DOORVERTALING NAAR FULL-SCALE
BIJLAGE 28: RESULTATEN AFZONDERLIJKE BEMONSTERINGSDAGEN UV-PILOT BIJLAGE 29: ONTWERPUITGANGSPUNTEN FULL SCALE OZON-INSTALLATIE
BIJLAGE 1: THEORIE O3, DIRECTE REACTIE BIJLAGE 2: THEORIE UV + H2O2
BIJLAGE 3: UV + H2O2: AFBRAAK DOOR FOTOLYSE EN OXIDATIE
BIJLAGE 4: RWZI AARLE-RIXTEL, BLOKSCHEMA EN BELANGRIJKSTE EQUIPMENT BIJLAGE 5: P&ID PILOT O3
BIJLAGE 6: P&ID PILOT UV + H2O2 BIJLAGE 7: ANALYSES AQUON
BIJLAGE 8: HCK METHODE VERSUS VOLKERT BAKKER METHODE BIJLAGE 9: MEDICIJNCONCENTRATIES IN RWZI INFLUENT EN EFFLUENT
BIJLAGE 10: MEDICIJNCONCENTRATIES IN RWZI EFFLUENT: STEEKMONSTERS VERSUS VERZAMELMONSTERS BIJLAGE 11: RESULTATEN INREGELPERIODE O3-PILOT
BIJLAGE 12: VERWIJDERINGSRENDEMENT PER BEMONSTERINGSDAG
BIJLAGE 13: RELATIE UV-TRANSMISSIE EN DOC, EN RELATIE UV-TRANSMISSIE EN VERDUNNING BIJLAGE 14: RESULTATEN AFZONDERLIJKE COMPONENTEN PER BEMONSTERINGSDAG (SELECTIE) BIJLAGE 15: OVERIGE CONCLUSIES
BIJLAGE 16: BROMIDE EN BROMAAT TIJDENS INREGELPERIODE BIJLAGE 17: ECOTOXICITEIT (SIMONI), INDIVIDUELE TESTEN BIJLAGE 18: PNEC EN DBS WAARDEN
BIJLAGE 19: STIKSTOF, FOSFOR, CZV EN BZV BIJLAGE 20: BIJVANGST OVERIGE COMPONENTEN BIJLAGE 21: INVESTERING EN KOSTEN
BIJLAGE 22: RESULTATEN AFZONDERLIJKE COMPONENTEN PER BEMONSTERINGSDAG (TOTAAL) BIJLAGE 23: WEBTOOL STOWA 2020-06, DWA DEBIET, RWA BYPASS ETC
BIJLAGE 24: VERWIJDERING GIDSSTOFFEN IN RWZI
BIJLAGE 25: RESULTATEN VOORONDERZOEK VAN NIJHUIS WATER TECHNOLOGY
BIJLAGE 26: RESULTATEN VOORONDERZOEK VAN REMMEN UV TECHNOLOGY + JOTEM WATERBEHANDELING BIJLAGE 27: RESULTATEN AFZONDERLIJKE BEMONSTERINGSDAGEN O3-PILOT
BIJLAGE 28: RESULTATEN AFZONDERLIJKE BEMONSTERINGSDAGEN UV-PILOT BIJLAGE 29: ONTWERPUITGANGSPUNTEN FULL SCALE OZON-INSTALLATIE
BIJLAGE 1
THEORIE O3, DIRECTE REACTIE
In hoofdstuk 2.1.1. is beschreven dat bij de oxidatie met ozon twee reacties optreden, namelijk de directe reactie met O3 en de indirecte reactie met hydroxylradicalen. In deze bijlage is wat meer achtergrond van de directe reactie beschreven.
Directe reactie:
De directe reactie is de reactie waarbij O3 als oxidator reageert met de reactant. O3 is selectief en heeft een voorkeur voor groepen met een hoge electronendichtheid. Bij de reactie tussen O3 en het elektronrijke medicijn, zal O3 elektronen opnemen die door het medicijn worden gedoneerd en zal een binding worden gevormd. Voorbeelden van deze groepen zijn o.a. alkenen (π bindingen) en aromaten (πbindingen). Medicijnen waar deze groepen in aanwezig zijn, zullen relatief goed verwijderd worden door de directe reactie met O3. De directe reactie met overige verbindingen (o.a. bromide) zal in veel mindere mate plaatsvinden, hetgeen ook afhankelijk is van de concentratie O3 en de concentratie van de diverse aanwezige reactanten. Naar schatting reageert 70% van de ozon via de directe reactie.
In figuur B1.1 is het reactiemechanisme weergegeven van een ozonolyse reactie, waarbij O3 reageert met een alkeen en een ozonide als eindproduct ontstaat.
FIGUUR B1.1 REACTIEMECHANISME VAN EEN OZONOLYSE REACTIE
Het reactiemechanisme bestaat uit vier verschillende stappen.
Stap 1: Bij deze reactie heeft O3 zowel een elektrofiel als nucleofielkarakter. Het elektrofiele
zuurstofatoom van O3 zal (π) elektronen opnemen van het ene koolstofatoom van de alkeen. Het nucleofiele zuurstofatoom van O3 zal elektronen doneren aan het andere koolstofatoom van de alkeen. Hierdoor wordt een ringstructuur gevormd, namelijk een molozide (zie stap 2).
Stap 2: De molozide structuur is instabiel. Als gevolg hiervan vindt intramoleculaire
verschuiving van vrije elektronenparen plaats, waardoor het molecuul zal worden opgesplitst in een keton en carbonyloxide (zie stap 3).
Stap 3: Deze twee gevormde groepen zullen weer met elkaar reageren doordat de carbony
loxide resonantiestructuren bevat en dipooldipool ladingen ontstaan.
Stap 4: De reactie van stap 3 resulteert in een ozonide molecuul, wat tevens het eindproduct
is (14).
Andere groepen die goed reageren met O3 zijn gesubstitueerde benzeenringen met hydroxyl groepen, aminegroepen en etherverbindingen omdat deze groepen sterk activerend zijn (15). Dit betekent dat deze groepen elektronen doneren aan de benzeenring, waardoor de ring geactiveerd is. Wanneer deze groepen elektronen doneren aan de benzeenring, zal O3 deze groepen aanvallen vanwege de resulterende positieve lading in de groep. In dit geval zal O3 elektronen doneren.
BIJLAGE 2
THEORIE UV + H2O2
In hoofdstuk 3.3. is beschreven dat het verwijderingsrendement afhankelijk is van de UVdosis, en dat de UVdosis wordt bepaald door de intensiteit van de straling en de bestralingstijd. Daarmee is de UVdosis is ook afhankelijk van de reactor configuratie. Van Remmen heeft verschillende typen reactoren die ingezet kunnen worden, afhankelijk van de toepassing, de samenstelling van het water en het gewenste rendement. De verschillende typen reactoren zijn een buisreactor met één UVlamp, een plug flow reactor met 12 UVlampen en een tank reactor met 48 UVlampen.
Van deze reactoren is door middel van CFD modelering de relatie tussen UVdosis en het debiet bepaald voor enkele combinaties van debiet en UVtransmissie. Onderstaande figuur B2.1 geeft de resultaten weer van de CFDmodelering van de 4 in serie geschakelde plug flow reactoren. Deze grafiek is gemaakt middels CFD modelering voor vier meetpunten, te weten een combinatie van twee verschillende debieten (50 m3/h en 100 m3/h) en twee verschillende transmissies (40% en 60%).
FIGUUR B2.1 RELATIE TUSSEN UV DOSIS EN DEBIET VOOR 4 IN SERIE GESCHAKELDE PLUG FLOW REACTOREN, BIJ TWEE VERSCHILLENDE TRANSMISSIES (40% EN 60%) GEMAAKT MIDDELS EEN CFD MODELERING (BRON: VAN REMMEN)
Het verband tussen de UVdosis en het debiet is in een geïdealiseerd geval, dat niet corrigeert voor hydraulische effecten, lineair. Volgens de eerder gepresenteerde formule zal de UVdosis verdubbelen bij halvering van het debiet (en dus verdubbeling van de bestralingstijd). Om een inschatting te verkrijgen van de UVdosis bij een bepaald debiet, kan een lineair verband tussen de meetpunten aangenomen worden. Deze aanname is alleen binnen marges bruikbaar, bij een relatief hoog, of relatief laag, debiet zal de verandering in hydrauliek ook invloed hebben op de dosis. Hiervoor wordt in deze vereenvoudigde lineaire relatie niet gecorrigeerd.
Om de UV dosis te bepalen bij een andere transmissie dan 40% of 60%, kan op basis van de twee lijnen in de grafiek een schatting worden gemaakt. Echter omdat de transmissie ook het lichtbeeld beïnvloedt en in extreem lage gevallen lichtdode, of in extreem hoge gevallen overlap van lichtgebieden oplevert, is het belangrijk voorzichtig te zijn met deze schatting. Wanneer debiet en/of transmissie sterk afwijken, is het uitvoeren van een CFD calculatie de enige manier om een precieze UVC dosis te bepalen. Hiermee wordt gecorrigeerd voor lichtspreiding, verblijftijd en verblijftijdspreiding en andere zaken waarin een lineair model tekort schiet.
BIJLAGE 3
UV+H2O2: AFBRAAK DOOR FOTOLYSE EN
OXIDATIE
In hoofdstuk 2.2 1 is beschreven dat de afbraakreacties bij UV + H2O2 zowel door middel van fotolyse als door oxidatie kunnen plaatsvinden. In figuur B3.1 is voor verschillende compo nenten weergegeven welk deel van de verwijdering plaatsvindt door fotolyse en welk deel door oxidatie met hydroxylradicalen.
BIJLAGE 4