End of pipe waterzuivering (VITO, 2010)

Beschrijving

Een waterzuiveringsinstallatie kan in vele verschillende vormen voorkomen en de uitvoering is afhankelijk van het vooropgestelde doel. De meest voorkomende reden voor laboratoria om hun afvalwater te zuiveren is om te voldoen aan de lozingsvoorwaarden die worden opgelegd in de milieuvergunning. Hieronder wordt een korte beschrijving gemaakt van de mogelijke stappen en configuraties van een typische afvalwaterzuivering. De algemeenheden, mogelijkheden en knelpunten worden besproken zonder in te gaan op specifieke gevallen of afvalstromen. Laboratoria dienen elk voor zich, met hun specifieke afvalwaterproblematiek in het achterhoofd, na te gaan welke technieken voor hun nuttig en interessant zijn.

Primaire zuivering

De eerste stap in een waterzuiveringsysteem is de primaire zuivering. Tijdens deze stap ondergaat het afvalwater eerst een grove reiniging. Grote partikels, stenen, drijvende delen en allerhande vast afval worden verwijderd in een filter. Dit is meestal een grof rooster gevolgd door allerhande kleinere zeefroosters of snijroosters. Om de bezinkbare deeltjes af te scheiden kan een zandvanger of een lamellenbezinker gebruikt worden. Er kunnen allerhande toeslagstoffen gedoseerd worden om de bezinking vlotter te laten verlopen of om een specifieke verontreiniging aan te pakken. Een vetvanger kan de drijvende deeltjes en vetten afscheiden. Na deze stappen wordt het afvalwater veelal opgevangen in een bufferbekken om een continue aanvoer naar de rest van de zuiveringsinstallatie te garanderen en om piekdebieten op te vangen. Tevens wordt het afvalwater zo gehomoniseerd om een zo constant mogelijke samenstelling te garanderen en om piekconcentraties uit te middelen.

Secundaire zuivering

De secundaire zuivering bestaat meestal uit een biologische zuiveringsstap waarvan het doel is om het biochemisch zuurstofverbruik (BZV) en chemisch zuurstofverbruik (CZV) tot een acceptabele waarde te brengen. Het principe van deze techniek is het opnemen en afbreken van organische stoffen tot CO₂, biomassa en water. Deze omzetting gebeurt door actief slib, een gemengde cultuur micro-organismen, in de aanwezigheid van voldoende zuurstof en voedingsstoffen. De verontreinigingen worden omgezet in biomassa, die na bezinking kan afgescheiden en verwijderd worden, of herbruikt kan worden in de biologische zuivering. De biomassa neemt ook een hoeveelheid stikstof (N) en fosfor (P) op zodat deze stoffen ook deels uit het afvalwater worden verwijderd. De omzetting kan als volgt beschreven worden:

 Organisch materiaal + O₂ + nutriënten → CO₂ + H₂O + NH₄⁺ + biomassa

Een beluchtingbekken is een typische uitvoeringsmethode, die bestaat uit een bekken waarin lucht (zuurstof) wordt ingebracht via een beluchtingsysteem.  Daarna wordt het water-slib mengsel naar een bezinktank gepompt waar een deel van de bezonken biomassa terug naar het beluchtingbekken wordt gepompt en de rest wordt afgevoerd als slib. Het effluent kan geloosd worden of naar de volgende behandelingsstap gevoerd worden.

Een biologisch actief slibsysteem wordt toegepast voor afvalwater met organische vervuiling. Er kunnen zowel hoge als lage concentraties worden behandeld. Bij een redelijk constante aanvoer van debiet en concentraties van het afvalwater kan er verregaand optimalisatie worden doorgevoerd. Nadelen zijn de relatief grote installatie, hoge energieverbruik en de kosten voor de verwerking en afvoer van het slib.

Tertiaire zuivering

De laatste zuiveringsstap dient om het water met de gewenste kwaliteit te lozen. De ‘hoofdverontreiniging’ is in de secundaire zuivering verwijderd. In de tertiaire zuivering worden eventueel de laatste verontreinigingen weggenomen. Een typisch voorbeeld van deze stap is de zuivering met en actieve koolfilter, zandfilter of een membraantechniek waarvan micro- en ultrafiltratie en omgekeerde osmose bekende voorbeelden van zijn. Hierin kunnen nutriënten, zouten en persistente verontreinigingen verregaand verwijderd worden. Na de laatste zuiveringsstap wordt het effluent meestal opgevangen in een bufferbekken om daarna geloosd (of herbruikt) te worden.

Naaste de hierboven beschreven technieken bestaat er ook een breed gamma aan speciale technieken om specifieke afvalstromen te behandelen.

Voor verdere technische info: http://www.emis.vito.be/wass/technieken

Toepasbaarheid

Waterzuiveringtechnieken worden in laboratoria meestal toegepast om specifieke problemen op te lossen. Voor laboratoria die afvalwater lozen kunnen voor bepaalde lozingsparameters de normen niet gehaald worden of voor overlast zorgen (Pt, BZV, Nt,)[1]. Een waterzuiveringsinstallatie kan een oplossing bieden.

Algemeen kan gesteld worden dat afvalwaterzuiveringstechnieken technisch voldoende op punt staan om voor courante problemen een oplossing te bieden. Voor specifieke problemen in afvalwater kan meestal een op maat gemaakte oplossing gezocht worden.

Steeds moet van geval tot geval de afweging gemaakt worden of het noodzakelijk is om een zuivering te zetten en of de kosten en moeite opwegen tegen de voordelen.

In de praktijk zal het zinvol zijn om secundaire afvalwaterzuiveringstechnieken (bv aerobe installatie) toe te passen bij oppervlaktewaterlozers indien er problemen zijn voor de volgende parameters: BZV, CZV, zwevende stoffen, Nt en Pt.

Voor problemen met zware metalen en AOX dient de aandacht vooral naar preventie uit te gaan. Voor specifieke problemen kan een tertiaire zuivering (bv actieve koolfilter) een oplossing bieden.

Milieuvoordeel

Afvalwater kan geheel of gedeeltelijk ontdaan worden van verontreinigingen. Verontreinigingen kunnen worden opgeconcentreerd of omgezet worden naar minder schadelijke stoffen.

Financiële aspecten

De financiële impact van waterzuiveringstechnieken dient van geval per geval bekeken te worden. Als stelregel kan wel onthouden worden dat dit meestal dure technieken zijn.