Hergebruik actief kool voor verwijdering van organische microverontreinigingen

Het gebruik van persoonlijke verzorgingsproducten, voedingssupplementen en geneesmiddelen neemt almaar toe. Dit is deels te wijten aan de vergrijzing en de groei van de bevolking. Bij het gebruik van persoonlijke verzorgingsproducten komt een (groot) gedeelte van deze producten direct in het afvalwater terecht. Voor voedingssupplementen en nog meer voor geneesmiddelen geldt dat deze na inname niet of slechts gedeeltelijk worden afgebroken in het menselijk lichaam. Ze verlaten het lichaam dan via urine of feces.

Via het afvalwater komen deze stoffen vervolgens in rioolwaterzuiveringsinrichtingen (RWZI’s) terecht. RWZI’s zijn echter niet ontworpen om deze organische microverontreinigingen (OMV’s) om te zetten en/of te verwijderen. Dit betekent dat ongeveer de helft uit het rioolwater wordt verwijderd. Sommige van de OMV’s worden bijna volledig verwijderd, maar andere vrijwel niet en worden dan via de RWZI op het oppervlaktewater geloosd. Dit kan nadelige effecten hebben op het milieu, maar ook problemen veroorzaken in de drinkwatervoorziening . Waterschappen maar ook drinkwaterbedrijven, die oppervlaktewater of oeverfiltraat gebruiken als bron, zien zich daarom in toenemende mate genoodzaakt om plannen te maken voor uitbreiding van de rioolwaterzuivering of drinkwaterproductieprocessen,  zodat dergelijke stoffen in de toekomst effectief worden verwijderd. Naast huishoudelijk afvalwater zijn ook gewasbeschermingsmiddelen (GBM) afkomstig van tuinbouwbedrijven een bron van OMV’s op RWZI’s. In gebieden waar veel glastuinbouw bedrijven zijn gevestigd, bestaat soms tot wel 25% van het influent uit tuinbouwafvalwater.Technologie

Verwijdering van organische microverontreinigingen uit afvalwater kan met verschillende technologieën worden gerealiseerd. Aangetoond is dat actieve kool dat als poederkool wordt gedoseerd aan het afvalwater hiervoor uitermate geschikt is. Vers actieve kool dat uit steenkool wordt gemaakt, is echter geen duurzame bron. Daarom is in dit project onderzocht of het gebruik van poederkool die al is toegepast bij de drinkwaterproductie en poederkool die is gebruikt bij de lactoseproductie in een zuivelindustrie, geschikt zijn voor de verwijdering van OMV’s uit communaal afvalwater en/of afvalwater van de tuinbouw.

Uitdaging

De beschikbare poederkoolslurries als restproduct van de drinkwaterproductie en de lactoseproductie zijn bemonsterd en geanalyseerd op samenstelling, variabiliteit en beschikbaarheid. Via laboratoriumtesten is zowel de restadsorptiecapaciteit als de desorptie van reeds gebonden stoffen onderzocht. Daarbij is gebruik gemaakt van werksuspensies met gewasbeschermingsmiddelen (standaardwater) en  organische microverontreinigingen (gebaseerd op de STOWA gidsstoffen). Vervolgens zijn bioreactortesten met actief slib uitgevoerd om het effect van de hergebruikte poederkool onder zuiveringscondities te testen. Naast dit praktische werk is een milieu-impact analyse uitgevoerd waarbij de hergebruikte poederkool is vergeleken met verse poederkool, is aandacht gegeven aan de juridische aspecten die gekoppeld zijn aan hergebruik van poederkool en is voor de toepassing van één van de koolsoorten een businesscase opgesteld.

Resultaat

Dit onderzoek heeft aangetoond dat hergebruik van poederkool uit de drinkwaterproductie en lactoseproductie voor de verwijdering van OMV’s in een RWZI technologisch gezien mogelijk is. Desorptie van reeds gebonden OMV’s aan de poederkool uit de drinkwaterproductie blijkt bij de onderzochte condities niet op te treden en de restadsorptiecapaciteit is nog ruim voldoende. De poederkool uit de lactoseproductie is sterk verzadigd met goed biologisch afbreekbare componenten (lactose, vitamine B2). In het actiefslib van de RWZI wordt deze poederkool deels geregenereerd waardoor er weer adsorptiecapaciteit ontstaat voor OMV’s.

Omdat door hergebruik van poederkool de productie van verse poederkool wordt vermeden is de bereikte milieuwinst aanzienlijk (meer dan 80 % reductie ten opzichte van gebruik van verse poederkool). Er is bovendien een interessante (financiële) business case, waarbij er kansen zijn voor alle partijen om aanzienlijk te besparen op de kosten ten opzichte van het gebruik van verse poederkool.  Met inprijzing van de CO₂ reductie wordt de business case nog sterker.

Om het poederkoolslib als afvalstof in te kunnen zetten dient de ontvangende RWZI vergund te zijn om als afvalverwerker deze afvalstof in te nemen. Hiertoe dient in de vergunning van de RWZI de euralcode 19.09.02 voor waterzuiveringsslib opgenomen te worden.