Concept : Waterzuivering
Techniekbeschrijving
Veel organische verontreinigingen kunnen door micro-organismen worden tot onschadelijke verbindingen zoals biomassa, kooldioxide en zouten. De concentratie aan organische verontreinigingen in grondwater is vaak relatief laag. Voor zuivering van verontreinigd grondwater worden hoofdzakelijk biofilmreactoren toegepast en nauwelijks actief-slibsystemen. De slibbelasting is meestal te laag en bij de gewenste hydraulische verblijftijd van kleiner dan één uur worden geen goed bezinkende slibvlokken gevormd. Biofilmreactoren waarin de micro-organismen zijn gehecht op een dragermateriaal zijn meer geschikt voor zuivering van grondwater. Door dragermateriaal te gebruiken met een hoog specifiek oppervlak kunnen hoge biomassa-concentraties worden gerealiseerd waardoor biofilmreactoren compact zijn. De biomassa heeft voor de groei nutriënten (stikstof en fosfaat) nodig, die soms onvoldoende in het grondwater aanwezig zijn. De nutriënten moeten dan aan het grondwater worden toegevoegd.
Twee veel toegepaste biofilmreactoren zijn de biorotor dragermateriaal in een roterend systeeml) en systemen op een vast dragermateriaal (bijvoorbeeld BIOPUR). Bij de biorotoren draait een kooiconstructie, waarin het dragermateriaal is opgesloten, om een horizontale as in een trog waardoor het grondwater stroomt. Het dragermateriaal is telkens voor 40 % onder water gedompeld. Door de draaiende beweging van de rotor vindt in de tank een goede zuurstof-overdracht en menging van het grondwater plaats.
De BIOPUR bestaat uit meerdere beluchte compartimenten in serie, die gevuld zijn met polyurethaan als dragermateriaal voor micro-organismen. Het dragermateriaal is volledig ondergedompeld. Lucht en water stromen volgens het meestroomprincipe door elk vak. Ieder vak wordt belucht met lucht uit het vorige vak om strippen van vluchtige componenten te voorkomen. Een verschil van een BIOPUR ten opzichte van een biorotor is dat gelijktijdig grondwater en bodemlucht kunnen worden gezuiverd.
Toepassingsvoorwaarden
De voornaamste toepassingsvoorwaarde is, dat de organische verontreinigingen door de micro-organismen kunnen worden afgebroken bij een hydraulische verblijftijd van een 0,5 - 2 uur. Biofilmreactoren zijn over het algemeen minder gevoelig voor ijzer dan bijvoorbeeld strippen of actieve koolfiltratie. Bij hoge gehalten ijzer (> 25 mg/l) moet het grondwater ontijzerd worden.
De techniek is niet van toepassing bij bemalingen omdat de duur hiervan meestal te kort is om een biologisch zuiveringssysteem op te starten. Indien de vuilvracht, uitgedrukt in CZV, relatief hoge waarden bereikt (> 200 mg/l) dienen andere (biologische) systemen te worden overwogen.
De pH moet worden gecorrigeerd als het grondwater kalkafzettend is.
Resultaten
Het rendement van biologische reiniging is afhankelijk van het type en de concentratie van de verontreiniging. Op basis van referentieprojecten kunnen de volgende zuiveringsrendementen en haalbare effluentconcentraties worden aangegeven voor de verschillende verontreinigingen:
|
Verontreiniging |
Rendement (%) |
g/l)mEffluent ( |
|
|
|
|
|
Minerale olie |
50 - 99 % |
50 |
|
Aromaten |
85 - > 99 % |
2 |
|
Naftaleen |
85 - > 99 % |
< 5 |
|
PAK |
65 - > 99 % |
< 5 |
|
Chloorbenzeen |
90 - > 99 % |
10 |
Omdat bij een ontwerp de lozingseis bepaald tot welke concentratie gezuiverd moet worden, hoeven de hierboven vermelde rendementen niet de maximaal haalbare te zijn.
Biofilmreactoren zijn in staat om ook bij relatief korte hydraulische verblijftijden en bij lage concentraties de verontreinigingen tot beneden de detectiegrens uit grondwater te verwijderen.
Kosten
Volgende kosten kunnen gehanteerd worden :
Aantal m³/uur Kostprijs per m³
tot 0,25 EUR 10 per m³
0,25 - 0,50 EUR 8 per m³
0,50 - 0,75 EUR 6 per m³
Milieurendement
Het milieurendement van biofilmreactoren is hoog omdat de organische koolwaterstoffen worden gemineraliseerd. Het energieverbruik is laag. De produktie aan biologisch slib is vanwege de lage verontreinigingsgraad van het grondwater gering. De emissies van vluchtige verbindingen naar de lucht zijn zeer beperkt. De emissie naar de waterfase bestaat uit verontreinigingen die gedurende de verblijftijd biologisch niet konden worden afgebroken. Indien de effluent concentraties te hoog zijn kan na zandfiltratie een actieve koolfiltratie als polishingstap worden gehanteerd. Eventueel dienen nutriënten toegevoegd te worden.
Het energieverbruik bedraagt circa 0,05 tot 0,1 kW/m³.
Energieverbruik +
Reststoffen +
Ruimtegebruik 0
Geluidshinder 0
Geurhinder 0
Ontwikkelingsstadium
Categorie 1
Er is met de techniek ruime ervaring opgedaan in de bodemsaneringspraktijk.
Leveranciers
De meeste aannemers kunnen een biofilmreactor leveren, verhuren, installeren en de bedrijfsvoering verrichten.
Referenties
Grondwaterzuivering bij bodemsanering, RIVM, Rapportnummer 772404001, januari 1995, Nederland.
Praktijkervaring met biofilmreactoren voor zuivering van grondwater verontreinigd met organische microverontreinigingen, H2O nummer 9, mei 1995, pag. 258 t/m 261, Nederland.