Na eind 2005 mag stedelijk afvalwater niet langer ongezuiverd geloosd worden in het oppervlaktewater. Omwille van de verspreide bebouwing in Vlaanderen zal een deel van de zuivering moeten gebeuren door kleinschalige (KWZI) en individuele (IBA) waterzuiveringsinstallaties.
Aangezien IBA's in het algemeen geen goede nutriëntverwijderingl hebben, moet hiernaar onderzoek gedaan worden om dat te optimaliseren.

Het doel van dit eindwerk is inzicht te verkrijgen in de graad en opeenvolging van de zuiveringsprocessen in een !BA. Om dat doel te bereiken wordt de werking van een ondergedompelde beluchte biofilter gecombineerd met een actief slibbekken onderzocht. Op deze installatie, SED-5 genaamd, wordt huishoudelijk afvalwater (5 JE) van de studentenpeda Johannes XXIII (Heverlee) aangesloten.

Bij karakterisatie van het influent blijkt dat het Ïnfluent van de SED-5 voldoende gelijkt op gemiddelde waarden voor huishoudelijk afvalwater uit de literatuur. De grootste vuilvracht wordt vlak na het opstarten van de pomp aangevoerd. De wekelijks geanalyseerde schep stalen zijn voldoende representatief voor de werking van de installatie, zoals bleek uit vergelijking met eenmengstaal.

De installatie blijkt de organische verontreiniging goed te verwijderen: zowel aan de concentratie- als aan de reductienormen uit het Vlarem werden voldaan op het einde van de observatieperiode. De concentratienormen werden reeds vroeg tijdens de opstart gehaald, behalve wanneer de spleet tussen de schuine wanden en de vaste wand luchtbellen doorliet en zo sedimentatie in de nabezinktank verhinderde.

Chemolithotrofe nitrificerende micro-organismen zijn traag groeiend, aangezien de energie die bij nitrificatie vrij komt relatief beperkt is, zodat de celopbrengst vrij laag is en nutriëntverwijdering traag opstart.
Na 68 dagen werd de eerste stap van nitrificatie (oxidatie van ammonium tot nitriet) waargenomen, na 104 dagen werd het nitrificatieproces vervolledigd met het opstarten van de tweede stap (oxidatie van nitriet tot nitraat).
Zoals vermeld in de literatuurstudie is onder normale condities de snelheid van oxidatie van nitriet hoger dan de oxidatie van ammonium, zodat er geen giftig nitriet wordt geaccumuleerd.
Eenmaal de tweede stap van nitrificatie was opgestart, daalde de nitrietconcentratie en werd accumulatie inderdaad vermeden.

Denitrificatie werd niet waargenomen. Waarschijnlijk was de biofilm nog niet voldoende ontwikkeld en was tevens het zuurstof gehalte in het actief slibbekken te hoog (rond 8 mg/l) om een anoxische zone in de biofilm of in vlokken te creëren.

Biologische defosfatering werd niet opgemeten. Daarvoor is een afwisseling van aërobie/anaërobie vereist, wat praktisch moeilijk realiseerbaar is in een IBA. Tevens wordt biologische defosfatering geremd door nitraat (zie literatuur).
Ondanks de moeilijke opstart werd bij de laatste analyse zelfs voldaan aan de strengste Nederlandse normen (Idasse ifib), zoals weergegeven in de tabel. De Vlaamse CZV-norm werd over de volledige lijn behaald, wat waarschijnlijk ligt aan het feit dat in het afvalwater van studenten minder detergenten en andere moeilijk af breekbare organische stoffen aanwezig zijn dan in normaal huishoudelijk afvalwater, waarvoor de norm is opgesteld.
Uit de verhouding CZV/N/P en BZV/N/P blijkt dat het afvalwater te weinig organische verontreiniging ten opzichte van nutriënten bevat voor optimale werking van aërobe biologische zuivering. Bij optimalisatie van het zuiveringsproces in een verder stadium van het onderzoek kan men trachten deze verhouding te optimaliseren.
De huidige zuivering gebeurt grotendeels door de biofilm in de SAF (naast de sedimentatie in de voorbezinktank). In het actief slibbekken is voorlopig zo goed als geen slib gevormd door onder andere de oorspronkelijke onderbeluchting. Een andere oorzaak van de trage slibgroei is de spieet tussen de schuine platen en de nabezinktank, waardoor er geen sedimentatie gebeurde in & nabezinktank en er geen slibrecirculatie naar het actief slibbekken was. Na het intensifiëren van de beluchting werd er wel een beperkte slibaangroei waargenomen, maar dit werd verwijderd bij het ongewild opstarten van de airlift naar de slibstockagetank.
Bij het nagaan van het aantal pathogenen in het influent en het effluent werd een daling geobserveerd in de biologische zuiveringsinstallatie. Aangezien de wetgeving geen specifieke waarden vermeld vanaf welk aantal gedesinfecteerd moet worden, is hieruit geen conclusie te trekken omtrent de noodzaak van desinfectie.
Ondertussen werd de spieet tussen de schuine platen en de vaste wand gemaakt, zodat er rust is in de nabezinktank en sedimentatie kan plaatsvinden. Daardoor zal het effluent bij toekomstige analyses zuiverder zijn en zal er meer slib naar het actief slibbekken gerecycleerd worden, zodat men een betere aangroei van het actief slib kan verwachten. Dit alles zal zorgen voor een betere werking van de installatie en lagere effluentwaarden.
Besluit
De resultaten bevestigen dat een IBA wel een goede organische verwijdering kent, maar dat de nutriëntverwijdering nog voor verbetering vatbaar is.
Aanbevelingen voor verder onderzoek
Om tijdens de volgende koudeperiode geen terugval in zuivering te krijgen, zou er best isolatie geplaatst worden rond de installatie. Deze kan misschien ook oververhitting tijdens de zomer voorkomen.
Wanneer men met piekdebieten gaat werken om de afvalstroom van een gezin te simuleren, moet men ermee rekening houden dat de grootste vuilvracht de eerste 15 minuten wordt aangevoerd bij een bepaald debiet.
Men kan nagaan of biologische defosfatering verbetert bij periodiek beluchten. Indien niet, zal men toch moeten overschakelen op chemische defosfatering door toevoeging van chemicaliën in de nabezinictank.
Zoals hierboven reeds vermeld, kan men overwegen de optimale verhoudingen BZV/NIP en CZV/N[P te benaderen om zo de werking te verbeteren.


Auteur: Verlinden, Leen
Herkomst: KULeuven, CIT, WMAG (Wet. Bobliotheek Heverlee)
Referentie: Referentie