NL2029300B1 - Werkwijze voor het decentraal produceren van productwater uit afvalwater afkomstig van riolering - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het zuiveren van afvalwater afkomstig van riolering (rioolwater) voor hergebruik, bij voorkeur voor hergebruik in natuur, landbouw, industrie, stedelijke ontwikkeling en grondwaterstandmanagement, waarbij het afvalwater van het riool wordt gezuiverd in een zuiveringsinrichting waarbij middelen worden toegepast om de mate van de efficiëntie van nutriëntvenNijdering door de zuiveringsinrichting (bij voorkeur periodiek) aan te passen, waardoor een vooraf gewenst, te variëren nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater van het riool wordt gerealiseerd.

Description

Werkwijze voor het decentraal produceren van productwater uit afvalwater afkomstig van riolering

De uitvinding ligt in het veld van zuivering van afvalwater tot een waterkwaliteit geschikt voor hergebruik in natuur, landbouw, industrie, stedelijke ontwikkeling en grondwaterstandmanagement, en in het bijzonder op gebied van biologische zuivering.

ACHTERGROND

De laatste jaren kampen grote delen van Nederland steeds vaker met langdurige droogteperioden. Tegelijkertijd bemoeilijken de onregelmatige perioden van steeds extremere neerslag het vasthouden van regenwater. Het onlangs verschenen (August 2021) IPCC-rapport laat zien dat zowel droogte als extreme neerslag alleen maar zullen toenemen door klimaatverandering. Dit leidt tot conflicten in aanspraak op schaars grondwater tussen burgers, boeren en natuur. Jaarlijkse maatschappelijke kosten als gevolg van droogte worden alleen al in Nederland in de miljarden euro's geraamd. Ook internationaal spelen soortgelijke problemen en is er als gevolg van waterschaarste behoefte aan water voor irrigatie, beregening, industriële activiteit en grondwaterpeilmanagement.

Gezuiverd afvalwater is een altijd beschikbare waterbron die kan helpen droogteproblematiek te verminderen. Daar waar in Nederland voor regenwater het credo vasthouden, opslaan en hergebruik centraal staat, geldt voor afvalwater echter het omgekeerde. Vanwege kosteneffectiviteit van grootschalige en centrale rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI's) heeft een landelijke centralisatie van RWZI's plaatsgevonden. Hierbij wordt afvalwater afgevoerd van de locatie waar het geproduceerd wordt naar een centrale (vaak laaggelegen) RWZI. De eindbestemming van het gezuiverde effluent is de zee. Centraal effluent hergebruik wordt echter bemoeilijkt, omdat de locatie waar enerzijds de watervraag is en waar anderzijds het effluent wordt geproduceerd (de RWZI) bijna nooit samenvallen.

Narain-Ford laat zien in “Shifting the imbalance: Intentional reuse of Dutch sewage effluent in sub-surface irrigation” (Science of the Total Environment journal, 2021, Volume 752) dat gezuiverd effluent van RWZI's een significante bijdrage kan leveren aan de watervraag vanuit akkerbouw. Door het centrale karakter van de afvalwaterstructuur kan echter slechts minder dan 10 % van de landbouwgrond bereikt worden uit de bestaande 335 RWZI's wanneer uitgegaan wordt van een maximale afstand van 2 km van de RWZI. De helft van de landbouwgrond zou kunnen bereikt worden wanneer deze afstand 5 km zou zijn, maar dat brengt dan weer veel langere transportleidingnetwerken met zich mee.

Verder is inspringen op wisselende watervraag (kwantiteit) en kwaliteit tot een “water op maat” vraag vrijwel onmogelijk. Natuur, boeren en industrie vragen een verschillende kwaliteit en kwantiteit van water. Het resultaat: In Nederland wordt op geen enkele RWZI deze potentiële waterbron benut. Er is derhalve een behoefte om deze mismatch in locatie, kwaliteit en kwantiteit in het huidige paradigma op te lossen; hoe kunnen we wel water op maat leveren waarbij we flexibel zijn in locatie, kwantiteit en kwaliteit.

De oplossing van het duurzaam en lokaal winnen van water kan worden gezocht in stedelijke, landelijke en industriële rioleringen. Daaruit kan een hoeveelheid gevraagde afvalwater worden onttrokken en opgewerkt worden tot een kwaliteit die gevraagd wordt door de afnemer.

Immers, dergelijke rioleringen verzamelen en transporten afvalwater uit grote bewoonde gebieden en/of van diverse industriële lozers en bieden zekerheid van continuïteit van wateraanbod, terwijl er tevens een grotere mate van continuïteit in de samenstelling van het afvalwater is dan dit voor de individuele lozers het geval zou zijn. Ook is de riolering op vrijwel elke locatie van bewoning, landbouw en industriële activiteit redelijk in de nabijheid. Verder is er zuiveringstechnologie beschikbaar die het afvalwater kunnen zuiveren tot de voor het gebruik benodigde samenstelling en ontlast deze waterwinning de riool- of afvalwaterzuivering die al het gerioleerde water behandeld voordat dit wordt geloosd op oppervlaktewater. Winning van water voor het hergebruik uit rioolstelsels wordt ook wel aangeduid met de term “sewer mining”. Opgemerkt wordt dat de term “sewer mining” geen betrekking heeft op het winnen van water door het zuiveren van afvalwater dat aan het einde van het rioleringssysteem wordt gezuiverd door RWZI alvorens op oppervlaktewater te worden geloosd. De term heeft uitdrukkelijk betrekking op het decentraal innemen en zuiveren van slechts een deel van het door de riolering afstromende afvalwater naar de RWZI. En dit in de nabijheid van de locatie waar het aldus “gewonnen” water wordt benodigd.

Zo beschrijft Plevri in “Sewer Mining as A Basis for Technological, Business and Governance

Solutions for Water in the Circular Economy: The NextGen Athens Demo" (Environ. Sci. Proc. 2020, 2, 54) een methode om een urbane agriculture, park en bedrijventerreinen via sewer mining van geschikt water te voorzien. Hiervoor maakt men gebruik van een

MembraanBioReactor (MBR: een combinatie van biologische zuivering en membraanfiltratie) gevolgd door een UV-desinfectie met een vaste capaciteit van 25 m%h die het rioolwater vanuit de riolering opwerkt tot een vaste productwaterkwaliteit, en dit dan wordt gebruikt voor irrigatie en in de winter ook voor aquiferaanvulling. Deze werkwijze heeft helaas diverse verschillende economische en duurzaamheidsnadelen. Ten eerste resulteert het in een productkwaliteit die weliswaar uitermate geschikt is voor acquiferaanvulling in de winter, maar die echter voor de irrigatietoepassingen resulteert in een waterkwaliteit die beduidend beter is dan voor de irrigatietoepassing nodig en wenselijk. Aangezien MBR wordt gekenmerkt door een verhoudingsgewijs hoog energieverbruik voor zowel de biologische zuivering maar zeker ook voor de membraanfiltratie, is dit een duurzaamheidsnadeel. Verder resulteert de vergaande zuivering dat het verkregen irrigatiewater nauwelijks nutriënten zoals stikstof, fosfaat en organische stoffen meer bevat, terwijl die de groei van planten en begroeiing juist stimuleren.

Dit verhoogt daarmee het gebruik van kunstmest en biostimulanten die dan weer toegevoegd moeten worden. Voor het produceren van kunstmest en biostimulant maakt Plevri gebruik van een aanvullende inrichting die via compostering dergelijke stoffen kan maken vanuit GFT.

Makropoulos (Makropoulos et al, 2018, Journal of Environmental Management, 10.1016/j.jenvman.2017.07.026) beschrijft hoe de bedrijfsvoering en onderhoud van decentrale afvalwaterzuiveringen ten behoeve van sewer mining kan worden verbeterd door inbedding in een ICT-infrastructuur, zodat op afstand de status en werking van de afvalwaterzuiveringen kan worden gecontroleerd. Makropoulus maakt voor de zuivering van het afvalwater gebruik van de combinatie MembraanBioReactor (biologisch) gevolgd door reverse osmosis (chemisch/fysisch) tot een constante waterkwaliteit met minimale nutriënten. Zoals opgemerkt verbruikt de MBR echter relatief veel energie.

In de stand der techniek is er een continue behoefte aan het verder implementeren en optimaliseren (0.a. het verduurzamen) van afvalwaterzuivering.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Verrassenderwijze hebben de uitvinders proefondervindelijk vastgesteld dat een meer voordelige methode van sewer mining wordt bewerkstelligd door — gebruikmakend van dezelfde zuiveringsinstallatie - de mate van de efficiëntie van zuivering van het afvalwater gedurende de seizoenen gecontroleerd aan te passen. Hierdoor kan bijvoorbeeld tijdens het groeiseizoen van gewassen en begroeiing de resterende concentratie aan nutriënten in het geproduceerde water zo hoog als praktisch, agrotechnisch wenselijk en wettelijk toegestaan worden gehouden, waardoor er geen noodzaak is voor aanvullend gebruik van kunstmest en biostimulanten voor het bewerkstelligen van een maximaal groeirendement, of het gebruik van dergelijke middelen tenminste wordt verminderd. Buiten het groeiseizoen, of in periodes gedurende het groeiseizoen dat er tijdelijk geen behoefte is aan aanvullende irrigatie of beregening, kan de mate van efficiëntie van het zuiveringsproces dusdanig worden verhoogd dat de resterende concentratie aan nutriënten laag blijft. Ook daarbuiten heeft de beheersing en gecontroleerde variatie in nutriëntverwijdering toepassing.

Met voorkeur wordt het gezuiverde water met laag nutriëntgehalte aangeboden voor gebruik voor niet-agrarische toepassing, stedelijke waterelementen, acquifer- en oppervlaktewateraanvulling.

In breedste zin heeft de uitvinding derhalve betrekking op een werkwijze voor ‘sewer mining’ d.w.z. het (met de voordelen van decentraal of lokaal) zuiveren van afvalwater afkomstig van riolering (rioolwater) zuiveren van afvalwater afkomstig van riolering (rioolwater) voor hergebruik, bij voorkeur voor hergebruik in natuur, landbouw, industrie, stedelijke ontwikkeling en grondwaterstandmanagement, waarbij het afvalwater van het riool wordt gezuiverd in een zuiveringsinrichting waarbij middelen worden toegepast om de mate van de efficiëntie van nutriéntverwijdering door de zuiveringsinrichting (bij voorkeur periodiek) aan te passen, waardoor een vooraf gewenst, te variëren nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater van het riool wordt gerealiseerd.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor ‘sewer mining’ d.w.z. het (met de voordelen van decentraal of lokaal) zuiveren van afvalwater afkomstig van riolering (rioolwater) voor gebruik in agrarische industrie, voor beregening of voor grondwaterstandmanagement, waarbij het afvalwater van het riool wordt gezuiverd in een zuiveringsinrichting waarbij middelen worden toegepast om de mate van de efficiëntie van de nutriéntverwijdering door de zuiveringsinrichting aan te passen, waarmee de efficiëntie van de nutriëntverwijdering bij voorkeur tijdens het groeiseizoen van gewassen en begroeiing (tijdelijk en/of periodiek} - of anders wanneer daar behoefte aan is - wordt verlaagd, waardoor een vooraf gewenst verhoogd nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater van het riool wordt gerealiseerd.

De uitvinders hebben uitgewerkt dat het aanpassen (reguleren of beheersen) van het nutriëntgehalte op een aantal manieren bewerkstelligd kan worden. Dit kan bij voorkeur door het aanpassen van het aan de zuiveringsreactor toegevoegde afvalwaterdebiet en/of het aanpassen van de beluchtingsduur en/of beluchtingsintensiviteit (bij voorkeur het aanpassen van de beluchtingsduur, onderdelen van de beluchtingscyclus en/of beluchtingsintensiviteit), maar kan, hoewel met minder voorkeur, ook in plaats daarvan of in combinatie daarmee worden uitgevoerd door het gezuiverde effluent met minder-gezuiverd water van het riool te mengen (de zgn. bypass). Met minder-gezuiverd water wordt bedoeld dat een of meerdere van de zuiveringstappen niet zijn uitgevoerd. Deze worden hieronder verder uitgewerkt. De uitvinding is echter niet beperkt tot deze uitvoeringsvormen.

LIJST VAN FIGUREN

Figuren 1, 2, 3a, 3b en 4 geven het proces van rioolwaterzuivering schematisch weer, waarbij afvalwater van de riolering 1 middels een pomp en debietmeter 2 naar een zuiveringsreactor 3, of een combinatie van opeenvolgende zuiveringsreactoren, worden doorgegeven. De zuiveringsreactor levert gezuiverd productwater met nutriënten 4, en waarbij het proces middelen verschaft om de concentratie aan nutriënten op een gewenst (verhoogd of verlaagd) niveau te beheersen (gestippelde cirkel en lijn}. De cirkel 8 is een schematische weergave van een uitvoeringsvorm waarbij er middelen zijn toegevoegd om het gehalte aan nutrienten in het gezuiverde water te meten. Deze zijn nu schematisch na de zuivering weergegeven, maar (niet in de Figuren weergegeven) kunnen ook in de reactor(en) geïntegreerd zijn, of (niet in de

Figuren weergegeven:) vóór de invoer naar de reactor om het gehalte aan nutriënten in het naar de reactor(en) gevoerde water te bepalen. De stippellijn geeft weer dat er een koppeling is tussen de bepaling van het gehalte en middelen om de concentratie aan nutriënten op een gewenst (verhoogd of verlaagd) niveau te brengen. Volgens de uitvinding kan dit proces bijvoorbeeld worden geoptimaliseerd door gebruik van een biologische zuiveringsreactor 3A, waar nutriéntverwijdering wordt gereguleerd naar gewenst niveau door het reguleren van de toevoer van afvalwater door de pomp en debietmeter 2 naar de biologische zuiveringsreactor 3A (Figuur 1}, en/of de duur van de beluchtingscyclus van het debiet in de biologische 5 zuiveringsreactor 3A (Figuur 2). In een andere uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een chemisch/fysische zuiveringsreactor 3B, en worden de chemisch/fysische procescondities in de reactor 3B aangepast op een verandering in de nutriëntconcentratie (Figuur 3A). In plaats daarvan, of in toevoeging daarvan [niet in de Figuur weergegeven], kan het proces worden voorzien van een debiet bypass 6, waarbij de mate van debiet dat niet eerst naar de reactor 3B maar direct met het effluent van de reactor 3B wordt gemengd, wordt aangepast n.a.v. een (gewenste) verandering in de nutriëntconcentratie (Figuur 3B). In Figuur 4 is een combinatie van de werkwijze volgens Figuren 2 en 3A weergegeven, met een cross-oververbinding 7 waarbij ten minste een deel van het effluent van de biologische zuiveringsreactor 3A kan worden aangevoerd naar de inlaat van de chemisch/fysische zuiveringsreactor 3B.

BESCHRIJVING WERKWIJZE EN UITVOERINGSVORMEN

De term ‘sewer mining’ is bekend bij de vakman. |.t.t. het zuiveren van afvalwater in een grote waterzuiveringsinstallatie of RWZI doorgaans aan het einde van een rioolnetwerk of op een knooppunt waar meerdere riolen bijeen komen, waarbij het afvalwater wordt geloosd, wordt bij sewer mining volgens de uitvinding lokaal ten minste een deel van het water van een riolering afgenomen. Met de inzichten van de uitvinders is het mogelijk om sewer mining in te zetten om opgewerkt water voordelig te hergebruiken in natuur, landbouw, industrie, stedelijke waterelementen en grondwaterstandmanagement. Bij voorkeur wordt het water van de riolering afgenomen en gezuiverd op een ‘lokale’ locatie die zich minder dan 5 km, bij voorkeur minder dan 1 km bevindt van de locatie waar het opgewerkte water wordt hergebruikt. In een uitvoeringsvorm wordt een deel, bij voorkeur minder dan 80% van het rioolwater dat naar een

RWZI wordt gevoerd, gebruikt in de werkwijze volgens de uitvinding. In het bijzondere geval dat het opgewerkte water in de directe nabijheid van een RWZI wordt benodigd, kan de vinding ook worden toepast op het terrein, of een aan de RWZI aangrenzend terrein.

De uitvindinggedachte is dat het nutriëntgehalte (fosfaten en stikstof) — door variatie in de efficiëntie van zuivering - in het gezuiverde water gecontroleerd gevarieerd en afgestemd kan worden op de variërende behoefte in natuur, landbouw en industrie. Hieronder worden verschillende mogelijke werk- en uitvoeringsvormen van de vinding gepresenteerd, allen met het doel om de nutriëntconcentratie in het effluent van afvalwater dat wordt afgenomen van de riolering en wordt gezuiverd, tot een vooraf gewenst verlaagd of verhoogd niveau te reguleren.

De deskundige zal herkennen dat de beschreven uitvoeringsvormen alternatieven zijn en andere, niet uitgewerkte uitvoeringsvormingen die eenzelfde effect bewerkstelligen niet uitsluiten, en dat dergelijke niet-uitgewerkte uitvoeringsvormen en soortgelijke werkwijzen derhalve onderdeel zijn van dezelfde uitvinding.

Met nutriënten worden onder andere — en bij voorkeur - stikstof- en fosfaat-houdende verbindingen bedoeld die zich in het afvalwater bevinden. Dergelijke verbindingen zijn geschikt voor gebruik in de landbouw. Wettelijk zijn er beperkingen gesteld aan de maximum hoeveelheden fosfaat- en stikstofhoudende verbindingen die in de landbouw gebruikt mogen worden. Deze worden jaarlijks vastgesteld en worden ook per jaar berekend, de zogeheten fosfaat- en stikstofgebruiksruimte. Dergelijke fosfaatgebruiksnormen en stikstofgebruiksnormen bepalen hoeveel fosfaat en stikstof op landbouwgrond op jaarbasis gebruikt mogen worden.

Met de werkwijze volgens de uitvinding kan er binnen die gebruiksruimte worden gedifferentieerd, en zodanig eenvoudig worden geoptimaliseerd naar de behoefte aan nutriënten die ook door het jaar varieert. Zo is tijdens groeiseizoen er een grotere behoefte aan nutriënten dan daarbuiten. Opgemerkt wordt dat naast stikstof- en fosfaat-houdende verbindingen ook andere organische en anorganische verbindingen in het afvalwater tot de categorie van nutriënten behoren en dat deze eveneens onderdeel van de uitvinding zijn.

De uitvinding heeft geen betrekking op een specifieke vorm van zuivering van rioolwater, maar kan met elke conventionele zuivering van afvalwater worden toegepast. Het verdient echter de voorkeur dat voor de zuivering van het afvalwater dat wordt afgenomen van de riolering gebruik gemaakt van een of meer biologische zuiveringsreactoren, waarmee wordt bedoeld dat het substraat door micro-organismen (MO) worden omgezet. Dit kan zowel door anaërobe en aerobe technologieën. Bij anaerobe technologieën gedijen de MO zonder dat er noemenswaardig zuurstof aan het mengsel van MO en afvalwater wordt toegevoegd. De MO zetten de verontreinigingen daarbij met name om in methaangas en groei van de MO. In aerobe technologieën wordt op de een of andere wijze zuurstof aan de MO toegevoerd, bijvoorbeeld door inbreng van lucht door puntbeluchters, door bellenbeluchters of op andere wijze. De aerobe MO zetten organische koolstofhoudende verontreinigingen met name om in kooldioxide en groei van MO.

Indien een biologische zuivering wordt toegepast, verdient aerobe waterzuivering de voorkeur.

Dit kan met gangbare continu actiefslibsystemen (waarbij vlokvormig actiefslib wordt gebruikt}, of - bij voorkeur - met aeroob korrelslib (d.w.z. aerobe korrelslibwaterzuivering), zoals de

Nereda® technologie. Wetenschappelijk is aeroob korrelslib gekwalificeerd als slib met een afmeting van tenminste 0,212 mm en typisch kleiner dan 6 mm, waarbij tijdens bezinking geen coagulatie plaats vindt, zodat de slibvolume-index (een maat voor de bezinkeigenschappen van slib) na 5 minuten bezinken vergelijkbaar is met die na 30 minuten bezinken. De belangrijkste voordelen zijn dat het aeroob korrelslib veel sneller bezinkt (4-40 m/h) dan vlokvorming actiefslib (0,5 — 2 m/h) en dat er binnen in de korrels de bovengenoemde benodigde anoxische en anaerobe condities voor nutriëntverwijdering ontstaan; zelfs als het korrelslib wordt belucht en de aerobe MO de organische, koolstofhoudende verontreinigen afbreken, kan zodoende simultaan dieper in de korrel worden gedenitrificeerd en fosfaat vastgelegd. Ter vergelijking, waar actiefslibsystemen veelal gebruik maken van een MO- concentratie tussen 3-5 g/l, is dit bij korrelslibsystemen 6-15 g/l. Bij biologische zuivering volgens de uitvinding wordt derhalve bij voorkeur korreslib met afmeting tussen 0,212 en 6 mm gebruikt, bij voorkeur met MO-concentraties van 6-15 g/l. Een voorbeeld van korrelslibtechnologie die op brede schaal voor de aerobe zuivering van afvalwater in de praktijk wordt toegepast en geschikt is voor de werkwijze volgens de uitvinding, is beschreven in

WO2004/024638. De inhoud hiervan is middels referentie hiernaar in zijn geheel hierin opgenomen.

In andere voorkeursvarianten wordt gebruik gemaakt van een of meer andersoortige biologische zuiveringsreactor(en) die werken met biofilms en/of algen en planten.

Bij aerobe biologische zuivering kunnen de condities voordeligerwijs zodanig worden ingericht dat ook MO kunnen gedijen die in staat zijn om de nutriënten uit het afvalwater verwijderen.

Dergelijke procescondities omvatten veelal zogenaamde anaerobe en anoxische condities. Bij anoxische condities kunnen MO nitraat en nitriet omzetten naar stikstofgas en zodanig het nutriëntgehalte verlagen. Bij de zogenaamde anaerobe condities is de concentratie van dergelijke geoxideerde stikstofverbindingen beperkt of zijn deze geheel niet aanwezig. Bij dergelijke condities kunnen MO gedijen die fosfaat opslaan, bijvoorbeeld door de MO van de

PAO-klasse (fosfaat accumulerende organismen). Opgemerkt wordt, dat hoewel de gangbare benaming “anaeroob” van deze procescondities hetzelfde is in anaerobe zuiveringstechnologieën, het een heel andere klasse van MO betreft en niet dient te worden verward met de hierboven beschreven anaerobe zuiveringstechnologieën die met name methaan produceren.

Niet-uitputtende voorbeelden van een biologische uitvoering zijn in Figuren 1 en 2 weergegeven.

In plaats van biologische zuivering kan voor de zuivering van het afvalwater dat wordt afgenomen van de riolering gebruik gemaakt van chemisch/fysische zuiveringsreactoren, zoals bijvoorbeeld filtratie, flotatie, ionenwisseling, adsorptie, precipitatie, UV-disinfectie, oxidatie of electro-coagulatie /fysische zuiveringsreactoren. De uitvinding zit niet in het gebruik van de mate van zuivering, en de vakman is bekend met dergelijke chemisch/fysische zuiveringsreactoren. Een overzicht van dergelijke technieken is te vinden in algemene handboeken zoals Metcalf & Eddy's WASTEWATER ENGINEERING: TREATMENT AND

RESOURCE RECOVERY (ISBN 978-0-07-340118-8) beschreven. Niet-uitputtende voorbeelden van dergelijke technieken hiervan zijn in Figuren 3A en 3B weergegeven.

Daarnaast zijn gecombineerde uitvoeringsvormen mogelijk, waarbij ten minste een deel van het water dat is gezuiverd in een biologische zuiveringsreactor aan een verdere zuivering in een chemisch/fysische reactor wordt onderworpen. Een voorbeeld hiervan is in Figuur 4 weergegeven.

Het verdient de voorkeur dat bij het zuiveren van rioolwater ten minste aerobe korrelslibzuivering met korreslib met afmetingen tussen 0,212 en 6 mm wordt toegepast, bij voorkeur met MO-concentraties van 6-15 g/l. Een voorbeeld hiervan is de Nereda® technologie.

Hoewel de uitvinding hierin is beschreven aan de hand van zuivering in een reactor, kan de werkwijze ook met meerdere in serie of parallel geschakelde reactoren worden uitgevoerd.

In een uitvoeringsvorm wordt in de werkwijze volgens de uitvinding het nutriëntgehalte niet on site of on-line bepaald of bijgehouden, maar wordt op vooraf bepaalde momenten de kwaliteit van de zuivering en daarmee het nutriëntgehalte gestuurd. Het verdient echter de voorkeur dat het nutriëntgehalte in de reactor(en) en/of in het effluent continu of periodiek wordt gemeten.

Dit kan met instrumentatie automatisch of handmatig gebeuren. Door continue of periodieke monitoring van het nutriéntgehalte in de reactor(en) en/of in het effluent van de reactor(en) kan de regulering nauwkeuriger worden uitgevoerd.

Bij voorkeur wordt de mate van nutriëntverwijdering aangepast op de behoeften van het groeiseizoen. Het groeiseizoen hangt in bepaalde mate af van de gewassen die worden verbouwd. In Nederland geldt algemeen dat de start van het groeiseizoen is gedefinieerd als de dag waarop de gemiddelde etmaaltemperatuur 5°C bereikt en daar tot 1 juli niet meer onder komt. Het groeiseizoen begint meestal rond 1 april en loopt tot eind september. Het voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat naar eigen inzicht de aanvoer van nutriëntgehalte kan worden aangepast, aan groeiseizoen, weersinvloeden, grondwaterstand etc..

Indien daar behoefte aan is, typisch bepaald door de start van het groeiseizoen, kan het nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater worden verhoogd door tijdelijk de mate van zuivering te verlagen. Dit kan door het afvalwaterdebiet dat aan de zuiveringsreactor wordt toegevoegd te verhogen. In het geval van een biologische zuivering kan in plaats daarvan of in combinatie daarmee de mate van zuivering gecontroleerd worden verlaagd door de beluchtingsduur en/of beluchtingsintensiviteit te verlagen. In het eerste geval worden de slibconcentratie en de contacttijd tussen afvalwater en slib (met MO) tijdelijk verlaagd, in het tweede geval wordt de efficiëntie van omzetting door de aerobe MO verminderd.

Wanneer er behoefte is om het nutriëntgehalte van het gezuiverde afvalwater te verlagen (bij voorkeur aan het einde van het groeiseizoen), kan de efficiëntie van de zuivering worden verhoogd. Dit kan door het afvalwaterdebiet dat aan de zuiveringsreactor wordt toegevoegd te verlagen. In het geval van een biologische zuivering kan in plaats daarvan of in combinatie daarmee de mate zuivering gecontroleerd worden verhoogd door de beluchtingsduur of beluchtingsintensiviteit te verhogen. In het eerste geval worden de slibconcentratie en de contacttijd tussen afvalwater en slib (met MO) tijdelijk verhoogd, in het tweede geval wordt de efficiëntie van omzetting door de aerobe MO verhoogd. Daarnaast kan ook worden gevarieerd in voordenitrificatie en voorbeluchting.

De verhoging of verlaging van het nutriëntgehalte van het gezuiverde afvalwater gebeurt door een (hierboven beschreven) actieve handeling (handmatig of automatisch gestuurd), en onderscheidt zich hiermee van de normale fluctuaties in het basisniveau van nutriënten in het afvalwater.

Bij voorkeur leidt die actieve handeling tot een (gewenste) verandering in de concentratie van nutriënten (omlaag of omhoog) van ten minste 10%, met meer voorkeur ten minste 20%, met nog meer voorkeur ten minste 30 %, met meeste voorkeur 30-500%. Hierbij worden de relatieve veranderingen in TN en TP bij elkaar opgeteld. Bij voorkeur wordt de stikstof- en fosfaatconcentratie tijdens het groeiseizoen voor een eerste bepaalde tijd tussen 10-15 mg/l

TN (totaal stikstof) en 0,5-2 mg/l (met voorkeur 1-2 mg’) TP (totaal fosfor) gecontroleerd, en wordt buiten het groeiseizoen gezuiverde afvalwater voor een tweede bepaalde tijd gecontroleerd tot minder dan 5 mg/l TN en minder dan 0,5 mg/l TP. Met minder voorkeur, voor landen waar dit binnen de wettelijke eisen valt, wordt de stikstof- en fosfaatconcentratie tijdens het groeiseizoen voor een eerste bepaalde tijd tussen 25-50 mg/l TN (totaal stikstof) en 2-15 mg/l TP (totaal fosfor) gecontroleerd, en wordt buiten het groeiseizoen gezuiverde afvalwater voor een tweede bepaalde tijd gecontroleerd tot minder dan 15 mg/l TN en minder dan 2 mg/l

TP. Binnen de wettelijke kaders kan ook buiten het groeiseizoen het nutriëntgehalte naar eigen inzicht actief worden verhoogd, rekening houdende met de jaarlijkse stikstof- en fosfaatgebruiksruimten. In praktijk heeft het de voorkeur dat de eerste en/of tweede bepaalde tijd tenminste 1, met voorkeur ten minste 2, met meer voorkeur ten minste 3 maanden bedragen. Binnen deze periode(n) is er bij voorkeur gelegenheid voor verdere variatie afhankelijk van de omstandigheden (verandering in behoefte bijvoorbeeld door verandering in grondwaterstand of weersinvloeden).

Ongeacht de hierboven genoemde keuze voor de reactor(en) wordt in een uitvoeringsvorm de mate van nutriëntverwijdering van de zuiveringsreactor(en) ingesteld door het aanpassen van het aan de zuiveringsreactor(en) toegevoegde afvalwaterdebiet. Dit kan n.a.v. een vooraf bepaalde, gewenste tijdelijke verhoging of verlaging van nutriënten, en/of n.a.v. een geconstateerde verandering in de nutriëntconcentratie van het effluent. De mate van nutriëntverwijdering is in bovengenoemde biologische en verschillende chemisch/fysische zuiveringsreactoren afhankelijk van het debiet. Zo kan, gebruikmakende van dezelfde zuiveringsreactor(en), bijvoorbeeld tijdens het groeiseizoen, wanneer er behoefte is aan water met maximale hoeveelheid nutriënten, de waterdoorvoer naar de reactor(en) worden vergroot waardoor het zuiveringsrendement voor nutriënten afneemt. De mate van waterzuivering wordt proefondervindelijk in overeenstemming van het gewenste zuiveringsrendement gebracht, waarbij de mate van gewenst zuiveringsrendement gedurende het groeiseizoen, maar ook tijdelijk indien er geen afnamevraag voor irrigatie/beregening is, aangepast. Voordeel van deze voorkeursvariant is dat er — gebruikmakende van dezelfde zuiveringsreactor - een praktisch maximaal mogelijke hoeveelheid gezuiverd water wordt verkregen. Bij voorkeur wordt, bijvoorbeeld tijdens het groeiseizoen, het debiet dat aan de reactor wordt toegevoerd met ten minste 10%, met voorkeur ten minste 20%, met meer voorkeur ten minste 30% veranderd, en bij voorkeur periodiek. Tijdens het groeiseizoen gaat het om een verhoging t.0.v. het debiet dat buiten het groeizoen aan de reactor(en) wordt toegevoegd. Deze voorkeursvariant is weergegeven in figuur 1 en de gestippelde lijn illustreert het aanpassen van het debiet op basis van groeiseizoen en nutriëntconcentratie in het effluent.

Figuur 2 toont een andere voorkeursvariant waarbij de mate van nutriëntverwijdering van de biologische zuiveringsreactor(en) wordt ingesteld door aanpassen van de duur van de biologische zuivering, zoals in de Nereda®-reactoren. De biologische verwijdering van nutriënten vindt in deze (cyclisch bedreven) reactoren met name plaats tijdens de beluchtingscyclus. De gestippelde lijn illustreert het aanpassen van de duur enof beluchtingscyclus op basis van groeiseizoen en nutriëntconcentratie in het productwater. In deze voorkeursvariant wordt de mate van nutriëntverwijdering tijdens deze beluchtingscyclus gevolgd met instrumentatie en wordt, indien een voldoende mate van verwijdering is bereikt, de beluchtingscyclus afgebroken. In een andere variant wordt het moment van afbreken van de beluchtingscyclus in de Nereda®-reactor proefondervindelijk vastgesteld. Vergelijkbaar met bovengenoemde werkwijze wordt in varianten waarbij gebruik wordt gemaakt van zuiveringsreactoren op basis van actiefslib en/of biofilm de duur of intensiviteit van de beluchting worden aangepast aan de gewenste mate van nutriéntverwijdering.

Met ‘proefondervindelijk’ wordt hierboven bedoeld dat het nutriëntgehalte kan worden gemeten en op verandering in het gemeten gehalte kan worden gereageerd en naar een gewenste waarde gestuurd, maar het is — met minder voorkeur - ook mogelijk om het aanpassingsvermogen vooraf te bepalen.

Bij voorkeur wordt, bijvoorbeeld tijdens het groeiseizoen, de beluchtingsduur en/of intensiteit in de zuiveringsreactor(en) met tenminste 20%, met meer voorkeur 30 — 60% veranderd. Tijdens het groeizoen gaat het om een verlaging t.o.v. de beluchtingsduur en/of intensiteit die buiten het groeizoen aan de reactor(en) wordt toegepast. In plaats van of samen met de verandering in de beluchtingsduur en/of intensiteit in de zuiveringsreactor(en) kan ook de voordenitrificatiestap achterwege worden gelaten, of worden beperkt. Het voordeel van deze uitvoeringsvormen is dat veranderingen in de individuele nutriëntconcentraties controleerbaar zijn; de vakman is bekend met de voor de verschillende MO optimale condities en kan zo het gehalte N (en daarbinnen het gehalte NH4 en NO3) en P desgewenst afzonderlijk veranderen.

Dit is in voorbeelden 2 en 3 uitgewerkt, en dienen als richtlijn voor de vakman.

In een uitvoeringsvorm kan de mate van nutriëntverwijdering worden aangepast door verandering in het wel of niet, of, beperkt toepassen van de voorbeluchting van het water vóórdat het naar de zuiveringsinrichting wordt gevoerd. Om de fosfaatconcentratie tijdelijk en gecontroleerd te verlagen kan ook een coagulant worden toegevoegd om fosfaat af te vangen.

Deze uitvoeringsvormen zijn in voorbeeld 3 uitgewerkt.

In weer een andere uitvoeringsvorm kan de mate van nutriëntverwijdering worden aangepast door verandering in het toepassen van eventuele ultrafiltratie en een anionenwisselaar op het gezuiverde water van de zuiveringsreactor{en).

Het ligt binnen de vaardigheden van de vakman om uit bovenstaande uitvoeringsvormen te selecteren of te combineren naar de wens in aanpassing van de mate van nutriëntverwijdering.

In andere voorkeursvarianten die gebruik maken van chemisch/fysische zuiveringsreactoren, wordt de mate van nutriéntverwijdering aangepast naar de gewenste verwijderingsefficiéntie door aanpassen van de chemisch/fysische procescondities (figuur 3a) zoals bijvoorbeeld pH, redox-potentiaal, chemicaliedosering, filterspoelingen, of gedeeltelijke by-passing van een of meerdere van de fysisch-chemische processtappen (figuur 3b).

In een andere voorkeursvariant vindt de zuivering plaats in twee of meer parallelle zuiveringsreactoren, waarbij van tenminste één straat de mate van nutriëntverwijdering wordt aangepast aan de agro-technische wenselijk mate. Deze variant is geïllustreerd in figuur 4. De hoeveelheid nutriënten na de biologische zuiveringsreactor van straat 1 wordt gevarieerd op basis van het groeiseizoen. Straat 2, in figuur 4 bestaande uit een combinatie van biologische en chemisch/fysische zuiveringsreactoren produceert een productwater met een seizoen- onafhankelijke nutriëntkwaliteit. Deze voorkeursvariant heeft als voordeel dat tegelijkertijd één of meer andere zuiveringsreactoren parallel en ononderbroken een productwaterkwaliteit leveren die voldoet aan specifieke verdergaande zuiveringseisen, bijvoorbeeld voor gebruik in industrie, huishoudens of acquiferaanvulling. Voor vergroten van de operationele flexibiliteit kunnen de straten tevens via cross-over-verbindingen (6. In figuur 4) deelstromen met elkaar uitwisselen.

De deskundige zal herkennen dat de beschreven vormen met elkaar overeen hebben dat de mate van nutriéntverwijdering in de zuiveringsreactoren wordt afgestemd op de, voor de groei van de gewassen meest wenselijke en/of wettelijke maximale hoeveelheid. De deskundige zal ook herkennen dat de beschreven methoden varianten, alternatieven en andere uitvoeringsvorming die eenzelfde effect bewerkstelligen niet uitsluiten en dat dergelijke uitvoeringsvormen en soortgelijke werkwijzen onderdeel zijn van dezelfde vinding.

Voorbeelden

De voorbeelden tonen, dat de nutriëntenconcentratie in het effluent naar een voor het gebruik gewenste niveau kan worden kan worden gecontroleerd door het nemen van verschillende maatregelen en dat door die maatregelen de concentratie van nutriënten gecontroleerd kan worden verhoogd en/of verlaagd. De vakman zal herkennen dat de gepresenteerde voorbeelden en simulaties niet uitputtend zijn en dat binnen de vinding de gewenste nutriëntconcentratie ook op andere manieren zou kunnen worden aangepast.

Voorbeeld 1: aanpassing nutriéntgehalte door aanpassing debiet

Als hulpmiddel voor het ontwerpen en optimaliseren van zuiveringen die gebruik maken van de vinding, hebben de uitvinders een simulatiemodel ontwikkeld dat de TN en TP voorspelt. De simulatie is gebaseerd op een inrichting waar afvalwater vanuit de riolering worden gevoerd.

De inrichting is voorzien van een buffertank met voorraad afvalwater en na zuivering overgebleven slib. Het slib wordt naar wens weer afgevoerd naar de centrale riolering.

Het ingenomen afvalwater wordt voorbehandeld in een rooster/zeefffilter-installatie om grovere delen te verwijderen en opgevangen in een influentbuffer van 35 m3. Vervolgens wordt het afvalwater verpompt naar 3 biologische zuiveringsreactoren die werken volgens de aerobe korreslibtechnologie (Nereda®-technologie). In de simulatie hebben de reactoren elk een inhoud van ca. 50 m3, maar uiteraard kan ook gebruik worden, en dit staat model voor andere inrichten waarbij gebruik wordt gemaakt van meer of minder aantal reactoren en van reactoren met andere inhoud. Het gezuiverde afvalwater stroomt vanuit de reactoren (bovenste leiding) naar een nageschakeld filter. Onder dit filter is ruimte waar pompen, instrumentatie en elektrische besturing zijn gehuisvest.

Buiten het groeiseizoen, periode 1 in tabel 1, wordt er een maximale nutriëntconcentratie van < 5 mg/l stikstof (TN in tabel 1) en <0,5 mg/l fosfaat (TP in tabel 1) gecontroleerd geproduceerd, welke kwaliteit voldoende is om voor 30 hectare landbouwgrond het grondwaterniveau aan te vullen. Deze periode duurt ca. 4 maanden en valt samen met de winter. De boven omschreven installatie neemt in deze situatie ca. 200 m?/dag afvalwater uit het riool in.

Tijdens het hoogtij van het groeiseizoen, periode 3 in tabel 1, welke samenvalt met de zomer en ca. 4 maanden duurt, wordt de nutriëntconcentratie gecontroleerd naar een mindere kwaliteit waarbij de stikstofconcentratie 15 mg/l TN bedraagt en de fosfaatconcentratie 0,5- 2 mg/l TP. Deze concentraties voldoen aan de Europese eisen voor gebruik, maar voegen waarde toe aan het productwater aangezien de nutriënten de groei bevorderen. Het productwater wordt gebruikt om, in dit voorbeeld, 2x per maand een landbouwperceel te irrigeren met een gift van 20 mm. In het voorbeeld wordt het verminderde zuiveringsrendement van nutriënten gerealiseerd door de afvalwaterinname te verhogen naar 450 m3/dag. Hiermee kan 110 hectare van productwater worden voorzien.

Voorafgaand aan het hoogtij van het groeiseizoen, wanneer de behoefte aan nutriënten nog beperkter is, wordt de nutriëntenconcentratie gecontroleerd naar 10 mg/l TN en 0,5-2 mg/l TP door de afvalwaterinname ten opzichte van de winter te verhogen naar 400 m*/dag. Hiermee kan 100 hectare 1x per maand van 20 mm productwater worden voorzien. Dit is periode 2 in de tabel en duurt ca. 2 maanden.

Tenslotte wordt in periode 4, de nutriëntconcentratie gecontroleerd naar, in dit voorbeeld, een waarde die gelijk is aan periode 2. Ook hiermee kan 100 hectare worden geirrigeerd.

Het voorbeeld toont duidelijk het voordeel van de vinding: door gebruik te maken van dezelfde installatie en zonder noodzaak voor extra investeringen, wordt de jaarlijkse hoeveelheid water vergroot van ca. 200 m/dag naar een jaarlijks gemiddelde van 350 m/dag. Bovendien, wordt uitgaande van een typische stikstofbehoefte voor gewassen van ca 100 kg N/ha, ruim 5-10% bespaard op stikstofkunstmest.

Tabel 1: Maximale nutriëntconcentraties door variatie in debiet

Periode Duur (maand) | Behandeld TN (mg/l) | TP (mg/l) | Hectare

I er a

Voorbeeld 2: aanpassing nutriéntgehalte door aanpassing van beluchting

Gebruikmakende van dezelfde Nereda installatie als in voorbeeld 1, is tevens gesimuleerd hoe, ten opzichte van de referentie, een gewenste verandering van de nutriéntconcentratie van het geproduceerde water ook kan worden bewerkstelligd door aanpassen van de duur en/of intensiviteit en/of samenstelling van de beluchtingscyclus. Hierbij is uitgegaan van een vast debiet van 270 m3/d.

De resultaten van de simulatie zijn weergegeven in tabel 2. In de referentie (voorbeeld 1) wordt gebruik gemaakt van een totale reactorcyclusduur van 360 minuten en bestaat de opbouw van de beluchting uit een periode van voordentrificatie, beluchting met een “normale” intensiviteit naar een opgelost zuurstofwerkpunt van 2 mg/l en een periode voor nadenitrificatie. Verder wordt er geen gebruik maakt van een wachttijd tussen de opvolgende reactorcycli.

Tabel 2: Maximale nutriëntconcentraties door variatie in beluchtingsduur en/of —intensiteit en voordenitrificatie

E 8 o voorbeeld 3 £ 5 55 £ = S S £ ee HE cd Essa |823E SE [4 ee [0 Than ee a [TT 2a Gecontroleerde | 240 Uit Normaal Nee | 0,5 12 1

Cee TR 2b Gecontroleerde | 240 | Aan Laag Nee | 10 4 1

CERT

2c Gecontroleerde | 240 Aan Laag Ja 6,5 45 1 verhoging van

NH4 en NO3 5 In simulatie 24 is de cyclusduur verkort naar 240 minuten en is in de opbouw van de beluchting geen gebruik gemaakt van een voordentrificatie. Dit resulteert, in vergelijking met de referentie, in een verhoging van de maximale nitraatconcentratie van 4 naar 12 mg/l en illustreert hoe een gecontroleerde verhoging van de nitraatconcentratie kan worden bewerkstelligd.

In simulatie 2b is de intensiviteit van de beluchting verlaagd door te sturen naar een zuurstofwerkpunt van 1 mg/l. Dit illustreert hoe een gecontroleerde verhoging van de nitraatconcentratie kan worden bewerkstelligd.

In simulatie 2c is de cyclusduur verkort naar 240 minuten en is tevens een wachttijd van 45 minuten toegepast tussen opeenvolgende complete reactiecycli. Dit illustreert hoe een gecontroleerde verhoging van de nitraat- in combinatie met ammoniumconcentratie kan worden bewerkstellig.

Voorbeeld 3: aanpassing maximaal P-nutriëntgehalte

Ook kan, in de installatie zoals beschreven in voorbeeld 1 en 2, de concentratie van fosfaat in het produceerde water worden aangepast. Dit is wederom gesimuleerd ten opzichte van de referentie, uitgaande van een vast debiet van 270 m3/d, een cyclusduur van 360 minuten, een normale beluchtingsintensiteit, gebruik van voordenitrificatie en geen wachttijd tussen de reactorcycli. De resultaten van de simulatie zijn weergegeven in tabel 3.

Tabel 3: nutriëntconcentraties door variatie in beluchtingsduur en/of intensiteit voorbeeld Gecontroleerde | NH4 NO3 P

TT lams opn eo een ee eee 3a Gecontroleerde | Verkorten <0,5 <4 <2 me 3b Gecontroleerde | Voorbeluchten <0,5 <4 <2

Clee 3c Gecontroleerde | Dosering <0,5 <4 <0.5

Clee owe 3d Gecontroleerde | Verhogen <0,5 <4 <0.5 ee

In de simulatie 3a is de duur van de reactorvoeding verkort van 60 naar 30 minuten. Hierdoor wordt er minder fosfaat uit het rioolwater door de MO's opgenomen. Dit resulteert in deze simulatie tot een toename van de maximale fosfaatconcentratie van <1 naar < 2 mg/l. Dit illustreert hoe een gecontroleerde verhoging van de maximale fosfaatconcentratie kan worden bewerkstelligd.

Een verhoging van de fosfaatconcentratie kan ook worden bewerkstelligd door toepassen van een beperkte mate van voorbeluchting van het rioolwater voordat dit in de biologische zuiveringsreactor wordt gevoed. Hierdoor wordt een reeds een deel van de vetzuren dat aanwezig is in het afvalwater verwijderd, waardoor in de biologische zuiveringsreactor er minder fosfaatopname door de MO's mogelijk is. In simulatie 3b is in de influentbuffer een voorbeluchting toegepast zodat de opgeloste zuurstofconcentratie in de buffer 1 mg/l bedraagt en wordt zo, evenals bij simulatie 3a, de gewenste verhoging van het fosfaatgehalte naar <2 mg/l verkregen.

Een gecontroleerde verlaging van de fosfaatconcentratie ten opzichte van de referentie is ook mogelijk. In simulatie 3c wordt tijdens de beluchting een coagulentdosering, waardoor naast de biologische verwijdering van fosfaat in de zuiveringsreactor er ook aanvullende neerslag van ijzerfosfaat plaats vindt in de reactor. De simulatie toont dat hierdoor, bij het toepassen van een ijzercoagulantdosering overeenkomstig een molaire verhouding van 2 mol Fe per mol P in het afvalwater, de fosfaatconcentratie wordt verlaagd naar < 0,5 mg/l.

Een gewenste gecontroleerde verlaging van de fosfaatconcentratie kan ook worden bewerkstellig door het vetzuurgehalte van het rioolwater te verhogen. In simulatie 3d wordt dit bewerkstelligd door het rioolwater voorafgaand aan de biologische zuivering een tijdens 4 h te hydrolyseren. Door de toename van het vetzuurgehalte kunnen de MO's meer fosfaat opnemen tijdens het zuiveringsproces. In de simulatie wordt hiermee de fosfaatconcentratie verlaagd naar < 0,5 mg/l.

Voorbeeld 4:

In een andere simulatie, is het voor de toepasbaarheid van het opgewerkte water noodzakelijk dat de zwevende-stofconcentratie tot < 3 mg/l en de nitraatconcentratie tot < 2 mg/l N wordt beperkt en wordt de biologische Nereda-zuivering (3 reactoren van elk 50 m3 met dezelfde cyclus en debiet als de referentie van vorige voorbeelden) gevolgd door een ultrafiltratie en een anionenwisselaar. De ultrafiltratie verlaagt het gehalte aan zwevende stoffen tot < 3 mg/l en in de ionenwisselaar wordt de opgeloste nitraatconcentratie van 4 mg/l N verlaagt naar 1 mg/l N.

Aangezien de anionenwisselaar niet selectief is, wordt tevens het gehalte aan opgelost fosfaat van 1 mg/l P na de Nereda-zuivering tot 0.1 mg/l P verlaagd door de ionenwisselaar.

In het groeiseizoen, is een gehalte aan fosfaat in het opgewerkte water van 0,5 mg/l P wenselijk. In deze periode wordt de fosfaatnutriëntconcentratie van het opgewerkte water verhoogd door een deel van het effluent van de ultrafiltratie niet te zuiveren door de anionenwisselaar maar deze deelstroom op te mengen met het effluent van de anionenwisselaar, met andere woorden, wordt een deelstroom over de anionenwisselaar gebypassed. In dit voorbeeld wordt de by-pass gecontroleerd naar 33% van het effluentdebiet van de ultrafiltratie. Na opmenging wordt de vereiste kwaliteit van < 2 mg/l N verkregen en bedraagt de fosfaatconcentratie 0,4 mg/l P. Deze fosfaatconcentratie is lager dan de gewenste concentratie van 0,5 mg/l, maar resulteert in een factor 4 verlaging van het gebruik van fosfaatkunstmest tijdens het groeiseizoen.

Claims (15)

Conclusies

1. Werkwijze voor het zuiveren van afvalwater afkomstig van riolering {rioolwater} voor hergebruik, bij voorkeur voor hergebruik in natuur, landbouw, industrie, stedelijke ontwikkeling en grondwaterstandmanagement, waarbij ten minste een deel van het rioolwater dat naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt gevoerd, wordt afgenomen en waarbij het zuiveren van afvalwater decentraal is, waarbij het afvalwater van het riool wordt gezuiverd in een zuiveringsinrichting waarbij middelen worden toegepast om de mate van de efficiëntie van nutriëntverwijdering door de zuiveringsinrichting (bij voorkeur periodiek) aan te passen, waardoor een vooraf gewenst, te variëren nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater van het riool wordt gerealiseerd en waarbij de nutriënten anorganische verbindingen omvat.

2. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusie waarbij voor de zuivering van het afvalwater gebruik wordt gemaakt van een of meer biologische zuiveringsreactor(en).

3. Werkwijze volgens voorgaande conclusies waarbij voor de biologische zuivering van het afvalwater gebruik wordt gemaakt van zuiveringsreactor(en) op basis van aeroob korrelslib, bij voorkeur met Nereda®-technologie.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij voor de biologische zuivering van het afvalwater gebruik wordt gemaakt van zuiveringsreactor(en) die gebruik maken van actiefslib, biofilms, algen en/of planten.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de mate van nutriëntverwijdering van de biologische zuiveringsreactor wordt ingesteld door aanpassen van het aan de zuiveringsreactor toegevoegde afvalwaterdebiet.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de mate van nutriëntverwijdering van de biologische zuiveringsreactor wordt aangepast door het veranderen van de beluchtingsduur en/of beluchtingsintensiviteit.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij voor de zuivering van het afvalwater gebruik wordt gemaakt van chemisch/fysische zuiveringsreactor(en), zoals filtratie, flotatie, ionenwisseling, adsorptie, precipitatie, coagulatie/flocculatie, bezinking, UV-disinfectie, oxidatie of electro-coagulatie, of door een combinatie van chemisch/fysische en biologische zuiveringsreactoren .

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, voor hergebruik in de agrarische industrie, waarbij door aanpassing van de mate van de efficiëntie van nutriëntverwijdering de efficiëntie van de nutriëntverwijdering tijdens het groeiseizoen van gewassen en begroeiing (tijdelijk en/of periodiek) wordt verlaagd, waardoor een vooraf gewenst verhoogd nutriëntgehalte in het gezuiverde afvalwater van het riool wordt gerealiseerd.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de mate van nutriëntverwijdering van de zuiveringsreactor wordt aangepast door het veranderen in het al dan niet, of beperkt toepassen van een voordenitrificatie en/of voorbeluchting vóór het aan de zuiveringsreactor wordt toegevoegd, en/of in het al dan niet, of beperkt toepassen van een fosfaatcoagulant en/of ultrafiltratie en een anionenwisselaar op het gezuiverde water.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de mate van nutriéntverwijdering van de chemisch/fysische zuiveringsreactor wordt aangepast door het veranderen van de procescondities zoals pH, redoxpotentiaal, chemicalie-dosering, regeneratie/spoel-interval, en/of gedeeltelijke bypass etc.

11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de zuivering plaatsvindt in twee of meer parallelle zuiveringsstraten, waarbij van tenminste één straat de mate van nutriëntverwijdering wordt aangepast tijdens het groeiseizoen.

12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het nutriëntgehalte in de reactor(en) en/of in het effluent continu of periodiek wordt gemeten.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij door de aanpassing de concentratie van nutriënten ten minste 10%, met meer voorkeur ten minste 20%, met nog meer voorkeur ten minste 30 % wordt veranderd.

14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de stikstof- en fosfaatconcentratie, voor een eerste bepaalde tijd, bij voorkeur tijdens het groeiseizoen, tussen 10-15 mg/l TN (totaal stikstof) en 0,5-2 mg/l (met voorkeur 1-2 mg’) TP (totaal fosfor) worden gecontroleerd, en voor een tweede bepaalde tijd, bij voorkeur een periode buiten het groeiseizoen, afvalwater gezuiverd tot minder dan 5 mg/l TN en minder dan

0.5 mg/l TP wordt gecontroleerd; of waarbij de stikstof- en fosfaatconcentratie voor een eerste bepaalde tijd, bij voorkeur tijdens het groeiseizoen, tussen 25-50 mg/l TN en 2-15 mg/l TP worden gecontroleerd, en voor een tweede bepaalde tijd, bij voorkeur een periode buiten het groeiseizoen, afvalwater gezuiverd tot minder dan 15 mg/l TN en minder dan 2 mg/l TP wordt gecontroleerd.

15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het water van de riolering wordt afgenomen en gezuiverd op een locatie die zich minder dan 5 km, bij voorkeur minder dan 1 km bevindt van de locatie waar het opgewerkte water wordt gebruikt en deze afstand tenminste 20% korter is dan de afstand tot een centrale RWZI.