Belissima – modellering verwijdering OMP’s in afvalwater

De aanwezigheid van organische microverontreinigingen (OMP’s) in afvalwater heeft een grote impact op het aquatisch milieu. Aangezien de meeste van deze stoffen via het rioleringssysteem in de waterkringloop terechtkomen, vormen rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) de centrale plek voor het verwijderen van OMP’s. Per RWZI zal de verwijderingsefficiëntie voor afzonderlijke OMP’s verschillen.

Bovendien varieert de belasting met deze verontreinigingen door de tijd heen, wat ook van invloed kan zijn op het verwijderingsrendement. Hoe beter de OMP’s door RWZI’s worden verwijderd – bijvoorbeeld door nabehandelingen met geavanceerde oxidatieprocessen, actieve kool of membraanfiltratie – hoe positiever het effect op de kwaliteit van het geloosde effluent en dus op het aquatisch milieu in het ontvangende water. Door het ontwikkelen van een softwaretool voor het uitvoeren van optimalisatiestudies zijn OMP’s mogelijk efficiënter te verwijderen.

Technologie

Een RWZI verwijdert sommige OMP’s in grote mate, terwijl andere OMP’s hardnekkiger zijn. Daarom zijn nabehandelingsstappen nodig. Door het modelleren van wat er in een RWZI gebeurt, ontstaat zicht op het rendement en de optimalisatie van de OMP-verwijdering, inclusief wat dit betekent voor het besparen op operationele kosten en verbetering van de effluentkwaliteit. Processen die bij het modelleren centraal staan zijn het conventionele actief slib-systeem (CAS) en verschillende relevante nabehandelingsstappen voor OMP-verwijdering, denk daarbij aan actieve koolfiltratie en oxidatietechnieken zoals UV/H₂O₂ en ozon.

Uitdaging

De kern van het TKI-project Belissima berust op het modelleren van CAS- én nabehandelingstechnologieën voor het optimaliseren van de OMP-verwijdering. Dit valt in twee hoofdonderdelen uiteen:

1. Modelleren van het CAS-systeem met OMP-verwijdering, inclusief een black-box tool ter ondersteuning van de selectie van nabehandelingstechnologieën;
2. Modelleren van Advanced Oxidation Processes (AOP) door middel van Quantitative Structure Activity Relationships (QSAR).

Terwijl het eerste deel hoofdzakelijk ging om toegepast onderzoek, had het tweede deel een sterk fundamenteel karakter. Beide onderdelen werden ondersteund door het uitvoeren van experimentele laboratoriumtesten voor het aanvullen van bestaande lacunes in data voor OMP’s in de literatuur en data. Pilot-plant experimenten op locatie met AOP-technologie zorgden voor een verdere ondersteuning van de AOP-modellering.

Oplossing

Met de softwaretools die dit project heeft opgeleverd, kan de gebruiker optimalisatiestudies uitvoeren voor het verhogen van de verwijderingsrendementen van OMP’s, het verbeteren van de effluentkwaliteit en het optimaliseren van de operationele kosten.

Resultaat

In TKI Belissima zijn uiteindelijk twee tools ontwikkeld: 1- Een CAS-nabehandelingstool, die de verwijdering van OMP’s in CAS-systemen integreert met bekende quartaire technologieën (inclusief andere technologieën dan AOP’s); 2- Een AOP-nabehandelingstool, met QSAR-modellen voor UV-H₂O₂ en eentraps O₃, voor secundair afvalwater. Tool 1 is ontwikkeld in BioWin, daarom is BioWin-software nodig om deze te kunnen gebruiken. Wat Tool 2 betreft, zullen de modellen voor UV-H₂O₂ en eentraps O₃ op verzoek beschikbaar zijn via de webapplicatie AquaPriori die eigendom is van KWR,. Het gebruik van de ontwikkelde modellen in andere RWZI’s vereist een voorafgaande validatie aan de hand van de afvalwaterkwaliteitsparameters van de beoogde locaties.

Indien u belangstelling heeft voor de modellen of nadere uitleg wenst, kunt u het beste contact opnemen met Maria Lousada Ferreira (maria.lousada.ferreira@kwrwater.nl; 030 606 9680) of Bas Wols (bas.wols@kwrwater.nl; 030 606 9604.