Bijlagen
Bijlagen…………………………………………………………………………………………… 105 Bijlage 1 EPAS Rapportage…………………………………………………………………….. 107 Bijlage 2 Demmonificatietesten uitgevoerd door Grontmij…………………………………… 125 Bijlage 3 Opzet analysepakketten GWL……………………………………………………….. 131 Bijlage 4 Literatuuronderzoek en aanvullend labonderzoek; Effect van componenten uit de DMF-urine urine matrix op anammox in de DEMON………………………………………………. 135 Bijlage 5 Rapportages Grontmij antibioticaeffectmetingen………………………………….. antibioticaeffectmetingen………………………………….. 143 Bijlage 6 Resultaten analyse medicijnen en antibiotica in SOURCE urine………………… 177 Bijlage 7 Kengetallen kostenberekeningen SOURCE……………………………………….. 183
103
104
Bijlage 1
EPAS rapportage
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
Bijlage 2
De-ammonificatietesten ammonificatietesten uitgevoerd door Grontmij
125
126
De-ammonificatietesten ammonificatietesten uitgevoerd door Grontmij Tijdens het vooronderzoek is door Grontmij op laboratoriumschaal onderzoek uitgevoerd naar de ontwikkeling van de ammonium oxidatie activiteit en de de-ammonificatie de ammonificatie activiteit bij een oplopend gehalte DMF. Door een geleidelijke batchgewijs toegepaste toevoeging van DMF aan de-ammonificerend ammonificerend slib (afkomstig van het DEMON proces) wordt de zoutconcentratie in de reactor geleidelijk verhoogd. Het doel van deze proef is verder om het DEMON slib in de tijd te laten adapteren aan een steeds hogere zoutconcentratie en het verloop van de afzonderlijke activiteiten acti hierbij te volgen. Nitrificatie testen Allereerst zijn er proeven uitgevoerd om de invloed van DMF op de nitrificatie activiteit te bepalen. Nitrificatie is het proces waarbij ammonium via nitriet wordt geoxideerd tot nitraat. Voor deze omzetting ng zijn nitrificerende bacteriën verantwoordelijk. Nitrificerende bacteriën kunnen worden onderscheiden in twee klassen. De ammonium oxiderende bacteriën (AOBs) die ammonium omzetten naar nitriet en nitriet oxiderende bacteriën (NOBs) die nitriet omzetten naar nitraat. De nitrificatie activiteit wordt gemeten door de reactor enige tijd te beluchten. De afname van het gehalte ammonium in combinatie met een toename van het nitriet- (en nitraat) gehalte in de tijd kan AOB en de NOB activiteit bepaald worden. Voor het DEMON proces is nitriet oxidatie ongewenst omdat de-ammonificerende de ammonificerende bacteriën en NOB’s competeren voor nitriet. Uit de literatuur is bekend dat NOB’s gevoeliger zijn voor hogere vrije ammoniak concentraties dan AOB’s. Om deze reden wordt de ammoniumconcentratie iumconcentratie steeds verder verhoogd om te bepalen wat voor effect dit heeft op de AOB en de NOB activiteit. Een weergave van de opstelling is weergegeven in de figuur hieronder.
Laboratoriumopstelling nitrificatie en de-ammonificatietesten. de De activiteitstesten iviteitstesten zijn uitgevoerd in één reactor met een volume van ca. 4000 mL. De reactor is uitgerust met een bovenmenger. Beluchting vindt plaats door perslucht (door een wasfles) door de reactor te leiden. De reactor is geplaatst in een waterbad met een temperatuur van 30°C. C. Een plastic plaat op de reactor zorgt ervoor dat de verdamping vanuit de reactor zoveel mogelijk wordt tegengegaan. Deze plaat is voorzien van twee gaatjes voor de menger en voor de aanvoerslang voor de beluchting.
127
Voordat de beluchting ing is aangezet zijn ammonium-, ammonium nitriet-,, en nitraat concentraties gemeten. Na één uur is de beluchting uitgezet en worden de metingen herhaald. Tevens worden de pH en de geleidbaarheid gemeten. Als startvolume is 1000 mL slib afkomstig van de DEMON full scale rejectiewater behandelingsinstallatie Apeldoorn geïncubeerd. In eerste instantie zijn de activiteitstesten uitgevoerd op het ruwe slib (nultest) om referentiewaardes voor de nitrificatie activiteit te bepalen. Vervolgens is geleidelijk een klein volume volume DMF toegevoegd, in die mate dat de ammoniumconcentratie in de reactor langzaam oploopt tot maximaal 300 mg NH4N/l. Door toevoeging van DMF zal de zoutconcentratie in de reactor geleidelijk oplopen. Gedurende alle testen zijn de ammonium-, ammonium nitriet- en nitraatconcentraties itraatconcentraties periodiek gemeten. Daarnaast zijn de pH en de geleidbaarheid (Ec) gemeten aan het begin en aan het eind van een proef. Op deze wijze is het effect van de zoutconcentratie op de activiteit en het effect van de ammoniumconcentratie op de activiteit apart van elkaar gemeten. De resultaten van de nitrificatietesten zijn weergegeven in de figuur hieronder.
AOB en NOB activiteit als functie van ammoniumconcentratie en geleidbaarheid (waarden tussen haakjes).
Uit bovenstaande figuur kan worden worden afgeleid dat NOBs sterk geremd worden bij ammoniumconcentraties boven de 150 mg/l. mg . Een licht herstel bij hogere ammoniumconcentraties wordt wel waargenomen maar bij deze metingen is de zoutconcentratie lager. Aangezien de matrix steeds zouter wordt in de tijd wordt verwacht dat er (vrijwel) geen NOB activiteit zal plaatsvinden bij hoge ammoniumconcentraties. Dit is gunstig voor het DEMON proces. De-ammonificatie testen De de-ammonificatie ammonificatie activiteit wordt bepaald in monsterflesjes van 100 mL. Voor aanvang aanv van het experiment wordt 100 µL (14.78 % w/w) NaNO2 stock oplossing toegevoegd (ca 30 mg NO2-N/l)) en worden de ammonium-, ammonium nitriet- en nitraatconcentraties gemeten. De monsterflesjes worden op een magneetplaatje in een incubator van 30° 30 C gezet. Na 10-20 minuten wordt een meting gedaan en wordt de nitrietconcentratie gemeten. De afname van nitriet is een maat voor de-ammonificatie de ammonificatie activiteit van het slib. Door extrapolatie kan 128
vervolgens worden bepaald wanneer een volgend monster wordt genomen. Tegen het eind van het experiment, waarbij vrijwel al het nitriet is omgezet, worden ook de ammonium-, ammonium en nitraatconcentratie gemeten. De stochiometrie van de reactie geeft een indicatie van de te meten concentraties ammonium en nitraat. Het is belangrijk de tijd te noteren die nodig is voor de omzetting. Aan de hand van de tijd kan de activiteit worden uitgerekend. De activiteit wordt uitgedrukt in mg NH4-N/gTSS/h N/gTSS/h of mg NH4-N/l/h. Voor het vaststellen van de de-ammonificatie de ammonificatie activiteitstesten is begonnen met een nultest nu waarbij de slibconcentratie 6,4 g TSS/l TSS bedroeg. De activiteit is berekend door de omzettingstijd van 30 mg NO2-N/l te bepalen. Aan de hand van stoichiometrie van de omzetting kan vervolgens de activiteit worden berekend. De resultaten staan weergegeven in de tabel hieronder De-ammonificatietesten ammonificatietesten zonder toevoeging van DMF (nultest) DMF 0%
0%
Tijd (min)
NH4N (mg/l)
NO2N (mg/l)
NO3N (mg/l)
0 15
138.4 X
23.1 17.4
32.5 X
45
X
8.0
X
75
119.4
0.9
34.4
0
111.8
30.6
34.4
30
X
20.2
X
60
X
7.0
X
90
93.2
0.5
30.4
Slibconc (g TSS/l)
De-ammonificatie activiteit (mg NH4N/l/h)
De-ammonificatie activiteit (mg NH4N/g TSS/h)
6,4
14,0
2,19
15,7
2,45
6,4
Bij beide nultesten is een stoichiometrische afname van NH4 -N en NO2 -N waarneembaar die overeenkomt met de anammox reactie. Hierbij is de anammox activiteit van het slib aangetoond. Vervolgens is de proef wederom uitgevoerd inclusief een deel DMF. De resultaten zijn weergegeven in de tabel hieronder. De-ammonificatie ammonificatie activiteitstesten na toevoeging van DMF DMF
5%
10%
Tijd (min)
NH4N (mg/l)
NO2N (mg/l)
NO3N (mg/l)
Slibconc (g TSS/l)
De-ammonificatie activiteit (mg NH4N/l/h)
De-ammonificatie activiteit (mg NH4N/g TSS/h)
0 60
288.4 X
27.4 18.9
33.2 X
6,4
6,92
1,08
120
X
4.88
X
180
250.4
0.66
30.4
0 60 120 360
431.5 X X 405.1
31.0 25.2 20.6 0.56
35.4 X X 32
6,4
3,90
0,61
Het eerste experiment is uitgevoerd bij een DMF aandeel van 5%. Bij deze proef was de activiteit ongeveer een factor 2 lager in vergelijking met de nultest. Bij een DMF percentage van 10% was de activiteit zelfs een factor 10 lager. Net als bij de nitrificatietesten stijgen de ammonium- en zoutconcentratie te snel door dit relatief lage aandeel DMF. Continu testen in de Baby DEMON Gedurende de periode april ‘10 tot juli ’10 zijn activiteitstesten uitgevoerd in een laboratorium chemostaat opstelling van 5 liter. De reactor is gevuld met DEMON slib uit de reactor in 129
Apeldoorn. De DEMON cyclus is ingesteld op 1200 seconden (3 cycli per uur). Gedurende een cyclus wordt de reactor 200 seconden belucht en 1000 seconden niet belucht. De pH bandbreedte wordt ingesteld op 6,9 als ondergrens en 7,7 als bovengrens, het DO setpoint bedraagt 0,3 mg/l. Na de nulmeting is geleidelijk onbehandelde DMF toegevoegd. Per cyclus wordt de influentpomp één seconde (1,08 (1,08 mL) aangezet zodat het slib geleidelijk kan adapteren aan de toenemende zoutconcentraties. De geleidbaarheid is hierbij opgelopen van 5 tot 20 mS/cm aan het einde van de proef. De hoge geleidbaarheid is te verklaren door het feit dat vanwege de lage dosering ring van DMF en verdamping a.g.v. de regelmatige beluchting van de reactor inhoud flinke verdamping is opgetreden. Hierdoor dienen de resultaten van deze test wat betreft zoutlast als worst-case case beschouwd te worden. Aangezien de activiteit hoger ligt dan de de inkomende ammoniumvracht vanuit het DMF wordt NH4Cl (in droge vorm) aan de reactor toegevoegd tot de NH4-N N concentratie ongeveer gelijk is aan 250 mg/l.. Vervolgens wordt het aanwezige ammonium in de reactor omgezet tot een concentratie van 100 mg/l is bereikt. be De lineaire afname van NH4-N N in de reactor staat gelijk aan de totale activiteit in het systeem uitgedrukt in mg NH4-N/l/h. In de figuur hieronder is de totale activiteit uitgezet tegen het volume DMF dat is toegediend.
DEMON activiteit als functie van de hoeveelheid toegediende DMF
Uit deze figuur valt te concluderen dat de activiteit in het systeem direct verminderd is na toediening van DMF en tot circa 25% van de oorspronkelijke activiteit afneemt vanaf een 1:1 mengverhouding.
130
Bijlage 3
Opzet analyse pakketten GWL
131
132
Monstername punten gedurende periode 0 t/m 3 Monstername punten, frequentie en pakket periode 0 t/m 3
Periode 0 t/m Periode 3 Monster Beschrijving Punten A Opslag DMF B Opslag urine C Influent aerobe tank D Actief slib nabezinker E Effluent aerobe tank F Effluent struviet reactor G Influent DEMON H Effluent/inhoud DEMON I Aflaat DEMON
Analyse Pakket (Ongefiltreerd) Wekelijks Maandelijks S101 + NH4-N S101 + NH4-N S101 + S105 S167 S167 S103 + S105 S167 S101 + S105 S167 S103 + S105
S167 + Co en Mo
Monstername punten gedurende periode 4 Monstername punten, frequentie en pakket periode 4
Periode 4 Monster Beschrijving punten A Opslag urine B Opslag DMF C Influent aerobe tank D Actief slib nabezinker E Effluent aerobe tank F Effluent struvietreactor G Influent DEMON H Effluent/Inhoud DEMON I Aflaat DEMON
Analysepakket (Ongefiltreerd) Wekelijks Maandelijks S101 + NH4-N S101 + NH4-N S101 + S105 S167
S101 + S105
S167
S101 + S105 S101 + S105
Na,K,Mg,Ca,Mn Na,K,Mg,Ca,Mn
S101 + S105 S101 + S105
Na,K,Mg,Ca,Mn Na,K,Mg,Ca,Mn
S101 + S105
Na,K,Mg,Ca,Mn S103 + S105
S167
S103 + S105
Na,K,Mg,Ca,Mn
S103 + S105
Na,K,Mg,Ca,Mn
133
Analysespakket (Gefiltreerd) Wekelijks Maandelijks
Code
Pakketnaam
Pakket inhoud (ILOW)
Range (mg/l)
S101 (vh 9)
Influent klein
CZV volgens NEN-ISO 15705 (11)
5 000 – 20 000
(Dommel)
Onopgeloste bestandsdelen (8)
0 – 1 000
Kjeldahl Stikstof (11)
2 000 – 7 000
Totaal Fosfaat (11)
0 – 400
Orthofosfaat (6)
0 – 300
pH (2)
4 – 12
S105 (vh 14)
S103 (vh 11)
S167 (vh 5)
Effluent additioneel
-
Cl (6)
2 000 – 10 000
2-
(Aa en Maas)
SO4 (8)
0 – 1 000
Effluent klein
BZV (12) CZV volgens NEN-ISO 15705 (11)
0 – 10 000 2 000 – 10 000
(Dommel)
Onopgeloste bestanddelen (8)
0 – 1 000
Kjeldahl Stikstof (11)
0 – 1 000
Fosfaat Totaal (11)
0 – 400
Orthofosfaat (6)
0 – 300
pH (2)
4 – 12
Nitriet (NO2-N) (6)
0 – 100
Nitriet en nitraat (NOx-N) (6)
0 – 500
NH4-N(6)
0 – 500
Totaal metalen
8 Standaardmetalen (40)
(ongefiltreerd)
(Cu,Cr,Zn,Pb,Cd,Al,Fe,Ni)
Spoorelementen
5 Alkalimetalen (25)
Na: 0 – 2 000
(Na,K,Ca,Mg,Mn)
Ca: 0 – 1 000
Onopgeloste bestanddelen (8)
Mg: 0 – 1 000
Ontsluiten Metalen (15)
K:
134
0 – 5 000
Bijlage 4
Literatuuronderzoek en aanvullend labonderzoek; Effect van componenten uit de DMF-urine urine matrix op anammox in de DEMON
135
136
Literatuuronderzoek en aanvullend labonderzoek; Effect van componenten uit de DMF-urine urine matrix op anammox in de DEMON Naar aanleiding van het wegvallen van de biologische activiteit in de DEMON is nader onderzoek uitgevoerd naar mogelijk remmende componenten compone in de DMF-urine urine matrix: • Er is een literatuurstudie uitgevoerd om te bepalen welke oorzaken verantwoordelijk kunnen zijn geweest voor het wegvallen van met name de anammoxactiviteit. • Er zijn aanpassingen uitgevoerd aan procesonderdelen die voor de DEMON DEMO geschakeld zijn, zoals het verminderen van de hydraulische verblijftijd voor alle procesonderdelen om reductie van sulfaat en daarmee sulfide vorming te voorkomen • Op basis van bovenstaande punten zijn aanvullende laboratoriumtesten uitgevoerd Op basis van literatuuronderzoek1 zijn meerdere factoren gevonden die van invloed zouden kunnen zijn op de populatie in de DEMON en meer in het bijzonder op anammox bacteriën: • Sulfide • Organisch materiaal, BZV/CZV en humuszuren • Gesuspendeerd materiaal verhindert contact tussen bacteriën en substraat • Zout • Vrije ammonia en vrij HNO2 (o.a. Dapena Mora et al., 2007). Op basis van de aanwezigheid van deze componenten in de matrix is een selectie gemaakt. Sulfide Uit literatuurstudie blijkt dat anammox bacteriën met 60% geremd worden bij sulfide concentraties van 1-2 2 mM (32 - 64 mg/l). ). De toxiciteit van sulfide hangt samen met de pH. Vooral sulfide in de ongedissocieerde (waterstofsulfide) vorm is toxisch. Doordat dit molecuul geen lading heeft dringt het het makkelijk in de cel. Eénmaal in de cel gaat H2S irreversibel complexen o.a. met aanwezig Fe (vaak aanwezig in het actieve centrum van enzymen) waardoor de moleculaire reacties in de cel stil komen te liggen en de cel afsterft. e DMF-urine-matrix, DMF maar de hoeveelheid is slechts eenmalig Sulfide is aanwezig in de bepaald en was toen ongeveer 104 mg/l. Afhankelijk van de condities in een processtap kan sulfide gevormd worden uit sulfaat of andere geoxideerde S-verbindingen S verbindingen of juist worden omgezet tot bijvoorbeel rbeel zwavel en sulfaat. Of dit ook daadwerkelijk gebeurt hangt bijvoorbeeld af van de zuurstofconcentratie. Echter ook andere stoffen als nitraat en ijzer kunnen hierbij een rol spelen. De sulfaatconcentratie in het influent van de mengtank (T03) bedroeg ongeveer 2.500 – 3.500 mg/l bedraagt (Figuur B4-1). B4 Na behandeling van de DMF-urine urine matrix in de aerobe tank is de sulfaatconcentratie aanzienlijk hoger (T05) waarschijnlijk door oxidatie van gereduceerde zwavelverbindingen. Daarentegen bevat het effluent van de SOURCE pilot weer een lagere concentratie sulfaat. Waarschijnlijk wordt een deel van het sulfaat biologisch of fysisch-chemisch chemisch vastgelegd of dat een deel wederom gereduceerd is naar zwavel of sulfide. Sulfaatreductie is, op basis van de gehele verblijftijd verblijftijd tussen de aerobe tank en de DEMON, goed mogelijk. Bovendien zijn de redoxpotentialen tussen de aerobe tank en de DEMON zijn laag (- 400 mV). Op basis van Figuur B4-1 B4 1 kan worden berekend dat in november en december (sulfaatafname tussen aerobe tank tank en DEMON ~700 mg/l) mg ongeveer 100-125 mg/l opgelost H2S aanwezig kan zijn geweest (pH 7.5)..Een remming van anammox door sulfide kan dus niet worden uitgesloten. 1
Geraadpleegde literatuur is weergegeven aan eind van de bijlage.
137
Figuur B4-1
Sulfaatconcentraties in de matrix op verschillende plaatsen in de SOURCE installatie in (T03: inhoud mengtank, T05: effluent aerobie; T10: effluent DEMON.
Als actie hierop is besloten om de verblijftijd tussen de aerobe tank en de DEMON te verkorten door het influent van de DEMON direct uit de nabezinker te halen. Hierdoor is de verblijftijd rblijftijd tussen de aerobe tank en de DEMON verminderd van 12 dagen naar 6 uur. Bij de eenmalige sulfidemeting bleek dat na de aerobe stap geen sulfide meer in het water aanwezig was. Ook in de rest van de installatie was de concentratie te laag om te detecteren. ecteren. Op basis van die gegevens kan (voorzichtig) worden geconcludeerd dat het sulfide vrijwel allemaal reageert in de aerobe tank. Deze resultaten lijken tegenstrijdig te zijn met de resultaten uit Figuur B4-1. B4 1. Echter, het uit sulfaat gevormde sulfide zou na vorming kunnen neerslaan. Ook kan in plaats van sulfide een andere zwavelverbinding zijn gevormd. De toxiciteit van andere zwavelverbindingen op anammox bacteriën is echter niet bekend. Organisch materiaal - BZV/CZV en humuszuren Volgens Dapena-Mora ra et al. (2006) hebben verhoogde concentraties BZV een negatieve invloed op de anammox activiteit. Uit dat onderzoek blijkt dat bij concentraties van 25 mM NaAc (BZV 1600 mg/l)) de activiteit daalt naar 80% van de oorspronkelijke activiteit. Afgezien daarvan an heeft een zo laag mogelijke BZV/N verhouding is gunstig voor de selectie (het ophopen) van anammox bacteriën in de DEMON. Een hogere verhouding zou heterotrofe omzetting van nitriet (denitrificatie) in de DEMON kunnen bevorderen. In de aerobe tank wordt respectievelijk 30% CZV en 60% BZV verwijderd bij een HRTox van 1,8 dag. De BZV concentraties in het effluent van beluchte tank varieerden in periode 1 tussen de 1500–2000 1500 mg/l. Als actie hierop is gekeken hoe de CZV en BZV verwijdering in de aerobe tank verder verbeterd kan worden:
138
• De pH in de aerobe tank is tijdelijk verlaagd door toediening van salpeterzuur2, zodat de vrije ammoniuakconcentratie in de aerobe tank lager zou worden. worden. Aangezien de pH in de aerobe tank zonder zuurdosering vrij hoog was (rond pH 8,5) was de verwachting dat zuurdosering zowiezo zou leiden tot een pH (onder pH 8) waarbij de activiteit van de micro-organismen micro organismen in de tank hoger zou zijn. Daarnaast was de verwachting dat een pH verlaging zou ook positieve gevolgen kunnen hebben voor de struvietvorming (zie ook elders in deze rapportage). • In de opslagtank (T-02) (T 02) is een verwarmingselement aangebracht zodat de temperatuur boven de 10°C werd gehandhaafd en de biologische biologische activiteit niet kon dalen als gevolg van een daling van de temperatuur. Uit literatuuronderzoek is wel gebleken dat humuszuren een remmende werking hebben op anammox bacteriën maar dit is nooit goed gekwantificeerd. De remming zou berusten op sorptie van humuszuren aan de celwand van de bacteriën en verstoring van de natuurlijke uitwisseling van voedings- en afvalstoffen vanuit de cel. Verlaging van de concentratie humuszuren kan mogelijk een positief effect hebben op de activiteit in de DEMON. Bij een kleinschalige test op laboratoriumschaal is bepaald in hoeverre humuszuren kunnen worden verwijderd door middel van flocculatie met ijzer(III)chloride. Door de hoge zoutconcentratie in de matrix was het niet mogelijk de humuszuren te verwijderen met een flocculant. In periode 2 zijn geen extra maatregelen ondernomen om de concentratie humuszuren te verlagen. Zouten Osmotische stress kan een oorzaak zijn geweest voor het wegvallen van de activiteit in de DEMON. Onder andere ammonium en natrium kunnen kunnen als ionen een remmende werking hebben op de activiteit. In een continu test in het laboratorium (5L) is getest wat de invloed is van de toenemende zoutconcentratie op de prestatie van de DEMON. Om uit te sluiten dat humuszuren of andere organische verbindingen verbindingen invloed hebben op de activiteit is slechts ammoniumchloride (NH4Cl) en kaliumbicarbonaat (KHCO3) toegevoegd als kunstmatige voeding. Deze twee zouten zijn het meest aanwezig in de mestmatrix. Voor het experiment is gebruik gemaakt van DEMON slib slib uit de reactor in Apeldoorn. Gedurende de test is steeds batchgewijs NH4Cl en KHCO3 toegevoegd in een molaire verhouding (NH4+: HCO3-) van 1. Als startconcentratie is uitgegaan van een ammoniumconcentratie van 4000 mg/l. mg . Het batchgewijs voeden is bewust gedaan om te kijken of een directe osmotische shock ook een bijdrage levert aan het wegvallen van de activiteit. De reactor is steeds gevoed tot 250 mg NH4-N/l.. Een nieuwe batch kunstmatig medium is steeds toegevoegd als de omzettingssnelheid omzettin ssnelheid afnam. Op deze de manier nam de zoutconcentratie in de reactor steeds verder toe. De geleidbaarheid is op deze manier opgevoerd naar 13 mS/cm. Dit was vergelijkbaar met de geleidbaarheid die gemeten werd in de DEMON in periode 1. De proef heeft plaatsgevonden over een tijdspanne tijdspanne van 12 dagen. Als eerste is een nultest uitgevoerd bij een regime van 15 minuten beluchten en 20 minuten onbelucht. Voor deze waardes is gekozen omdat de reactor in Apeldoorn op het moment van monstername onder dat regime draaide. De resultaten van van de proef zijn weergegeven in Figuur B4-2. 2
Dosering van salpeterzuur heeft meerdere voordelen ten opzichte van zoutzuur dat eerder werd gedoseerd. Salpeterzuur kan in een hogere concentratie worden toegediend omdat het minder snel dampt en beter past binnen de vergunningsvoorschriften voor de pilotinstallatie. pilotinstallatie. Hierdoor zal de volumetrische zuurconsumptie lager liggen dan dat eerder geconstateerd was met zoutzuurdosering. Daarnaast kan het tegen-ion, ion, nitraat, worden gebruikt als electronacceptor op plaatsen in de aerobe tank waar de zuurstofspanning wellicht lager is. Door de-nitrificatie de nitrificatie kan het CZV/BZV verwijderingsrendement verder worden verhoogd.
139
AOB en Anammox activiteit als functie van geleidbaarheid (1200 s belucht/1500 s onbelucht) 70 AOB Anammox Totaal 60
Activiteit [mg NH4N/L/h]
50
40 NO2N ophoping 30
Losse anammox activiteitstest
Wegvallen anammox act. 300 s belucht 2400 s onbelucht
20
10
0 4,30
5,00
6,00
7,00
8,92
8,92
10,95
13,13
13,13
17,80
Geleidbaarheid [mS/cm]
Figuur B4-2
Totale DEMON activiteit als functie van oplopende geleidbaarheid.
Uit Figuur B4-2 2 blijkt dat de totale activiteit bij de nultest rond de 10 mg NH4-N/l/h bedraagt. Omdat deze periode geen activiteitsmetingen activiteitsmetingen in Apeldoorn zijn uitgevoerd is het niet mogelijk om te zeggen of de gemeten activiteit overeenkomt. Wat wel zichtbaar is, is dat de activiteit gedurende proef de activiteit in de reactor toenam met een toenemende zoutconcentratie. Een duidelijke duidelijke verklaring kan hiervoor niet gegeven worden, wellicht dat het slib wederom geactiveerd moest worden na incubatie. Bij een geleidbaarheid van 9 mS/cm is er zelfs nog geen verlies van activiteit waarneembaar. Om te kijken hoe de totale activiteit is opgebouwd uwd zijn er losse nitritatienitritatie en de-ammonificatietesten ammonificatietesten uitgevoerd, zoals beschreven in paragraaf…. Bij een geleidbaarheid van 13 mS/cm vindt lichte nitrietophoping plaats. Dit wordt veroorzaakt doordat er meer nitriet geproduceerd tijdens nitritatie dan er e wordt geconsumeerd door de-ammonificatie. de ammonificatie. Uit figuur.. is ook zichtbaar dat de nitritatie activiteit verder toeneemt terwijl de de-ammonificatie de ammonificatie activiteit constant blijft op 11 mg NH4N/l/h. h. De laatste meting, uitgevoerd bij een geleidbaarheid 17,80 mS/cm mS/cm vertoonde vrijwel geen de-ammonificatie ammonificatie activiteit meer, ook niet bij aangepaste procesomstandigheden. Uit deze test kan geconcludeerd worden dat de oplopende zoutconcentratie in de DEMON pas invloed heeft bij een hogere geleidbaarheid. De geleidbaarheid geleidbaarheid waarbij voor de eerste maal lichte nitrietophoping plaatsvond was bij 13 mS/cm. Dit komt overeen met de evenwichtswaarde die in de DEMON op locatie werd gemeten in periode 1. Het is dus niet waarschijnlijk dat primair de hogere zoutconcentraties verantwoordelijk verantwoordelijk zijn voor het wegvallen van de activiteit in de reactor. Op basis van deze gegevens ligt het meer voor de hand dat een combinatie van oplopende zoutconcentratie, aanwezigheid van CZV, BZV en humuszuren de basis is geweest voor het wegvallen van de activiteit. Overige acties Het effect van de tot dat moment gebruikte antischuim op de-ammonificatie de ammonificatie is onbekend. Om er zeker van te zijn dat het antischuim middel vanuit de aerobe tank geen invloed heeft op de prestaties in de DEMON is besloten over over te stappen op een antischuimmiddel dat ook 140
gebruikt wordt in de DEMON in Apeldoorn. Dit middel is specifiek voor dit soort toepassingen en krachtiger dan het tot dan toe gebruikte antischuim middel. Dapena-Mora, Mora, A., I. Fernández, J. L. Campos, A. Mosquera-Corral, Mosqu Corral, R. Méndez, and M. S. M. Jetten. 2007. Evaluation of activity and inhibition effects on Anammox process by batch tests based on the nitrogen gas production. Enzyme and Microbial Technology 40:859-865. Dapena-Mora, Mora, A., J. R. Vázquez-Padín, Vázquez J. L. Campos, A. Mosquera-Corral, Corral, M. S. M. Jetten, and R. Méndez. 2010. Monitoring the stability of an Anammox reactor under high salinity conditions. Biochemical Engineering Journal 51:167-171. Hwang, I. S., K. S. Min, E. Choi, and Z. Yun. 2005. Nitrogen removall from piggery waste using the combined SHARON and ANAMMOX process. Water Science & Technology 52:487-494. Isaka, K., Y. Suwa, Y. Kimura, T. Yamagishi, T. Sumino, and S. Tsuneda. 2008. Anaerobic ammonium oxidation (anammox) irreversibly inhibited by methanol. methanol. Applied Microbiology and Biotechnology 81:379-385. 385. Jensen, M. M., B. Thamdrup, and T. Dalsgaard. 2007. Effects of specific inhibitors on anammox and denitrification in marine sediments. Appl. Environ. Microbiol. 73:3151 3151-3158. Kartal, B., M. Koleva, R. Arsov, W. van der Star, M. S. M. Jetten, and M. Strous. 2006. Adaptation of a freshwater anammox population to high salinity wastewater. Journal of Biotechnology 126:546-553. Molinuevo, B., M. C. García, D. Karakashev, and I. Angelidaki. 2009. Anammox for ammonia removal from pig manure effluents: Effect of organic matter content on process performance. Bioresource Technology 100:2171-2175. Qiao, S., T. Yamamoto, M. Misaka, K. Isaka, T. Sumino, Z. Bhatti, and K. Furukawa. 2010. Highrate nitrogen removal from from livestock manure digester liquor by combined partial nitritation– nitritation anammox process. Biodegradation 21:11-20. Van Hulle, S. W. H., H. J. P. Vandeweyer, B. D. Meesschaert, P. A. Vanrolleghem, P. Dejans, and A. Dumoulin. 2010. Engineering aspects and practical practical application of autotrophic nitrogen removal from nitrogen rich streams. Chemical Engineering Journal 162:1--20. Yamamoto, T., K. Takaki, T. Koyama, and K. Furukawa. 2008. Long-term term stability of partial nitritation of swine wastewater digester liquor and its subsequent treatment by Anammox. Bioresource Technology 99:6419-6425.
141
142
Bijlage 5
Antibiotica effectmetingen Rapportages Grontmij antibioticaeffectmetingen
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
Bijlage 6
Resultaten analyse medicijnen en antibiotica in Source urine
177
178
179
180
181
182
Bijlage 7
engetallen van exploitatiekosten SOURCE Kengetallen
183
184
Gebruikte kengetallen bij raming van exploitatiekosten SOURCE 1. Kapitaalslasten • jaarlijkse kapitaalslasten conform • economische afschrijvingsperiode • rekenrente (incl. Inflatiecorrectie)
annuïteiten methode 8 jaar 6%
2. Personeel • jaarlijkse kosten 1 Fte • benodigde inzet voor SOURCE
€50.000 0,7 Fte
3. Chemicaliën • anti-schuim, schuim, diverse overige chemicaliën (schatting) €0,06 per m3 influent • kengetal magnesiumchloride dosering bij 10% molair overdosering €0,85 per kg P verwijderd 4. Elektriciteit • benodigd voor beluchtingsystemen 2 kg O2(OC) / kWh • verbruik voor overige apparatuur 85% van opgestelde vermogen • bedrijfstijd 350 dagen per jaar • kWh prijs € 0,10 per kWh 5. Slibverwerking • tarief voor verwerking, ontwatering en eindverwerking
€550 per ton ds
6. Jaarlijks onderhoud • van het totale investeringsbedrag
1,50%
7. Lozing effluent SOURCE op RWZI • kostprijs per v.e. €15 • omgerekend betekent dit een bijdrage van ca. 1,80/ton SOURCE effluent 8. Aardgas • Uitgangspunt: Restwarmte op een RWZI wordt maximaal benut • verondersteld dat in 10% van de tijd bijstoken met aardgas noodzakelijk is. − bijstoken totale warmtebehoefte met aardgas 10% − omzettingsrendement 90% − energie-inhoud inhoud aardgas 35 MJ/Nm3 − Aardgasprijs €0,28 per Nm3 9. Onvoorzien voor de posten 2 tot t en met 8
10%
10. Opbrengst struviet • per ton struviet
€50
185
