Afvalwaterzuivering is een meerstappenproces dat fysieke, biologische en chemische processen combineert om afvalwaterstromen om te zetten in gezuiverd water dat kan worden hergebruikt of veilig in het milieu kan worden geloosd.
Over het algemeen omvatten de stappen van afvalwaterzuivering de primaire, secundaire en tertiaire behandeling van afvalwater. Elk van deze stappen richt zich op een specifiek aandachtspunt met betrekking tot het waarborgen van de veiligheid van het uiteindelijke product.
Als u nieuwsgierig bent naar hoe de primaire behandeling werkt, vindt u hier een nuttig artikel.
In deze blog duiken we in het proces van secundaire afvalwaterzuivering, leggen we uit hoe het werkt, welke veelgebruikte zuiveringsmethoden er zijn en waarom het nodig is. Ook bespreken we hoe Aquacyclin-technologie een nuttige rol kan spelen bij de secundaire afvalwaterzuivering op locatie.
Het belang van secundaire afvalwaterbehandeling
Secundaire afvalwaterzuivering is essentieel voor de veilige lozing van afvalwater of het hergebruik ervan voor andere menselijke activiteiten. Enkele van de belangrijkste resultaten van secundaire afvalwaterzuivering zijn:
Bescherming van het milieu
Secundaire behandeling is hoofdzakelijk gericht op het verwijderen van biologisch afbreekbare organische verontreinigingen.
Met dit proces wordt voorkomen dat de ontvangende wateren te maken krijgen met zuurstofgebrek, een verschijnsel dat optreedt wanneer micro-organismen in natuurlijke wateren het organische materiaal afbreken en daarbij zuurstof verbruiken waar vissen en ander waterleven van afhankelijk zijn.
Sommige soorten afvalwater bevatten ook veel stikstof en fosfor. Dit kan eutrofiëring veroorzaken, een situatie waarbij een te hoog gehalte aan voedingsstoffen de overgroei van algen en waterplanten stimuleert.
Eutrofiëring kan, naast het zuurstofverlies, ook leiden tot een afname van de biodiversiteit en de dood van waterleven en -fauna.
Secundaire zuiveringsprocessen zijn gericht op het verminderen van de hoeveelheid organische stoffen, of biologische zuurstofvraag (BZV), en nutriënten, en beschermen zo aquatische habitats en het milieu.
Economische voordelen
Er zijn weliswaar kosten verbonden aan de implementatie en het onderhoud van secundaire zuiveringsprocessen, maar de economische voordelen op lange termijn wegen zwaarder dan deze kosten.
Schone wateren verhogen de waarde van onroerend goed, ondersteunen recreatieve activiteiten en verminderen de kosten die gepaard gaan met gezondheidsproblemen die ontstaan door vervuild water.
Bovendien kan goed gezuiverd afvalwater worden gerecycled en hergebruikt, wat leidt tot een lager zoetwaterverbruik.
Naleving van regelgeving
In veel landen gelden er specifieke regelgevingen voor de waterkwaliteit van afvalwater dat in het milieu wordt geloosd. Om aan deze normen te voldoen, is secundaire behandeling essentieel. Bedrijven die niet aan de regels voldoen, riskeren boetes, sancties, juridische stappen en zelfs een productiestop.
Hoe werkt secundaire afvalwaterzuivering?
Secundaire zuivering richt zich op het verwijderen van opgeloste en zwevende organische stoffen uit de afvalwaterstroom, nadat deze tijdens de primaire zuivering is gescreend op grotere deeltjes. Deze vaste stoffen en opgeloste stoffen omvatten BZV-verbindingen zoals suikers, zetmeel en ander organisch afval.
Secundaire behandeling maakt doorgaans gebruik van micro-organismen om het organische materiaal af te breken en om te zetten in verschillende bijproducten, afhankelijk van het specifieke proces. Secundaire behandeling bestaat doorgaans uit aerobe behandeling, anaerobe vergisting of een combinatie van beide.
Aërobe secundaire afvalwaterzuivering
Bij aerobe behandeling worden bacteriën gebruikt die zuurstof gebruiken om organische verbindingen te metaboliseren.
Het aerobe proces is geschikt voor afvalwater met een lage tot gemiddelde sterkte, met een BOD-gehalte tussen 500-5.000 ppm.
Aerobische secundaire zuivering vergt echter veel energie, omdat er voortdurend lucht door het water moet worden gepompt om aerobische omstandigheden te garanderen.
De benodigde energie brengt hoge operationele kosten en bijbehorende uitstoot van broeikasgassen met zich mee, die evenredig zijn met de hoeveelheid BZV in het water.
Wanneer de BOD-niveaus de 5.000 ppm overschrijden, wordt anaërobe behandeling de meest haalbare optie.
Toch zijn aerobe zuiveringssystemen doorgaans sneller in het zuiveren van water en goedkoper in het opzetten dan anaerobe processen. Ze bieden dus wel degelijk voordelen, afhankelijk van de behoeften van de installatie.
Bovendien kunnen systemen zoals aerobe actiefslibbehandeling zo worden ontworpen en gebruikt dat ze niet alleen organisch materiaal verwijderen, maar ook voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor.
Enkele van de meest voorkomende aerobe behandelmethoden zijn onder meer:
Geactiveerd slib
Bij de behandeling van actief slib wordt gebruikgemaakt van een beluchtingstank met roerwerken die zuurstof aan het afvalwater toevoegen. Deze tank bevat een levensvatbare populatie micro-organismen, waaronder bacteriën, bepaalde schimmels, protozoa en sommige ongewervelden, die het organische materiaal afbreken, wat resulteert in de vorming van slib.
Vervolgens zakt het slib in een bezinktank naar de bodem en wordt het gezuiverde water geloosd voor tertiaire behandeling.
Het slib zelf kan gebruikt worden als meststof of gestort worden op een vuilstortplaats.
Membraanbioreactoren
Membraanbioreactoren zijn een aeroob zuiveringssysteem dat zwevend slib combineert met membraanfilters in plaats van bezinktanks. Hierdoor kan een grotere hoeveelheid vaste stoffen worden verwijderd en is er minder ruimte nodig.
Ze leveren ook effluent van hogere kwaliteit, geschikt voor hergebruik en lozing van oppervlaktewater, en kunnen stikstof en fosfor verwijderen. Ze zijn duurder en energie-intensiever dan traditionele aerobe secundaire systemen, maar de afweging kan de moeite waard zijn, afhankelijk van de ruimte en de eisen aan de effluentkwaliteit.
Druppelfilters
Druppelfilters maken gebruik van bacteriën die zich hechten aan een medium waar het afvalwater overheen stroomt.
De bacteriën vormen een film op het medium en breken het organische materiaal af terwijl het erdoorheen stroomt. Druppelfilters vereisen minder ruimte en energie in vergelijking met andere aerobe methoden en kunnen geconcentreerd organisch materiaal verwerken, maar hebben een lagere volumecapaciteit.
Beluchte lagunes
Beluchte lagunes gebruiken mechanische oppervlaktebeluchters of ondergedompelde beluchtingssystemen om grote hoeveelheden gemeentelijk en industrieel afvalwater te behandelen. De lagunes zijn doorgaans 1,8 tot 6 meter diep en vereisen een behoorlijke hoeveelheid ruimte. Ze zijn zeer geschikt voor industrieel afvalwater van lage tot gemiddelde sterkte.
Anaërobe secundaire afvalwaterzuivering
Anaerobe afvalwaterzuivering is afhankelijk van bacteriën die organische materialen afbreken bij afwezigheid van zuurstof.
Omdat er geen beluchting nodig is, hebben anaërobe zuiveringssystemen of vergisters een veel lagere energiebehoefte en genereren ze minder slib dan aerobe systemen.
Bovendien kan het methaan dat als bijproduct ontstaat, ook wel biogas genoemd, worden gebruikt voor energieopwekking en de operationele kosten verlagen.
Als het methaan dat vrijkomt echter wordt afgefakkeld of niet op de juiste manier wordt opgevangen, kan dit leiden tot nog meer uitstoot van broeikasgassen. Uit een recent onderzoek blijkt dat de methaanuitstoot mogelijk veel groter is dan eerder werd gerapporteerd.
Een veelvoorkomende uitdaging bij anaërobe systemen is dat de methaanproducerende bacteriën (die de organische stoffen afbreken en methaan genereren) onder consistente, stabiele omstandigheden moeten kunnen functioneren.
Dit betekent dat schommelingen in de pH-waarde, de temperatuur en de concentraties van vervuilende stoffen de microbiële populatie verstoren. Het kan weken of maanden duren voordat deze is hersteld.
Daarom hebben deze systemen egalisatietanks, toevoeging van voedingsstoffen, getrainde operators en zorgvuldige controle van het water dat de vergisters instroomt nodig.
Hieronder staan enkele veelvoorkomende anaërobe behandelingsmethoden:
Anaërobe lagunes
Anaërobe lagunes zijn diepe bassins die niet belucht, verwarmd of gemengd zijn. Ze worden doorgaans gebruikt voor de voorbehandeling van ruw afvalwater en zijn bijzonder effectief voor industrieel afvalwater met een hoge concentratie. Anaërobe lagunes worden vaak in serie met aerobe lagunes gebruikt, omdat beide processen elkaar aanvullen.
Anaërobe lagunes zijn zeer effectief voor de verwerking van sterk geconcentreerd organisch afval, zoals afval afkomstig van de veehouderij. Ze produceren ook grote hoeveelheden methaan, wat problemen kan opleveren bij de inzameling. Ze nemen veel ruimte in beslag en kunnen problemen veroorzaken met insijpeling in het grondwater.
Opwaartse anaërobe slibdeken (UASB)
Bij UASB-anaerobe zuivering wordt afvalwater door een sliblaag met anaerobe bacteriën gepompt. Gaskappen vangen methaan op dat tijdens de anaerobe afbraak ontstaat en vervolgens wordt weggepompt voor energieproductie. Deze systemen werken goed in de voedingsmiddelen-, dranken- en papierindustrie en hebben een relatief laag energieverbruik. Zonder aanvullende zuivering kunnen ze echter niet de kwaliteit van de geloosde oppervlaktewateren bereiken.
Anaërobe filters
Bij anaërobe filters stroomt afvalwater door een steunlaag van puimsteen, grind, gebroken steen of vergelijkbaar materiaal met een anaërobe bacteriële film op het oppervlak. Het slib breekt organische verontreinigingen af en het gegenereerde gas wordt opgevangen. Deze methode is het meest geschikt voor relatief verdund afvalwater, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid biogas kan worden opgevangen.
Een nieuwe methode voor secundaire behandeling
De BETT-technologie van Aquacycl biedt een oplossing voor de behandeling van zeer sterk vervuild afvalwater, zoals dat uit de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, en elimineert daarmee een aantal valkuilen van de eerder genoemde behandelingsmethoden, zoals ruimtebeperkingen, energie-intensiteit en methaanemissies.
Combinatie van aerobe en anaerobe behandeling
Wij benaderen afvalwater op een andere manier en kunnen als een op zichzelf staande zuivering fungeren of bestaande aerobe en anaerobe technologieën aanvullen.
Door gebruik te maken van modulaire reactoren met daarin van nature aanwezige bacteriën, wordt zeer geconcentreerd afvalwater efficiënt gezuiverd. Dit verlaagt het energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen, omdat ons systeem feitelijk elektriciteit opwekt zonder biogasproductie.
Het innovatieve ontwerp combineert anaërobe en aerobe omgevingen voor snelle, efficiënte behandelingen met een kleine fysieke omvang.
BETT kan zeer geconcentreerd BOD-afvalwater verwerken, zoals siroop- en suikerafvalwater uit de productie van voedingsmiddelen en dranken.
In combinatie met traditionele anaërobe zuivering kunnen BETT-reactoren helpen bij het normaliseren van de afvalwaterstroom, het afbreken van complexere koolstoffen tot vluchtige vetzuren (VFA) en daarmee de biogasproductie van bestaande anaërobe vergisters verhogen. Ze verminderen ook de noodzaak tot verdunning van zeer geconcentreerd afvalwater vóór conventionele secundaire zuivering.
Neem vandaag nog contact op met Aquacyclin en ontdek hoe ons BETT-systeem de afvalwaterbehandeling van uw bedrijf kan verbeteren.
