. Op deze manier vindt e<strong>en</strong> continue<br />

chloorbelasting (of zuur-) plaats op de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>, in plaats van de pulse-gewijze toevoer<br />

met me<strong>mbr</strong>aan-pompjes in de leiding<strong>en</strong>. Het effect is <strong>en</strong>orm, met e<strong>en</strong> permeabiliteitsstijging<br />

van circa 15%. Uiteindelijk kan e<strong>en</strong> dergelijke manier van reinig<strong>en</strong> e<strong>en</strong> positief effect<br />

hebb<strong>en</strong> op de lev<strong>en</strong>sduur van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>.<br />

RECOVERY CLEAN (RC)<br />

De RC is slechts e<strong>en</strong> tweetal keer per jaar uitgevoerd <strong>en</strong> is aanzi<strong>en</strong>lijk int<strong>en</strong>siever dan de<br />

MC. In dit geval word<strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>aantanks leeggezet (‘in air’) <strong>en</strong> wordt de volledige tank<br />

opgevuld met NaOCl (1.000 ppm). Vervolg<strong>en</strong>s wordt e<strong>en</strong> paar keer onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> gebackpulsed<br />

om de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> te verzadig<strong>en</strong> met het reinigingsmiddel. Daarna geldt e<strong>en</strong> inweektijd<br />

van circa 15 uur waarna de cyclus wordt herhaald met citro<strong>en</strong>zuur (0,5%).<br />

Uit figuur 13 is op te mak<strong>en</strong> dat de permeabiliteit aanzi<strong>en</strong>lijk verbetert na e<strong>en</strong> RC. De permeabiliteit<br />

neemt toe met gemiddeld 20-30%. Het oude niveau van de permeabiliteit wordt<br />

echter niet meer bereikt, waardoor de typische zaagtand figuur ontstaat. Uiteindelijk is dit<br />

e<strong>en</strong> aflop<strong>en</strong>de zaak welke met de gehanteerde reiniging<strong>en</strong> niet kan word<strong>en</strong> gekeerd. Het<br />

gemiddelde verbruik van NaOCl <strong>en</strong> citro<strong>en</strong>zuur per reiniging is respectievelijk 180 ml/m 2<br />

<strong>en</strong> 135 g/m 2 geweest.<br />

Om deze red<strong>en</strong> is, op basis van de resultat<strong>en</strong> van het <strong>onderzoek</strong> in Beverwijk, beslot<strong>en</strong> e<strong>en</strong><br />

MC in air met warm water uit te voer<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> conc<strong>en</strong>tratie van 1.000 ppm (NaOCl) <strong>en</strong> e<strong>en</strong><br />

RC met NaOCl bij e<strong>en</strong> conc<strong>en</strong>tratie van 2.000 ppm. Voor de vergelijking is dit bij respectievelijk<br />

straat 1 <strong>en</strong> 2 uitgevoerd <strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in figuur 18.<br />

28


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 18<br />

EFFECT MEMBRAANREINIGING WARME MC MET NAOCL T.O.V. RC MET 2.000 PPM NAOCL<br />

200<br />

190<br />

Warme MC (40 o C), 1.000 ppm NaOCl<br />

180<br />

170<br />

160<br />

150<br />

140<br />

Standaard RC met 2.000 ppm NaOCl<br />

130<br />

120<br />

Tijd<br />

Me<strong>mbr</strong>aanstraat 1 Me<strong>mbr</strong>aanstraat 2<br />

De warme reiniging heeft in eerste instantie e<strong>en</strong> groter effect, maar levert na circa anderhalve<br />

maand e<strong>en</strong> vergelijkbare permeabiliteit. Het chemicaliënverbruik van de ‘warme’ MC<br />

is echter slechts circa 10% van het verbruik voor de int<strong>en</strong>sieve RC geweest. Om deze red<strong>en</strong><br />

kan de warme reiniging als beduid<strong>en</strong>d effectiever word<strong>en</strong> b<strong>en</strong>oemd <strong>en</strong> biedt deze mogelijkhed<strong>en</strong><br />

tot besparing op het chemicaliënverbruik. Daarvoor di<strong>en</strong>t echter wel de mogelijkheid<br />

te word<strong>en</strong> ingebouwd om het reinigingswater op te kunn<strong>en</strong> warm<strong>en</strong>, zoals dit bij de MBR<br />

Varsseveld wordt uitgevoerd. Het b<strong>en</strong>odigde <strong>en</strong>ergieverbruik voor opwarming van het CIPwater<br />

is zeer beperkt. Voor de MBR Maasbommel zoud<strong>en</strong> de <strong>en</strong>ergiekost<strong>en</strong> slechts circa 100<br />

euro per jaar zijn.<br />

Tot slot wordt opgemerkt dat de reiniging met 2.000 ppm NaOCl e<strong>en</strong> extreme reiniging<br />

betreft, waar de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> zwaar onder hebb<strong>en</strong> te leid<strong>en</strong> (me<strong>mbr</strong>aanslijtage <strong>en</strong> doorslag<br />

van fines). E<strong>en</strong> dergelijk RC kan daarom slecht <strong>en</strong>kele ker<strong>en</strong> word<strong>en</strong> uitgevoerd (ervaring<br />

leverancier).<br />

EOX-LOZING DOOR REINIGING<br />

Tijd<strong>en</strong>s de reiniging<strong>en</strong> van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> word<strong>en</strong> restant<strong>en</strong> hypochloriet geloosd welke<br />

het EOX-gehalte in het efflu<strong>en</strong>t verhoogt. Het gemiddelde EOX-gehalte in het influ<strong>en</strong>t is<br />

circa 5 µg/l geweest <strong>en</strong> het gemiddelde efflu<strong>en</strong>t gehalte van zowel de RWZI alsook van de<br />

MBR circa 1 µg/l. Dit betek<strong>en</strong>t dat bij 24-uurs monsters ge<strong>en</strong> verschil in EOX-lozing is waar<br />

te nem<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de RWZI <strong>en</strong> de MBR. Wanneer echter direct na e<strong>en</strong> MC de eerste permeaatonttrekking<strong>en</strong><br />

van de MBR word<strong>en</strong> geanalyseerd lop<strong>en</strong> deze EOX-waard<strong>en</strong> (o.b.v. steekmonsters)<br />

op tot gemiddeld 11 µg/l. Dit betek<strong>en</strong>t dat bij de eerste onttrekking<strong>en</strong> wel piekwaard<strong>en</strong><br />

voor kunn<strong>en</strong> kom<strong>en</strong>.<br />

4.4 ONDERZOEK FILTREERBAARHEID MBR-SLIB<br />

Tijd<strong>en</strong>s het <strong>onderzoek</strong> in Maasbommel is in het eerste kwartaal van 2004 door de Technische<br />

Universiteit Delft (TUD), in het kader van e<strong>en</strong> promotie<strong>onderzoek</strong>, e<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>d<br />

<strong>onderzoek</strong> gedaan naar de filtreerbaarheid van het MBR-slib. Daarbij is, naast Maasbommel,<br />

tev<strong>en</strong>s op andere MBR-locaties gemet<strong>en</strong> (Beverwijk <strong>en</strong> Hilversum). Voor e<strong>en</strong> e<strong>en</strong>duidige meting<br />

is door de TUD e<strong>en</strong> kleinschalige filtratie-unit ontwikkeld met e<strong>en</strong> <strong>en</strong>kelvoudig<br />

tubulair ultrafiltratieme<strong>mbr</strong>aan. Deze is op de verschill<strong>en</strong>de locaties ingezet om de filtreer-<br />

29


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

baarheid onder gelijke omstandighed<strong>en</strong> te test<strong>en</strong>. De filtratiekarakteristiek is bepaald als de<br />

weerstandsto<strong>en</strong>ame (R add ) gedur<strong>en</strong>de de filtratietijd. Door bij gelijke flux<strong>en</strong> te werk<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

hetzelfde me<strong>mbr</strong>aan te gebruik<strong>en</strong> is bekek<strong>en</strong> bij welk slib de filtratieweerstand het meest<br />

to<strong>en</strong>eemt. Hierbij zijn tev<strong>en</strong>s de EPS-gehaltes van het slib bepaald.<br />

4.4.1 FILTREERBAARHEID MBR SLIB<br />

De weerstandsto<strong>en</strong>ame tijd<strong>en</strong>s filtratie van het slib uit de me<strong>mbr</strong>aantanks is in figuur 19<br />

weergegev<strong>en</strong>.<br />

FIGUUR 19 FILTRATIEKARAKTERISTIEKEN VAN MAASBOMMEL, HILVERSUM EN BEVERWIJK BIJ EEN FLUX VAN 80 L/M 2 .H<br />

1,2<br />

1,0<br />

0,8<br />

R add. (*10 12 m -1 )<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

0,0<br />

0 5 10 15 20 25 30 35<br />

Volume (l/m 2 )<br />

Maasbommel Hilversum Beverwijk Maasbommel wisseltank<br />

De weerstandsto<strong>en</strong>ame tijd<strong>en</strong>s de filtratie is voor alle locaties aanzi<strong>en</strong>lijk verschill<strong>en</strong>d. Het<br />

slib uit de me<strong>mbr</strong>aantanks van Maasbommel laat daarbij e<strong>en</strong> gemiddelde weerstandsto<strong>en</strong>ame<br />

zi<strong>en</strong>. De drukto<strong>en</strong>ame van het slib uit de wisselreactor was echter dermate hoog dat<br />

veel experim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> vroegtijdig afgebrok<strong>en</strong> moest<strong>en</strong> word<strong>en</strong> om niet de maximale transme<strong>mbr</strong>aandruk<br />

te overschrijd<strong>en</strong>. Dit verschil laat zi<strong>en</strong> hoe groot het effect kan zijn van de<br />

sam<strong>en</strong>stelling/structuur van het slib.<br />

4.4.2 KWALITATIEVE ASPECTEN<br />

EPS-METINGEN<br />

Van de slibkwaliteitsparameters welke het meest in verband word<strong>en</strong> gebracht met me<strong>mbr</strong>aanvervuiling<br />

is EPS de belangrijkste. EPS staat voor Extracellulaire Polymere Substanties<br />

<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> verzamelnaam voor e<strong>en</strong> breed scala aan organische verbinding<strong>en</strong> van microbiologische<br />

oorsprong. Als hoofdbestanddel<strong>en</strong> van EPS in actief slib word<strong>en</strong> veelal polysaccharid<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> proteïn<strong>en</strong> gevond<strong>en</strong>.<br />

De resultat<strong>en</strong> van de EPS-analyse in de waterfase van het actief slib zijn in tabel 14 weergegev<strong>en</strong>.<br />

30


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 14<br />

EPS-GEHALTEN IN DE WATERFASE VAN ACTIEF SLIB UIT DE MEMBRAANTANKS [MG/L]<br />

Parameter MBR Maasbommel MBR Beverwijk MBR Hilversum<br />

Totaal EPS-gehalte 19,3 24,7 24,1<br />

Waarvan Polysaccharid<strong>en</strong> 4,8 7,0 6,4<br />

Waarvan Proteïn<strong>en</strong> 14,5 17,7 17,7<br />

Het EPS-gehalte is bij Maasbommel iets lager dan bij de andere installaties, maar van<br />

vergelijkbare orde. Interessant detail is dat de waterfase van het slib uit de wisselreactor e<strong>en</strong><br />

totaal EPS-gehalte van circa 44 mg/l liet zi<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> verklaring hiervoor kan zijn dat de substrat<strong>en</strong><br />

in de wisselreactor nog niet volledig in de biomassa zijn opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> <strong>en</strong> om die<br />

red<strong>en</strong> nog veel extracellulaire <strong>en</strong>zym<strong>en</strong> actief zijn. Dit verhoogt het EPS-gehalte in het<br />

medium, met als gevolg e<strong>en</strong> slechte filtreerbaarheid.<br />

4.5 BEDRIJFSVOERINGSASPECTEN<br />

Naast de prestaties van de biologie <strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> zijn er nog andere aspect<strong>en</strong> welke van<br />

belang zijn voor de bedrijfsvoering of de beoordeling van de werking van de MBR. Hieronder<br />

word<strong>en</strong> de items als opstart, de storingsgevoeligheid/processtabiliteit, <strong>en</strong>ergieverbruik <strong>en</strong> de<br />

complexiteit van de installatie kort besprok<strong>en</strong>.<br />

4.5.1 OPSTART MBR<br />

De opstart van de MBR heeft plaatsgevond<strong>en</strong> met ingedikt (bio-P)slib van de RWZI Drut<strong>en</strong><br />

(60%) <strong>en</strong> ingedikt slib van de RWZI Maasbommel (40%). Het slib is via de trommelzeef (0,75<br />

mm) aan de bioreactor toegevoegd <strong>en</strong> had uiteindelijk e<strong>en</strong> slibgehalte van 9 g/l in alle<br />

compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong>. Vervolg<strong>en</strong>s is het biologische deel belucht <strong>en</strong> rondgepompt met e<strong>en</strong> beperkte<br />

influ<strong>en</strong>tstroom. Pas na <strong>en</strong>kele ur<strong>en</strong> belucht<strong>en</strong> zijn de me<strong>mbr</strong>aancompartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />

(tot dan nog gevuld met efflu<strong>en</strong>t van de RWZI) aangestroomd met het slib/water-m<strong>en</strong>gsel.<br />

Hierbij zijn overig<strong>en</strong>s ge<strong>en</strong> schuimproblem<strong>en</strong> opgetred<strong>en</strong>. Vanaf dat mom<strong>en</strong>t kon de me<strong>mbr</strong>aanonttrekking<br />

start<strong>en</strong> <strong>en</strong> de influ<strong>en</strong>ttoevoer word<strong>en</strong> verhoogd.<br />

4.5.2 STORINGSGEVOELIGHEID EN PROCESSTABILITEIT<br />

Alle storing<strong>en</strong> van de MBR zijn geïnv<strong>en</strong>tariseerd <strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in bijlage 6. In die lijst vall<strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> aantal onderdel<strong>en</strong> op, te wet<strong>en</strong>:<br />

• Me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> (uitval op te hoge zuig- of persdruk);<br />

• Influ<strong>en</strong>tpomp;<br />

• Recirculatiepomp<strong>en</strong>.<br />

Van de 166 geregistreerde storing<strong>en</strong> heeft 39% te mak<strong>en</strong> gehad met te hoge pers- <strong>en</strong> zuigdrukk<strong>en</strong><br />

van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>. De permeabiliteit was dan dermate slecht dat het gew<strong>en</strong>ste<br />

debiet niet binn<strong>en</strong> de alarmgr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> van de dynamische druk kon word<strong>en</strong> onttrokk<strong>en</strong>. Uitval<br />

van de installatie was het gevolg. Later is, in overleg met de leverancier, beslot<strong>en</strong> de<br />

alarmgr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> van de drukk<strong>en</strong> te verhog<strong>en</strong> tot 1,55 (backpulse) <strong>en</strong> 0,75 bar (onttrekking).<br />

Uiteindelijk is de me<strong>mbr</strong>aanbesturing aangepast (zie paragraaf 4.3.2.) waardoor extreme<br />

piek<strong>en</strong> niet meer voorkwam<strong>en</strong>.<br />

De influ<strong>en</strong>tpomp heeft circa 19% van de storing<strong>en</strong> voor zijn rek<strong>en</strong>ing g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Met name<br />

door verstopping<strong>en</strong> is de pomp regelmatig uitgevall<strong>en</strong>. Blijkbaar is het voorgeschakelde<br />

grofrooster van 6 mm niet afdo<strong>en</strong>de geweest om verstopping van de lobb<strong>en</strong>pomp te voorkom<strong>en</strong>.<br />

Toepassing van e<strong>en</strong> ander type pomp zou deze storing<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> voorkom<strong>en</strong>, waarna<br />

de ev<strong>en</strong>tueel aanwezige vervuiling in het trommelfilter kan word<strong>en</strong> verwijderd.<br />

31


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

De recirculatiepomp<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> veel mechanische problem<strong>en</strong> vertoond. Vooral de seals van<br />

de pomp<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> het regelmatig begev<strong>en</strong>. In <strong>en</strong>kele gevall<strong>en</strong> heeft dit geleid tot het doorbrand<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> uitvall<strong>en</strong> van de pomp. Uiteindelijk zijn de pomp<strong>en</strong> vervang<strong>en</strong> door pomp<strong>en</strong><br />

met e<strong>en</strong> meer op<strong>en</strong> waaier structuur (ter vermindering van de afschuifkracht<strong>en</strong> op het slib)<br />

<strong>en</strong> zijn de seals vervang<strong>en</strong>. T<strong>en</strong> opzichte van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI heeft de MBR technisch<br />

als extra onderdel<strong>en</strong> e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aaninstallatie <strong>en</strong> e<strong>en</strong> extra voorfiltratie. Dit zou voor<br />

de technische processtabiliteit extra aandacht kunn<strong>en</strong> vrag<strong>en</strong>. Het trommelfilter heeft<br />

echter gedur<strong>en</strong>de de volledige 2,5 jaar ge<strong>en</strong> <strong>en</strong>kele storing gek<strong>en</strong>d. Ook in de winter, waarbij<br />

het afvoerschot volledig bevror<strong>en</strong> was, heeft het filter continu gedraaid. De me<strong>mbr</strong>aaninstallatie<br />

heeft, afgezi<strong>en</strong> van de hierbov<strong>en</strong> beschrev<strong>en</strong> drukuitval, ook vrijwel storingsvrij<br />

gefunctioneerd. Door e<strong>en</strong> aantal beperkte aanpassing<strong>en</strong> aan de installatie kan van e<strong>en</strong> stabiel<br />

proces word<strong>en</strong> gesprok<strong>en</strong>.<br />

Verder wordt opgemerkt dat het trommelfilter e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijke stroom grofvuil oplevert<br />

(circa 3 l/m 3 influ<strong>en</strong>t, 5% ds, 15% gloeirest) welke verwerkt di<strong>en</strong>t te word<strong>en</strong>. Tijd<strong>en</strong>s de pilot<br />

is dit via de terreinriolering teruggevoerd naar de RWZI. In de praktijk zal dit via de<br />

bestaande roostergoedverwijdering of sliblijn word<strong>en</strong> afgevoerd. De hoeveelheid roostergoed<br />

is bij de MBR circa 7 keer zo groot geblek<strong>en</strong> als bij de conv<strong>en</strong>tionele RWZI.<br />

FIGUUR 20<br />

TROMMELFILTER MBR<br />

4.5.3 ENERGIEVERBRUIK<br />

Tijd<strong>en</strong>s het gehele <strong>onderzoek</strong> is het <strong>en</strong>ergieverbruik van de installatie bijgehoud<strong>en</strong>. Gemiddeld<br />

is met de pilot e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergieverbruik van 3 kWh/m 3 behandeld afvalwater gerealiseerd.<br />

Het gemiddelde <strong>en</strong>ergieverbruik van de RWZI’s van Rivier<strong>en</strong>land voor de waterlijn is circa<br />

0,25 – 0,5 kWh/m 3 .<br />

De pilot opstelling is niet te vergelijk<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> full-scale installatie <strong>en</strong> het <strong>en</strong>ergieverbruik<br />

zou dan ook aanzi<strong>en</strong>lijk omlaag kunn<strong>en</strong>. Het verwijder<strong>en</strong> van de recirculatiepomp<strong>en</strong>,<br />

door gebruik te mak<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> omloopsysteem, verlaagt het <strong>en</strong>ergieverbruik al tot circa<br />

2 kWh/m 3 . Van dit rester<strong>en</strong>de verbruik is circa 65% ing<strong>en</strong>om<strong>en</strong> door de beluchting (incl.<br />

me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>), circa 10% door de permeaatpomp<strong>en</strong> <strong>en</strong> circa 15% door de m<strong>en</strong>gers. De overige<br />

10% is voornamelijk gebruikt door de voedingspomp, de compressor <strong>en</strong> de doseerpompjes.<br />

De belangrijkste mogelijkheid tot besparing ligt in de beluchting van de me<strong>mbr</strong>aanstrat<strong>en</strong>.<br />

Inmiddels is met de nieuwe me<strong>mbr</strong>aanmodules van Z<strong>en</strong>on (type 500 D) al e<strong>en</strong> halvering van<br />

de beluchting bereikt (tot<br />

0,45 i.p.v. 0,8 Nm 3 /m 2 .h), maar dit neemt niet weg dat de MBR dan nog steeds circa twee<br />

keer zoveel <strong>en</strong>ergie zal verbruik<strong>en</strong> (circa 1 kWh/m 3 ) als e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI met efflu<strong>en</strong>twaard<strong>en</strong><br />

voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat van respectievelijk 10 <strong>en</strong> 1 mg/l.<br />

32


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

4.5.4 COMPLEXITEIT INSTALLATIE<br />

Gedur<strong>en</strong>de het <strong>onderzoek</strong> hebb<strong>en</strong> afwissel<strong>en</strong>d e<strong>en</strong> achttal operators van WSRL ervaring opgedaan<br />

met de MBR. De bedi<strong>en</strong>ing van de installatie verliep probleemloos. Wel is aangegev<strong>en</strong><br />

dat de installatie vrij complex is <strong>en</strong> dat storing<strong>en</strong> soms moeilijk te verhelp<strong>en</strong> zijn.<br />

E<strong>en</strong> goed inzicht in zowel het biologisch gedeelte als de werking van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> is van<br />

belang. Daarbij hor<strong>en</strong> dan ook nieuwe term<strong>en</strong> zoals transme<strong>mbr</strong>aandruk, backpulse <strong>en</strong><br />

statische <strong>en</strong> dynamische druk. Doordat de MBR is uitgevoerd volg<strong>en</strong>s het cascade-principe<br />

zijn er meer mogelijkhed<strong>en</strong> om het zuiveringsproces te regel<strong>en</strong>. Ook de recirculatie vanuit<br />

de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> heeft e<strong>en</strong> grote invloed op het zuiveringproces. Het werd door de operators<br />

als zeer lastig ervar<strong>en</strong> om de juiste maatregel<strong>en</strong> te nem<strong>en</strong> om de lage gehalt<strong>en</strong> voor stikstof<br />

<strong>en</strong> fosfor te hal<strong>en</strong> <strong>en</strong> te behoud<strong>en</strong>.<br />

Voor de bepaling van de permeabiliteit di<strong>en</strong>t de dynamische druk handmatig te word<strong>en</strong><br />

opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> onder gestandaardiseerde omstandighed<strong>en</strong>. Er is door de operators e<strong>en</strong> voorkeur<br />

uitgesprok<strong>en</strong> voor automatisering van de bepaling van de permeabiliteit. Tot slot is<br />

aangegev<strong>en</strong> dat de reiniging van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> in air zeer omslachtig was. Volledige automatisering<br />

is daarbij gew<strong>en</strong>st.<br />

4.6 EVALUATIE MBR<br />

De evaluatie van de MBR vindt plaats aan de hand van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit, de procesconfiguratie,<br />

de me<strong>mbr</strong>aanprestaties <strong>en</strong> de bedrijfsvoering <strong>en</strong> processtabiliteit. Tot slot word<strong>en</strong><br />

de mogelijke aanpassing<strong>en</strong> aan het systeem <strong>en</strong> optimalisaties besprok<strong>en</strong> zoals die tijd<strong>en</strong>s<br />

fase 9 zijn vastgesteld.<br />

EFFLUENTKWALITEIT<br />

Uit de resultat<strong>en</strong> van het <strong>onderzoek</strong> naar toepassing van de MBR is geblek<strong>en</strong> dat e<strong>en</strong><br />

jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat moeilijk haalbaar is. Met name het<br />

d<strong>en</strong>itrificatieproces is, vanwege de korte verblijftijd<strong>en</strong> in de compartim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> <strong>en</strong> de sterke<br />

slibverschuiving<strong>en</strong> tijd<strong>en</strong>s RWA-omstandighed<strong>en</strong>, niet erg stabiel geblek<strong>en</strong>. De gehanteerde<br />

procesconfiguratie conform e<strong>en</strong> cascade systeem (sterk gecompartim<strong>en</strong>teerd) heeft dit effect<br />

<strong>en</strong>igszins versterkt. Toepassing van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tioneel M-UCT- of BCFS ® -proces zou dit negatieve<br />

effect naar verwachting gedeeltelijk kunn<strong>en</strong> opheff<strong>en</strong>.<br />

Voor de overige aspect<strong>en</strong> van de MTR-lijst (zware metal<strong>en</strong>, pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong>, E.coli/kiemgetal)<br />

levert de MBR alle<strong>en</strong> voor desinfectie e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijke meerwaarde. Voor RWZI’s met<br />

lozing op oppervlaktewater met e<strong>en</strong> zwemwaterfunctie kan met e<strong>en</strong> MBR de norm word<strong>en</strong><br />

bereikt voor E.coli verwijdering.<br />

Ook voor de hormoonverwijdering blijkt dat de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nabezinktank <strong>en</strong><br />

de MBR e<strong>en</strong> vergelijkbare efflu<strong>en</strong>tkwaliteit lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong>. Daarbij word<strong>en</strong> bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong><br />

-oestradiol in beide system<strong>en</strong> tot circa 95% verwijderd. De resultat<strong>en</strong> van de ER-CALUX<br />

meting lat<strong>en</strong> echter zi<strong>en</strong> dat de pot<strong>en</strong>tiële oestrog<strong>en</strong>e activiteit van het efflu<strong>en</strong>t van de MBR,<br />

ondanks vergelijkbare chemische analyses, beduid<strong>en</strong>d lager is dan dat van de nabezinktank.<br />

PROCESCONFIGURATIE<br />

De procesconfiguratie van de pilot-MBR is volg<strong>en</strong>s het cascade-principe uitgevoerd. Dit betek<strong>en</strong>t<br />

dat het proces in sterke mate is gecompartim<strong>en</strong>teerd <strong>en</strong> daarmee de korte verblijftijd<strong>en</strong><br />

tijd<strong>en</strong>s RWA versterkt. Aanpassing van alle<strong>en</strong> de besturing kan daarvoor ge<strong>en</strong> soelaas<br />

bied<strong>en</strong>. Aangezi<strong>en</strong> met name de tweede anoxische zone weinig activiteit laat zi<strong>en</strong> zou de<br />

MBR beter volg<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> M-UCT of BCFS-proces kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> opgebouwd. Daarbij zoud<strong>en</strong><br />

de me<strong>mbr</strong>aantanks niet als extra biologische reactor moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> meegerek<strong>en</strong>d.<br />

33


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

MEMBRAANPRESTATIES<br />

De me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> relatief stabiel gedraaid. Alle<strong>en</strong> de uitschieters in zuig- <strong>en</strong> persdruk,<br />

met name bij de maximale bruto flux<strong>en</strong> van 45 l/m 2 .h, hebb<strong>en</strong> het me<strong>mbr</strong>aansysteem af <strong>en</strong><br />

toe part<strong>en</strong> gespeeld. Later zijn deze piek<strong>en</strong>, door aanpassing van de me<strong>mbr</strong>aanbesturing,<br />

verholp<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> maximale bruto me<strong>mbr</strong>aanflux van 45 l/m 2 .h gedur<strong>en</strong>de langere periode is,<br />

bij de gehanteerde besturing, te hoog geblek<strong>en</strong>. Bij e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp zou deze flux<br />

alle<strong>en</strong> tijd<strong>en</strong>s RWA omstandighed<strong>en</strong> moet<strong>en</strong> geld<strong>en</strong>. Het resulter<strong>en</strong>de DWA debiet is dan in<br />

de praktijk twee tot drie keer zo laag.<br />

De me<strong>mbr</strong>aanvervuiling is sterk afhankelijk geblek<strong>en</strong> van de manier van onttrekk<strong>en</strong> (besturing),<br />

het reinigingsregime <strong>en</strong> de toegepaste flux<strong>en</strong>. Voor de besturing is het van belang e<strong>en</strong><br />

geleidelijke onttrekking te realiser<strong>en</strong> om zodo<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> goede koekopbouw te verkrijg<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

niet direct pinpoints of fines aan te trekk<strong>en</strong>. Het gehanteerde reinigingsregime, met wekelijkse<br />

maint<strong>en</strong>ance cleans (MC) <strong>en</strong> tweejaarlijkse recovery cleans (RC), is niet afdo<strong>en</strong>de<br />

geblek<strong>en</strong> om de permeabiliteit te stabiliser<strong>en</strong>. Beter is het om de chemicaliën warm te doser<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> dit direct vanuit het backpulse-water te do<strong>en</strong> (i.p.v. met doseerpompjes). Dit kan e<strong>en</strong><br />

aanzi<strong>en</strong>lijke besparing op het chemicaliënverbruik oplever<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> verbeterd reinigingseffect.<br />

BEDRIJFSVOERING EN PROCESSTABILITEIT<br />

In feite heeft de MBR, t<strong>en</strong> opzichte van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI, slechts twee extra procesonderdel<strong>en</strong>,<br />

te wet<strong>en</strong> e<strong>en</strong> extra voorfiltratie van circa 0,75 mm <strong>en</strong> e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aanfiltratiesysteem.<br />

Voor beide onderdel<strong>en</strong> kan, met de juiste procesvoering, van e<strong>en</strong> stabiel proces word<strong>en</strong><br />

gesprok<strong>en</strong>.<br />

De voorfiltratie van de MBR (0,75 mm) heeft gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> storingsvrij<br />

gefunctioneerd.<br />

Met de juiste me<strong>mbr</strong>aanbesturing <strong>en</strong> reiniging is ook de me<strong>mbr</strong>aanonttrekking stabiel te<br />

bedrijv<strong>en</strong>. De irreversibele vervuiling van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> heeft echter, bij de gehanteerde<br />

procesvoering, relatief snel haar intrede gedaan. Bij aanpassing van de me<strong>mbr</strong>aanbesturing<br />

<strong>en</strong> toepassing van e<strong>en</strong> meer effectieve reiniging (bij hogere temperatuur <strong>en</strong> chemicaliën<br />

direct in het backpulse-water) zou e<strong>en</strong> lev<strong>en</strong>sduur van 6 jaar mogelijk moet<strong>en</strong> zijn.<br />

Voor de bioreactor<strong>en</strong> geldt bij de huidige configuratie, zoals hierbov<strong>en</strong> beschrev<strong>en</strong>, dat de<br />

stikstof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering instabiel verloopt. De procesoperators hebb<strong>en</strong> ook aangegev<strong>en</strong><br />

dat e<strong>en</strong> gedeg<strong>en</strong> inzicht in de process<strong>en</strong> (met name voor de recirculatiestrom<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

procescondities van de reactor<strong>en</strong>) absoluut noodzakelijk is, meer nog dan bij e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele<br />

RWZI.<br />

Het <strong>en</strong>ergieverbruik van de MBR zal, zelfs na aanpassing van de configuratie (M-UCT of<br />

BCFS) <strong>en</strong> optimalisatie van de beluchtings<strong>en</strong>ergie, nog circa 2 keer zo hoog zijn als dat van<br />

de conv<strong>en</strong>tionele RWZI (circa 1 kWh/m 3 ).<br />

SAMENVATTING PROCESVOERING EN –CONDITIES MBR<br />

De MTR-kwaliteit voor stikstof (2,2 mg/l) <strong>en</strong> fosfaat (0,15 mg/l) is bereikt bij de volg<strong>en</strong>de<br />

procescondities:<br />

• reactortemperatuur vanaf 13 °C;<br />

• slibbelasting (op basis van BZV) van 0,03 – 0,04 kg BZV/kg ds.d;<br />

• slibbelasting (op basis van stikstof) van 0,010 – 0,013 kg Nkj/kg ds.d;<br />

• de totale recirculatiefactor van de retourstrom<strong>en</strong> voor de N-verwijdering is 9.<br />

34


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Tijd<strong>en</strong>s het <strong>onderzoek</strong> zijn op verschill<strong>en</strong>de aspect<strong>en</strong> optimalisaties doorgevoerd of aandachtspunt<strong>en</strong><br />

geformuleerd voor e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp van de MBR. Deze zijn als volgt:<br />

• de procesconfiguratie conform e<strong>en</strong> M-UCT of BCFS ® -proces uitvoer<strong>en</strong>;<br />

• het volume van de me<strong>mbr</strong>aantanks niet meetell<strong>en</strong> als bioreactorruimte;<br />

• de maint<strong>en</strong>ance cleans (MC) uitvoer<strong>en</strong> vanuit de CIP-tank <strong>en</strong> niet d.m.v. doseerpompjes;<br />

• besparing van chemicaliën door recovery cleans (RC) uit te voer<strong>en</strong> met water van<br />

circa 40 °C;<br />

• de onttrekkingscyclus van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> rustig opbouw<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> goede koekfiltratie.<br />

Ook het inbouw<strong>en</strong> van extra buffercapaciteit (15 – 30 minut<strong>en</strong> RWA) in de beluchtingsruimte<br />

kan daarbij uitkomst bied<strong>en</strong>;<br />

• met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> in het conc<strong>en</strong>tratiebereik van MTR-kwaliteit vraagt extra aandacht.<br />

35


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

5<br />

RESULTATEN CONTINUE ZANDFILTRATIE<br />

5.1 PROCESCONDITIES<br />

TABEL 15<br />

OVERZICHT PROCESCONDITIES ZANDFILTERS TIJDENS VERSCHILLENDE ONDERZOEKSFASEN<br />

Parameter 2002<br />

2 e Kw.<br />

2002<br />

3 e Kw.<br />

2002<br />

4 e Kw.<br />

2003<br />

1 e Kw.<br />

2003<br />

2 e Kw.<br />

2003<br />

3 e Kw.<br />

2003<br />

4 e Kw.<br />

2004<br />

1 e Kw.<br />

2004<br />

2 e Kw.<br />

7 Zandfiltratie<br />

8 Efflu<strong>en</strong>tkwaliteit micro’s (2)<br />

9 Optimalisatie<br />

Influ<strong>en</strong>tsam<strong>en</strong>stelling (mg/l)<br />

CZV<br />

BZV<br />

NO 3<br />

N kjeldahl<br />

PO 4<br />

P totaal<br />

Zwev<strong>en</strong>d stof<br />

28<br />

3<br />

2,3<br />

4,6<br />

1,0<br />

1,2<br />

6,5<br />

27<br />

3<br />

2,2<br />

3,0<br />

2,3<br />

3,4<br />

5,5<br />

27<br />

3<br />

1,6<br />

2,4<br />

1,1<br />

1,3<br />

6,5<br />

28<br />

4<br />

2,5<br />

2,9<br />

1,5<br />

1,6<br />

7,0<br />

31<br />

3<br />

2,1<br />

3,0<br />

2,2<br />

2,3<br />

8,5<br />

Gemiddeld influ<strong>en</strong>tdebiet (m 3 /d) 390 480 580 620 490<br />

Zandsnelheid d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter<br />

(mm/min)<br />

4 - 10 4 - 10 4 - 10 4 - 10 3 - 5<br />

Zandsnelheid defosfater<strong>en</strong>d filter<br />

(mm/min)<br />

Maximale filterbedweerstand (cm<br />

waterkolom)<br />

Verdeling dosering FeCl 3<br />

(1 e – 2 e filter in %)<br />

6 - 8 6 - 8 6 - 8 6 - 8 4 - 6<br />

25 - 105 25 - 105 25 - 105 25 - 105 25 - 110<br />

0 - 100 0 - 100 0 - 100 33 – 67 0 – 100<br />

De zandsnelheid van het eerste filter wordt automatisch geregeld op basis van het debiet <strong>en</strong><br />

de filterweerstand.<br />

5.2 BIOLOGISCHE RESULTATEN<br />

Het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter heeft e<strong>en</strong> week na het begin van de C-bron dosering al e<strong>en</strong> goede<br />

d<strong>en</strong>itrificatiecapaciteit vertoond. Ook in period<strong>en</strong> dat er gedur<strong>en</strong>de meerdere dag<strong>en</strong> niet<br />

werd gedoseerd, kwam de d<strong>en</strong>itrificatie weer binn<strong>en</strong> e<strong>en</strong> aantal ur<strong>en</strong> op gang. De hoeveelheid<br />

biomassa kan daarbij word<strong>en</strong> geregeld door de automatische aanpassing van de zandsnelheid<br />

aan de filterbedweerstand.<br />

Hierna word<strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> van beide zandfilters besprok<strong>en</strong>. Het gaat hier om de bereikte<br />

efflu<strong>en</strong>tkwaliteit voor stikstof, fosfaat, herbicid<strong>en</strong>/pesticid<strong>en</strong>, zware metal<strong>en</strong> <strong>en</strong> hormon<strong>en</strong>.<br />

36


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

5.2.1 EFFLUENTKWALITEIT STIKSTOF EN FOSFAAT<br />

TOTAAL STIKSTOF<br />

In figuur 21 zijn de efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>traties van de RWZI <strong>en</strong> de zandfilters voor totaal stikstof<br />

<strong>en</strong> nitraat weergegev<strong>en</strong>. Tev<strong>en</strong>s is het mom<strong>en</strong>t weergegev<strong>en</strong> waarop de zandfilters in bedrijf<br />

zijn g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

FIGUUR 21<br />

EFFLUENTGEHALTEN N TOTAAL<br />

EN NO 3<br />

VAN DE RWZI (EN VANAF JULI 2004 MET ZANDFILTERS)<br />

7<br />

3e Kw<br />

4e Kw<br />

1e Kw 2e Kw 3e Kw 4e Kw 1e Kw 2e Kw<br />

10<br />

6<br />

Zandfilters in bedrijf<br />

9<br />

8<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

1-jul-02<br />

1-okt-02<br />

1-jan-03<br />

1-apr-03<br />

1-jul-03<br />

1-okt-03<br />

1-jan-04<br />

1-apr-04<br />

1-jul-04<br />

Conc<strong>en</strong>tratie Ntotaal (mg/l)<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Conc<strong>en</strong>tratie NO3 (mg/l)<br />

0<br />

Datum<br />

10d gemiddelde Ntotaal Jaargemiddelde Ntotaal 5-weeks gemiddelde [NO3]<br />

Het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d zandfilter heeft het eerste halfjaar van de bedrijfsvoering gekampt met<br />

storing<strong>en</strong> aan de C-bron dosering <strong>en</strong> de filterbedweerstand<strong>en</strong>. Na aanpassing<strong>en</strong> heeft het<br />

filter pas vanaf maart 2004 goed kunn<strong>en</strong> functioner<strong>en</strong>. Er is e<strong>en</strong> gemiddelde efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>tratie<br />

bereikt van circa 2,5 mg N totaal /l, waarbij in circa 45% van de dag<strong>en</strong> daadwerkelijk<br />

MTR-kwaliteit is bereikt (N totaal < 2,2 mg/l). Tev<strong>en</strong>s is te zi<strong>en</strong> dat de gemiddelde efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>tratie<br />

van de RWZI, als gevolg van plaatsing van de zandfilters, is gedaald van circa<br />

4,5 mg/l naar 2,5 mg/l. De gemiddelde stikstofbelasting per volume filterbed voor stikstof is<br />

0,2 kg N/m 3 .d geweest. Gemiddelde nitraatwaard<strong>en</strong> van circa 1 mg/l zijn e<strong>en</strong>voudig haalbaar<br />

bij e<strong>en</strong> adequate C-bron dosering zoals beschrev<strong>en</strong> in hoofdstuk 3.<br />

TOTAAL FOSFOR<br />

In figuur 22 zijn de efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>traties van totaal fosfor <strong>en</strong> PO 4 -P weergegev<strong>en</strong> vóór <strong>en</strong> ná<br />

installatie van de zandfilters. De chemische fosfaatverwijdering met behulp van FeCl 3 is<br />

over de gehele periode zeer stabiel verlop<strong>en</strong>. Het defosfater<strong>en</strong>d filter heeft ge<strong>en</strong> storing<strong>en</strong> of<br />

verstopping<strong>en</strong> gek<strong>en</strong>d. De jaargemiddelde efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>tratie is uitgekom<strong>en</strong> op circa 0,5<br />

mg/l, waarbij in totaal op circa 30% van de dag<strong>en</strong> ook daadwerkelijk MTR-kwaliteit is bereikt<br />

(P totaal < 0,15 mg/l). Verder valt op dat het totaal fosfor vrijwel volledig wordt bepaald<br />

door het PO 4 -P gehalte.<br />

Het defosfater<strong>en</strong>d filter is ontworp<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> fosforgehalte in de toevoer van 1,5 mg/l. Het<br />

gemiddelde fosforgehalte in de toevoer was 1,8 mg/l. Bij gehalt<strong>en</strong> bov<strong>en</strong> de 1,5 mg/l is het<br />

verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t goed te noem<strong>en</strong>, maar is ge<strong>en</strong> MTR-kwaliteit haalbaar. Aangezi<strong>en</strong><br />

de filters in de praktijk e<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t hebb<strong>en</strong> van circa 90% zou, voor het bereik<strong>en</strong> van<br />

MTR-kwaliteit, het fosforgehalte in de toevoer niet hoger moet<strong>en</strong> zijn dan 1,5 mg/l.<br />

37


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 22<br />

EFFLUENTGEHALTEN P TOTAAL<br />

, PO 4<br />

-P EN ZWEVEND STOF (ZS) VAN DE RWZI (EN VANAF JULI 2004 MET ZANDFILTERS)<br />

5<br />

4,5<br />

4<br />

3e Kw<br />

4e Kw<br />

1e Kw '03 2e Kw 3e Kw 4e Kw 1e Kw 2e Kw<br />

Zandfilters in bedrijf<br />

7<br />

6<br />

Conc<strong>en</strong>tratie (mg/l)<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

5<br />

4<br />

3<br />

Conc<strong>en</strong>tratie zs (mg/l)<br />

1,5<br />

2<br />

1<br />

0,5<br />

1<br />

0<br />

0<br />

1-jul-02<br />

1-okt-02<br />

1-jan-03<br />

1-apr-03<br />

1-jul-03<br />

Datum<br />

1-okt-03<br />

1-jan-04<br />

1-apr-04<br />

1-jul-04<br />

5d gemiddelde Ptotaal Jaargemiddelde Ptotaal PO4-P 5-weeks gemiddelde zs<br />

Opvall<strong>en</strong>d is de daling van het fosfaatgehalte vóórdat de zandfilters in bedrijf zijn g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />

Normaliter is het efflu<strong>en</strong>tgehalte van de RWZI 2 à 3 mg/l. Dit loopt vóór plaatsing van de<br />

filters al af tot e<strong>en</strong> niveau van 1 à 2 mg/l. E<strong>en</strong> verklaring is het <strong>en</strong>t<strong>en</strong> van de RWZI met het<br />

defosfater<strong>en</strong>de slib uit de MBR, waardoor de biologische defosfatering in de RWZI op gang is<br />

gekom<strong>en</strong>. Het zwev<strong>en</strong>d stofgehalte (SS) is na installatie van de zandfilters gedaald van 4,2<br />

naar 3,0 mg/l. Vanaf oktober 2004 is wel e<strong>en</strong> meer stabiele zwev<strong>en</strong>d stofverwijdering zichtbaar:<br />

de hoogste piek<strong>en</strong> gaan tot 3,5 mg/l in plaats van ruim 6 mg/l.<br />

Vanaf begin januari 2004 is e<strong>en</strong> gedeelte van de ijzerdosering (circa 30%) verplaatst naar het<br />

eerste filter om de belasting voor het defosfater<strong>en</strong>de filter <strong>en</strong>igszins te verlag<strong>en</strong>. Hierdoor<br />

zou e<strong>en</strong> gedeelte van de zwev<strong>en</strong>d stof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering al plaats kunn<strong>en</strong> vind<strong>en</strong> in het<br />

eerste filter, waardoor het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van het defosfater<strong>en</strong>de filter mogelijk zou verbeter<strong>en</strong>.<br />

Dit had echter e<strong>en</strong> hogere filterbedweerstand van het eerste filter tot gevolg <strong>en</strong> e<strong>en</strong> grotere<br />

doorslag van ijzerslib, waarna de oorspronkelijke procescondities vanaf maart 2004 weer<br />

zijn ingesteld.<br />

5.2.2 EFFLUENTKWALITEIT OVERIGE PARAMETERS<br />

De efflu<strong>en</strong>tkwaliteit van de overige parameters, pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong>, zware metal<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

hormon<strong>en</strong>, wordt hierna weergegev<strong>en</strong>.<br />

PESTICIDEN EN HERBICIDEN<br />

De volledige lijst met geanalyseerde verbinding<strong>en</strong> is weergegev<strong>en</strong> in bijlage 3. De meeste<br />

herbicid<strong>en</strong> <strong>en</strong> pesticid<strong>en</strong> zijn echter onder de detectielimiet aangetroff<strong>en</strong>. De verbinding<strong>en</strong><br />

welke hogere gehaltes lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> zijn in tabel 16 weergegev<strong>en</strong>. Vergelijking van de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />

van de RWZI, MBR <strong>en</strong> de zandfilters is weergegev<strong>en</strong> in hoofdstuk 7.<br />

In de tabel zijn tev<strong>en</strong>s de MTR-norm<strong>en</strong> vermeld wanneer deze voor de betreff<strong>en</strong>de verbinding<br />

is vastgesteld. Hieruit blijkt dat alle<strong>en</strong> voor linuron <strong>en</strong> diazinon e<strong>en</strong> overschrijding van<br />

de MTR-kwaliteit plaatsvindt.<br />

Alle<strong>en</strong> op glyfosaat lat<strong>en</strong> de zandfilters e<strong>en</strong> beduid<strong>en</strong>d betere efflu<strong>en</strong>tkwaliteit zi<strong>en</strong> dan de<br />

RWZI. Het extra r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de zandfilters voor de geanalyseerde verbinding<strong>en</strong> is marginaal.<br />

De d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>de biomassa is in het eerste filter vooralsnog niet in staat geblek<strong>en</strong><br />

diverse moeilijk afbreekbare compon<strong>en</strong>t<strong>en</strong> te verwijder<strong>en</strong>.<br />

De meetonnauwkeurigheid van de herbicid<strong>en</strong>/pesticid<strong>en</strong> meting<strong>en</strong> is gemiddeld 15%.<br />

38


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 16<br />

ANALYSES HERBICIDEN EN PESTICIDEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN ZANDFILTERS<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t zandfilters MTR-norm<br />

HERBICIDEN<br />

carb<strong>en</strong>dazim µg/l 0,05 0,10 0,11<br />

AMPA µg/l 6,00 5,75<br />

glyfosaat µg/l 7,50 3,47<br />

diuron µg/l 0,11 0,18 0,43<br />

linuron µg/l 1,35 0,90 0,25<br />

PESTICIDEN ORGANO-P<br />

Primicarb µg/l 0,05 0,10<br />

Diazinon µg/l 0,10 0,08 0,037<br />

PESTICIDEN ORGANO-N<br />

Simazine µg/l - 0,08 0,14<br />

DIVERSEN<br />

Dodine µg/l 0,66 0,66<br />

Tolclofos µg/l 0,35 0,22<br />

ZWARE METALEN<br />

Van de zware metal<strong>en</strong> zijn in het efflu<strong>en</strong>t van zowel de zandfilters alsook van de RWZI<br />

alle<strong>en</strong> koper, zink, lood <strong>en</strong> nikkel bov<strong>en</strong> de detectiegr<strong>en</strong>s aangetroff<strong>en</strong>. De overige metal<strong>en</strong><br />

arse<strong>en</strong>, cadmium, chroom <strong>en</strong> kwik war<strong>en</strong> bij alle meting<strong>en</strong> onder de detectiegr<strong>en</strong>s <strong>en</strong> onder<br />

de MTR-norm. In tabel 17 zijn de gevond<strong>en</strong> conc<strong>en</strong>traties in het efflu<strong>en</strong>t van de RWZI <strong>en</strong> de<br />

zandfilters weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 17<br />

ANALYSES ZWARE METALEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN ZANDFILTERS<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t zandfilters MTR-totaalnorm<br />

Koper µg/l 6,3 5,2 3,8<br />

Zink µg/l 27 23 40<br />

Lood µg/l 1,0 0,5 220<br />

Nikkel µg/l 1,6 1,8 6,3<br />

Arse<strong>en</strong> µg/l


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 18<br />

EFFLUENTKWALITEIT KIEMGETAL EN E.COLI VOOR RWZI EN ZANDFILTERS<br />

Parameter RWZI Zandfilters MTR-norm<br />

Kiemgetal / ml 16.300 7.600 -<br />

E. coli / ml 200 130 20<br />

Door de RWZI, alsook door de zandfilters, wordt de MTR-norm voor E.coli niet gehaald. Het<br />

naschakel<strong>en</strong> van de zandfilters levert slechts e<strong>en</strong> beperkte verbetering van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit<br />

op voor de verwijdering van kiem<strong>en</strong> <strong>en</strong> thermotolerante E.coli. De extra logreductie<br />

door het zandfilter is nihil te noem<strong>en</strong>.<br />

HORMOONVERWIJDERING<br />

In het influ<strong>en</strong>t van de RWZI <strong>en</strong> het efflu<strong>en</strong>t van de nabezinktank <strong>en</strong> de MBR zijn de conc<strong>en</strong>traties<br />

van e<strong>en</strong> aantal hormon<strong>en</strong> bepaald. Het betreft e<strong>en</strong> zestal hormon<strong>en</strong> welke met<br />

natchemische analyses zijn bepaald met e<strong>en</strong> meetonnauwkeurigheid van gemiddeld 20%.<br />

Verder is met behulp van e<strong>en</strong> ER-CALUX meting (bioassay) de oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie van het<br />

monster bepaald. Het resultaat wordt uitgedrukt in β-oestradiol equival<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (EEQ).<br />

De gevond<strong>en</strong> waard<strong>en</strong> van de hormoonanalyses zijn weergegev<strong>en</strong> in tabel 19. De waard<strong>en</strong><br />

zijn het gemiddelde van e<strong>en</strong> tweetal meetsessies.<br />

TABEL 19<br />

ANALYSES HORMONEN EFFLUENT NABEZINKTANK EN MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Influ<strong>en</strong>t RWZI<br />

Efflu<strong>en</strong>t<br />

nabezinktank<br />

Efflu<strong>en</strong>t<br />

zandfilters<br />

Bisf<strong>en</strong>ol A ng/l 905 28 33<br />

α-oestradiol ng/l 2,6 1,05 0,75<br />

Estron ng/l 95,5 4,75 6,9<br />

β-oestradiol ng/l 13,5 1,05 0,85<br />

Mestranol ng/l 2,25 1,85 1,5<br />

Ethinylestradiol ng/l 2,8 3,55 2,6<br />

EEQ o.b.v. ER-CALUX nM 0,17 0,014 0,011<br />

Uit de resultat<strong>en</strong> blijkt dat de efflu<strong>en</strong>tgehalt<strong>en</strong> van de nabezinktank <strong>en</strong> de zandfilters<br />

vergelijkbaar zijn. Beide installaties k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> voor met name bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong> β-oestradiol<br />

e<strong>en</strong> hoog verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van gemiddeld circa 95%. De overige verbinding<strong>en</strong><br />

word<strong>en</strong>, rek<strong>en</strong>inghoud<strong>en</strong>d met de meetnauwkeurigheid, slechts gedeeltelijk afgebrok<strong>en</strong>.<br />

De resultat<strong>en</strong> van de ER-CALUX meting lat<strong>en</strong> echter zi<strong>en</strong> dat de pot<strong>en</strong>tiële oestrog<strong>en</strong>e<br />

activiteit van het efflu<strong>en</strong>t van de zandfilters circa 20% lager is dan dat van de nabezinktank.<br />

De aanvull<strong>en</strong>de verwijdering van zwev<strong>en</strong>d stof door de zandfitlers zou hiervoor e<strong>en</strong> verklaring<br />

kunn<strong>en</strong> zijn. Met name voor ftalat<strong>en</strong>, polybroomdif<strong>en</strong>ylethers (PBDE’s) <strong>en</strong> alkylf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong><br />

is bek<strong>en</strong>d dat adsorptie het belangrijkste verwijderingsmechanisme is 2 .<br />

5.3 BEDRIJFSVOERINGSASPECTEN<br />

Naast de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit van de zandfilters zijn er nog andere aspect<strong>en</strong> van belang voor de<br />

bedrijfsvoering of de beoordeling van de werking van de zandfilters. Om die red<strong>en</strong> wordt<br />

hieronder de storingsgevoeligheid/ processtabiliteit <strong>en</strong> de complexiteit van de installatie<br />

kort besprok<strong>en</strong>.<br />

2<br />

“Verwijdering van hormoonverstor<strong>en</strong>de stoff<strong>en</strong> in rioolwaterzuiveringsinstallaties”, STOWA 2003-15<br />

40


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

5.3.1 STORINGSGEVOELIGHEID EN PROCESSTABILITEIT<br />

Uit de storingslijst van de zandfilters (zie bijlage 7) blijkt dat de zandsnelheidsmeters <strong>en</strong> de<br />

filterbedweerstand de kritische aandachtspunt<strong>en</strong> zijn. E<strong>en</strong> storing van de zandsnelheidsmeters<br />

heeft niet direct invloed op de werking van de filters. Alle<strong>en</strong> als de filterbedweerstand<br />

in het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d zandfilter e<strong>en</strong> maximale waarde overschrijdt (0,5 x filterbedhoogte:<br />

0,09 bar) wordt de toevoer gestopt. In januari 2004 zijn in verband met de lagere<br />

temperatur<strong>en</strong> de instelling<strong>en</strong> bij het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d zandfilter veranderd om de hoeveelheid<br />

biomassa te verhog<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> gevolg hiervan was dat het zandfilter regelmatig op storing<br />

is gevall<strong>en</strong> door e<strong>en</strong> te hoge filterbedweerstand bij RWA omstandighed<strong>en</strong>. Dit is ook voor<br />

e<strong>en</strong> deel veroorzaakt door de dosering van ijzerchloride op het eerste filter. Bij e<strong>en</strong> te hoge<br />

filterbedweerstand vindt er e<strong>en</strong> overstort plaats naar de toevoer van het zandfilter. Het<br />

probleem is in april 2004 verholp<strong>en</strong> door de overstort bij het eerste filter te verhog<strong>en</strong>, waardoor<br />

ook het setpoint voor de maximale bedweerstand kon word<strong>en</strong> verhoogd tot 0,105 bar.<br />

Verder is de uitvoeringsvorm van de C-bron dosering e<strong>en</strong> belangrijk aandachtspunt geweest.<br />

Deze was uitgevoerd met me<strong>mbr</strong>aanpompjes vanuit de opslagtank maar functioneerde niet<br />

vanwege discontinue luchtophoping in de leiding<strong>en</strong>. Voor de aanpassing is gekoz<strong>en</strong> voor<br />

plaatsing van e<strong>en</strong> hoger geplaatste (i.v.m. voordruk) aanzuigtank. Van hieruit wordt de C-<br />

bron middels de me<strong>mbr</strong>aanpompjes gedoseerd in de aanvoer naar het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d filter.<br />

Verder zijn de online NO x - <strong>en</strong> PO 4 -meting<strong>en</strong>, waarbij het monster wordt gefiltreerd, zeer<br />

gevoelig geblek<strong>en</strong> voor verstopping<strong>en</strong>. Met name de filtratie van de afloop van het tweede<br />

filter, met e<strong>en</strong> minimale uitspoeling van ijzerslib, gaf snel storing<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> ontregeling van<br />

de besturing.<br />

5.3.2 ENERGIEVERBRUIK<br />

De zandfilters <strong>en</strong> aanverwante apparatuur heeft gedur<strong>en</strong>de de <strong>onderzoek</strong>speriode 41.500<br />

kWh verbruikt voor de verwerking van e<strong>en</strong> totale afvalwaterstroom van 270.000 m 3 .<br />

Dit komt overe<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> verbruik van circa 0,15 kWh/m 3 verwerkt water. Het gemiddelde<br />

<strong>en</strong>ergieverbruik van de RWZI’s van Rivier<strong>en</strong>land voor de waterlijn is circa 0,25 –<br />

0,5 kWh/m 3 . Voor de totale installatie met nageschakelde zandfilters moet daarom word<strong>en</strong><br />

gerek<strong>en</strong>d met e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergieverbruik van 0,4 tot 0,65 kWh/m 3 voor de waterlijn.<br />

5.3.3 COMPLEXITEIT INSTALLATIE<br />

De installatie k<strong>en</strong>t slechts e<strong>en</strong> paar parameters welke moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gevolgd voor e<strong>en</strong><br />

stabiele bedrijfsvoering, te wet<strong>en</strong>: de filterbedweerstand, de zandsnelheid <strong>en</strong> de dosering<strong>en</strong>.<br />

De filters zijn daarmee relatief e<strong>en</strong>voudig te begrijp<strong>en</strong> <strong>en</strong> te bedi<strong>en</strong><strong>en</strong>. Er di<strong>en</strong>t nog wel ervaring<br />

te word<strong>en</strong> opgedaan met de regeling van de hoeveelheid biomassa in het d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>de<br />

zandfilter voor de zomer <strong>en</strong> de winterperiode.<br />

5.4 EVALUATIE<br />

De evaluatie van de zandfilters vindt plaats aan de hand van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit, de procesconfiguratie<br />

<strong>en</strong> -stabiliteit <strong>en</strong> de bedrijfsvoering.<br />

EFFLUENTKWALITEIT<br />

Bij de zandfilters is geblek<strong>en</strong> dat de MTR-kwaliteit voor stikstof haalbaar is (mits het organische<br />

stikstofgehalte niet veel hoger is dan 1,5 mg/l). Bij e<strong>en</strong> juiste dosering van de C-bron<br />

zijn nitraatwaard<strong>en</strong> van circa 0,2 mg/l haalbaar.<br />

De MTR-kwaliteit voor fosfor is slechts haalbaar als doorslag van ijzerslib wordt voorkom<strong>en</strong>.<br />

Daarbij is de keuze van de zandfractie, filterbedweerstand <strong>en</strong> de hydraulische belasting van<br />

groot belang.<br />

41


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Voor de verwijdering van pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong> <strong>en</strong> zware metal<strong>en</strong> is ge<strong>en</strong> significant verschil<br />

waarneembaar tuss<strong>en</strong> de RWZI <strong>en</strong> de zandfilters. Alle<strong>en</strong> voor E.coli- <strong>en</strong> kiem<strong>en</strong>verwijdering<br />

lever<strong>en</strong> de zandfilters e<strong>en</strong> beperkte verbetering van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit op.<br />

Uit de resultat<strong>en</strong> van de chemische hormoonanalyses blijkt dat de efflu<strong>en</strong>tgehalt<strong>en</strong> van de<br />

nabezinktank <strong>en</strong> de zandfilters vergelijkbaar zijn. Beide installaties k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> voor met name<br />

bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong> β-oestradiol e<strong>en</strong> hoog verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van gemiddeld circa<br />

95%. De resultat<strong>en</strong> van de bioassay lat<strong>en</strong> echter zi<strong>en</strong> dat de pot<strong>en</strong>tiële oestrog<strong>en</strong>e activiteit<br />

van het efflu<strong>en</strong>t van de zandfilters circa 20% lager is dan dat van de nabezinktank.<br />

PROCESCONFIGURATIE EN -STABILITEIT<br />

De toegepaste configuratie, van in serie geschakelde d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>de- <strong>en</strong> defosfater<strong>en</strong>de<br />

filters, is e<strong>en</strong> werkbaar systeem geblek<strong>en</strong>. Bij de juiste dosering van de chemicaliën <strong>en</strong> filterbedweerstand<br />

is e<strong>en</strong> dergelijk proces ook stabiel te bedrijv<strong>en</strong>. De uitvoeringsvorm van de<br />

dosering<strong>en</strong> is daarbij van belang. Voor de C-bron dosering is hiervoor e<strong>en</strong> dagtankje geplaatst<br />

om voordruk te creër<strong>en</strong>.<br />

Daarnaast zijn de on-line meting<strong>en</strong> in de aan- <strong>en</strong> afvoerleiding<strong>en</strong> gevoelig geblek<strong>en</strong> voor<br />

verstopping met ijzerslib. Dit kan uiteindelijk de meting<strong>en</strong> <strong>en</strong> daarmee de dosering<strong>en</strong> van<br />

de chemicaliën verstor<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> tweewekelijkse handmatige reiniging van de slangetjes is<br />

hiervoor noodzakelijk.<br />

42


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

6<br />

FINANCIËLE ANALYSE<br />

In dit hoofdstuk word<strong>en</strong> de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> weergegev<strong>en</strong>. Voor beide system<strong>en</strong><br />

is gekoz<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> “gro<strong>en</strong>e weide” concept waarbij nieuwbouw van de volledige installatie<br />

plaatsvindt. Hiervoor heeft e<strong>en</strong> nieuwe zuivering van 10.000 i.e. (à 136 g TZV) als uitgangspunt<br />

gedi<strong>en</strong>d voor het ontwerp aangezi<strong>en</strong> dit voor het Waterschap Rivier<strong>en</strong>land de gemiddelde<br />

grootte is voor de aan te pakk<strong>en</strong> binn<strong>en</strong>water lozers. Voor e<strong>en</strong> beter inzicht in de<br />

mogelijke schaalvoordel<strong>en</strong> is daarnaast tev<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> kost<strong>en</strong>vergelijking gemaakt voor installaties<br />

van 50.000 i.e (à 136 g TZV).<br />

Eerst volg<strong>en</strong> de uitgangspunt<strong>en</strong> voor het ontwerp <strong>en</strong> de uiteindelijke dim<strong>en</strong>sionering van<br />

de installaties. Daarna volg<strong>en</strong> de uitgangspunt<strong>en</strong> voor de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e kost<strong>en</strong>berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong><br />

<strong>en</strong> de investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong>. Tot slot word<strong>en</strong> de uitkomst<strong>en</strong> geëvalueerd.<br />

6.1 DIMENSIONERING INSTALLATIES<br />

UITGANGSPUNTEN<br />

In tabel 20 zijn de uitgangspunt<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> welke hebb<strong>en</strong> gedi<strong>en</strong>d voor dim<strong>en</strong>sionering<br />

van de “gro<strong>en</strong>e weide” installaties van 10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e. à 136 g TZV. De biologische<br />

configuratie is volg<strong>en</strong>s het BCFS ® -principe daar hiermee lagere stikstof <strong>en</strong> fosfaatgehaltes<br />

mogelijk zijn.<br />

TABEL 20<br />

BELANGRIJKSTE UITGANSPUNTEN VOOR DIMENSIONERING INSTALLATIES<br />

PARAMETER WAARDE 10.000 I.E. WAARDE 50.000 I.E. EENHEID<br />

INFLUENT<br />

CZV 500 500 mg/l<br />

BZV 200 200 mg/l<br />

N KJELDAHL<br />

50 50 mg/l<br />

P TOTAAL<br />

9 9 mg/l<br />

DWA 120 590 m 3 /h<br />

RWA 355 1.770 m 3 /h<br />

TWA 1.865 9.340 m 3 /d<br />

MEMBRAANBIOREACTOR<br />

PORIEGROOTTE VOORFILTRATIE 6 + 0,75 6 + 0,75 mm<br />

SLIBGEHALTE BIOLOGIE 9 9 g/l<br />

MAXIMALE NETTO MEMBRAANFLUX 40 40 l/m 2 .h<br />

BELUCHTING MEMBRANEN 0,45 0,45 Nm 3 /m 2 .h<br />

CONVENTIONEEL + ZANDFILTRATIE<br />

PORIEGROOTTE VOORFILTRATIE 6 6 mm<br />

SLIBGEHALTE BIOLOGIE 4 4 g/l<br />

SVI 150 150 ml/g<br />

BELASTING N-ZANDFILTERS 20 20 m/h<br />

BELASTING P-ZANDFILTERS 12 12 m/h<br />

MAXIMAAL DEBIET ZANDFILTERS 355 1.770 m 3 /h<br />

INFLUENTGEHALTE N TOTAAL<br />

ZANDFILTERS 5 5 mg/l<br />

INFLUENTGEHALTE P TOTAAL<br />

ZANDFILTERS 1 1 mg/l<br />

43


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

De aankoop van grond is in de kost<strong>en</strong>berek<strong>en</strong>ing niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. De efflu<strong>en</strong>teis is voor<br />

beide system<strong>en</strong> MTR-kwaliteit met e<strong>en</strong> N totaal - <strong>en</strong> P totaal -gehalte van respectievelijk 2,2 <strong>en</strong><br />

0,15 mg/l.<br />

DIMENSIONERING INSTALLATIES<br />

Op basis van bov<strong>en</strong>staande uitgangspunt<strong>en</strong> is de dim<strong>en</strong>sionering van de betreff<strong>en</strong>de installaties<br />

doorgerek<strong>en</strong>d met het HSA-model. Voor het ontwerp van de volumina voor nitrificatie<br />

<strong>en</strong> d<strong>en</strong>itrificatie is de HSA methode gebruikt met e<strong>en</strong> minimum NO 3 -N gehalte van 2 mg /l<br />

<strong>en</strong> met aangepaste waard<strong>en</strong> voor NH 4 tijd<strong>en</strong>s nitrificatie (3 mg N/l in plaats van 5) <strong>en</strong> d<strong>en</strong>itrificatie<br />

(NH 4 = 1,0 in plaats van 1,5 mg/l).<br />

Het ontwerp voor de biologische verwijdering van fosfor is doorgaans gebaseerd op e<strong>en</strong><br />

contacttijd tuss<strong>en</strong> afvalwater <strong>en</strong> slib die noodzakelijk zou zijn voor de opname van het substraat,<br />

vooral vluchtige vetzur<strong>en</strong>, door fosfaat accumuler<strong>en</strong>de bacteriën. Het begrip contacttijd<br />

wordt hier onjuist toegepast, want in feite gaat het om de acetaatopnamesnelheid per<br />

hoeveelheid slib. Met andere woord<strong>en</strong>: bij e<strong>en</strong> hoger slibgehalte, zoals gebruikelijk is in e<strong>en</strong><br />

MBR, kan e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk kortere contacttijd word<strong>en</strong> gehanteerd dan in e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele<br />

actiefslibinstalllatie. De wez<strong>en</strong>lijke parameter is de opnamesnelheid van vluchtige vetzur<strong>en</strong><br />

uitgedrukt in mg/l.h. Als e<strong>en</strong> contacttijd van 1 h bij e<strong>en</strong> slibgehalte van 4 g/l in e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele<br />

actiefinstallatie voldo<strong>en</strong>de is, moet e<strong>en</strong> contacttijd van 0,5 h in e<strong>en</strong> MBR bij 8 g/l dat<br />

ook zijn. Hiervan is in het ontwerp van de MBR dan ook uitgegaan.<br />

Daarnaast is voor het ontwerp van de zandfilters het volg<strong>en</strong>de aangehoud<strong>en</strong>. De keuze voor<br />

de capaciteit van e<strong>en</strong> zandfilter voor de verwijdering van zwev<strong>en</strong>de stof <strong>en</strong> nutriënt<strong>en</strong> kan<br />

namelijk op verschill<strong>en</strong>de manier<strong>en</strong> word<strong>en</strong> bepaald:<br />

• Als er sprake is van e<strong>en</strong> maximaal toelaatbaar risico, met andere woord<strong>en</strong>, als er e<strong>en</strong><br />

conc<strong>en</strong>trati<strong>en</strong>iveau is dat absoluut niet overschred<strong>en</strong> mag word<strong>en</strong>, dan kan het noodzakelijk<br />

zijn om de capaciteit van het zandfilter gelijk te lat<strong>en</strong> zijn aan de maximale<br />

hydraulische capaciteit van de installatie, dus 1 x RWA.<br />

• Voor met name zwev<strong>en</strong>de stof <strong>en</strong> nutriënt<strong>en</strong>, waarvan tijdelijk verhoogde conc<strong>en</strong>traties<br />

ge<strong>en</strong> acute nadelige effect<strong>en</strong> met zich meebr<strong>en</strong>g<strong>en</strong>, kan de gemiddelde emissie meer van<br />

belang zijn dan de absolute maximale emissie. In dat geval kan de capaciteit belangrijk<br />

lager zijn dan RWA.<br />

In figuur 23 is de daggemiddelde efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>tratie voor nitraat gegev<strong>en</strong> als functie van<br />

de capaciteit van het zandfilter voor e<strong>en</strong> installatie met e<strong>en</strong> efflu<strong>en</strong>tgehalte van 10 mg/l<br />

waarbij het efflu<strong>en</strong>t na behandeling 2 mg/l bevat. De DWA- <strong>en</strong> RWA-capaciteit zijn in dit<br />

voorbeeld respectievelijk 500 <strong>en</strong> 2.000 m 3 /h. Er is ervan uitgegaan dat 12 % van de tijd<br />

sprake is van RWA. De daggemiddeld<strong>en</strong> zijn niet volumeproportioneel berek<strong>en</strong>d.<br />

De volumeproportionele gemiddeld<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> hoger ligg<strong>en</strong> dan de gepres<strong>en</strong>teerde daggemiddeld<strong>en</strong>.<br />

44


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

FIGUUR 23<br />

DAGGEMIDDELDE EFFLUENTCONCENTRATIE ALS FUNCTIE VAN DE CAPACITEIT VAN EEN ZANDFILTER, BIJ INGAANDE CONCENTRATIE 10 MG/L EN<br />

UITGAANDE 2 MG/L, EN 12% VAN DE TIJD RWA. DEBIETEN ZIJN 500 M 3 /H EN 2.000 M 3 /H VOOR RESPECTIEVELIJK DWA EN RWA.<br />

11<br />

10<br />

9<br />

Conc<strong>en</strong>tratieverloop bepaald door in<strong>en</strong><br />

uitgaande conc<strong>en</strong>tratie<br />

8<br />

Efflu<strong>en</strong>t NO3-N (mg/l)<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Hoogte 'knik' wordt bepaald<br />

door RWA frequ<strong>en</strong>tie<br />

3<br />

2<br />

1<br />

DWA<br />

0<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400<br />

Capaciteit (m3/h)<br />

Uit figuur 23 blijkt dat e<strong>en</strong> capaciteit van minder dan RWA (bijvoorbeeld 1,5 x DWA) voldo<strong>en</strong>de<br />

is om piek<strong>en</strong> in de dagaanvoer <strong>en</strong> e<strong>en</strong> groot gedeelte van de reg<strong>en</strong>wateraanvoer op<br />

te vang<strong>en</strong>. Voor e<strong>en</strong> eerlijke vergelijking met de MBR is voor de kost<strong>en</strong>berek<strong>en</strong>ing echter<br />

uitgegaan van het behandel<strong>en</strong> van de volledige RWA capaciteit.<br />

De dim<strong>en</strong>sionering van de belangrijkste onderdel<strong>en</strong> van de installaties is in tabel 21 weergegev<strong>en</strong>.<br />

TABEL 21<br />

DIMENSIONERING HOOFDONDERDELEN INSTALLATIES 10.000 EN 50.000 I.E. À 139 G TZV<br />

parameter waarde 10.000 i.e. waarde 50.000 i.e. e<strong>en</strong>heid<br />

Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor<br />

Grofvuilrooster 6 mm 355 1.770 m 3 /h<br />

Trommelfilter 0,75 mm 2 x 355 2 x 1.770 m 3 /h<br />

Anaërobe ruimte 105 525 m 3<br />

Voord<strong>en</strong>itrificatie + selector 260 1.200 m 3<br />

Beluchtingsruimte 940 4.300 m 3<br />

Totaal reactorvolume 1.305 6.025 m 3<br />

Me<strong>mbr</strong>aanoppervlak 10.585 51.410 m 2<br />

Slibindikker diameter 4,5 9,5 m<br />

Slibontwatering 340 1.720 kg ds/d<br />

Conv<strong>en</strong>tioneel + <strong>zandfiltratie</strong><br />

Grofvuilrooster 6 mm 355 1.770 m 3 /h<br />

Anaërobe ruimte 235 1.180 m 3<br />

Voord<strong>en</strong>itrificatie 540 2.460 m 3<br />

Beluchtingsruimte 1.960 8.940 m 3<br />

Totaal reactorvolume 2.735 12.580 m 3<br />

Diameter NBT 23,7 52,5 m<br />

Oppervlak zandfilters 47 236 m 2<br />

Aantal zandfilters (N) 3 15 -<br />

Aantal zandfilters (P) 3 15 -<br />

Slibindikker diameter 4,5 9,5 m<br />

Slibontwatering 340 1.720 kg ds/d<br />

45


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

6.2 KOSTENBEREKENINGEN<br />

Voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong> van bov<strong>en</strong>g<strong>en</strong>oemde<br />

installaties zijn de uitgangspunt<strong>en</strong> gehanteerd zoals weergegev<strong>en</strong> in de tabell<strong>en</strong> 22<br />

<strong>en</strong> 23. Zie tev<strong>en</strong>s de geformuleerde uitgangspunt<strong>en</strong> uit de evaluaties van beide system<strong>en</strong> in<br />

hoofdstukk<strong>en</strong> 4 <strong>en</strong> 5.<br />

TABEL 22<br />

UITGANGSPUNTEN VERGELIJKENDE INVESTERINGSKOSTEN RWZI<br />

OMSCHRIJVING EENHEID WAARDE<br />

CIVIEL<br />

GEHANTEERDE DIKTES<br />

BODEM m 0,40<br />

WAND m 0,30<br />

TUSSENWAND m 0,20<br />

WAKING m 0,50<br />

EENHEIDSPRIJZEN<br />

BODEM €/m 3 550<br />

WAND €/m 3 1.000<br />

RONDE WAND €/m 3 1.100<br />

AFDEKKING €/m 2 175<br />

FUNDERING €/m 2 45<br />

GRONDWERK €/m 3 7<br />

LEIDINGWERK % van Civiel investering 15<br />

SPECIFIEKE ELEMENTEN, W/E/M<br />

VOORTSTUWERS €/kW 2.270<br />

MENGERS €/kW 1.590<br />

BELLENBELUCHTING LEIDINGWERK/ELEMENTEN €/(m 3 /h) 30<br />

BLOWER €/(m 3 /h) 30<br />

RUIMERBRUG €/m 3.640<br />

MEMBRAANSYSTEEM €/stuk BUDGETPRIJZEN LEVERANCIER 2004<br />

ZANDFILTRATIE €/m 2 filteroppervlakte PRAKTIJKWAARDEN MAASBOMMEL<br />

LEIDINGWERK % van C-leidingwerk 50<br />

ELEKTRISCHE WERKEN % van W-investering 40<br />

OVERIGEN<br />

STAARTKOSTEN* % van investering 75<br />

* Staartkost<strong>en</strong> zijn opgebouwd uit:<br />

- Algeme<strong>en</strong> (15%, uitvoering, directie etc.)<br />

- Onvoorzi<strong>en</strong> (20%)<br />

- Advieskost<strong>en</strong> (6%)<br />

- Bijkom<strong>en</strong>de kost<strong>en</strong> (10%)<br />

- BTW (19%)<br />

46


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 23<br />

UITGANGSPUNTEN VERGELIJKENDE EXPLOITATIEKOSTEN<br />

OMSCHRIJVING EENHEID WAARDE<br />

RENTE<br />

AFSCHRIJVINGSTERMIJN<br />

CIVIEL<br />

WERKTUIGBOUW<br />

E, M&R<br />

MEMBRANEN<br />

%<br />

JAAR<br />

JAAR<br />

JAAR<br />

JAAR<br />

4<br />

30<br />

15<br />

10<br />

7<br />

ONDERHOUD<br />

CIVIEL<br />

W/E/M<br />

% VAN INVESTERING<br />

0,5<br />

2<br />

ELEKTRICITEIT €/KWH 0,076<br />

CHEMICALIËN<br />

FECL 3<br />

(40 %)<br />

PE<br />

ACETOL 80 %<br />

NAOCL (150 G/L)<br />

CITROENZUUR (100%)<br />

€/TON<br />

€/KG<br />

€/TON<br />

€/100 LITER<br />

€/TON<br />

102<br />

4<br />

580<br />

30<br />

1.000<br />

PERSONEEL €/JR/FTE 40.000<br />

Voor de investeringskost<strong>en</strong> van het me<strong>mbr</strong>aansysteem <strong>en</strong> de zandfilters zijn rec<strong>en</strong>te offertes<br />

gebruikt van de betreff<strong>en</strong>de leveranciers (2004) <strong>en</strong> zijn de daadwerkelijk gemaakte kost<strong>en</strong> te<br />

Maasbommel gebruikt (zandfilters, 2003).<br />

6.2.1 VERGELIJKENDE INVESTERINGSKOSTEN<br />

In tabel 24 zijn de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> van beide installaties voor<br />

10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e. Hierin zijn alle gelijke onderdel<strong>en</strong> weggelat<strong>en</strong> (zoals bijvoorbeeld het<br />

grofvuilrooster, het bedrijfsgebouw <strong>en</strong> de gehele sliblijn). De gepres<strong>en</strong>teerde <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e<br />

investeringskost<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> derhalve niet word<strong>en</strong> gebruikt voor begrotingsdoeleind<strong>en</strong>.<br />

TABEL 24<br />

VERGELIJKENDE INVESTERINGSKOSTEN INSTALLATIES 10.000 EN 50.000 I.E. À 136 G TZV<br />

PARAMETER WAARDE 10.000 I.E. WAARDE 50.000 I.E. EENHEID<br />

MEMBRAANBIOREACTOR<br />

CIVIEL 985.000 2.630.000 EURO<br />

WERKTUIGBOUW 724.000 2.440.000 EURO<br />

ELEKTROTECHNIEK / M&R 276.000 835.000 EURO<br />

MEMBRAANSYSTEEM TOTAAL * 835.000 4.385.000 EURO<br />

SLIBLIJN 850.000 2.905.000 EURO<br />

STAARTKOSTEN 2.746.000 9.896.000 EURO<br />

TOTALE INVESTERING 6.407.000 23.091.000 EURO<br />

CONVENTIONEEL + ZANDFILTRATIE<br />

CIVIEL 1.434.000 4.281.000 EURO<br />

WERKTUIGBOUW 448.000 1.154.000 EURO<br />

ELEKTROTECHNIEK / M&R 351.000 1.230.000 EURO<br />

ZANDFILTERS (W/E/M&R) 905.000 3.516.000 EURO<br />

SLIBLIJN 850.000 2.905.000 EURO<br />

STAARTKOSTEN 2.991.000 9.815.000 EURO<br />

TOTALE INVESTERING 6.979.000 22.901.000 EURO<br />

* incl. permeaatpomp<strong>en</strong>, blowers etc.<br />

47


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

6.2.2 VERGELIJKENDE EXPLOITATIEKOSTEN<br />

In tabel 25 zijn de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e exploitatiekost<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> van beide installaties voor<br />

10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e. De berek<strong>en</strong>ing is gebaseerd op de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />

heeft daardoor alle<strong>en</strong> e<strong>en</strong> <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong> karakter. De gepres<strong>en</strong>teerde <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong><br />

kunn<strong>en</strong> dan ook niet word<strong>en</strong> gebruikt voor begrotingsdoeleind<strong>en</strong>.<br />

TABEL 25<br />

VERGELIJKENDE EXPLOITATIEKOSTEN INSTALLATIES 10.000 EN 50.000 I.E. À 136 G TZV<br />

parameter waarde 10.000 i.e. waarde 50.000 i.e. e<strong>en</strong>heid<br />

Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor<br />

Kapitaalslast<strong>en</strong> 577.000 2.115.000 Euro/jaar<br />

Onderhoudskost<strong>en</strong> 77.000 306.000 Euro/jaar<br />

Energie 52.000 260.000 Euro/jaar<br />

Chemicaliën 18.000 80.000 Euro/jaar<br />

Personeel 24.000 60.000 Euro/jaar<br />

Totale exploitatiekost<strong>en</strong> 748.000 2.821.000 Euro/jaar<br />

Conv<strong>en</strong>tioneel + <strong>zandfiltratie</strong><br />

Kapitaalslast<strong>en</strong> 529.000 1.753.000 Euro/jaar<br />

Onderhoudskost<strong>en</strong> 81.000 260.000 Euro/jaar<br />

Energie 33.000 167.000 Euro/jaar<br />

Chemicaliën 19.000 95.000 Euro/jaar<br />

Personeel 24.000 60.000 Euro/jaar<br />

Totale exploitatiekost<strong>en</strong> 686.000 2.335.000 Euro/jaar<br />

6.3 EVALUATIE<br />

Het overzicht van de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in<br />

tabel 26.<br />

TABEL 26<br />

OVERZICHT VERGELIJKENDE INVESTERINGS- EN EXPLOITATIEKOSTEN INSTALLATIES 10.000 EN 50.000 I.E. À 136 G TZV<br />

parameter Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor Conv<strong>en</strong>tioneel + <strong>zandfiltratie</strong> e<strong>en</strong>heid<br />

Investeringskost<strong>en</strong><br />

10.000 i.e. à 136 g TZV 6.407.000 6.979.000 Euro<br />

50.000 i.e. à 136 g TZV 23.091.000 22.901.000 Euro<br />

Exploitatiekost<strong>en</strong><br />

10.000 i.e. à 136 g TZV 748.000 686.000 Euro/jaar<br />

50.000 i.e. à 136 g TZV 2.821.000 2.335.000 Euro/jaar<br />

Uit bov<strong>en</strong>staande tabel blijkt dat de investeringskost<strong>en</strong> voor de MBR <strong>en</strong> de zandfilters bij<br />

nieuwbouw nag<strong>en</strong>oeg gelijk zijn. De exploitatiekost<strong>en</strong> van de MBR zijn echter, voor 10.000<br />

<strong>en</strong> 50.000 i.e., circa 15% hoger dan van de zandfilters. Naarmate de zuivering<strong>en</strong> groter<br />

word<strong>en</strong> zal het verschil in investeringskost<strong>en</strong> <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong> verder oplop<strong>en</strong> in het<br />

voordeel van <strong>zandfiltratie</strong>. Dit komt doordat de zandfilters <strong>en</strong> het me<strong>mbr</strong>aansysteem vrijwel<br />

ev<strong>en</strong>redig duurder word<strong>en</strong> met de grootte van de zuivering (modulaire bouw), maar de<br />

overige onderdel<strong>en</strong> juist relatief goedkoper. Dit betek<strong>en</strong>t dat het kost<strong>en</strong>voordeel van de<br />

MBR, kleinere beluchtingsruimte <strong>en</strong> géén nabezinktanks, e<strong>en</strong> steeds kleinere rol gaat spel<strong>en</strong><br />

naarmate de RWZI groter is.<br />

Door te variër<strong>en</strong> met de dim<strong>en</strong>sioneringsgrondslag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> bov<strong>en</strong>staande investerings<strong>en</strong><br />

exploitatiekost<strong>en</strong> nog word<strong>en</strong> bijgesteld. Zo kunn<strong>en</strong> de zandfilters voor maximaal<br />

1,5 keer DWA (i.p.v. de volledige RWA) word<strong>en</strong> ontworp<strong>en</strong> of kan de me<strong>mbr</strong>aanflux bij de<br />

MBR word<strong>en</strong> verhoogd. De effect<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in tabel 27.<br />

48


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

De <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> voor nieuwbouw van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI van<br />

10.000 i.e. voor het bereik<strong>en</strong> van stikstof- <strong>en</strong> fosfaatgehaltes van respectievelijk 5 mg/l <strong>en</strong><br />

1 mg/l zijn circa Euro 5.400.000,- (zie tabel 24 excl. zandfilters <strong>en</strong> staartkost<strong>en</strong> zandfilters).<br />

Het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat door toepassing van e<strong>en</strong> MBR of<br />

nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> kost circa Euro 1.500.000,- extra, overe<strong>en</strong>kom<strong>en</strong>d met circa 25%<br />

extra investeringskost<strong>en</strong>.<br />

TABEL 27<br />

EFFECT ONTWERPAANPASSINGEN OP INVESTERINGS- EN EXPLOITATIEKOSTEN MBR EN RWZI MET ZANDFILTERS<br />

Variabele Effect op investeringskost<strong>en</strong> Effect op exploitatiekost<strong>en</strong><br />

Me<strong>mbr</strong>aanbioreactor<br />

Me<strong>mbr</strong>aanflux verhog<strong>en</strong> tot 55 l/m 2 .h - 4% ≈ 0%<br />

Lev<strong>en</strong>sduur me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> 10 jaar 0% - 5%<br />

Extra bufferruimte beluchting - 2% ≈ 0%<br />

RWZI met <strong>zandfiltratie</strong><br />

Ontwerpdebiet zandfilters 1,5xDWA - 12% - 9%<br />

Ontwerpbelasting N-filters 15 m/h + 10% + 8%<br />

49


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

7<br />

EVALUATIE<br />

De <strong>onderzoek</strong>sdoelstelling<strong>en</strong> van het tweejarig <strong>onderzoek</strong> te RWZI Maasbommel zijn als<br />

volgt geformuleerd:<br />

• Vaststell<strong>en</strong> of het technisch mogelijk is om het efflu<strong>en</strong>t van de RWZI middels MBR-technologie<br />

of nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> te lat<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong> aan MTR-kwaliteit (Maximaal<br />

Toelaatbaar Risico);<br />

• Vergelijk<strong>en</strong> van de prestaties van MBR-technologie met nageschakelde continue <strong>zandfiltratie</strong>;<br />

• Vaststell<strong>en</strong> van de zuiveringskost<strong>en</strong> bij het strev<strong>en</strong> naar MTR-kwaliteit.<br />

Hierna zull<strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> van beide system<strong>en</strong>, te wet<strong>en</strong> de MBR <strong>en</strong> de nageschakelde<br />

zandfilters, word<strong>en</strong> besprok<strong>en</strong> <strong>en</strong> vergelek<strong>en</strong> op bov<strong>en</strong>staande aspect<strong>en</strong>. Tot slot volgt e<strong>en</strong><br />

eindevaluatie.<br />

7.1 TECHNISCHE HAALBAARHEID MTR-KWALITEIT<br />

NUTRIËNTEN STIKSTOF EN FOSFOR<br />

Uit het <strong>onderzoek</strong> is geblek<strong>en</strong> dat het in de praktijk voor beide system<strong>en</strong> moeilijk is om e<strong>en</strong><br />

jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat te bereik<strong>en</strong>. Daarbij heeft de MBR e<strong>en</strong><br />

verdergaande fosfaatverwijdering lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> (tot waard<strong>en</strong> 0,05 mg/l) dan de zandfilters<br />

(minimale waard<strong>en</strong> tot circa 0,12 mg/l). Met name de doorslag van ijzerslib is daar voor de<br />

zandfilters debet aan geweest. De stikstofverwijdering verloopt daar<strong>en</strong>teg<strong>en</strong> bij de zandfilters<br />

beter. Door de C-bron dosering is het restgehalte nitraat zonder veel moeite tot waard<strong>en</strong><br />

van gemiddeld 0,5 mg/l te verlag<strong>en</strong>. Bij de MBR is het lastig geblek<strong>en</strong> om de nitraatwaard<strong>en</strong>,<br />

door middel van de juiste recirculatiestrom<strong>en</strong> <strong>en</strong> de C-bron dosering, tot dergelijke<br />

waard<strong>en</strong> terug te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>. Ook is de MBR, voor stikstof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering, gevoeliger<br />

geblek<strong>en</strong> voor RWA omstandighed<strong>en</strong> dan de zandfilters. Bij RWA omstandighed<strong>en</strong><br />

kom<strong>en</strong> voor de MBR de contacttijd<strong>en</strong> <strong>en</strong> de procescondities in het geding. De gehanteerde<br />

procesconfiguratie volg<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> cascade systeem (sterk gecompartim<strong>en</strong>teerd) heeft dit effect<br />

versterkt. Toepassing van e<strong>en</strong> M-UCT- of BCFS ® -proces zou dit negatieve effect naar verwachting<br />

gedeeltelijk kunn<strong>en</strong> opheff<strong>en</strong>. Overig<strong>en</strong>s verton<strong>en</strong> de MBR én de nageschakelde zandfilters<br />

e<strong>en</strong> duidelijk betere stikstof- <strong>en</strong> fosfaatverwijdering dan de conv<strong>en</strong>tionele RWZI Maasbommel.<br />

ZWARE METALEN<br />

Voor de zware metal<strong>en</strong> vindt voor beide system<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> e<strong>en</strong> overschrijding plaats van de<br />

kopergehaltes; de overige metal<strong>en</strong> word<strong>en</strong> tot ver onder de MTR-waarde verwijderd. Het<br />

verschil in verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de MBR <strong>en</strong> de zandfilters is marginaal. Voor<br />

koper <strong>en</strong> zink lat<strong>en</strong> de zandfilters circa 20% lagere efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>traties zi<strong>en</strong>. T<strong>en</strong> opzichte<br />

50


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI verton<strong>en</strong> beide system<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> significante meerwaarde voor de<br />

verwijdering van zware metal<strong>en</strong>.<br />

De gehaltes zware metal<strong>en</strong> in het slib zijn voor de conv<strong>en</strong>tionele RWZI voor koper <strong>en</strong> zink<br />

circa 10% hoger dan bij de MBR, maar kunn<strong>en</strong> overall voor de MBR <strong>en</strong> de RWZI als vergelijkbaar<br />

word<strong>en</strong> beschouwd.<br />

PESTICIDEN EN HERBICIDEN<br />

De verwijdering van pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong> verloopt bij de MBR <strong>en</strong> de zandfilters tot e<strong>en</strong><br />

vergelijkbaar niveau. In beide system<strong>en</strong> treedt alle<strong>en</strong> voor linuron <strong>en</strong> diazinon e<strong>en</strong> overschrijding<br />

van de MTR-norm op. T<strong>en</strong> opzichte van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI vindt met de MBR<br />

<strong>en</strong> de zandfilters ge<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de verwijdering van pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong> plaats. Alle<strong>en</strong><br />

voor glyfosaat (herbicide, werkzame stof in Roundup ® ) geldt dat deze tot circa 50% beter<br />

wordt afgebrok<strong>en</strong> dan in de conv<strong>en</strong>tionele RWZI Maasbommel.<br />

DESINFECTIE<br />

Voor desinfectie doeleind<strong>en</strong> (gemet<strong>en</strong> aan de hand van het kiemgetal <strong>en</strong> E.coli) laat de MBR<br />

e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk beter effect zi<strong>en</strong> dan de zandfilters <strong>en</strong> de conv<strong>en</strong>tionele RWZI. Door de<br />

poriegrootte van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> van slechts 0,04 µm wordt vrijwel ge<strong>en</strong> E.coli meer<br />

doorgelat<strong>en</strong>. De verwijdering vindt dan ook plaats tot e<strong>en</strong> niveau van minder dan 1 E.coli per<br />

ml. Daarmee wordt ruimschoots voldaan aan de MTR-norm <strong>en</strong> de norm voor zwemwaterkwaliteit<br />

(20 per ml). Ook voor het kiemgetal word<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk lagere niveaus bereikt bij<br />

de MBR, maar is nog e<strong>en</strong> gemiddelde waarde gevond<strong>en</strong> van 1.100 kiem<strong>en</strong> per ml.<br />

HORMONEN<br />

Op basis van de natchemische analyses van verschill<strong>en</strong>de oestroge<strong>en</strong> actieve verbinding<strong>en</strong><br />

lat<strong>en</strong> de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nageschakelde zandfilters <strong>en</strong> de MBR e<strong>en</strong> vergelijkbare<br />

efflu<strong>en</strong>tkwaliteit zi<strong>en</strong>. Beide system<strong>en</strong> lat<strong>en</strong> voor bisf<strong>en</strong>ol A, estron <strong>en</strong> β-oestradiol e<strong>en</strong><br />

verwijderingsr<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t zi<strong>en</strong> van 95%. De overige verbinding<strong>en</strong>, α-oestradiol, mestranol <strong>en</strong><br />

ethinylestradiol, word<strong>en</strong> slechts gedeeltelijk afgebrok<strong>en</strong>.<br />

Met behulp van e<strong>en</strong> bioassay is vervolg<strong>en</strong>s de oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie bepaald, uitgedrukt in β-<br />

oestradiol equival<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (EEQ). Hieruit blijkt dat de zandfilters t<strong>en</strong> opzichte van de conv<strong>en</strong>tionele<br />

zuivering de pot<strong>en</strong>tie met circa 20% do<strong>en</strong> verlag<strong>en</strong>. De MBR daar<strong>en</strong>teg<strong>en</strong> heeft<br />

e<strong>en</strong> pot<strong>en</strong>tie welke circa 60% lager is dan die van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met zandiltratie.<br />

E<strong>en</strong> verklaring hiervoor is de extra verwijdering van zwev<strong>en</strong>d stof door de ultrafiltratieme<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

van de MBR.<br />

OVERZICHT EFFLUENTWAARDEN<br />

In tabel 28 zijn de gemiddelde efflu<strong>en</strong>twaard<strong>en</strong> van het <strong>onderzoek</strong> voor de RWZI, de MBR <strong>en</strong><br />

de nageschakelde zandfilters nogmaals weergegev<strong>en</strong> waarbij de period<strong>en</strong> met storing<strong>en</strong> zijn<br />

weggelat<strong>en</strong>.<br />

51


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 28<br />

GEMIDDELDE EFFLUENTCONCENTRATIES EFFLUENT NABEZINKTANK, CONTINUE ZANDFILTERS EN MBR<br />

Parameter E<strong>en</strong>heid Efflu<strong>en</strong>t nabezinktank Efflu<strong>en</strong>t zandfilters<br />

Efflu<strong>en</strong>t<br />

MBR MTR-norm<br />

Totaal stikstof mg/l 6,0 2,5 3,0 2,2<br />

Totaal fosfor mg/l 2,5 0,5 0,3 0,15<br />

Koper µg/l 6,8 5,2 6,5 3,8<br />

Zink µg/l 27 23 28 40<br />

Lood µg/l 0,9 0,5 1,1 220<br />

Nikkel µg/l 1,6 1,8 1,4 6,3<br />

Carb<strong>en</strong>dazim µg/l 0,05 0,1 0,07 0,11<br />

Glyfosaat µg/l 7,5 3,5 4,5 -<br />

Diuron µg/l 0,11 0,18 0,15 0,43<br />

Linuron µg/l 1,35 0,9 0,5 0,25<br />

Diazinon µg/l 0,1 0,08 0,09 0,037<br />

Kiemgetal count/ml 16.300 7.600 1.100 -<br />

E.coli count/ml 200 130 < 1 20<br />

Bisf<strong>en</strong>ol A ng/l 28 33 20 -<br />

α-oestradiol ng/l 1,05 0,75 1 -<br />

Estron ng/l 4,75 6,9 3,3 -<br />

β-oestradiol ng/l 1,05 0,85 1 -<br />

Mestranol ng/l 1,85 1,5 2,05 -<br />

Ethinylestradiol ng/l 3,55 2,6 3 -<br />

EEQ o.b.v. ER-CALUX nM 0,014 0,011 0,004 -<br />

7.2 PRESTATIES MBR VERSUS CONTINUE NAGESCHAKELDE ZANDFILTRATIE<br />

STORINGSGEVOELIGHEID EN PROCESSTABILITEIT<br />

De MBR heeft gedur<strong>en</strong>de het gehele <strong>onderzoek</strong> e<strong>en</strong> hogere storingsfrequ<strong>en</strong>tie gek<strong>en</strong>d dan<br />

de nageschakelde zandfilters. Dit lag echter in de verwachting aangezi<strong>en</strong> de zandfilters als<br />

bewez<strong>en</strong> technologie kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> beschouwd <strong>en</strong> deze als full-scale installatie zijn uitgevoerd.<br />

De pilot-MBR heeft daar<strong>en</strong>teg<strong>en</strong> eerst e<strong>en</strong> groot aantal kinderziektes moet<strong>en</strong> doorstaan.<br />

Na doorvoering van e<strong>en</strong> aantal optimalisaties heeft het me<strong>mbr</strong>aansysteem <strong>en</strong> de voorfiltratie<br />

van de MBR relatief stabiel gedraaid. Met name de voorfiltratie heeft gedur<strong>en</strong>de het<br />

volledige <strong>onderzoek</strong> ge<strong>en</strong> <strong>en</strong>kele storing gegev<strong>en</strong>. De me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> zijn vaak op drukalarm<strong>en</strong><br />

uitgevall<strong>en</strong>, maar dit is met de juiste besturing <strong>en</strong> reiniging grot<strong>en</strong>deels te voorkom<strong>en</strong>.<br />

De belangrijkste aandachtspunt<strong>en</strong> bij de zandfilters zijn de on-line meting<strong>en</strong>, de zandsnelheidsmeters<br />

<strong>en</strong> de chemicaliëndosering. Deze onderdel<strong>en</strong> vrag<strong>en</strong> relatief veel aandacht<br />

in de bedrijfsvoering maar zijn dan wel stabiel te bedrijv<strong>en</strong>.<br />

Wat betreft de technologische processtabiliteit is het voor de zandfilters, met name voor<br />

stikstof <strong>en</strong> fosfaat, veel e<strong>en</strong>voudiger e<strong>en</strong> stabiele efflu<strong>en</strong>tkwaliteit te bereik<strong>en</strong> dan voor de<br />

MBR. Vooral bij RWA-omstandighed<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong> de zandfilters e<strong>en</strong> stabiele kwaliteit lever<strong>en</strong>,<br />

terwijl de d<strong>en</strong>itrificatie van de MBR dan gevoelig blijkt voor deze schommeling<strong>en</strong>. Door<br />

optimalisatie van de procesconfiguratie <strong>en</strong> de besturing van de MBR is hier wel verbetering<br />

in aan te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />

52


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BEDRIJFSVOERING<br />

Wanneer bij de MBR de reiniging<strong>en</strong> volledig geautomatiseerd word<strong>en</strong>, vrag<strong>en</strong> e<strong>en</strong> RWZI met<br />

nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> MBR naar verwachting ev<strong>en</strong>veel aandacht voor de<br />

bedrijfsvoering. Grofweg kan word<strong>en</strong> gesteld dat de filtratie met me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>veel<br />

aandacht vraagt als filtratie met zandfilters. De uitvoering van de biologische zuivering zal<br />

voor beide system<strong>en</strong> namelijk id<strong>en</strong>tiek zijn <strong>en</strong> is daardoor niet onderscheid<strong>en</strong>d voor de<br />

bedrijfsvoering. Bij de MBR zijn de belangrijkste bedrijfsvoeringsaspect<strong>en</strong> de voorfiltratie,<br />

de permeabiliteit <strong>en</strong> dynamische drukk<strong>en</strong> <strong>en</strong> de reiniging<strong>en</strong>. Voor de zandfilters is dat<br />

beperkt tot de on-line meting<strong>en</strong>, de zandsnelheid <strong>en</strong> filterbedweerstand (“permeabiliteit”)<br />

<strong>en</strong> mogelijke verstopping<strong>en</strong> van de filters (filterreiniging).<br />

De MBR heeft voor de bedrijfsvoering als extra risico dat de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong>d kunn<strong>en</strong><br />

word<strong>en</strong> aangetast door bijvoorbeeld bepaalde verbinding<strong>en</strong> in het influ<strong>en</strong>t. Bij de zandfilters<br />

kan e<strong>en</strong> dergelijke verstopping/vervuiling altijd word<strong>en</strong> hersteld.<br />

Verder lijkt met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> in het conc<strong>en</strong>tratiebereik van MTR-kwaliteit lastig. De huidige<br />

meettechniek<strong>en</strong> k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> in die range e<strong>en</strong> te grote onnauwkeurigheid om goed te kunn<strong>en</strong><br />

stur<strong>en</strong>. Voor e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp vraagt de meet- <strong>en</strong> regelapparatuur daarom extra aandacht.<br />

7.3 ZUIVERINGSKOSTEN VOOR HET BEREIKEN VAN MTR-KWALITEIT<br />

Op basis van de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> uit hoofdstuk 6 kan word<strong>en</strong> geconcludeerd<br />

dat, bij volledige nieuwbouw van e<strong>en</strong> RWZI, het kost<strong>en</strong>verschil tuss<strong>en</strong> e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong><br />

nageschakelde zandfilters marginaal is. De exploitatiekost<strong>en</strong> van de MBR zijn echter, voor<br />

nieuwbouw installaties van 10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e., circa 15% hoger dan van de RWZI met<br />

zandfilters. De belangrijkste oorzaak hiervan zijn de hogere <strong>en</strong>ergiekost<strong>en</strong> <strong>en</strong> de snelle afschrijving<br />

van het me<strong>mbr</strong>aansysteem. De gemiddelde <strong>en</strong>ergiekost<strong>en</strong> voor de waterlijn zijn<br />

voor full-scale installaties van e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tioneel met <strong>zandfiltratie</strong> respectievelijk<br />

circa 1 kWh/m 3 <strong>en</strong> 0,65 kWh/m 3 .<br />

Naarmate de zuivering<strong>en</strong> groter word<strong>en</strong> zal het verschil in investeringskost<strong>en</strong> <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong><br />

verder oplop<strong>en</strong> in het voordeel van <strong>zandfiltratie</strong>. Dit komt doordat de zandfilters<br />

<strong>en</strong> het me<strong>mbr</strong>aansysteem vrijwel ev<strong>en</strong>redig duurder word<strong>en</strong> met de grootte van de<br />

zuivering (modulaire bouw), maar de overige onderdel<strong>en</strong> juist relatief goedkoper. Dit<br />

betek<strong>en</strong>t dat het kost<strong>en</strong>voordeel van de MBR, kleinere beluchtingsruimte <strong>en</strong> géén nabezinktanks,<br />

e<strong>en</strong> steeds kleinere rol gaat spel<strong>en</strong>.<br />

Door te variër<strong>en</strong> met de dim<strong>en</strong>sioneringsgrondslag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> bov<strong>en</strong>staande investerings<strong>en</strong><br />

exploitatiekost<strong>en</strong> nog word<strong>en</strong> aangepast. Zo kunn<strong>en</strong> de zandfilters voor maximaal 1,5<br />

keer DWA word<strong>en</strong> ontworp<strong>en</strong> of kan de me<strong>mbr</strong>aanflux bij de MBR word<strong>en</strong> verhoogd. Voor<br />

berek<strong>en</strong>ing van de exploitatiekost<strong>en</strong> is de afschrijvingstermijn (lev<strong>en</strong>sduur) van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong><br />

van groot belang.<br />

Verder blijkt uit de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> dat voor nieuwbouw van e<strong>en</strong> RWZI van<br />

10.000 i.e. het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit circa ∈ 1.500.000 duurder is dan voor het bereik<strong>en</strong><br />

van stikstof- <strong>en</strong> fosfaatgehaltes van respectievelijk 5 <strong>en</strong> 1 mg/l.<br />

In de tabel 29 zijn de <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investerings- <strong>en</strong> exploitatiekost<strong>en</strong> voor de nieuwbouw<br />

van e<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong> RWZI met nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> weergegev<strong>en</strong> voor installaties van<br />

10.000 <strong>en</strong> 50.000 i.e.<br />

53


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 29<br />

OVERZICHT VERGELIJKENDE INVESTERINGS- EN EXPLOITATIEKOSTEN INSTALLATIES 10.000 EN 50.000 I.E. À 136 G TZV<br />

PARAMETER MEMBRAANBIOREACTOR CONVENTIONEEL + ZANDFILTRATIE EENHEID<br />

INVESTERINGSKOSTEN<br />

10.000 i.e. à 136 g TZV 6.407.000 6.979.000 EURO<br />

50.000 i.e. à 136 g TZV 23.091.000 22.901.000 EURO<br />

EXPLOITATIEKOSTEN<br />

10.000 i.e. à 136 g TZV 748.000 686.000 EURO/JAAR<br />

50.000 i.e. à 136 g TZV 2.821.000 2.335.000 EURO/JAAR<br />

7.4 EINDEVALUATIE<br />

Uit het <strong>onderzoek</strong> is geblek<strong>en</strong> dat het in de praktijk voor beide system<strong>en</strong> moeilijk is om e<strong>en</strong><br />

jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat te bereik<strong>en</strong>. Bij uitbreiding<strong>en</strong> of<br />

nieuwbouw van RWZI’s voor str<strong>en</strong>gere norm<strong>en</strong> op stikstof <strong>en</strong> fosfaat gaat e<strong>en</strong> lichte<br />

voorkeur uit naar toepassing van nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>. Deze technologie vertoont<br />

voor deze nutriënt<strong>en</strong> e<strong>en</strong> stabielere efflu<strong>en</strong>tkwaliteit teg<strong>en</strong> lagere kost<strong>en</strong>.<br />

Voor uitbreiding of nieuwbouw van RWZI’s met e<strong>en</strong> eis voor desinfectie, bijvoorbeeld als<br />

gevolg voor lozing op water met e<strong>en</strong> zwemwaterfunctie, is toepassing van e<strong>en</strong> MBR de beste<br />

optie (in vergelijking met de zandfilters). Voor zware metal<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong>/pesticid<strong>en</strong><br />

lever<strong>en</strong> zowel de MBR alsook de nageschakelde zandfilters ge<strong>en</strong> significante verbetering van<br />

de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit t<strong>en</strong> opzichte van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI. Voor het bereik<strong>en</strong> van de<br />

MTR-kwaliteit, of verlaging van de efflu<strong>en</strong>tconc<strong>en</strong>traties in het algeme<strong>en</strong>, zull<strong>en</strong> aanvull<strong>en</strong>de<br />

techniek<strong>en</strong> moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> ingezet.<br />

Voor de verwijdering van hormon<strong>en</strong> lever<strong>en</strong> beide technologieën vergelijkbare conc<strong>en</strong>traties<br />

van de gemet<strong>en</strong> oestroge<strong>en</strong> actieve verbinding<strong>en</strong>. De oestrog<strong>en</strong>e pot<strong>en</strong>tie van het<br />

efflu<strong>en</strong>t van de MBR is echter beduid<strong>en</strong>d lager dan dat van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met<br />

nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>.<br />

Zoals g<strong>en</strong>oemd is voor het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit voor e<strong>en</strong> aantal zware metal<strong>en</strong>, pesticid<strong>en</strong>/herbicid<strong>en</strong><br />

(<strong>en</strong> hormon<strong>en</strong>) de toepassing van e<strong>en</strong> MBR of nageschakelde zandfilters<br />

niet afdo<strong>en</strong>de geblek<strong>en</strong>. Dit betek<strong>en</strong>t dat de MTR-kwaliteit, zoals die is gedefinieerd in de 4 e<br />

Nota Waterhuishouding, met e<strong>en</strong> MBR of zandfilters moeilijk haalbaar is. Zeker in relatie<br />

tot de Kaderrichtlijn Water (KRW), <strong>en</strong> de verwijdering van prioritaire stoff<strong>en</strong>, di<strong>en</strong><strong>en</strong> dan<br />

aanvull<strong>en</strong>de techniek<strong>en</strong> te word<strong>en</strong> ingezet. Hierbij is te d<strong>en</strong>k<strong>en</strong> aan de toepassing van actief<br />

kool, d<strong>en</strong>itrificer<strong>en</strong>d actief kool, ozonisatie, specifieke hars<strong>en</strong> voor metaalverwijdering, UVtechnologie<br />

of aanvull<strong>en</strong>de me<strong>mbr</strong>aanfiltratie met NF- of RO-system<strong>en</strong>. De specifieke eis<strong>en</strong><br />

voor de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit, als gevolg van de functie-eis<strong>en</strong> van het ontvang<strong>en</strong>de oppervlaktewater,<br />

zull<strong>en</strong> dan bepal<strong>en</strong>d zijn voor de in te zett<strong>en</strong> technologie.<br />

De vergelijking van de verschill<strong>en</strong>de technologieën is in tabel 30 weergegev<strong>en</strong>.<br />

54


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

TABEL 30<br />

OVERZICHT VERGELIJKING MBR MET NAGESCHAKELDE CONTINUE ZANDFILTRATIE<br />

PARAMETER MEMBRAANBIOREACTOR CONVENTIONEEL + ZANDFILTRATIE<br />

VERWIJDERING STIKSTOF + ++<br />

VERWIJDERING FOSFAAT ++ +<br />

VERWIJDERING E.COLI + 0<br />

VERWIJDERING ZWARE METALEN 0 0<br />

VERWIJDERING PESTICIDEN/HERBICIDEN 0 0<br />

VERWIJDERING HORMONEN + 0<br />

BEDRIJFSVOERINGSASPECTEN 0 0<br />

AFBREUKRISICO FILTRATIESTAP 0 +<br />

ENERGIEGEBRUIK - 0<br />

INVESTERINGSKOSTEN 0 0<br />

EXPLOITATIEKOSTEN 0 +<br />

55


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

8<br />

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN<br />

Hierna word<strong>en</strong> de conclusies <strong>en</strong> aanbeveling<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong> van het tweejarige <strong>onderzoek</strong> naar<br />

de vergelijking van e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aanbioreactor (MBR) met nageschakelde continue <strong>zandfiltratie</strong><br />

op de RWZI Maasbommel. De <strong>onderzoek</strong>svrag<strong>en</strong> zoals gesteld in hoofdstuk 1 di<strong>en</strong><strong>en</strong><br />

daarvoor als basis.<br />

8.1 CONCLUSIES<br />

• Voor zowel de MBR als de nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong> is het in de praktijk moeilijk geblek<strong>en</strong><br />

om e<strong>en</strong> jaargemiddelde MTR-kwaliteit voor stikstof <strong>en</strong> fosfaat te bereik<strong>en</strong>. Voor<br />

aanvull<strong>en</strong>de verwijdering van stikstof <strong>en</strong> fosfaat gaat echter e<strong>en</strong> lichte voorkeur uit naar<br />

toepassing van nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>. Deze technologie vertoont voor deze nutriënt<strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> stabielere efflu<strong>en</strong>tkwaliteit teg<strong>en</strong> lagere exploitatiekost<strong>en</strong>;<br />

• Voor desinfectie doeleind<strong>en</strong> <strong>en</strong> het bereik<strong>en</strong> van de MTR-norm voor E.coli verwijdering is<br />

alle<strong>en</strong> de MBR geschikt geblek<strong>en</strong> (in vergelijking met de zandfilters);<br />

• Voor zware metal<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong>/pesticid<strong>en</strong> lever<strong>en</strong> zowel de MBR alsook de nageschakelde<br />

zandfilters ge<strong>en</strong> significante verbetering van de efflu<strong>en</strong>tkwaliteit t<strong>en</strong> opzichte<br />

van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele RWZI. Het inzett<strong>en</strong> van nageschakelde techniek<strong>en</strong> lijkt hiervoor<br />

noodzakelijk;<br />

• Wat betreft de oestrog<strong>en</strong>e activiteit vertoont het efflu<strong>en</strong>t van de MBR e<strong>en</strong> beduid<strong>en</strong>d<br />

lagere waarde (circa 60%) dan dat van de conv<strong>en</strong>tionele RWZI met nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>.<br />

• De MBR <strong>en</strong> de nageschakelde zandfilters k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> e<strong>en</strong> technisch stabiele procesvoering.<br />

De inspanning voor de bedrijfsvoering zal voor beide installaties, bij full-scale toepassing<strong>en</strong>,<br />

vergelijkbaar zijn;<br />

• De <strong>vergelijk<strong>en</strong>d</strong>e investeringskost<strong>en</strong> zijn voor de MBR <strong>en</strong> RWZI met nageschakelde <strong>zandfiltratie</strong>,<br />

voor nieuwbouw met e<strong>en</strong> capaciteit van 10.000 tot 50.000 i.e., vergelijkbaar. De<br />

exploitatiekost<strong>en</strong> zijn echter, voor wat betreft de waterlijn, bij de MBR circa 15% hoger.<br />

8.2 AANBEVELINGEN<br />

Aanbeveling<strong>en</strong> MBR <strong>en</strong> continue <strong>zandfiltratie</strong>:<br />

• Met<strong>en</strong> <strong>en</strong> regel<strong>en</strong> in de conc<strong>en</strong>tratierange van MTR-kwaliteit is in de praktijk moeilijk.<br />

Voor e<strong>en</strong> toekomstig ontwerp vraagt de meet- <strong>en</strong> regelapparatuur daarom extra aandacht;<br />

• Voor het bereik<strong>en</strong> van MTR-kwaliteit voor zware metal<strong>en</strong>, pesticid<strong>en</strong> <strong>en</strong> herbicid<strong>en</strong><br />

is aanvull<strong>en</strong>d <strong>onderzoek</strong> nodig naar nageschakelde techniek<strong>en</strong> zoals actief kool, UVtechnologie,<br />

ozonisatie etc.<br />

Aanbeveling<strong>en</strong> <strong>en</strong> optimale procescondities voor de MBR:<br />

• Voor de processtabiliteit van de MBR zou de procesconfiguratie conform e<strong>en</strong> M-UCT of<br />

BCFS-proces uitgevoerd moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong>;<br />

56


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

• Het uitvoer<strong>en</strong> van de maint<strong>en</strong>ance cleans direct vanuit de CIP-tank heeft e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk<br />

beter effect dan met behulp van doseerpompjes in de backpulse leiding;<br />

• Door het uitvoer<strong>en</strong> van recovery cleans met water van circa 40 °C is e<strong>en</strong> besparing van<br />

90% te realiser<strong>en</strong> op het chemicaliënverbruik;<br />

• Voor verl<strong>en</strong>ging van de lev<strong>en</strong>sduur van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> rustige opbouw van de<br />

permeaatonttrekking (<strong>en</strong> e<strong>en</strong> goede koekfiltratie) onontbeerlijk. Het inbouw<strong>en</strong> van extra<br />

buffercapaciteit in de beluchtingsruimte kan daarbij e<strong>en</strong> voordeel zijn;<br />

Aanbeveling<strong>en</strong> <strong>en</strong> optimale procescondities voor continue <strong>zandfiltratie</strong>:<br />

• De maximale hydraulische belasting voor e<strong>en</strong> defosfater<strong>en</strong>d continue filter zou niet<br />

hoger mog<strong>en</strong> zijn dan 12 m/h;<br />

• E<strong>en</strong> vergaande automatiseringsgraad is, ev<strong>en</strong>als bij de MBR, ook voor de <strong>zandfiltratie</strong><br />

noodzakelijk.<br />

57


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

58


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGEN<br />

59


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 1<br />

VERKLARENDE WOORDENLIJST<br />

ALFA-FACTOR<br />

De zuurstofinbr<strong>en</strong>g door e<strong>en</strong> beluchtingsysteem wordt bemoeilijkt door afvalstoff<strong>en</strong> in het<br />

afvalwater <strong>en</strong> (hoge) gehalt<strong>en</strong> aan actief slib. De alfa-factor geeft de verhouding aan tuss<strong>en</strong><br />

de zuurstofoverdracht in afvalwater- /actiefslibm<strong>en</strong>gsel <strong>en</strong> de zuurstofoverdracht in schoon<br />

water.<br />

BACKFLUSH (TERUGSPOELING)<br />

Periodieke omkering van de permeaatstroom door het me<strong>mbr</strong>aan (van de schone naar de<br />

vuile zijde) met als doel de verwijdering van vervuiling van het me<strong>mbr</strong>aanoppervlak.<br />

BACKPULSE<br />

zie Backflush<br />

CAKE FILTRATION (KOEKFILTRATIE)<br />

Filtratie door e<strong>en</strong> uit slibvlokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> macromolecul<strong>en</strong> bestaande poreuze filterkoek op het<br />

me<strong>mbr</strong>aanoppervlak. De filterkoek wordt opgebouwd door permeaat onttrekking door het<br />

me<strong>mbr</strong>aan waardoor conc<strong>en</strong>tratieverhoging plaatsvindt van de gesusp<strong>en</strong>deerde deeltjes <strong>en</strong><br />

macromolecul<strong>en</strong> op het me<strong>mbr</strong>aanoppervlak.<br />

CLEANING IN PLACE (CIP)<br />

Reinigingssysteem waarbij de te reinig<strong>en</strong> onderdel<strong>en</strong> binn<strong>en</strong> de procesconfiguratie, dus<br />

zonder uitbouw, kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gereinigd.<br />

CLEANING IN PLACE (CIP) TANK<br />

Opslagvat voor permeaat om het spoel<strong>en</strong> van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> mogelijk te mak<strong>en</strong>.<br />

CROSS FLOW (DWARSSTROOM)<br />

E<strong>en</strong> term die gebruikt wordt om de vloeistofstroom parallel aan het me<strong>mbr</strong>aanoppervlak<br />

aan te duid<strong>en</strong>. Deze dwarsstroom staat loodrecht op de stroomrichting van het permeaat.<br />

DESINFECTIE<br />

Behandeling van afvalwater, bijvoorbeeld middels me<strong>mbr</strong>aanfiltratie, om het aantal<br />

pathog<strong>en</strong>e micro-organism<strong>en</strong> tot onder vastgestelde gr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> te lat<strong>en</strong> afnem<strong>en</strong>.<br />

FLUX<br />

De flux geeft de hoeveelheid van e<strong>en</strong> vloeistof (‘permeaat’) aan die per tijdse<strong>en</strong>heid door e<strong>en</strong><br />

me<strong>mbr</strong>aanoppervlak kan word<strong>en</strong> geleid. Hierbij kan onderscheid word<strong>en</strong> gemaakt in de<br />

bruto <strong>en</strong> netto flux van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong>. Bij de netto flux wordt rek<strong>en</strong>ing gehoud<strong>en</strong> met het<br />

productieverlies als gevolg van het backpuls<strong>en</strong> tijd<strong>en</strong>s de filtratiecyclus. De flux wordt<br />

uitgedrukt als [l/m2.h] (liter per vierkante meter per uur). De verkreg<strong>en</strong> waarde voor de<br />

permeaatflux is o.a. afhankelijk van de drukval over het me<strong>mbr</strong>aan (TMP = trans me<strong>mbr</strong>aan<br />

druk), temperatuur <strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>aanvervuiling.<br />

60


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

HYDROFIEL<br />

Wateraantrekk<strong>en</strong>d, me<strong>mbr</strong>aan eig<strong>en</strong>schap. Teg<strong>en</strong>gestelde van hydrofoob.<br />

HYDROFOOB<br />

Waterafstot<strong>en</strong>d, me<strong>mbr</strong>aan eig<strong>en</strong>schap. Teg<strong>en</strong>gestelde van hydrofiel.<br />

INTENSIEVE REINIGING (IC)<br />

E<strong>en</strong> reiniging die er op gericht is om het me<strong>mbr</strong>aan weer de oorspronkelijke permeabiliteit<br />

terug te gev<strong>en</strong>. IC's vind<strong>en</strong> plaats met e<strong>en</strong> lage frequ<strong>en</strong>tie in teg<strong>en</strong>stelling tot de MC's<br />

(onderhoudsreiniging).<br />

KOEKFILTRATIE<br />

zie Cake filtration<br />

MAINTENANCE CLEANING (MC)<br />

zie onderhoudsreiniging<br />

MEMBRAAN<br />

E<strong>en</strong> filter met kleine poriën, dat onder andere wordt toegepast om actief slib <strong>en</strong> gezuiverd<br />

efflu<strong>en</strong>t van elkaar te scheid<strong>en</strong>.<br />

MEMBRAANBIOREACTOR (MBR)<br />

Gesusp<strong>en</strong>deerd actiefslibsysteem waarbij de scheiding van actiefslib <strong>en</strong> het gezuiverde<br />

efflu<strong>en</strong>t plaatsvindt met behulp van me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> in plaats van door bezinktanks.<br />

MEMBRAANTANK (MT)<br />

De ruimte waarin zich de me<strong>mbr</strong>aanunits bevind<strong>en</strong>.<br />

MICROFILTRATIE<br />

Filtratie van deeltjes >0,05 µm.<br />

MTR (MAXIMAAL TOELAATBAAR RISICO)<br />

E<strong>en</strong> in de Vierde Nota waterhuishouding gedefinieerde minimum waterkwaliteit. O.a. voor<br />

stikstof <strong>en</strong> fosfaat is de MTR gesteld op respectievelijk 2,2 mg Ntotaal/l <strong>en</strong> 0,15 mg Ptotaal/l.<br />

MAINTENANCE CLEANING (MC)<br />

Dit is e<strong>en</strong> onderhoudsreiniging van de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> die op reguliere basis plaatsvindt. Deze<br />

reiniging heeft hoofdzakelijk e<strong>en</strong> prev<strong>en</strong>tief karakter om hardnekkige vervuiling van het<br />

me<strong>mbr</strong>aanoppervlak te voorkom<strong>en</strong> of te bestrijd<strong>en</strong>.<br />

PERMEAAZ<br />

B<strong>en</strong>aming voor het product dat door e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aan stroomt <strong>en</strong> wordt afgevoerd: Het efflu<strong>en</strong>t<br />

van e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aaninstallatie.<br />

PERMEABILITEIT [L/M2.H.BAR]<br />

De permeabiliteit is de me<strong>mbr</strong>aanflux gedeeld door de transme<strong>mbr</strong>aandruk (TMP) over het<br />

me<strong>mbr</strong>aan. De permeabiliteit van e<strong>en</strong> me<strong>mbr</strong>aan is e<strong>en</strong> maat van de weerstand, die het<br />

me<strong>mbr</strong>aan biedt aan het water dat door het me<strong>mbr</strong>aanoppervlak stroomt onder invloed<br />

van de drijv<strong>en</strong>de kracht (transme<strong>mbr</strong>aandruk TMP), die op het water wordt uitgeoef<strong>en</strong>d.<br />

61


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

Voor standaardisatie van de permeabiliteit wordt deze uitgedrukt bij e<strong>en</strong> temperatuur van<br />

15 °C. De correctie wordt met onderstaande formule berek<strong>en</strong>d:<br />

Permeabiliteit<br />

gecorrigeerd<br />

2<br />

(0,0006•<br />

Temp ) − (0,0517•<br />

Temp)<br />

+ 1,9285<br />

= Permeabiliteit • ( )<br />

2<br />

(0,0006•<br />

15 ) − (0,0517•<br />

15) + 1,9285<br />

RECOVERY CLEAN<br />

zie Int<strong>en</strong>sive Clean<br />

RELAXATIE (ONTSPANNING)<br />

Met ontspanning of relaxatie wordt bedoeld dat in actief bedrijf de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> gedur<strong>en</strong>de<br />

e<strong>en</strong> bepaalde tijd zonder (noem<strong>en</strong>swaardig) drukverschil over het me<strong>mbr</strong>aan word<strong>en</strong><br />

bedrev<strong>en</strong>. Dit heeft e<strong>en</strong> reinig<strong>en</strong>d effect op het me<strong>mbr</strong>aan.<br />

SLIBBELASTING MBR-INSTALLATIES [KG BZV/KG DS.D)]<br />

De hoeveelheid verontreiniging, uitgedrukt in BZV die aan het actief slib per e<strong>en</strong>heid van<br />

massa <strong>en</strong> tijd wordt toegevoerd. Voor de berek<strong>en</strong>ing wordt de hoeveelheid slib [kg d.s.]<br />

bepaald door het drogestofgehalte van het actiefslib te verm<strong>en</strong>igvuldig<strong>en</strong> met het totale<br />

reactorvolume, inclusief de anaërobe tank <strong>en</strong> de me<strong>mbr</strong>aantanks.<br />

SLIBLEEFTIJD<br />

De hoeveelheid slib (kg d.s.) gedeeld door de hoeveelheid verwijderd slib (kg d.s./d) door spui<br />

of efflu<strong>en</strong>t. De hoeveelheid slib wordt bepaald door het totale reactorvolume, inclusief de<br />

me<strong>mbr</strong>aantanks, maar exclusief de anaërobe zones. Slibleeftijd is hiermee de tijd die het<br />

slib ter beschikking heeft om zich volledig te vervang<strong>en</strong>.<br />

TRANS MEMBRAAN DRUK (TMP)<br />

De TMP is de drukval over het me<strong>mbr</strong>aan, tuss<strong>en</strong> de actiefslibzijde (conc<strong>en</strong>traat) <strong>en</strong> de permeaatzijde.<br />

De TMP is de drijv<strong>en</strong>de kracht waardoor de filtratie door de me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> plaatsvindt.<br />

Het drukverschil kan word<strong>en</strong> gerealiseerd door de actiefslibzijde op overdruk te<br />

br<strong>en</strong>g<strong>en</strong> of door aan de permeaatzijde e<strong>en</strong> onderdruk aan te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />

ULTRAFILTRATIE (UF)<br />

Filtratie van deeltjes groter dan 0,05 µm.<br />

VENTILATIE<br />

Fase bij me<strong>mbr</strong>aanfiltratie waarbij gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> backpulse het backpulsewater niet via de<br />

me<strong>mbr</strong>an<strong>en</strong> wordt teruggespoeld, maar door e<strong>en</strong> v<strong>en</strong>tilatieklep wordt teruggevoerd naar de<br />

me<strong>mbr</strong>aantanks. Op deze manier kan de opgehoopte lucht in het systeem word<strong>en</strong> afgevoerd.<br />

62


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 2<br />

MTR-NORMEN 4 E NOTA WATERHUISHOUDING<br />

MINIMUMKWALITEIT (MTR) EN STREEFWAARDEN VOOR WATER, SEDIMENT EN<br />

GRONDWATER<br />

IJkpunt<strong>en</strong> voor stoff<strong>en</strong> in watersystem<strong>en</strong> (MTR: korte termijn, Streefwaarde: lange termijn)<br />

De getalswaard<strong>en</strong> voor de totale conc<strong>en</strong>tratie in water geld<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> zwev<strong>en</strong>d-stofconc<strong>en</strong>tratie<br />

van 30 mg/l. De getalswaard<strong>en</strong> voor sedim<strong>en</strong>t geld<strong>en</strong> voor de standaard van 10% organische<br />

stof <strong>en</strong> 25% lutum. Voor standaard zwev<strong>en</strong>d stof (20% organische stof <strong>en</strong> 40% lutum)<br />

ligg<strong>en</strong> de getalswaard<strong>en</strong> voor metal<strong>en</strong> e<strong>en</strong> factor 1,5 hoger <strong>en</strong> voor organische verbinding<strong>en</strong><br />

e<strong>en</strong> factor 2 hoger dan voor sedim<strong>en</strong>t. De streefwaarde <strong>en</strong> MTR voor metal<strong>en</strong> zijn inclusief<br />

de landelijke achtergrondconc<strong>en</strong>tratie. De achtergrondconc<strong>en</strong>traties voor metal<strong>en</strong> in grondwater<br />

geld<strong>en</strong> voor het diepe grondwater (>10 m), voor de Noordzee geld<strong>en</strong> ze voor het midd<strong>en</strong>.<br />

OPPERVLAKTEWATER<br />

(opgelost)<br />

OPPERVLAKTEWATER<br />

(totaal)<br />

SEDIMENT<br />

(droge stof)<br />

GRONDWATER<br />

(opgelost)<br />

METALEN<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee<br />

ug/l<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

ug/l<br />

MTR<br />

ug/l<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

ug/l<br />

MTR<br />

ug/l<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

mg/kg d.s.<br />

MTRsed<br />

mg/kg<br />

d.s.<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

ug/l<br />

cadmium 0.03 0.08 0.4 0.4 2 0.8 12# 0.06<br />

anorganisch<br />

kwik<br />

0.003 0.01 0.2 0.07 1.2 0.3 10# 0.01<br />

methyl-kwik - 0.01 0.02 0.06 0.1 0.3 1.4 0.01<br />

koper 0.3 0.5 1.5 1.1 3.8 36 73 1.3<br />

nikkel - 3.3 5.1 4.1 6.3 35 44 2.1<br />

lood 0.02 0.3 11 5.3 220 85 530 # 1.7<br />

zink 0.4 2.9 9,4 12 40 140 620 24<br />

chroom - 0.3 8.7 2.4 84 100 380 # 2.5<br />

arse<strong>en</strong> - 1 25 1.3 32 29 55 # 7.2<br />

antimoon - 0.4 6.5 0.4 7.2 3 15 # 0.15<br />

barium - 75 220 78 230 160 300 200<br />

beryllium - 0.02 0.2 0.02 0.2 1.1 1.2 0.05<br />

cobalt - 0.2 2.8 0.2 3.1 9 19 0.7<br />

molybde<strong>en</strong> - 4.3 290 4.4 300 3 200 # 3.6<br />

sele<strong>en</strong> - 0.09 5.3 0.09 5.4 0.7 2.9 0.07<br />

63


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

thallium - 0.04 1.6 0.06 1.7 1 2.6 2<br />

tin - 0.2 18 2.2 220 - - 2.2<br />

vanadium - 0.9 4.3 0.9 5.1 42 56 1.2<br />

boor @ - 6.5 650 - - - - 6.5<br />

tellurium @ - - - - - - - -<br />

titanium @ - - - - - - - -<br />

uranium @ - 0.01 1 - - - - 0.01<br />

zilver @ - 0.0008 0.8 - - - 5.5 0.0008<br />

zoute water<strong>en</strong> - 0.01 1.2 - - - - -<br />

OPPERVLAKTEWATER<br />

SEDIMENT<br />

GRONDWATER<br />

(opgelost)<br />

ORGANISCHE VERBINDINGEN<br />

MTR<br />

opgelost<br />

streefwaarde<br />

totaal<br />

MTR<br />

totaal<br />

streefwaarde<br />

droge stof<br />

MTR-sed<br />

droge stof<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

PAK ug/l ug/l ug/l mg/kg d.s. mg/kg d.s. ug/l<br />

naftale<strong>en</strong> 1.2 0.01 1.2 0.001* 0.1* 0.01<br />

anthrace<strong>en</strong> 0.07 0.0008 0.08 0.001* 0.1* 0.0007<br />

f<strong>en</strong>antre<strong>en</strong> 0.3 0.003 0.3 0.005* 0.5* 0.003<br />

fluoranthe<strong>en</strong> 0.3 0.005 0.5 0.03* 3* 0.003<br />

b<strong>en</strong>z(a)anthrace<strong>en</strong> 0.01 0.0003 0.03 0.003* 0.4* 0.0001<br />

chryse<strong>en</strong> 0.3 0.009 0.9 0.1* 11* 0.003<br />

b<strong>en</strong>zo(k)fluoranthe<strong>en</strong> 0.04 0.002 0.2 0.02 * 2* 0.0004<br />

b<strong>en</strong>zo(a)pyre<strong>en</strong> 0.05 0.002 0.2 0.003 * 3* 0.0005<br />

b<strong>en</strong>zo(ghi)peryle<strong>en</strong> 0.03 0.005 0.5 0.08 * 8* 0.0003<br />

ind<strong>en</strong>opyre<strong>en</strong> 0.04 0.004 0.4 0.06 * 6* 0.0004<br />

vluchtige haloge<strong>en</strong><br />

koolwaterstoff<strong>en</strong><br />

ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

p<strong>en</strong>tachloorb<strong>en</strong>ze<strong>en</strong> 300 3 300 1 100 3<br />

hexachloorb<strong>en</strong>ze<strong>en</strong> 9 0.09 9 0.05 5 0.09<br />

chloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

p<strong>en</strong>tachloorf<strong>en</strong>ol 4000 40 4000 2 300 40<br />

organochloorverbinding<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

aldrin 0.9 0.01 1 0.06 6 0.009<br />

dieldrin 12 0.4 39 0.5 450 0.1<br />

<strong>en</strong>drin 4 0.04 4 0.04 4 0.04<br />

DDT 0.4 0.009 0.9 0.09 9 0.004<br />

64


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

DDD 0.4 0.005 0.5 0.02 2 0.004<br />

DDE 0.4 0.004 0.4 0.01 1 0.004<br />

a-<strong>en</strong>dosulfan 20 0.2 20 0.01 1 0.2<br />

a-HCH 3300 33 3300 3 290 33<br />

b-HCH 800 9 860 9 920 8<br />

j-HCH (lindaan) 910 9 920 0.05 230 9<br />

heptachloor 0.5 0.005 0.5 0.7 68 0.005<br />

heptachloorepoxide 0.5 0.005 0.5 0.0002 0.02 0.005<br />

chloordaan 2 0.02 2 0.03 3 0.002<br />

organofosforverbinding<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

azinfos-ethyl 11 0.1 11 0.005 0.5 0.1<br />

azinfos-methyl 12 0.1 12 0.009 0.9 0.1<br />

chloorf<strong>en</strong>vinfos 2 0.02 2 0.0006 0.06 0.02<br />

chloorpyrifos 3 0.03 3 0.01 1 0.03<br />

cumafos 0.7 0.007 0.7 0.0006 0.06 0.007<br />

demeton 140 1 140 - - 1<br />

diazinon 37 0.4 37 0.01 1 0.4<br />

dichloorvos 0.7 0.007 0.7 0.00003 0.003 0.007<br />

dimethoaat 23000 230 23000 0.8 78 230<br />

disulfoton 82 0.8 82 0.03 6 0.8<br />

ethoprofos 63 0.6 63 0.003 0.3 0.6<br />

f<strong>en</strong>itrothion 9 0.09 9 0.007 0.7 0.09<br />

f<strong>en</strong>thion 3 0.03 3 0.004 0.4 0.03<br />

foxim 82(!) 0,8(!) 82(!) 0,08(!) 8(!) 0.8(!)<br />

hept<strong>en</strong>ofos 20 0.2 20 0.003 0.3 0.2<br />

malathion 13 0.1 13 0.009 0.9 0.1<br />

mevinfos 2 0.02 2 0.0006 0.06 0.02<br />

oxydemeton-methyl 35(!) 0,4(!) 35(!) 0,0003(!) 0,03(!) 0.4(!)<br />

parathion(-ethyl) 2 0.02 2 0.001 0.1 0.02<br />

parathion-methyl 11 0.1 11 0.01 1 0.1<br />

pyrazofos 40 0.4 40 0.02 2 0.4<br />

tolclofos-methyl 790(!) 8(!) 790(!) 1(!) 130(!) 8(!)<br />

triazofos 32 0.3 32 0.007 0.7 0.3<br />

trichloorfon 1 0.01 1 0.00002 0.002 0.01<br />

65


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

organische tin- <strong>en</strong> silicium<br />

verbinding<strong>en</strong><br />

ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

tetrabutyltin-verbinding<strong>en</strong> 1600(!) 16(!) 1600(!) 0,8(!) 78(!) 16(!)<br />

zoute water<strong>en</strong>: 17(!) 0,2(!) 17(!) 0,008(!) 0,8(!) -<br />

tributyltin-verbinding<strong>en</strong> 14 0.1 14 0.02 10 0.1<br />

zoute water<strong>en</strong>: 1 0.01 1 0.007 0.7 -<br />

trif<strong>en</strong>yltin-verbinding<strong>en</strong> 5 0.05 5 0.003 6 0.05<br />

zoute water<strong>en</strong>: 0.8 0.009 0.9 0.01 1 -<br />

silicium-verbinding<strong>en</strong> 0.4 0.005 0.5 0.02 2 0.004<br />

zur<strong>en</strong>(f<strong>en</strong>olherbicid<strong>en</strong> & chloorf<strong>en</strong>oxycarbonzuur-herbicid<strong>en</strong>)<br />

ug/l ug/l ug/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ug/l<br />

b<strong>en</strong>tazon 64(!) 0,6(!) 64(!) 1(!) 130(!) 0.6(!)<br />

2,4-D 10 0.1 10 0.3 27 0.1<br />

dichloorprop 40 0.4 40 32 3200 0.4<br />

dinoseb 0.03 0.0003 0.03 0.003 0.3 0.0003<br />

dinoterb 0.03 0.0003 0.03 0.1 11 0.0003<br />

DNOC 21 0.2 21 0.7 280 0.2<br />

MCPA 2 0.02 2 0.05 5 0.02<br />

mecoprop 4 0.04 4 0.02 2 0.04<br />

2,4,5-T 9(!) 0,09(!) 9(!) 0,5(!) 50(!) 0.09(!)<br />

carbamat<strong>en</strong> & dithiocarbamat<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

aldicarb 98 1 98 0.001 0.1 1<br />

b<strong>en</strong>omyl 150 2 150 0.006 0.6 2<br />

carbaryl 230 2 230 0.03 3 2<br />

carb<strong>en</strong>dazim 110 1 110 0.03 3 1<br />

carbofuran 910 9 910 0.02 2 9<br />

maneb als ETU - als ETU - - -<br />

metam-Natrium 35(!) 0,4(!) 35(!) 0,006(!) 0,6(!) 0.4(!)<br />

methomyl 80 0.8 80 0.001 0.1 0.8<br />

oxamyl 1800 18 1800 0.01 1 18<br />

pirimicarb 90 0.9 90 0.02 2 0.9<br />

propoxur 10 0.1 10 0.0001 0.01 0.1<br />

thiram 32 0.3 32 0.008 0.8 0.3<br />

tri-allaat 1900 19 1900 0.2 160 19<br />

zineb als ETU - als ETU - - -<br />

66


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

"triazin<strong>en</strong>, pyridazin<strong>en</strong> &<br />

triazol<strong>en</strong>"<br />

ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

anilazin 85 0.9 85 0.02 2 0.9<br />

atrazin 2900 29 2900 0.2 (!) 26 29<br />

chloridazon 73000 730 73000 3 350 730<br />

cyanazin 190 2 190 0.01 (!) 2 2<br />

desmetryn 34000(!) 340(!) 34000(!) 4(!) 370(!) 340(!)<br />

metamitron 10000 100 10000 1 95 100<br />

simazin 140(!) 1(!) 140(!) 0,009(!) 0,9(!) 1(!)<br />

synthetische pyrethroid<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

bif<strong>en</strong>thrin 1 0.01 1 0.05 5 0.01<br />

cypermethrin 0.09 0.001 0.1 0.004 0.4 0.0009<br />

deltamethrin 0.3 0.004 0.4 0.01 1 0.003<br />

permethrin 0.2 0.003 0.3 0.009 0.9 0.002<br />

anilid<strong>en</strong> & dinitro-anilin<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

metazachloor 34000(!) 340(!) 34000(!) 3 260 340(!)<br />

metolachloor 200 2 200 0.03 3 2<br />

propachloor 1300 13 1300 0.06 6 13<br />

quintoze<strong>en</strong> 2900 31 3100 - - 29<br />

trifluralin 37(!) 0,4(!) 38(!) 0,1(!) 19(!) 0.4(!)<br />

f<strong>en</strong>ylureum-herbicid<strong>en</strong><br />

(aromatische chloor-amin<strong>en</strong>)<br />

ng/l ng/l ng/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ng/l<br />

diuron 430 4 430 0.08(!) 9 4<br />

isoproturon 320 3 320 0.05 5 3<br />

linuron 250 3 250 0.09 9 3<br />

metab<strong>en</strong>zthiazuron 1800 18 1800 0.7 67 18<br />

metobromuron 10000 100 10000 1 110 100<br />

carboximid<strong>en</strong> ng/l ng/l ng/l mg/kg d.s.. mg/kg d.s. ng/l<br />

captafol 28(!) 0,3(!) 28(!) 0,03(!) 3(!) 0.3(!)<br />

captan 110 1 110 0.01 1 1<br />

overige stoff<strong>en</strong><br />

(getalswaard<strong>en</strong> uit ENW)<br />

ng/l ng/l ng/l mg/kg d.s. mg/kg d.s. ng/l<br />

NTA - - 200 - - 0.2<br />

minerale olie - - - 50 1000 50<br />

67


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

PCB's ug/l ug/l ug/l ug/kg d.s. ug/kg d.s. ug/l<br />

PCB-28 - - - 1 4 -<br />

PCB-52 - - - 1 4 -<br />

PCB-101 - - - 4 4 -<br />

PCB-118 - - - 4 4 -<br />

PCB-138 - - - 4 4 -<br />

PCB-153 - - - 4 4 -<br />

PCB-180 - - - 4 4 -<br />

scre<strong>en</strong>ingsparameters ug/l ug/l ug/l mg/kg d.s. mg/kg d.s. ug/l<br />

EOX - - - 0.3 - -<br />

VOX - - 5 - - -<br />

ETU - - 0.005 - - -<br />

cholinesterase remming - - 0.5 - - -<br />

68


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

OPPERVLAKTEWATER Sedim<strong>en</strong>t Grondwater<br />

NUTRIENTEN &<br />

EUTROFIERINGSPARAMETERS<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

MTR<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

MTR -<br />

sed<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

MTR<br />

tot-fosfaat (mg P/l) 0,02 (w) 0,05 (z) 0,15<br />

(z)<br />

tot-stikstof (mg N/l) 0,15 (w) 1 (z) 2,2<br />

(z)<br />

- - 0.4/3(z/kv) -<br />

- - - -<br />

nitraat (mg N/l) - - - - - 5.6 11.3<br />

ammoniak (mg N/l) - - 0.02 - - - -<br />

ammoniumverbinding<strong>en</strong> - - - - - 2.0/10 (z/kv) -<br />

chlorofyl-a (ug/l) - - 100<br />

(z)<br />

- - - -<br />

ZOUTEN<br />

chloride (mg Cl/l) - - 200 - - 100** -<br />

fluoride (mg F/l) - - 1.5 500<br />

(mg/kg)***<br />

- 0.5 ** -<br />

bromide (mg Br/l) - - 8 20 (mg/kg) - 0.3 ** -<br />

sulfaat (mg SO4/l) - - 100 - - 150 ** -<br />

tot-sulfid<strong>en</strong> (ug S/l) - - - 2 (mg/kg) - 10 -<br />

OPPERVLAKTEWATER<br />

ZWEVENDE STOF<br />

RADIOACTIEVE STOFFEN<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

MTR<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee streefwaarde MTR<br />

(1Bq = 27 pCi) mBq/l mBq/l mBq/l Bq/kg Bq/kg Bq/kg<br />

totale a-activiteit (j) 500 100 - - - -<br />

rest b-activiteit (j) 300 200 - - - -<br />

tritium-activiteit (j) 10000 10000 - - - -<br />

radium-226 5 5 - - - -<br />

strontium-90 15 10 - - - -<br />

cesium-137 20 - - - 40 -<br />

lood-210 - - - 100 100 -<br />

polonium-210 - - - 100 100 -<br />

cobalt-58 - - - 10 10 -<br />

cobalt-60 - - - 10 10 -<br />

jodium-131 - - - - 20 -<br />

overige j-stralers - - - < 2 2 -<br />

69


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

ALGEMENE PARAMETERS<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee<br />

landelijke<br />

streefwaarde<br />

MTR<br />

achtergrond<br />

conc<strong>en</strong>tratie<br />

Noordzee<br />

streefwaarde<br />

MTR<br />

kleur, geur, schuim, vast<br />

afval, troebeling<br />

niet zichtbaar of ruikbaar verontreinigd<br />

temperatuur (C) - - 25<br />

zuurstof (mg/l) - - 5<br />

zuurgraad (pH) - - 6.5 - 9<br />

doorzicht (z,meter) - - 0.4<br />

BACTERIOLOGISCHE<br />

PARAMETERS<br />

thermotolerante coli's (80<br />

perc. , MPN/ml)<br />

- - 20<br />

<strong>en</strong>teroviruss<strong>en</strong> / fag<strong>en</strong> - - afwezig<br />

in 10 l<br />

Leg<strong>en</strong>da<br />

# : getalswaarde = interv<strong>en</strong>tiewaarde<br />

! : extra onzekerheidsfactor 10 i.v.m. weinig data (EPA/1000)<br />

- ge<strong>en</strong> getalswaarde vastgesteld<br />

* ge<strong>en</strong> bodemtypecorrectie voor zandige sedim<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (org.stof < 10 %)<br />

**: herbeoordeling toelatingsdossier door CTB in 97/98<br />

*** bodemtypecorrectie: F = 175 + 13 L (L = % lutum)<br />

@ de afleiding van deze MTR's wijkt af van de standaardprocedure voor metal<strong>en</strong>, omdat onvoldo<strong>en</strong>de data beschikbaar zijn voor het vaststell<strong>en</strong><br />

van e<strong>en</strong> landelijke achtergrond- conc<strong>en</strong>tratie, maar zijn voorlopig opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> n.a.v. e<strong>en</strong> zaak bij het Europese Hof over de uitvoering van de<br />

Richtlijn 76/464/EEG. Bij deze milieukwaliteitsnorm<strong>en</strong> di<strong>en</strong>t de lokale achtergrondconc<strong>en</strong>tratie te word<strong>en</strong> opgeteld.<br />

w : wintergemiddelde waard<strong>en</strong><br />

z : zomergemiddelde waarde voor eutrofieringsgevoelige, stagnante water<strong>en</strong><br />

z/kv eerstg<strong>en</strong>oemde waarde geldt voor zandgebied<strong>en</strong>, de tweede waarde geldt voor klei- <strong>en</strong> ve<strong>en</strong>gebied<strong>en</strong><br />

70


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 3<br />

MEETPROGRAMMA, -DETECTIEGRENS<br />

EN -FREQUENTIE<br />

ORGANISCHE MICRO'S ANALYSE<br />

E<strong>en</strong>heid<br />

detectiegr<strong>en</strong>s<br />

aantal keer <strong>onderzoek</strong>s<br />

periode<br />

METALEN ONDERZOEK WATER<br />

efflu<strong>en</strong>t<br />

arse<strong>en</strong> ug/l < 2 27<br />

cadmium ug/l < 0,05 27<br />

chroom ug/l < 2 27<br />

koper ug/l < 5 27<br />

lood ug/l < 1 27<br />

nikkel ug/l < 2 27<br />

zink ug/l < 5 27<br />

kwik ug/l < 0,03 27<br />

METALEN ONDERZOEK SLIB<br />

arse<strong>en</strong> mg/kg ds


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

ORGANISCHE MICRO'S ANALYSE<br />

E<strong>en</strong>heid<br />

detectier<strong>en</strong>s<br />

aantal keer <strong>onderzoek</strong>s<br />

periode<br />

<strong>en</strong>drin ug/l 4<br />

isodrin ug/l 4<br />

telodrin ug/l 4<br />

2,4-DDE ug/l 4<br />

4,4-DDE ug/l 4<br />

2,4-DDD ug/l 4<br />

4,4-DDD ug/l 4<br />

2,4-DDT ug/l 4<br />

4,4-DDT ug/l 4<br />

alfa-<strong>en</strong>dosulfan ug/l 4<br />

<strong>en</strong>dosulfansulfaat ug/l 4<br />

som HCH's (STI-tabel) ug/l 4<br />

som heptachloor <strong>en</strong> -epoxide ug/l 4<br />

som drins (STI-tabel) ug/l 4<br />

som DDE/DDD/DDT ug/l 4<br />

som a-<strong>en</strong>dosulfan <strong>en</strong> -sulfaat ug/l 4<br />

chloordaan ug/l 4<br />

HERBICIDEN<br />

carb<strong>en</strong>dazim ug/l 11<br />

AMPA ug/l 11<br />

glyfosaat ug/l 11<br />

chloorbromuron ug/l 11<br />

chloorprofam ug/l 11<br />

chloortoluron ug/l 11<br />

chloroxuron ug/l 11<br />

dodemorf ug/l 11<br />

diuron ug/l 11<br />

isoproturon ug/l 11<br />

linuron ug/l 11<br />

methab<strong>en</strong>zthiazuron ug/l 11<br />

metoxuron ug/l 11<br />

monolinuron ug/l 11<br />

metobromuron ug/l 11<br />

prosulfocarb ug/l 11<br />

N-METHYLCARBAMATEN<br />

aldicarb ug/l 11<br />

aldicarbsulfon ug/l 11<br />

aldicarbsulfoxide ug/l 11<br />

butocarboxim ug/l 11<br />

butocarboximsulfoxide ug/l 11<br />

oxamyl ug/l 11<br />

methomyl ug/l 11<br />

ethiof<strong>en</strong>carb ug/l 11<br />

72


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

ORGANISCHE MICRO'S ANALYSE<br />

E<strong>en</strong>heid<br />

detectiegr<strong>en</strong>s<br />

aantal keer<br />

<strong>onderzoek</strong>periode<br />

propoxur ug/l 11<br />

carbofuran ug/l 11<br />

carbaryl ug/l 11<br />

methiocarbsulfon ug/l 11<br />

PESTICIDEN ORGANO-P<br />

bromophos-methyl ug/l 11<br />

bromophos-ethyl ug/l 11<br />

chloorpyrifos-ethyl ug/l 11<br />

diazinon ug/l 11<br />

dichloorvos ug/l 11<br />

dimethoaat ug/l 11<br />

disulfoton ug/l 11<br />

f<strong>en</strong>thion ug/l 11<br />

malathion ug/l 11<br />

mevinphos ug/l 11<br />

parathion-methyl ug/l 11<br />

parathion-ethyl ug/l 11<br />

PESTICIDEN ORGANO-N<br />

atrazine ug/l 4<br />

propazine ug/l 4<br />

simazine ug/l 4<br />

terbutryn ug/l 4<br />

bupprofezine ug/l 4<br />

PESTICIDEN ORGANO-N+P<br />

pirimicarb ug/l 11<br />

pyrazophos ug/l 11<br />

triazophos ug/l 11<br />

DIVERSEN<br />

tolclofos-methyl ug/l 4<br />

hept<strong>en</strong>ofos ug/l 4<br />

ORGANOHALOGENEENVERBINDINGEN<br />

EOX uitgedrukt als chloor ug/l 4<br />

CHLOORFENOLEN dmv gc-ecd/fid<br />

2-chloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

3-chloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

4-chloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,6-dichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,4-/2,5-dichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

3,5-dichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

73


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

ORGANISCHE MICRO'S ANALYSE<br />

E<strong>en</strong>heid<br />

detectiegr<strong>en</strong>s<br />

aantal keer<br />

<strong>onderzoek</strong>speriode<br />

3,4-dichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,4,6-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,6-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,5-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,4,5-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,4-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

3,4,5-trichloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,5,6-tetrachloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,4,6-tetrachloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

2,3,4,5-tetrachloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

p<strong>en</strong>tachloorf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

4-chloor-3-methylf<strong>en</strong>ol ug/l 4<br />

som monochloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ug/l 4<br />

som dichloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ug/l 4<br />

som trichloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ug/l 4<br />

som tetrachloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ug/l 4<br />

som chloorf<strong>en</strong>ol<strong>en</strong> ug/l 4<br />

Chemische analyses hormon<strong>en</strong> E<strong>en</strong>heid Detectiegr<strong>en</strong>s Aantal keer in<br />

<strong>onderzoek</strong>speriode<br />

Bisf<strong>en</strong>ol A ng/l 2<br />

α-oestradiol ng/l 2<br />

Estron ng/l 2<br />

β-oestradiol ng/l 2<br />

Mestranol ng/l 2<br />

Ethinylestradiol ng/l 2<br />

74


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 4<br />

BELANGRIJKSTE EIGENSCHAPPEN ACETOL 80<br />

(VOLGENS 91/155 EG)<br />

1. IDENTIFICATIE VAN HET PRODUKT<br />

* Handelsnaam van het product : ACETOL 80<br />

2. SAMENSTELLING EN INFORMATIE OVER GEVAARLIJKE BESTANDDELEN.<br />

Waterige oplossing met organische bestanddel<strong>en</strong> voor afvalwaterbehandeling.<br />

Gevaarlijke bestanddel<strong>en</strong>:<br />

B<strong>en</strong>aming naar EG-richtlijn<strong>en</strong> : Acetol 80<br />

Gevar<strong>en</strong>symbool C<br />

EG-Index-nr. 607-002-01-3<br />

CAS-Nr. Betiteling m % R-zinn<strong>en</strong><br />

64-19-7 Methylcarbonzuur 78 34<br />

3. FYSISCHE EN CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN<br />

* Vorm : Vloeibaar<br />

* Kleur : geelachtig / gro<strong>en</strong>achtig<br />

* Reuk : azijn<br />

waarde / omvang e<strong>en</strong>heid methode<br />

* pH-waarde : ca. 4<br />

* Vlampunt : > 100 ºC.<br />

* Kookpunt : ca. 102 ºC.<br />

* Dichtheid : 1.1 g/ml<br />

* Oplosbaarheid in water : verm<strong>en</strong>gbaar<br />

* Viscositeit (20ºC.) (m 2 /s) : ca. 10 mPas<br />

* Verdere opgave : hete damp<strong>en</strong> zijn zwaarder dan lucht<br />

4. TOXICOLOGISCHE INFORMATIE<br />

* Acute toxiciteit LD 50 rat, oral 3.310 (mg/kg)<br />

LD 50 konijn, dermal 1.060 (mg/kg)<br />

TC L0 m<strong>en</strong>s, inhalatief 816 (ppm/3min.)<br />

Bov<strong>en</strong>staande waardes hebb<strong>en</strong> betrekking op Methylcarbonzuur 100%<br />

75


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

5. ECOLOGISCHE INFORMATIE<br />

* Toxische invloed<strong>en</strong> op de : Aquatische Toxiciteit:<br />

ecologie<br />

LC 50 (Leuciscus idus) : 410 mg/l<br />

(op basis van Azijnzuur 100%)<br />

* Algem<strong>en</strong>e informatie : Substantie is zeer licht biologisch<br />

afbreekbaar<br />

CZV waarde<br />

: ca. 870.000 mg/l<br />

BZV 5 waarde<br />

: ca. 870.000 mg/l<br />

* Bestanddel<strong>en</strong>: Methylcarbonzuur<br />

76


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 5<br />

WERKING ZANDFILTRATIE<br />

DWARSDOORSNEDE ZANDFILTER<br />

Het te reinig<strong>en</strong> water wordt aangevoerd door de voedingsleiding (1). Via de toevoerbuis (2)<br />

<strong>en</strong> de verdeelarm<strong>en</strong> (3) wordt het water in het zandbed (4) geleid. Terwijl het water in<br />

opwaartse richting door het zandbed wordt gevoerd, vindt het zuiveringsproces plaats. Het<br />

gereinigde water verlaat aan de bov<strong>en</strong>zijde het filter via e<strong>en</strong> overstortrand (5).<br />

Het zandbed beweegt continu naar b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong>, terwijl het te reinig<strong>en</strong> water omhoog stroomt.<br />

Het vuile zand (6) wordt onder in het zandbed onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> gewass<strong>en</strong>, waarna het op de<br />

top van het zandbed valt (7).<br />

De zand circulatie wordt gerealiseerd volg<strong>en</strong>s het mammoetpomp-principe waardoor e<strong>en</strong><br />

m<strong>en</strong>gsel van vuil zand met water <strong>en</strong> lucht door e<strong>en</strong> c<strong>en</strong>trale pijp (8) omhoog wordt<br />

geforceerd. Door de heftige beweging die hierbij in het m<strong>en</strong>gsel ontstaat, wordt het vuil<br />

los gemaakt van het zand. Bov<strong>en</strong> in de stijgbuis aangekom<strong>en</strong>, ontwijkt de lucht naar de<br />

atmosfeer <strong>en</strong> stroomt het vuile water over in de spoelwaterafvoer (9). Het zand valt in de<br />

77


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

wasser. De hoeveelheid zand dat door de mammoetpomp wordt getransporteerd hangt af<br />

van de hoeveelheid lucht door de mammoetpomp.<br />

De wasser (10) met het labyrint zit rondom de mammoetpomp-pijp. Het zand valt door het<br />

labyrint omlaag, waarbij het gewass<strong>en</strong> wordt door e<strong>en</strong> geringe hoeveelheid schoon filtraat<br />

dat door de zandwasser omhoog stroomt. De stroming komt tot stand door e<strong>en</strong> niveauverschil<br />

tuss<strong>en</strong> filtraat (11) <strong>en</strong> spoelwater (9).<br />

78


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 6<br />

STORINGSLIJST MEMBRAANBIOREACTOR<br />

STORINGSANALYSE MBR MAASBOMMEL<br />

Storingssoort<br />

Apparatuur Elektrotechnisch Werktuigbouwkundig Procestechnisch Totaal<br />

Werktuig<strong>en</strong><br />

Influ<strong>en</strong>tpomp 32 32<br />

Trommelzeef 0<br />

M<strong>en</strong>ger 1 0<br />

M<strong>en</strong>ger 2 2 2<br />

M<strong>en</strong>ger 3 0<br />

M<strong>en</strong>ger 4 0<br />

Permeaatafvoerpomp 1 11 11<br />

Permeaatafvoerpomp 2 1 1<br />

Circulatiepomp 1 1 1<br />

Circulatiepomp 2 0<br />

Recirculatiepomp 1 9 9<br />

Recirculatiepomp 2 4 4<br />

Surpluspomp 3 3<br />

Doseerpomp natronloog 5 5<br />

Doseerpomp ijzerchloride 0<br />

Doseerpomp citro<strong>en</strong>zuur 0<br />

Doseerpomp methanol 1 1<br />

Compressor 9 9<br />

Blower 1 0<br />

Blower 2 0<br />

Meting<strong>en</strong> 0<br />

O2 meting<strong>en</strong> 2 2<br />

Redox meting<strong>en</strong> 1 1<br />

Nivo meting<strong>en</strong> 0<br />

Druk meting<strong>en</strong> 0<br />

debietmeting<strong>en</strong> 2 2<br />

temperatuurmeting 2 2<br />

Overig 0<br />

Doseerpunt<strong>en</strong> 2 2<br />

Afsluiters 2 2<br />

Bemonsteringskast 1 1<br />

Aanpassing<strong>en</strong> 0<br />

Plc vastgelop<strong>en</strong> 5 5<br />

Cip tank vol 3 3<br />

Zuig druk 35 35<br />

persdruk te hoog 30 30<br />

stroomstoring 3 3<br />

Totaal 16 36 114 166<br />

79


STOWA 2004-28 VERGELIJKEND ONDERZOEK MBR EN ZANDFILTRATIE RWZI MAASBOMMEL<br />

BIJLAGE 7<br />

STORINGSLIJST ZANDFILTRATIE<br />

STORINGSANALYSE ZANDFILTRATIE MAASBOMMEL<br />

Storingssoort<br />

Apparatuur Elektrotechnisch Werktuigbouwkundig Procestechnisch Totaal<br />

Werktuig<strong>en</strong><br />

Voortstuwers 2 2<br />

Surplusslibpomp 1 1<br />

Slibretourvijzel 1 1<br />

Vetvanger 1 1<br />

Compressor 3 3<br />

PC systeem 1 1<br />

Mamoetpomp zandfilter 1 1<br />

Beluchters 1 1<br />

Bemonsteringsapparaat 1 1<br />

Meting<strong>en</strong><br />

Zandsnelheidsmeting 1 45 46<br />

Zuurstofmeting 4 4<br />

NOx meting 2 2<br />

PO4 meting 3 3<br />

Filtebedweerstand meting 5 5<br />

Debietmeting 1 1<br />

Niveaumeting 1 1<br />

Drogestofmeting 1 1<br />

Overig<br />

Hydrant leiding 1 1<br />

Totaal 7 12 57 76<br />

80

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!