AANLEIDING VOOR EEN VERBETERD MODEL

Uit de metingen tijdens het praktijkonderzoek blijkt dat de hoeveelheid zeefgoed niet primair wordt bepaald door het toegepaste zeefdebiet, zoals eerder aangenomen. Ook is de opbrengst niet lineair met het zeefdebiet. Deze hoeveelheid hangt van meerdere factoren af:

• De toegepaste spleetwijdte van de zeefbocht.

• De hoeveelheid (vracht) materiaal in het influent wat in theorie over deze spleetwijdte kan worden afgevangen.

• De zeeffrequentie oftewel met welk zeefdebiet in hoeveel tijd de totale biologie gezeefd kan worden in relatie tot de slibleeftijd van het actiefslibproces.

aan gepast:

• Er is een extra organische ‘inerte’ influent-fractie geïntroduceerd met een (aangenomen) deeltjesgrootte groter dan de spleetwijdte van de slibzeef.

• Omdat cellulose in de praktijk gedeeltelijk afbreekt in het actiefslibproces is een afbraak-proces voor cellulose toegevoegd.

De theoretisch afvangbare influentvracht aan vezelmateriaal is bepalend voor de opbrengst die met de slibzeef gehaald kan worden. Bij het ontbreken van die gegevens is aan het einde van de onderzoeksperiode één testmeting uitgevoerd op het influent van Ommen met een schudzeef met verschillende porie diameters (zie paragraaf 5.2). Uit die meting is geschat dat de theoretische afvangbare influent fractie ongeveer 37% is van het totaal aan af te vangen materiaal. In het aangepaste model is voor deze fractie een afbraaksnelheid aangenomen van 0,125 /d. Het werkelijke proces, waarbij organische deeltjes in de zuivering door hydrolyse tot steeds kleinere deeltjes vervallen en uiteindelijk oplossen tot substraat (fermentatie), wordt zodoende benaderd.

Als gevolg van afbraak van cellulose, zal de opbrengst bij een lagere zeeffrequentie (het aantal maal per SRT dat de totale inhoud van de actiefslibinstallatie wordt gezeefd) lager zijn dan bij een hoge zeeffrequentie. Doordat dit is opgenomen in het model kan een betere inschatting gemaakt worden van het optimale bedrijf en de verwachte opbrengsten aan zeefgoed.

3.4.2 OPZET

Om basis van de aspecten genoemd in de vorige paragraaf, is in een later stadium van het onderzoek een verbeterd model opgesteld ten opzichte van de eerste eenvoudige modellering (quickscan). Dit verbeterd model is toegepast op het simuleren van een normaal en een hoog/ overbelast systeem voor een rwzi van 100.000 ie. Zie bijlage 2 voor de beschrijving en uitwer-king van dat model. Het model is gebruikt voor de businesscase in hoofdstuk 6.

In het verbeterde model wordt uitgegaan van

• een afvangbare slibfractie die afvlakt naar een maximum bij toename van het zeefdebiet; • dat vezels worden afgebroken.

In het model voor de quickscan (zie paragraaf 3.2) is de afvangbare slibfractie lineair met het zeefdebiet en is er geen vezelafbraak gemodelleerd.

A

CTIEVER A

CTIEF SLIB, ONDERZOEK MET ZEEFBOCHT OP RWZI OMMEN

3.4.3 DOORGEREKENDE SCENARIO’S

Er zijn twee uiterste praktijksituaties doorgerekend: • hoog/overbelast systeem met een klein actief slibvolume; • normaal belast systeem met een groter actief slibvolume.

Voor het hoog/overbelaste systeem is het operationele scenario 1 uit de verkennende quickscan het best van toepassing, terwijl voor het normaal belast systeem scenario 2 geldt (zie para-graaf 3.2.3). Dit laatste komt overeen met de situatie op RWZI Ommen.

Voor de businesscase van de zeefbochten is het hoog/overbelaste systeem het meest gunstig, vandaar dat alleen deze verder wordt beschreven in deze paragraaf. In paragraaf 7 van bijlage 2 is de uitwerking van het normaal belaste systeem opgenomen, net als de uitgebrei-dere uitwerking van het hoog/overbelaste systeem.

Figuur 314 geeft een voorbeeld van de relatie tussen slibleeftijd en effluentconcentratie in een hoogbelast systeem bij lage temperaturen (winter). In een hoogbelast systeem kan vergroting van de aerobe slibleeftijd in kritieke situaties, zoals in de winter en bij lage slibleeftijden, een aanzienlijke verbetering van de prestaties geven. Het plotselinge omslagpunt van het verlies aan nitrificatiecapaciteit bij een te lage aerobe slibleeftijd is te zien aan de steile helling in de figuur, verlies van nitrificatiecapaciteit kan in dit geval worden voorkomen door de slibleef-tijd groter dan circa 6 dagen te houden.

In normaal belaste systemen is ook in de winter de nitrificatiecapaciteit voldoende.

FIGUUR 3.14 RELATIE SLIBLEEFTIJD EN EFFLUENTCONCENTRATIE VOOR EEN HOOG BELAST SYSTEEM BIJ LAGE TEMPERATUUR (STARTCONCENTRATIE AMMONIUM HIER OVERIGENS IETS HOGER DAN IN DE SIMULATIE FIGUUR 3.14)

3.4.4 RESULTATEN

Door het onttrekken van vezels uit het slib met het slibzeven kan de slibleeftijd worden verhoogd. In Figuur 3.15 zijn de verschillende systeemparameters, zoals het zeefdebiet, de aerobe slibleeftijd en ammoniumconcentratie uit de simulatie met het verbeterd model weer-gegeven. Er zijn met het model 8 runs uitgevoerd, van een laag naar hoog debiet over de zeefbochten, de verschillende kleuren zijn gebruikt voor een goed onderscheid van de runs. Het startpunt van de simulatie is een aerobe slibleeftijd rond vijf dagen waarbij is

uitge-gaan van het actiever maken van het slib conform scenario 1 (drogestofgehalte AT constant

houden, zie quickscan paragraaf 3.2). Bijvoorbeeld bij een zeefdebiet van circa 2.500 m3/d kan

in de winter bij een hoog/overbelast systeem de aerobe slibleeftijd worden vergroot van 5,1 naar circa 5,8 dagen resulterend in een lagere ammoniumconcentratie van 6,2 naar 3,4 mg/l, dit bij een spuislibproductie van circa 88% (en 12% zeefgoed, totaal 100%).

Onder kritische omstandigheden leidt een geringe verhoging van de aerobe slibleeftijd dus tot een aanzienlijke vergroting van de hoeveelheid nitrificerende bacteriën en een verlaging

van de ammoniumconcentratie met 2-3 mg/l NH₄/l. Verwijdering van 10-15% zeefgoed geeft

dan een significante verbetering in de prestatie en biedt een voldoende veilige marge voor nitrificatie in de winter. Ook als er minder zeefgoed wordt verwijderd, wordt volgens het model winst gehaald. Dit geeft echter wel een minder veilige marge, omdat de slibleeftijd dan dichter bij de steile curve van de grafiek is (zie Figuur 3.14).