Efficiënte Sharon-reactor officieel in actie

Trots drukte prof.dr.ir. Berkhout, vice-president Research van de TU Delft, op de knop om het Sharon-proces in werking te zetten. Na nog een keer drukken kwam de reactor daadwerkelijk op gang. Voortaan voldoet afvalwaterzuiveringinrichting (awzi) Dokhaven aan de nieuwe lozingseisen voor stikstof.

Het is niet de eerste primeur voor het Zuiveringsschap Hollandse Eilanden en Waarden (ZHEW), het zuiveringsschap dat het rioolwater van zuidelijk Zuid-Holland zuivert en waar awzi Dokhaven onder valt. Dokhaven is sinds 1987 de eerste en nog steeds enige volledig ondergrondse waterzuivering van Nederland, gelegen in een honderd jaar oude, voormalige haven. Bovenop de zuivering ligt een park van vijf hectare en staan woonhuizen. Vanwege de beperkte ruimte op de awzi vindt de verwijdering van het belangrijkste restproduct, (spui)slib, plaats in de zeshonderd meter verderop gelegen slibverwerkingsinstallatie Sluisjesdijk.

Bij de ontwatering van dit slib komt water vrij, rejectiewater genoemd. Dit water moet opnieuw worden gezuiverd omdat bij de vergisting van het slib organische stikstof wordt omgezet in ammonium. Die ammoniumconcentratie is te hoog om het water te lozen. Om ammonium uit het water te verwijderen wordt het water weer teruggevoerd naar de awzi. Ondanks dat de hoeveelheid rejectiewater maar één procent uitmaakt van de totale hoeveelheid inkomend afvalwater, is het door de hoge ammoniumconcentratie verantwoordelijk voor tien tot vijftien procent van de totale hoeveelheid inkomend ammonium in de installatie.

Ammonium is een veel voorkomende stikstofverbinding. Omdat vanaf 2005 nieuwe normen voor de stikstofverwijdering gelden, moet awzi Dokhaven voor die tijd de stikstofconcentratie in het gezuiverde water met vier tot vijf milligram per liter omlaag brengen. Daarom is besloten de hoge concentratie ammonium in het rejectiewater aan te pakken.

Samen met de TU Delft en Adviesbureau Grontmij ontwikkelde ZHEW daarvoor het nieuwe Sharon-proces. Juist op deze samenwerking waarbij de TU meehelpt de knelpunten van de maatschappij op te lossen, is Berkhout zo trots.

Onconventioneel

In de reactor wordt het ammonium uit het water met zuurstof omgezet in nitriet, de zogenaamde ‘nitrificatie’. Sharon (Single tank reactor for High activity Ammonia Removal Over Nitrite) onderscheidt zich van de conventionele verwijderingstechniek doordat het de gebruikelijke tweede fase van de nitrificatie, de omzetting van nitriet in nitraat, overslaat. Dit is mogelijk doordat de bacteriën die nitriet met zuurstof omzetten in nitraat, in de reactor niet overleven. Door het afbreken van de nitrificatie na de vorming van nitriet, hoeft er ook geen zuurstof te worden toegevoerd voor de productie van nitraat. Hierdoor is 25 procent minder zuurstof en dus energie nodig.

Na de nitrificatie wordt de beluchting gestopt, zodat onder de benodigde zuurstofloze omstandigheden ‘denitrificatie’ – omzetting van nitriet in stikstofgas – kan plaatsvinden in dezelfde reactor. Om de denitrificatie te versnellen wordt methanol aan de reactor toegevoegd. Maar omdat in de Sharon-reactor het stikstofgas wordt gevormd uit nitriet in plaats van uit nitraat is ook zo’n 40 procent minder methanol dan gebruikelijk nodig voor de omzetting.

Prof.dr.ir. Mark van Loosdrecht nam als hoogleraar milieubiotechnologie deelnam aan het project namens de TU. Hij ziet mogelijkheden om die besparing nog verder te laten toenemen door het Sharon-proces te combineren met het nog nieuwere Anammox-proces. Bij dit proces kan nitriet worden omgezet tot stikstofgas met ammonium als voedingsstof, in plaats van methanol. ,,Een afvalwaterstroom met vijftig procent nitriet en vijftig procent ammonium kan dan zonder hulpstoffen volledig in stikstofgas worden omgezet”, aldus Van Loosdrecht. ZHEW ziet ook wel wat in deze nieuwe techniek en hoopt over een paar jaar weer een feestelijke opening te kunnen organiseren voor een dergelijke Sharon-Anammox-installatie.

Trots drukte prof.dr.ir. Berkhout, vice-president Research van de TU Delft, op de knop om het Sharon-proces in werking te zetten. Na nog een keer drukken kwam de reactor daadwerkelijk op gang. Voortaan voldoet afvalwaterzuiveringinrichting (awzi) Dokhaven aan de nieuwe lozingseisen voor stikstof.

Het is niet de eerste primeur voor het Zuiveringsschap Hollandse Eilanden en Waarden (ZHEW), het zuiveringsschap dat het rioolwater van zuidelijk Zuid-Holland zuivert en waar awzi Dokhaven onder valt. Dokhaven is sinds 1987 de eerste en nog steeds enige volledig ondergrondse waterzuivering van Nederland, gelegen in een honderd jaar oude, voormalige haven. Bovenop de zuivering ligt een park van vijf hectare en staan woonhuizen. Vanwege de beperkte ruimte op de awzi vindt de verwijdering van het belangrijkste restproduct, (spui)slib, plaats in de zeshonderd meter verderop gelegen slibverwerkingsinstallatie Sluisjesdijk.

Bij de ontwatering van dit slib komt water vrij, rejectiewater genoemd. Dit water moet opnieuw worden gezuiverd omdat bij de vergisting van het slib organische stikstof wordt omgezet in ammonium. Die ammoniumconcentratie is te hoog om het water te lozen. Om ammonium uit het water te verwijderen wordt het water weer teruggevoerd naar de awzi. Ondanks dat de hoeveelheid rejectiewater maar één procent uitmaakt van de totale hoeveelheid inkomend afvalwater, is het door de hoge ammoniumconcentratie verantwoordelijk voor tien tot vijftien procent van de totale hoeveelheid inkomend ammonium in de installatie.

Ammonium is een veel voorkomende stikstofverbinding. Omdat vanaf 2005 nieuwe normen voor de stikstofverwijdering gelden, moet awzi Dokhaven voor die tijd de stikstofconcentratie in het gezuiverde water met vier tot vijf milligram per liter omlaag brengen. Daarom is besloten de hoge concentratie ammonium in het rejectiewater aan te pakken.

Samen met de TU Delft en Adviesbureau Grontmij ontwikkelde ZHEW daarvoor het nieuwe Sharon-proces. Juist op deze samenwerking waarbij de TU meehelpt de knelpunten van de maatschappij op te lossen, is Berkhout zo trots.

Onconventioneel

In de reactor wordt het ammonium uit het water met zuurstof omgezet in nitriet, de zogenaamde ‘nitrificatie’. Sharon (Single tank reactor for High activity Ammonia Removal Over Nitrite) onderscheidt zich van de conventionele verwijderingstechniek doordat het de gebruikelijke tweede fase van de nitrificatie, de omzetting van nitriet in nitraat, overslaat. Dit is mogelijk doordat de bacteriën die nitriet met zuurstof omzetten in nitraat, in de reactor niet overleven. Door het afbreken van de nitrificatie na de vorming van nitriet, hoeft er ook geen zuurstof te worden toegevoerd voor de productie van nitraat. Hierdoor is 25 procent minder zuurstof en dus energie nodig.

Na de nitrificatie wordt de beluchting gestopt, zodat onder de benodigde zuurstofloze omstandigheden ‘denitrificatie’ – omzetting van nitriet in stikstofgas – kan plaatsvinden in dezelfde reactor. Om de denitrificatie te versnellen wordt methanol aan de reactor toegevoegd. Maar omdat in de Sharon-reactor het stikstofgas wordt gevormd uit nitriet in plaats van uit nitraat is ook zo’n 40 procent minder methanol dan gebruikelijk nodig voor de omzetting.

Prof.dr.ir. Mark van Loosdrecht nam als hoogleraar milieubiotechnologie deelnam aan het project namens de TU. Hij ziet mogelijkheden om die besparing nog verder te laten toenemen door het Sharon-proces te combineren met het nog nieuwere Anammox-proces. Bij dit proces kan nitriet worden omgezet tot stikstofgas met ammonium als voedingsstof, in plaats van methanol. ,,Een afvalwaterstroom met vijftig procent nitriet en vijftig procent ammonium kan dan zonder hulpstoffen volledig in stikstofgas worden omgezet”, aldus Van Loosdrecht. ZHEW ziet ook wel wat in deze nieuwe techniek en hoopt over een paar jaar weer een feestelijke opening te kunnen organiseren voor een dergelijke Sharon-Anammox-installatie.