7 Afwegingskader lozingen MVI’s
Bijlage 1 Beschrijving technieken MVI’s
14 juli 2016 BIJLAGE WATBE3311R001F01WW A1 Bij de technieken die worden toegepast voor de export van fosfaat wordt water afgescheiden via mestscheiding of verdampt (indampen, drogen en composteren) om de hoeveelheid te transporteren mest te minimaliseren (kostenreductie). De lucht die bij de verdamping vrijkomt wordt gewassen (in chemische, biologische of combi-wassers) om de ammoniak uit de lucht te verwijderen. Bij hygiëniseren wordt de mest verhit tot 70 °C in een gesloten buis. Bij het composteren van mest kan percolaat
vrijkomen, dit is water dat gezien kan worden als ‘lekwater’. Indampen is in het verleden (jaren ’90) in combinatie met co-vergisten, scheiding en pelleteren al eens toegepast, maar wordt sindsdien vanwege technische problemen en geuremissie niet meer toegepast. Tegenwoordig wordt indampen wel weer genoemd als techniek bij nieuwe installaties voor de behandeling van de dunne fractie, of om het mineralenconcentraat verder te concentreren (volume- en kostenreductie). Hygiëniseren van digestaat wordt vooral toegepast bij co-vergisters met restwarmte van WKK (gasmotor). Hygiëniseren van vaste mestsoorten (pluimveemest, vaste fracties) wordt in toenemende mate gedaan door middel van compostering en via warmtevijzels.
Bij verbranding van mest wordt het fosfaat in de as geconcentreerd, waardoor maar een beperkte massa
hoeft te worden getransporteerd/geëxporteerd. Deze techniek wordt vooral toegepast bij pluimveemest Verbranding kan mogelijk ook toegepast worden op gedroogde runder/varkensmest.
Flotatie is een techniek die wordt toegepast om de dunne fractie van de scheidingsstap verder te ontdoen
van deeltjes en organisch materiaal. Dit wordt bereikt door flocculanten en coagulanten aan de dunne fractie toe te voegen en vervolgens te beluchten. De deeltjes en het organische materiaal drijven dan naar boven, waar ze kunnen worden afgevoerd. Na toepassing van deze techniek kunnen technieken als strippen, precipitatie of filtratie worden toegepast.
Bij het toepassen van strippen wordt de temperatuur en pH van de dunne fractie verhoogd, waardoor ammonium als ammoniak naar de lucht wordt geëmitteerd. Deze lucht kan worden gezuiverd in een luchtwasser. Voorafgaand aan het strippen zal na een eerste scheidingstap nog een behandelingsstap nodig zijn om zoveel mogelijk deeltjesvrij naar de stripper te gaan om daar verstoppingen te voorkomen. Het toepassen van precipitatie heeft als doel om zoveel mogelijk fosfaat neer te slaan door de pH te verhogen (CO2 strippen) in combinatie met de dosering van een metaalzout of een magnesiumzout (om
struviet te vormen). Deze techniek kan eventueel ook al voor scheiding worden toegepast, waardoor het precipitaat met de dikke fractie kan worden afgevoerd. Voorafgaand aan precipitatie in de dunne fractie zal net als bij strippen nog enige voorbehandling van het filtraat nodig zijn om het precipitatieproces zo effectief mogelijk te laten verlopen. Deze techniek is op mest lastig toe te passen en wordt in Nederland nog niet gebruikt
Bij biologische behandeling wordt de dunne fractie in een ‘klassiek’ actiefslibsysteem behandeld, belangrijkste doel daarbij is de verlaging van het CZV gehalte en de stikstofvracht door het toepassen van nitrificatie/denitrificatie. Scheiding van het slib kan plaatsvinden in nabezinktanks of met behulp van ultrafiltratiemembranen, waarbij men dan spreekt van een membraanbioreactor (MBR). In het geval van toepassing van een MBR is het te verwachten dat het geproduceerde effluent deeltjesvrij is, dit geldt niet voor het effluent uit een nabezinktank. Biologische behandeling van afvalwater vindt vooral plaats bij de verwerking van kalvergier.
Onder filtratie worden die technieken verstaan waarbij membranen worden gebruikt. Er zijn grofweg twee type membranen te onderscheiden: membranen waarbij de scheiding plaats vindt op basis van
deeltjesgrootte en membranen waarbij de scheiding plaats vindt op basis van diffusie. In het eerste geval spreekt men over micro- of ultrafiltratiemembranen (MF/UF).
14 juli 2016 BIJLAGE WATBE3311R001F01WW A2 Deze membranen kunnen worden toegepast in een MBR, en zijn in staat deeltjes, grotere organische moleculen en bacteriën en de meeste virussen tegen te houden, kleinere moleculen en ionen zoals ammonium en fosfaat worden niet tegengehouden.
In het tweede geval waar de scheiding plaats vindt op basis van diffusie spreekt men over nanofiltratie (NF) of omgekeerde osmose (RO). Met deze membranen is het wel mogelijk om ionen (zouten) en kleinere organische moleculen tegen te houden. De werking van de diverse membraantypen is schematisch weergegeven in
Figuur 9 Kenmerken van verschillende vormen van membraanfiltratie uit Hoeksema et al., 201116
Voor het goed functioneren van omgekeerde osmose membranen (het beheersen van scaling (zoutophoping) en membraanvervuiling) is het van belang dat de ingaande stroom deeltjesvrij is, het toepassen van ultrafiltratie en flotatie zijn daarvoor geschikte technieken. Door scaling en
membraanvervuiling te voorkomen wordt het risico op verstopping en beschadiging van de membranen verminderd, wat tegelijkertijd de vervangingskosten voor membranen reduceert.
Met het toepassen van ionenwisseling worden selectief ionen verwijderd. Binnen de mestverwerking wordt deze techniek vooral gebruikt om resten ammonium te verwijderen uit het permeaat van de RO. Voor een goede werking is het een voorwaarde dat het ingaande water deeltjesvrij is en het ammonium selectief kan worden verwijderd. Daarom is deze techniek geschikt voor zuivering van het permeaat van de omgekeerde osmose. Bij ionenwisseling wordt een hars gebruikt waar de aanwezige natrium of waterstof (H+) worden uitgewisseld tegen ammonium (en eventuele andere aanwezige positief geladen ionen). Op het moment dat het bed met de hars steeds meer verzadigd raakt met ammonium en andere ionen zal de effluentconcentratie van ammonium toenemen. Op het moment dat deze concentratie een van te voren vastgestelde concentratie overschrijdt (bijvoorbeeld de lozingsnorm) dient het bed
geregenereerd te worden waarbij het ammonium weer wordt vervangen door natrium of waterstof. Hierdoor is dus met ionenwisseling goed op een bepaalde effluentconcentratie te sturen.