Nieuwe generatie rioolwaterzuivering in aantocht
6 november 2001
De bestaande manieren om rioolwater op een biologische wijze te zuiveren van fosfaat schieten tekort. Onderzoekers aan de Technische Universiteit Delft hebben in samenwerking met de NWO-Technologiestichting STW een nieuw model ontworpen dat beschrijft hoe biologische stikstof en fosfaat is te verwijderen. Het model zet de toon voor toekomstige generaties rioolwaterzuiveringen.
Het nieuwe Delftse model voor biologische fosfaat- en nitraatverwijdering is als eerste toegepast po een innovatief rioolwaterzuiveringsproces, het BCFS®-proces. Dat proces kwam tot stand door samenwerking met de Nederlandse waterschappen. Het gebruikt een nieuwe methode om met behulp van bacteriën fosfaat en nitraat (stikstof) uit het rioolwater te verwijderen. Fosfaat is een verontreinigende stof uit urine en wasmiddelen die in meren en sloten de verstikkende 'algenbloei' veroorzaakt. Stikstof zit vooral als ammonium in afvalwater. Beluchting in de beginfase van de zuivering zet ammonium om in nitraat.
De biologische nitraatverwijdering verloopt al met efficiënte methoden. Daarbij vormt zich onder meer het onschuldige stikstofgas. Het verwijderen van fosfaat lukt echter niet met dezelfde methode. De groei van fosfaatbacteriën in waterzuiveringsinstallaties is namelijk afhankelijk van een specifieke afwisseling van zuurstofloze en zuurstofrijke periodes.
De STW-onderzoekers concentreerden zich daarom op het microleven van de duizenden soorten bacteriën in waterzuiveringsinstallaties, het 'actief slib'. De bacteriën zetten vuil uit afvalwater om in voornamelijk kooldioxide, water, stikstof en nieuwe bacteriën. Deze zinken met het opgenomen fosfaat naar de bodem als 'zuiveringsslib'.
De onderzoekers benutten een groep van bacteriën die zowel nitraat als fosfaat kunnen opnemen. De TU Delft ontdekte eerder deze zogenoemde denitrificerende fosfaatbacteriën. De praktische toepassing van deze bacteriën vereist een bruikbare wiskundige beschrijving. De Delftse onderzoekers ontwikkelden daartoe een model dat bacteriën indeelt naar gelang hun manier waarop ze in de cel omgaan met opgenomen voedingsstoffen. De procestechnologen hoefden daarvoor niet alle details in te voeren over de biologie, ecologie en stofwisselingsprocessen van de duizenden soorten bacteriën.
Ontwerpers van waterzuiveringsinstallaties gebruikten tot nu toe vereenvoudigde modellen van het bacterieleven in de reactors. Die modellen kwamen echter niet overeen met de werkelijkheid. Daardoor waren de eisen waaraan een biologische waterzuivering moet voldoen niet erg helder te formuleren. Het gevolg was dat de huidige installaties niet efficiënt werken om aan de toenemende milieueisen voor fosfaat te voldoen. Zo kampen installaties vaak na een regenbui met extra fosfaat, omdat de bacteriën door gebrek aan deze voedingsstof niet hebben kunnen groeien. Ook het dag- en nachtritme van fosfaataanvoer geeft problemen. Chemische fosfaatverwijdering met ijzerzouten is daarom nog steeds een algemeen toegepaste methode om fosfaat te verwijderen.
Nadere informatie bij
* ir. Bas Meijer (TUD, Faculteit Technische Natuurwetenschappen, Bioprocestechnologie)
* tel. 015 2781551
* e-mail
* Promotie in 2002, promotor prof. dr. ir. J.J. Heijnen