Haalbaarheidsstudie PAC4TOC, IPMV-thema Oxidatieve technieken

In dit IPMV-project wordt onderzocht of het haalbaar is om voorafgaande aan nageschakelde microverwijderingstechniekenen een deel van de totaal organische verbindingen (TOC’s) uit het afvalwater te verwijderen via poederkooldosering, waardoor deze technieken veel kosteneffectiever bedreven kunnen worden.

In vergelijking tot drinkwaterzuivering behalen technieken voor de verwijdering van microverontreinigingen toegepast voor afvalwaterzuivering lage rendementen. Dit geldt voor zowel oxidatieve technieken zoals ozonisatie en UV-behandeling, alsmede voor sorptieve technieken zoals actiefkoolfiltratie. Het lage rendement is vrijwel geheel te wijten aan de aanwezigheid van andere verstorende organische stoffen. Deze groep organische stoffen, doorgaans gemeten als TOC in het effluent, bestaat uit biologisch zeer moeilijk afbreekbare verbindingen, bijvoorbeeld humuszuren. Deze zijn in 1000 maal hogere concentratie aanwezig dan de microverontreinigingen waar de nabehandeling voor bedoeld is.

Doordat verwijderingstechnieken voor microverontreinigingen zelden exclusief werken op microverontreinigingen, gaat het rendement van deze technieken drastisch omlaag door reacties met TOC’s in plaats van met microverontreinigingen. Hierdoor is een hogere input van energie en grondstoffen nodig met als gevolg een lage kosteneffectiviteit, een lage duurzaamheid van de verwijderingstechnieken en mogelijk meer vorming van bromaat in geval van ozonisatie.

In pilotonderzoek op rwzi Panheel is het belang van TOC-afvang aangetoond voor nageschakelde UV- behandeling. Door het afvangen van 45-68 procent TOC via ionenwisseling werd het energieverbruik van UV-behandeling 84 procent lager. In het PACAS project is waargenomen dat de additie van poederkool in het actief slib proces zorgt voor een verlaging van circa 25 procent van de effluent TOC-concentratie. Ook voor actiefkoolfiltratie gericht op de verwijdering van microverontreiniging is bekend dat deze voornamelijk TOC afvangt. Actief kool lijkt derhalve een zeer geschikt sorbent voor de verwijdering van TOC uit het afvalwater en veel goedkoper dan ionenwisseling.

Poederkolen die tot nu toe gebruikt zijn in onderzoeken naar microverontreinigingen zijn geselecteerd op eigenschappen om microverontreinigingen te sorberen. Hoe TOC het beste afgevangen kan worden, hoeveel dit maximaal is, met welke type poederkool en wat daarvan het effect is op nageschakelde ozonisatie zijn de kennishiaten waar dit project antwoorden op wil vinden.

Innovatieprogramma ‘Microverontreinigingen uit afvalwater’ (IPMV)

Dit project maakt onderdeel uit van het ‘Innovatieprogramma Microverontreinigingen uit afvalwater’, thema Oxidatieve technieken. Doel van dit programma is om snel de weg vrij te maken voor een aantal veelbelovende verwijderingstechnieken, of mogelijke verbeteringen van bestaande technieken, zodat waterschappen binnen vijf tot zeven jaar meer beproefde verwijderingstechnieken tot hun beschikking hebben waaruit ze de beste keuze kunnen maken voor hun eigen situatie.

Over deze technieken bestaan momenteel nog onzekerheden, onder meer over verwijderingsrendementen, kosten en CO2-voetafdruk. Maar ook omdat onvoldoende duidelijk is of de technieken goed kunnen worden ingepast op Nederlandse rwzi's en welke effecten er optreden in de bedrijfsvoering en het zuiveringsproces van de rwzi.

Het totale budget bedraagt ongeveer 11,5 miljoen euro. Dat geld wordt bijeengebracht door het ministerie van IenW (5 miljoen),  STOWA (2,5 miljoen) en de gezamenlijke waterschappen (4 miljoen). Het innovatieprogramma loopt tot en met 2023.