Verbetering efficiëntie AWZI
 

Wat te doen als de capaciteit van de WKK niet volledig benut wordt? Hoe kunt u de bedrijfskosten van een AWZI verlagen en tegelijkertijd de efficiëntie ervan verhogen? Met de gemeentelijke waterzuiveringsinstallatie in Weißenturm (Rheinland-Pfalz, Duitsland) als voorbeeld wordt duidelijk hoe door middel van elektrokinetische desintegratie de werking en de gasopbrengst van de slibgisting geoptimaliseerd kunnen worden.

Exploitanten van AWZI staan vaak voor de taak de kosten te verlagen. Tegelijkertijd moeten de  AWZI  echter ook voldoen aan steeds strenger wordende wettelijke bepalingen. De mogelijkheden die de exploitanten daartoe tot hun beschikking hebben, zijn aan de ene kant de bedrijfskosten van de installatie: Werkt de installatie storingsvrij? Hoe energiezuinig werken de pompen en compressoren? Hoeveel zuiveringsslib wordt geproduceerd, dat voor veel geld moet worden afgevoerd? Aan de andere kant zijn er bij veel installaties nog mogelijkheden tot het optimaliseren van de gasopbrengst van de slibgisting: methaangas kan een groot gedeelte van de energiebehoefte dekken, als alle mogelijkheden benut worden.

Ter optimalisatie van het energieverbruik is het vaak rendabel om te investeren in technische systemen om zodoende de gasopbrengst te verhogen. Daartoe worden bijvoorbeeld desintegratiesystemen gebruikt, waarmee slib bewerkt wordt en zo een hogere gasopbrengst oplevert. Afhankelijk van de bedrijfskosten van deze systemen resulteert dit echter niet altijd in een positief resultaat. "Toen we op zoek waren naar een rendabel proces, hoorden we van het elektrokinetische desintegratiesysteem BioCrack", vertelt Matthias Kort, hoofdingenieur bij de AWZI  van de gemeentewerken Weißenturm. "De investeringskosten hiervoor zijn laag en de verwachte opbrengst hoog."

Waterzuiveringsinstallatie met veel primair slib

Het afvalwater dat in de AWZI Weißenturm bij Andernach wordt gezuiverd bestaat voor ongeveer twee derde uit communaal afvalwater en ongeveer één derde uit industrieel afvalwater afkomstig van verschillende bedrijven. De installatie is ontworpen voor 50.000 i.e. en omvat twee slibgistingstanks met een inhoud van 2200 m3 en 500 m3. De slibgistingstanks staan in serie en verwerken dagelijks ongeveer 100 m3 slib, bestaande uit 80% primair slib en 20% surplusslib.

Ook aanwezig in de uitgangssituatie was een WKK (124 kW) die pas twee jaar eerder geïnstalleerd was, maar nog niet optimaal benut werd. De exploitanten overwogen dan ook het gebruik van een desintegratiesysteem. "Wij hebben ons laten informeren door andere exploitanten van AWZI  die dergelijke systemen reeds getest hadden", verteld ingenieur Kort. "Bij een groot aantal van hen was het totaalresultaat echter lager dan verwacht en is de toepassing van zuiveringsslibdesintegratie zelfs onrendabel gebleken." Inderdaad zijn de kosten en het gebruik van desintegratieprocessen vaak zo hoog, dat de toepassing ervan voor kleinere AWZI helemaal niet lonend is.

Desintegratiesysteem voor hogere gasopbrengst

Bij de zoektocht naar alternatieve processen stuitte men op het elektrokinetische desintegratiesysteem BioCrack van Vogelsang. Een BioCrack-systeem bestaat uit meerdere modules. Het aantal benodigde modules wordt voor elke individuele toepassing afzonderlijk berekend. BioCrack zorgt ervoor dat de bacteriën gemakkelijker bij de voedingsstoffen in het slib komen. Het te behandelen slib stroomt door de behandelingsruimte, waar een hoogspannings­veld wordt opgewekt. De daar optredende elektrische krachten lossen de vlokkenstructuur van het slib op en verkleinen samenklonteringen (aggregaten/colloïden) die uit dood organisch materiaal en bacteriën bestaan. Zo wordt de beschikbaarheid van voedingsstoffen aanzienlijk verbeterd en wordt de organische inhoud beter afgebroken.

Tegelijkertijd wordt het stromingsvermogen van het substraat dat door de AWZI stroomt, verbeterd: het energieverbruik van de pompen wordt daardoor tot 30% lager. De hoeveelheid zuiveringsslib die wordt gevormd, is tot 18% verminderd, zodat ook de kosten voor de afvoer van het slib lager worden. In Weißenturm liet men zich echter ook overtuigen door de kosten-batenanalyse: het BioCrack-systeem kan eenvoudig in het bestaande systeem geïmplementeerd worden. De initiële investeringen hiervoor zijn gering. Ook zijn de kosten, bij een stroomverbruik van maximaal 35 W per module, en een onderhoudsvrije werking te verwaarlozen.

Met versnijder tegen drijflaagvorming

Aangezien de potentiële opbrengst van de nieuw geïnstalleerde WKK nog niet volledig benut werd, wilden de exploitanten van de AWZI Weißenturm de gasopbrengst via het desintegratieproces verhogen. Na een eerste inspectie en beoordeling van de op markt verkrijgbare systemen zag men in eerste instantie af van een desintegratiesysteem, omdat de kosten van de meeste systemen te hoog en goede resultaten niet gegarandeerd waren. Vervolgens bleken er problemen met vezelige stoffen in het primaire slib in de AWZI te zijn, dit ondanks een goed mechanisch reinigingsrooster in de toevoer. Meer dan tien jaar lang werd geen drijflaag in de slibgistingstanks waargenomen. "Bij een routinematige controle zagen we op een dag een drijflaag van naar schatting 30 cm dik", aldus Kort. Bij het verwijderen ervan bleek echter dat deze 1 tot 2 meter dik was. Een halfjaar later leek er weer een drijflaag te ontstaan. Om dit probleem op te lossen, zou een versnijder moeten worden geïnstalleerd die het slib bij de toevoer naar de slibgistingstanks en circulatiepompen behandelt en alle aanwezige vezelige stoffen klein snijdt.

In het kader van de ombouw van de installatie zou dan ook een desintegratie­systeem geïnstalleerd worden om de gasopbrengst te verhogen. Bij Vogelsang kon alles van één leverancier verkregen worden en dus besloten de exploitanten van de AWZI enkele BioCrack-modules plus een lobbenpomp en een RotaCut‑versnijder aan te schaffen.

Installatie geslaagd: meer gas, minder zuiveringsslib

Het BioCrack-systeem in Weißenturm is sinds februari 2010 in gebruik. Het behandelt het primaire en surplusslib voordat dit de slibgisting ingaat en het zuiverings­slib dat naar de circulatiepompen gaat. Sindsdien zijn er geen tekenen van drijflaagvorming meer waargenomen. "En we hebben ook al behoorlijk veel grove delen in de RotaCut gevonden", meldt de exploitant verheugd. De gasopbrengst is in vergelijking met voorgaande jaren 8% hoger. In combinatie met het lage verbruik van het BioCrack-systeem van 0,1 kWh betekent dit een duidelijk verbetering voor de AWZI.

Bovendien bezinkt het slib nu beter. Eerst was er sprake van een zeer fijn slib in de installatie, waaruit nauwelijks filtraatwater kon worden gehaald. Vervolgens werd al het slib door middel van een decanter ontwaterd en was er dus veel polymeer nodig. Sinds de installatie van het BioCrack-systeem wordt nu echter relatief helder filtraatwater na indikking afgescheiden. De decanter loopt gelijkmatiger, is gemakkelijker in gebruik en verbruikt minder energie. Het filtraatwater is helderder, hoewel er minder polymeer gebruikt hoeft te worden.

Alles bij elkaar genomen is de ombouw van de AWZI Weißenturm rendabel gebleken: de gasopbrengst is hoger, het stroomverbruik van de (circulatie)pompen is lager. In zijn geheel werkt de installatie stabieler en is de hoeveelheid af te voeren zuiveringsslib kleiner, zodat de gehele investering van de ombouw binnen afzienbare tijd terugverdiend wordt.

Auteur: Corinna Bause, vakjournalist, Vocato Public Relations, Keulen, Duitsland

 

Vogelsang BioCrack (214 x 250)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BioCrack_Szene_221210_kl