oRganische fosfaatfRacties

Een vanuit het demonstratie-onderzoek op de RWZI Leiden Zuid-West afgeleid onderzoeks-punt is de verdeling van fosfaat over verschillende verschijningsvormen en fracties. Voor de demonstratie-installaties is de fosfaatverdeling van belang om de juiste coagulatie-, floccu-latie- en filtratiemechanismen te begrijpen en te beïnvloeden. Begrip over uitspoeling van fosfaat, restfracties fosfaten en met name organische fosfaatfracties in de afloop van de nabe-zinktanks en de filtraten van de onderzoekstraten is daarbij van belang.

Uit diverse onderzoeken blijkt dat organisch fosfaat niet of zeer moeilijk met nageschakelde technieken te verwijderen is [6, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 48] . Deze constatering is ook op de demonstratie-installatie waargenomen en bevestigd. In deze paragraaf is verder ingegaan op de aanwezigheid van verschillende vormen van fosfaat in het voedingswater en de proces-waterstromen waaronder de filtraten van de demonstratie-installaties. Voor het onderzoek is in samenwerking met de Technische Universiteit Delft een nieuw meetprotocol ontwikkeld ter monitoring van organische fosfaatfractie tijdens de verschillende filtratie stappen. Fosfor komt voor in diverse verschijningsvormen in oppervlakte- en afvalwater. Deze vormen zijn te verdelen in opgelost en gebonden fosfaat. Opgelost fosfaat kan PO₄-P zijn, maar ook polyfosfaat, pyrofosfaat, en opgelost organisch fosfaat [48]. Polyfosfaat en opgelost organisch fosfaat kunnen precipiteren in een neerslagreactie of geadsorbeerd worden. PO₄-P wordt met name geprecipiteerd met metaalzouten zoals ijzer, aluminium en calcium. Opgelost orga-nisch fosfaat kan gebonden zijn aan humuszuren en fulvinezuren [49, 50].

Het gebonden fosfaat bestaat uit:

- metaal gebonden fosfaat; - gebonden “organisch” fosfaat.

Het opgeloste fosfaat bestaat uit:

- orthofosfaat (P_ortho);

- opgeloste “organisch” fosfaat.

De hierover ontwikkelde analysemethode ter bepaling van de bepaling van de organische fos-faatfracties is ontwikkeld op de demonstratie-installatie en zal verder inzichten geven in de daadwerkelijke fosfaatverwijderingsprocessen in nageschakelde filterinstallaties. Het onder-zoekswerk rondom dit thema wordt nationaal en internationaal met grote aandacht gevolgd [49, 50]. Daarbij is de vraag of de “organische fosfaatfracties” daadwerkelijk organisch zijn of dat het andersoortige restfracties betreffen.

6.6 zWevende-stofuitspoeling

In relatie tot onder anderen de bovengenoemde organische restfracties is de uitspoeling van zwevend stof door of uit de filterconfiguraties een belangrijk aandachtpunt voor met name het behalen van de streefwaarde voor fosfaat.

72

stoWa 2008-W02 DEMONSTRATIEONDERZOEK AANVULLENDE ZUIVERINGSTECHNIEKEN OP DE RWZI LEIDEN ZUID-WEST

Aangetoond is dat met name de continue filters moeite hebben met deeltjes- of vlokver-wijdering aangezien de troebelheid in het filtraat van beide continue filters in zowel onderzoekstraat A als B structureel hoger blijkt dan in het voedingswater (zie ook paragraaf 5.3.5). Doordat aan deeltjes en vlokken restfracties fosfaat (en mogelijk ook stikstof) gebon-den kunne zijn, zullen de verwijderingsprestaties voor fosfaat door zwevende-stofuitspoeling beperkt worden. Dit is van belang voor het behalen van de streefwaarde en de belasting van eventueel nageschakelde technieken zoals actiefkoolfiltratie en of vergaande oxidatieproces-sen. Nader onderzoek moet nog uitwijzen welke factoren van invloed zijn op voorkoming en beheersing van zwevende-stofuitspoeling.

6.7 actiefkoolfilteRs

Bij de actiefkoolfilters is waargenomen dat na verloop van de operationele standtijd, de loop-tijd van de filters korter wordt doordat de maximaal toelaatbare druk eerder wordt bereikt. Dit betekent dat de filters frequenter moeten worden teruggespoeld.

Bij opstart van de installatie is ervan uitgegaan dat de koolfilters eens in de 3 maanden teruggespoeld dienen te worden, deze aanname is gedaan aan de hand van de aanwezige kennis uit de drinkwatersector waarin een koolfilter teruggespoeld of vervangen wordt op het moment dat het filter doorslag vertoont van organische (micro)verontreinigingen. Bij het gebruik van koolfilters voor afvalwaterzuivering is gebleken dat de drukopbouw door vuilophoping ruim maatgevend (spoelfrequentie ligt tussen 3 en 7 dagen) is dan de doorslag van organische stoffen. Tot op dit moment is echter onvoldoende kennis ten aanzien van de spoeltijden en spoelprocedure opgebouwd om harde conclusies te kunnen trekken. In fase 2 wordt de bedrijfsvoering van de actiefkoolfilters geoptimaliseerd op basis van de momenteel aanwezig kennis en praktijkervaring van de leverancier.

6.8 online-metingen

Gedurende het onderzoek is gebleken dat de online-meters in de filtraatmonstername meer onderhoud behoeven dan van tevoren was aangenomen. Door overdosering van methanol gedurende de eerste periode van het onderzoek vond veel biomassa-aangroei op de sensoren plaats. Met name de troebelheidssensoren zijn hiervoor erg gevoelig; deze moesten circa twee keer per week worden gereinigd.

In vergelijkende testen is gebleken dat de online NO_X-N-metingen op identieke filtraatstro-men structureel verschillende meetwaarden vertonen. De online-metingen zijn in het lage concentratiebereik gevoelig voor scaling van metaal op de sensoren als gevolg van metaal-zoutdoorslag en kunnen hierdoor tot 0,4 mg/l NO_X-N afwijken. De verschillen in de metingen zijn handmatig gecalibreerd zodat de metingen vergelijkbare meetwaarden geven. Daarnaast moeten de optische sensoren iedere twee dagen met zuur worden gereinigd.

De bedrijfsvoering en onderhoud van de online fosfaatmeters gaven weinig problemen door ze wekelijks te reinigen. Wel zijn de destructiecuvetten twee keer binnen één jaar vervangen. Door het ontbreken van een 0,45 µm filter unit (FILTRAX) gaf de online-PO₄-P-meting echter een waarde weer van een ongefiltreerd monster waardoor niet de werkelijk P_ortho-waarde is gemeten. Vanwege de zure ontsluiting van P in de PO4-P-analyse heeft dit bij coagulant-dosering tot gevolg dat metaalgebonden fosfaat gemeten wordt als PO₄-P. De PO₄-P-meting

73

valt hierdoor hoger uit dan in werkelijkheid het geval is. Gevolg zou kunnen zijn dat een metaalzoutdosering onbedoeld op een hoger PO₄-P-gehalte stuurt dan in het voedingswater aanwezig is, met als gevolg overdosering. Bij controlemetingen in de afloop van de nabe-zinktanks blijkt echter dat de online-meetwaarde binnen een acceptabele marge van ± 5% vergelijkbaar zijn met een gefiltreerde PO₄-P-analyse. Overdosering is hierdoor uitgesloten. Uit de praktijktesten tot nu toe blijkt dat de online metingen in het concentratiegebied van de streefwaarden (in de filtraten van de KRW-installaties) extra onderhoud en service (weke-lijks) om betrouwbare meetwaarden te verkrijgen.