LIFE+project Cenirelta

Op rwzi Dokhaven van waterschap Hollandse Delta in Rotterdam heeft een demonstratieproject plaatsgevonden waarbij met zogenoemde koude-anammoxtechnologie nitraat is verwijderd uit de hoofdstroom van een afvalwaterzuivering. Dit project - Cenirelta: Cost-Effective NItrogen REmoval from waste water by Low-Temperature Anammox - heeft hiervoor een subsidiebijdrage uit het Europese LIFE+ programma ontvangen.

Het hoofddoel van het project was te demonstreren dat de Cenirelta-technologie een effectieve, robuuste, duurzame en kostenefficiënte technologie biedt voor de verwijdering van stikstof uit huishoudelijk afvalwater.

De hoofddoelstelling is opgesplitst in de volgende subdoelstellingen:

1. Effectiviteit en robuustheid: verwijderingsrendement voor stikstof N-totaal hoger dan 85% en een concentratie lager dan 2 mg/l in het effluent. Dit wordt bereikt in 2 stappen:

  • stikstofverwijdering tot ≤ 10 mg N/L met Anammox in de hoofdstroom;
  • nazuivering met zandfilter tot 2 mg N/L.

2. Duurzaamheid en kostenefficiëntie:

  • energiebesparing van 50-60% (t.o.v. een conventionele rwzi).
  • spuislibproductie ten behoeve van vergisting 20% hoger (t.o.v. een conventionele rwzi).

De effectiviteit en robuustheid in relatie tot de stikstofverwijdering is aangetoond aan de hand van een demonstratieproef op rwzi Dokhaven. De CENIRELTA demonstratie-installatie is in totaal ca. 3,5 jaar operationeel geweest (juli 2013 tot november 2016). De kostenefficiëntie en mate van duurzaamheid is door middel van een economische analyse (business case) verder onderbouwd.

De resultaten van het project worden gedeeld met belanghebbenden in de Europese en internationale gemeenschap.

Het ANAMMOX-proces

Het ANAMMOX®-proces - ANaerobe AMMoniumOXidatie - is een innovatief biologisch proces dat een belangrijke doorbraak betekent in de verwijdering van stikstof uit afvalwater en afvalgas. Het is een kosteneffectieve, robuuste en duurzame manier voor het verwijderen van ammonium. Vergeleken met conventionele stikstofverwijdering via nitrificatie en denitrificatie worden de operationele kosten tot 90 procent verlaagd, net als de uitstoot van CO2. Dit beperkt de koolstofvoetafdruk van een zuiveringsinstallatie tot een minimum.

De ANAMMOX®-omzetting is een elegante verkorting van de natuurlijke stikstofcyclus. In combinatie met nitrificatie zetten ANAMMOX®-bacteriën ammonium (NH4+) direct om in stikstofgas. In nauwe samenwerking met de Technische Universiteit Delft heeft Paques het gepatenteerde ANAMMOX®-proces voor commerciële doeleinden ontwikkeld.

In het standaard ANAMMOX proces gaat het stikstofverwijdering uit afvalwaterstromen met een hoge concentratie stikstof en een optimale temperatuur voor bacterie-activiteit tussen de 30-35 °C.In de demonstratieinstallatie wordt ervaring opgedaan met het zogenaamde koude ANAMMOX proces waarbij het gaat om afvalwaterstromen met een lage concentratie stikstof en een veel lagere temperatuur, namenlijk  tussen de 6-16 °C.

Het ANAMMOX®-proces kan worden gebruikt voor het verwijderen van ammonium uit alle soorten gezuiverd afvalwater (effluenten). Enkele voorbeelden van processen en industrieën waar deze effluenten voorkomen zijn:
 
• gemeentelijke afvalwaterbehandeling (afvoerstroom uit de afbraak van slib);
• behandeling van vast organisch afval (vuilstort, compostering, afbraak);
• voedingsmiddelenindustrie;
• mestverwerkende industrie;
• metstoffenindustrie;
• (petro)chemische industrie;
• metaal- en mijnbouwindustrie.

Hoe werkt een ANAMMOX-reactor?

In de ANAMMOX®-reactor wordt ammonium omgezet in stikstofgas. De reactie wordt uitgevoerd door twee verschillende bacteriën die in de reactor naast elkaar voorkomen. Nitratiebacteriën oxideren ongeveer de helft van het ammonium tot nitriet. Anammox-bacteriën zetten het ammonium en het nitriet om in stikstofgas.
 
De ANAMMOX®-reactor wordt belucht en uitgerust met een biomassa-retentiesysteem. De reactor bevat korrelvormige biomassa. Het afvalwater wordt constant naar de reactor gevoerd. De beluchting zorgt voor een snelle menging van het influent met de reactorinhoud, intensief contact met de biomassa en zuurstoftoevoer om de omzetting te stimuleren. Het behandelde afvalwater verlaat de reactor aan de bovenkant van de reactor. De korrelige biomassa wordt hier van het gereinigde afvalwater gescheiden.
 
Potentële voordelen van ANAMMOX® ten opzichte van conventionele nitrificatie/denitrificatie:
• grondige verwijdering van stikstof
• geen methanol nodig voor denitrificatie
• tot 60% verlaging van het energieverbruik
• minimale productie van overtollig slib
• tot 90% verlaging van CO2-uitstoot
• tot 50% minder ruimte nodig