RESEARCH
Aquarama 107 – maart 2025
Rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) zuiveren het afvalwater, voornamelijk afkomstig van huishoudens, vooraleer het als effluent naar het oppervlaktewater wordt afgevoerd. Hoewel de effluentkwaliteit de afgelopen jaren sterk is verbeterd, met name op het gebied van nutriënten, vormen o.a. organische microverontreinigingen (OMV’s) zoals medicijnresten een groot probleem. Met het oog op schonere waterlopen in Vlaanderen en Nederland is een grensoverschrijdende samenwerking opgezet waarbij ozonisatie (O3) in combinatie met Granulair Actief Kool (GAK) op verschillende schaalniveaus wordt uitgetest als nageschakelde zuivering voor RWZI’s.
Zowel in Nederland als Vlaanderen is in de afgelopen jaren veel onderzoek rond OMV-verwijdering uitgevoerd, waarbij ozonisatie als één van de meest succesvolle technologieën naar voren is gekomen. Een aandachtspunt hierbij is de toegediende ozondosis. Zo kunnen bij hoge ozonconcentraties ongewenste nevenproducten zoals bromaat worden gevormd, maar wordt ook energie verspild om die nevenproducten te maken. IIn Nederland wordt bromaat als zeer zorgwekkende stof bestempeld. Om een hoge verwijderingsefficiëntie te behalen en tegelijk dergelijke nadelige effecten tegen te gaan, kan ozonisatie slim worden gecombineerd met actief kool filtratie (adsorptie).
Binnen de projectsamenwerking wordt onderzocht hoe ozonisatie en een Granulair Actief Kool (GAK-)filter zo goed mogelijk op elkaar kunnen afgestemd worden om tot een doelmatige en kostenefficiënte behandeling van het RWZI-effluent te komen. Zo kijken we niet alleen naar zuiveringsefficiëntie, maar onderzoeken we ook de impact van de technologie op de ecotoxiciteit en wat de nabehandeling betekent voor de zuiveringskosten en het energie- en grondstoffenverbruik van RWZI’s.
Tijdens het driejarig project wordt op verschillende schaalgroottes onderzoek verricht. Universiteit Gent is van start gegaan met onderzoek op laboschaal, waarbij evenwel toepassingen op volleschaal voor ogen worden gehouden. Zo wordt onderzocht hoe een voorbehandelingsstap (groffiltratie) ´ozonscavengers´ zoals nitriet kan verwijderen, waardoor het ozonverbruik efficiënter wordt. Nabehandeling van het geozoniseerde effluent met actief kool helpt bij het verwijderen van bijproducten en moeilijk afbreekbare micropolluenten, wat een effectieve totaaloplossing biedt. Hierbij doet UGent diepgaand onderzoek naar de condities waarbij de combinatie van ozon en actieve kool optimaal kan worden ingezet. Verder worden geavanceerde analysemethoden ontwikkeld voor een breed scala aan organische micropolluenten. Ook onderzoekt UGent of online surrogaatmetingen zoals UV-VIS absorbantie en fluorescentie het monitoren en sturen van ozon-gebaseerde behandelingsprocessen efficiënter kunnen maken, wat mogelijks tot een operationele kostenbesparing van 10-20% kan leiden.
Universiteit Antwerpen voert vooral labo-onderzoek uit naar microbiële activiteit op granulaire actief koolkorrels. Zo wordt onderzocht of de standtijd van een filter kan worden verlengd door het stimuleren van microbiële activiteit. Meestal kost het enige tijd voor de micro-organismen dermate zijn toegenomen dat ze bijdragen aan het verwijderen van de micropolluenten. Onderzoekers aan UAntwerpen bestuderen enerzijds wat de bijdrage is van de bacteriën tot de micropolluentverwijdering en anderzijds of een voorbehandeling m.b.v. ozon de (biologische) afbreekbaarheid van de micropolluenten verbetert. Tot slot onderzoekt UAntwerpen de impact van de behandelingstrein op de ecotoxiciteit in relatie tot het ontvangende water.
Zowel UAntwerpen als UGent maken tijdens het onderzoek maximaal de link met de piloot- en volleschaalinstallaties. Zo wordt nu al getest met RWZI-effluent, maar ook op korrels uit de GAK-filters opgesteld bij de RWZI in Aartselaar. Eén van de twee pilootinstallaties die bij Waterschap De Dommel op de RWZI in Tilburg worden opgesteld, zit momenteel in de laatste fase van het gunningstraject. Parallel komt er een tweede pilootinstallatie waarbij de Microforce++-technologie van PureBlue wordt ingezet. Deze laatste pilootinstallatie omvat een innovatieve combinatie van ozonisatie, biofiltratie en actief kool. Die combinatie scoort in haalbaarheidsstudies erg goed op het vlak van CO2-voetafdruk, modulaire inzetbaarheid en integratie van nutriëntenverwijdering. Wanneer de installaties operationeel zijn, zullen ook op die pilots testen uitgevoerd worden.
De beoordeling van technologie met behulp van een LCA wint steeds meer aan belang. Bij de HZ University of Applied Sciences werken onderzoekers samen met studenten aan de LCA van de uitgeteste technologieën. Hiervoor maken ze gebruik van de software openLCA en de Ecoinvent 3.10-database.
Er is een aanpak ontwikkeld die vergelijkbaar is met de literatuur zowel qua gebruikte methoden (ReCiPe, IPCC, EF) als qua leveranciers en bronnen voor de benodigde informatie. Via de beschikbare data is deze aanpak toegepast bij de evaluatie van de volleschaalinstallatie van Aquafin in Aartselaar. Dankzij de schaal van die installatie kunnen de resultaten voor de CO2-voetafdruk rechtstreeks worden vergeleken met de resultaten gepubliceerd vanuit het IPMV-programma van STOWA, het kenniscentrum van de waterschappen in Nederland.
Een volgende stap is het uitvoeren van een gevoeligheidsanalyses voor specifieke parameters, gebaseerd op ervaringen met de technologieën op laboschaal, en eventueel ook op pilootschaal.
Sinds 1 januari 2025 is de herziene Europese Richtlijn Stedelijk Afvalwater (ERSA) van kracht. De ERSA legt strengere voorwaarden op voor de zuivering van stedelijk afvalwater. Zo moeten onder meer alle RWZI’s met een belasting van 150.000 IE of meer tegen 2039 uitgerust worden met een tertiaire zuivering (focus nutriëntenverwijdering) en uiterlijk tegen 2045 met een quaternaire zuivering (focus micropolluentverwijdering). De opgedane kennis binnen het Interreg project is dan ook zeer relevant met een goed uitzicht op praktische toepassing.
Gezien het belang van de kennisvalorisatie zet AM-Team als digitale changemaker in op geavanceerde modellering en digitalisering van zuiveringen en productie-installaties in de waterindustrie. Binnen dit project zal AM-Team modellen ontwikkelen voor ozonbehandeling gecombineerd met actief kool. Hun bestaande AMOZONE-model, dat verwijdering van microverontreinigingen in oxidatieprocessen voorspelt, wordt uitgebreid met een model voor actief kool dat wordt afgestemd op praktijkmetingen die beschikbaar zijn via Waterschap De Dommel en Aquafin. Het verfijnde model zal optimalisatietesten mogelijk maken die anders niet haalbaar zijn. Via AM-Team zal het uitgebreide model wereldwijd beschikbaar worden gesteld om zo de ontwikkeling van deze nabehandelingsprocessen te versnellen. De opgedane projectkennis wordt maximaal door projectcoördinator VITO Kennispunt Water met steun van CAPTURE gedissemineerd.
Over ons | Schone Waterlopen door O3G | Interreg Vlaanderen-Nederland
Door: Veerle Depuydt
Foto’s: Vlakwa
