Hoe effectief kunnen medicijnresten uit afvalwater worden verwijderd, als poederkooldosering wordt gecombineerd met de biologische Nereda-zuiveringstechnologie? Dat onderzoekt Waterschapsbedrijf Limburg (WBL) gedurende veertien maanden op de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Simpelveld. Als de proef succesvol verloopt, wil WBL de poederkooltechniek hier meteen op volledige schaal toepassen.
Het is voor het eerst dat de integratie van beide technieken in de praktijk wordt uitgetest. Ad de Man, strategisch adviseur bij Waterschapsbedrijf Limburg, verwacht veel van de in april gestarte proef. “Deze is interessant voor alle waterschappen die gebruikmaken van Nereda. Zeker ook voor onszelf want we passen de technologie nog op drie andere zuiveringslocaties toe.”
Ad de Man
WBL wil na afloop van de proef weten hoe effectief de combinatie van poederkooltechniek en Nereda is (zie kader onderaan voor hoe het werkt), wat de kosten zijn en hoe de CO2-voetafdruk eruitziet. De Man: “We gaan vervolgens nog een vergelijking maken met een andere techniek voor het verwijderen van medicijnresten zoals ozonisatie. Hiermee willen wij er zeker van zijn dat de keuze voor poederkool de juiste is. Daarna bepalen we in de zomer van 2022 of we de poederkooltechniek op volledige schaal in Simpelveld toepassen.”
Proef in kader van landelijk innovatieprogramma
WBL voert het project op de rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) Simpelveld uit in het kader van het landelijke Innovatieprogramma Microverontreinigingen uit afvalwater van de waterschappen, dat is opgezet door het kenniscentrum STOWA en het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Uitgegaan wordt van het onderzoeksdoel van het ministerie: een verwijderingsrendement van 70 procent voor zeven van de elf zogeheten gidsstoffen ten opzichte van het influent van de rwzi. Bij deze stoffen zitten medicijnresten en nog enkele andere microverontreinigingen.
De proef werd in april 2020 al aangekondigd door WBL. Waarom duurde het nog een jaar voordat het zover was? “We hadden tijd nodig voor een goede voorbereiding”, antwoordt De Man. “Er moesten eerst nog onderhoudswerkzaamheden op rwzi Simpelveld worden verricht. Daarna konden we daadwerkelijk beginnen met het opstellen en aansluiten van de poederkooldoseerinstallatie. Omdat Nereda een specifieke procesregeling heeft, moest ook de poederkooldosering daarin worden geïntegreerd.”
Feitelijk al een demo-installatie
WBL huurt de poederkoolinstallatie voor een periode van veertien maanden van Sülzle Kopf. Deze Duitse firma heeft in Berlin en Mannheim al vergelijkbare installaties staan. Gaat het om een pilot- of een demo-installatie? Eigenlijk het laatste volgens De Man. “Op rwzi staan twee Nereda-tanks. In de kleinere tank waarmee een derde van het aangevoerde afvalwater wordt gezuiverd, zal op volledige schaal de poederkool worden gedoseerd. De andere straat fungeert als referentie.”
Het waterschapsbedrijf doet het onderzoek voor een groot deel zelf. Hierbij worden eigen operators actief betrokken en ook studenten van Zuyd Hogeschool in Heerlen ingezet. WBL werkt wel samen met ingenieurs- en adviesbureau Royal HaskoningDHV (RHDHV) dat de Nereda-technologie heeft ontwikkeld en licentiehouder is. “RHDHV is natuurlijk benieuwd hoe de integratie van beide technieken gaat functioneren. De proef in Simpelveld wordt voor RHDHV een erg belangrijk referentieproject.”
Verschil met eerdere proef in Papendrecht
Met het toevoegen van poederkool aan het zuiveringsproces is eerder al een geslaagde proef uitgevoerd op rwzi Papendrecht van waterschap Rivierenland. Het verwijderingsrendement verdubbelde daardoor: in plaats van 40 werd 80 procent van de medicijnresten uit het afvalwater gehaald. Het verschil met de proef in Limburg is dat er in Papendracht een actief slibinstallatie staat, zegt De Man. “Onze innovatie is de combinatie van poederkooldosering en de aërobe korrelslibtechnologie van Nereda. We denken dat we hiermee effectiever kunnen werken, dus met minder dosering aankunnen, omdat het kool langer in de installatie blijft.”
Tijdens de testperiode gaat WBL werken met opklimmende doseringsniveaus. “We beginnen met 5 milligram poederkool per liter influent en daarna 10 en 15. Het laatste niveau van dosering laten we afhangen van de resultaten. Het kan 20 milligram per liter worden maar we kunnen ook naar beneden gaan.”
Ook invloed op kwaliteit van Kaumera onderzocht
WBL onderzoekt nog een aantal andere aspecten, zoals eventuele uitspoeling van poederkool en mogelijke verandering van de bezinkingseigenschappen van het slib. Een belangrijke vraag is ook of de reguliere werking van Nereda intact blijft. De Man: “Verder willen we nog kijken naar de invloed van het doseren van poederkool op de kwaliteit van de nieuwe grondstof Kaumera, die bij het Nereda-proces uit de slibkorrels kan worden gewonnen. Daarom gaat TU Delft een aantal monsters uit beide Nereda-reactoren analyseren.”
Foto: Maartje van Berkel
De poederkooltechniek is volgens De Man vrij eenvoudig in te passen binnen het zuiveringsproces van Nereda. “Het past daarom mooi bij onze modulaire bouwwijze volgens het Verdygo-principe in Simpelveld. De opslag- en doseerunit van de kool kan buiten de tanks worden opgesteld en vervolgens met een leiding worden aangesloten Dan ben je in principe klaar. Veel andere technieken hebben het nadeel dat je extra tanks moet bouwen.”
HOE HET WERKT
Op rwzi Simpelveld passeert het binnenkomende ruwe afvalwater eerst een grofvuilrooster, een zandvanger en een perforatierooster. Daarna wordt het influent opgevangen in de Nereda-buffer. Vanuit deze buffer worden de twee Nereda-tanks afwisselend batchgewijs gevoed en vervolgens belucht. Bij de proef wordt de poederkool toegevoegd in de kleinste tank aan het eind van de beluchte fase, vertelt De Man. “We doseren de poederkool kortdurend. Deze kool wordt halverwege de reactor ingebracht.”
In de bezinkingsfase bezinkt het slib waarin de poederkool is opgenomen. Vervolgens wordt in de voedingsfase het afvalwater aan de onderkant van de tank ingebracht en gaat er gezuiverd aan de bovenkant uit. “De medicijnresten worden daarbij geadsorbeerd in het mengsel van slib met poederkool. De aangroei hiervan wordt gespuid uit de installatie.”
Het slib met de poederkool gaat naar een slibbuffer en wordt ingedikt tot 3 à 4 procent droge stof. Dit wordt met een tankauto afgevoerd naar de zuivering in het nabijgelegen Limburgse dorp Wijlre om daar te worden vergist. Vervolgens wordt het ontwaterd en gedroogd en als grond- en brandstof gebruikt door de Belgische cementfabriek CBR.
Het afvalwater wordt na het verlaten van de tank nog behandeld met zes zandfilters. Dan is het zuiveringsproces klaar en loost WBL het effluent op de Eyserbeek. “Dit is een ecologisch gevoelige bronbeek”, zegt De Man. “Daarom is het extra belangrijk dat het water schoon is.”
MEER INFORMATIE
Toelichting WBL op proef in Simpelveld
H2O Actueel (2020): aankondiging van proef
H2O Actueel (2018): resultaten op rwzi Papendrecht
STOWA over het innovatieprogramma
Informatie over biobased grondstof Kaumera
