Een proef met een tweetraps pilotinstallatie op rwzi Simmern in Duitsland om een nieuw anammox-concept te testen is mislukt. Doel was om aan te tonen dat anammox-bacteriën ook op lage temperatuur stikstof uit afvalwater kunnen verwijderen. Het lukte echter niet om ammonium om te zetten in nitriet. De test leverde wel aanbevelingen op voor aanpassingen die tot een stabielere bedrijfsvoering van de proefinstallatie moeten leiden.
Het TKI-project gebruikte het anammox-principe voor de proef in Duitsland. Dat is een microbieel proces in de stikstofkringloop. Het zorgt op biologische wijze voor de verwijdering van ammonium uit afvalwater, waarbij ammonium met nitriet wordt omgezet tot stikstofgas.
De initiatiefnemers voerden met de tweetraps pilotinstallatie bijna 300 dagen testen uit op de rwzi Simmern in Duitsland. De proefinstallatie ondervond operationele problemen, waardoor een stabiele bedrijfsvoering niet mogelijk bleek.
Beluchting
Wel toonden de testen volgens de initiatiefnemers aan dat controle van de beluchting alleen niet volstaat om de gewenste omzetting van ammonium tot stand te brengen. Het grootste deel van het ammonium uit het influentwater wordt bij lage zuurstofconcentraties al in de eerste reactor verbruikt. Het ammonium wordt voornamelijk omgezet in nitraat, in plaats van het gewenste nitriet.
Verlagen slibleeftijd
Toepassing van intermitterend beluchten en het verlagen van de slibleeftijd bleken ook niet succesvol voor het stimuleren van nitrietvorming. Dit betekent dat de initiatiefnemers geen ‘koude’ anammox omzetting konden aantonen. Wel stelde ze succesvol vast dat het mogelijk is anammox-bacteriën uit het surplusslib terug te winnen met een fijne zeef.
Sleuteltechnologie
Het anammox-proces zou een sleuteltechnologie kunnen zijn voor het verduurzamen van de waterketen. Daarom is er in de afvalwaterzuivering veel belangstelling voor. Vergeleken met conventionele nitrificatie/denitrificatie is het namelijk een kosteneffectieve en duurzamere manier om ammonium uit afvalwater te verwijderen in vergelijking met conventionele nitrificatie/denitrificatie.
Uitdagingen
Maar er zijn nog uitdagingen die het gebruik van anammox in de weg staan. Zo is de toepassing ervan in de praktijk veelal beperkt tot deelstroombehandeling, zoals dat van warm rejectiewater na ontwatering van vergist slib. Dat komt omdat anammox-bacteriën een relatief hoge temperatuur nodig hebben om optimaal te functioneren: tussen 30 en 40 °C.
Belemmering
Om deze belemmering uit de weg te ruimen was het doel van dit project om met een pilotinstallatie een nieuw anammox-concept te testen. Hiermee zou bij relatief lage afvalwatertemperaturen de stikstof uit de hoofdstroom van een communale afvalwaterbehandeling kunnen worden verwijderd. Mocht de test slagen, zou dit een opening bieden voor toepassing van anammox in de hoofdstroom van rioolwaterzuiveringen. Dit zou potentieel het energieverbruik van de zuivering aanzienlijk kunnen verlagen.
Aanbevelingen
Hoewel de pilot niet tot de gewenste resultaten heeft geleid, zijn de opgedane ervaringen gebruikt om aanbevelingen te doen voor aanpassingen die zouden moeten leiden tot een stabielere, beter controleerbare bedrijfsvoering. Verder kan een voorbehandeling van influent nodig zijn om de organische belasting en daarmee de CZV: stikstofverhouding te verlagen. De belangrijkste uitdaging blijft nitrietvorming tot stand te brengen in de eerste stap onder de condities die heersen in de hoofdstroom. Het project kwam tot stand binnen TKI Watertechnologie met de volgende samenwerkingspartners: KWR, HydroBusiness, Sweco MicroLAN, Supratec GMBH en Suptratec Shanghai.
