Een verdergaande zuivering van afvalwater toepassen

Beschrijving

Een uitbreiding van de waterzuiveringinstallatie met een bijkomende zuiveringsstap kan aangewezen zijn indien met de bestaande waterzuiveringsinstallatie onvoldoende zuiveringsresultaten bekomen worden voor één of meerdere parameters.

Tabel 11 van deze BBT-studie geeft een overzicht van enkele voorname waterzuiveringstechnieken en de (groepen van) parameters waarop zij gericht zijn. Deze tabel is gebaseerd op de informatie die door het BBT-kenniscentrum in een kruistabel werd verzameld bij de opmaak van de technische fiches voor WASS.

WASS vermeldt volgende beperkingen voor het gebruik van de tabel: “de tabel is mogelijk niet volledig. De tabel is enkel bedoeld als hulpmiddel bij het zoeken naar mogelijke technieken voor de verwijdering van bepaalde (groepen van) parameters uit afvalwater. Of (een) bepaalde parameter(s) effectief en efficiënt verwijderd kan/kunnen worden met een bepaalde waterzuiveringstechniek is echter afhankelijk van de specifieke situatie. Zo dient o.a. voldaan te zijn aan de randvoorwaarden die zijn aangegeven in de technische fiches. Deze kruistabel mag niet als losstaand gegeven gehanteerd worden, maar dient steeds samen met de betreffende technische fiches van de afvalwaterzuiveringstechniek gelezen te worden.”

Eén van de bijkomende waterzuiveringsstappen die kan worden overwogen om een bijkomende metaalverwijdering te realiseren, is een tweede fysicochemische zuiveringsstap. In vergelijking met de eerste fysicochemische zuiveringsstap (fysicochemische voorzuivering), kan een tweede zuiveringsstap bij een andere pH of met een ander anion werken (sulfide i.p.v. hydroxide). Hierdoor kunnen metalen die in de eerste zuiveringsstap niet of slechts beperkt verwijderd werden, in de tweede zuiveringsstap (beter) verwijderd worden. Of een bijkomende zuiveringsstap zinvol is en op welke metalen de bijkomende zuiveringsstap gericht moet zijn, kan variëren van bedrijf tot bedrijf, o.a. i.f.v. de verwerkte afval(water)stromen.

Volgens EIPPCB (2006) zijn onderstaande technieken B(este) B(eschikbare) T(echnieken):

44. voorkomen dat afvalwater de afvalwaterzuiveringsinstallatie overslaat (§ 4.7.1).

52. uiteindelijk na toepassing van BBT 42, de gepaste zuiveringstechniek voor elk type van afvalwater selecteren en toepassen (§ 4.7.1).

56. volgende emissiewaarden voor lozing bereiken, door toepassing van een passende combinatie van technieken (genoemd in § 4.4.2.3 en 4.7):

• CZV: 20 – 120 ppm
• BZV: 2 – 20 ppm
• Zware metalen (Cr, Cu, Ni, Pb, Zn): 0,1 – 1 ppm
• Uiterst toxische zware metalen:
  • As: < 0,1 ppm
  • Hg: 0,01 – 0,05 ppm
  • Cd: < 0,1 – 0,2 ppm
  • Cr(VI): < 0,1 – 0,4 ppm

Technische haalbaarheid & voor- en nadelen milieu

Voor een algemene beschrijving van de technische haalbaarheid, o.a. de randvoorwaarden, en de voor- en nadelen voor het milieu, verwijzen we naar de technische fiches in WASS. 

Zie ook Lozing van bedrijfsavalwater.

Financiële aspecten

In onderstaande tabel (Tabel 1) geven we een raming van de kosten van enkele voorname waterzuiveringstechnieken.

Tabel 1: Toepassing van verdergaande zuivering – Financiële aspecten (Bron: Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO), globale kostenraming o.b.v. literatuur, offerten en praktijkervaringen)

a) De slibkosten (afvoer en storten) kunnen aanzienlijk zijn. Volgens (Cauwenberg, Tirez, & Van Ermen, 2010) bedragen de slibkosten 100 €/ton slib (nat).

b) De investering van de indamperinstallatie wordt onder andere bepaald door de waterverdampingscapaciteit, het type indamper, de toegepaste configuratie (aantal trappen, dampcompressie) en het gebruikte constructiemateriaal in verband met corrosie.

Een bijkomende zuiveringsstap brengt bijkomende kosten met zich mee (investerings- en uitbatingskosten). Bijlage 7 van deze  BBT-studie beoordeelt de kostenhaalbaarheid van een bijkomende, verdergaande zuiveringsstap.

Aanvullende informatie

Relatie met huidige milieuregelgeving (VLAREM II):

Zie De voorbehandeling van afvalwater optimaliseren i.f.v. de gezuiverde afvalwaterstromen.

Praktijkvoorbeeld

Er zijn een aantal bedrijven binnen de sector die, naast de fysico-chemische voorzuivering, een fysico-chemische nazuivering toepassen. Deze fysico-chemische nazuivering bestaat uit chemische precipitatie, coagulatie en flocculatie en bezinking (bezinkingsbekken, lamellenbezinker) of flotatie (d.m.v. lucht). De exploitanten kiezen de toeslagstoffen en de pH i.f.v. de te verwijderen parameter(s), maar ook i.f.v. de te behalen lozingsnormen.

• bedrijf 1: verwijdering van fosfaten door een dosering van AlCl3.
• bedrijf 3: verwijdering van metalen door dosering van NaOH, Ca(OH)2 en ook zwavelverbindingen bij pH 10.
• bedrijf 7: verwijdering van lood en nikkel, vnl. afkomstig van inwendig reinigen van tanks en vaten, door neerslaan als sulfide bij pH 7,5.
• bedrijf 8: de 2° fysico-chemie is vgl. met de 1° fysico-chemie. Dezelfde toeslagstoffen (FeCl3 en polyelektrolyten) worden gedoseerd, alleen wordt 1° fysico-chemie gestuurd op pH 7,5 en 2° fysico-chemie gestuurd op pH 7. De 2° fysico-chemie dient vnl. om slib uitgespoeld uit biologie te verwijderen.
• bedrijf n° 9: verwijdering van vanadium door dosering van NaOH.
• bedrijf n° 12: geen informatie beschikbaar.

In onderstaande tabel (Tabel 2) geven we een overzicht van de technische prestaties en de kosten van de fysico-chemische nazuivering voor de verwijdering van vanadium bij bedrijf 9.

Tabel 2: Toepassing van fysico-chemische nazuivering voor de verwijdering van vanadium bij bedrijf 9 – Technische prestatie & financiële aspecten (Bron: Bedrijf 9 (technische en financiële gegevens) en BBT-kenniscentrum (berekeningen en bevindingen)) 

De aannames voor de berekening van de jaarlijkse investeringskost zijn: discontovoet: 4%, levensduur: 15 jaar.

In Cauwenberg, Tirez, & Van Ermen (2010) werd voor vijf sporenelementen antimoon (Sb), titanium (Ti), boor (B), molybdeen (Mo) en seleen (Se) nagegaan op welke wijze bedrijven de emissies kunnen verminderen. De studie leidde tot volgende conclusies:

“Technische haalbaarheidstesten geven aan dat Sb, Ti en Mo verwijderd kunnen worden uit afvalwater met standaard beschikbare technieken, o.a. een fysico-chemische zuivering. Se kan technisch verwijderd worden met de specifieke techiek Abmet (advanced biological metals removal), en in een aantal gevallen met een fysico-chemische zuivering. B kan niet verwijderd worden uit afvalwater zonder een belangrijke vloeibare concentraatstroom te genereren. Deze reststroom moet afgevoerd worden naar externe verwerkers, maar deze verwerkers beschikken ook niet over een specifieke techniek voor de verwijdering van boor.

De zuiveringskost per m³ voor Sb, Ti en Mo zijn vergelijkbaar met de verwerkingskosten die verschillende bedrijven momenteel betalen voor afvalwaterverwerking. De kosten voor de verwijdering van Sb, Ti en Mo komen meestal bovenop de bestaande kosten voor waterzuivering, daar er een specifieke waterzuiveringsstap voorzien moet worden. De stijging van de kosten is voor de meeste bedrijven significant. Voor bedrijven die met meerdere sporenelementen geconfronteerd worden, kunnen verschillende aparte technieken nodig zijn. Voor de verwijdering van Bo en Se zijn de kosten per m³ hoog.

In Nederland werden recent voor Sb, Mo en Se schaduwprijzen bepaald voor het milieurisico. Schaduwprijzen zijn kunstmatige prijzen voor goederen die niet op markten verhandeld worden. Schaduwprijzen geven dan de maatschappelijke waarde weer die aan de milieukwaliteit gegeven worden. Bij vergelijking van de geschatte zuiveringskosten per kg polluent met de Nederlandse schaduwprijzen blijkt dat de kosten hoog zijn. Voor Ti en B  zijn geen schaduwprijzen beschikbaar.

De voorgestelde technieken hebben een negatieve milieu-impact door het energieverbruik en de slibproductie. Voor lozingen in oppervlaktewater waarin de milieukwaliteitsdoelstellingen reeds voldaan zijn, is het milieuvoordeel van een bijkomende zuivering beperkt t.o.v. de extra economische kosten voor de bedrijven.”

Referenties

Cauwenberg, P., Tirez, K., & Van Ermen, S. (2010). Antibomose. VITO, Mol, België.

Deboosere, S. (2007, 13 november). Fysicochemische afvalwaterzuivering: theorie en praktijk. Ingenieurshuis, K VIV, Antwerpen, België.

EIPPCB (2006). Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Waste Treatments Industries. EIPPCB, Sevilla, Spanje.

EMIS (2009). WASS - Waterzuiveringsselectiesysteem.