Janssen, P.M.J.

Rensink, J.H.

Smoes, E.

Dutch

NARCIS 

Drastische fosfaatverlaging in afvalwater en de gevolgen voor biologische defosfatering.

Wageningen Yield 

Drastische fosfaatverlaging in afvalwater en de gevolgen voor 
biologische defosfatering 
Inleiding 
Als gevolg van de verlaging van het 
fosfaatgehalte in wasmiddelen en de 
recente introductie van fosfaatvrije was-
middelen is het fosfaatgehalte in 
afvalwater in de afgelopen jaren 
aanzienlijk gedaald. Deze daling zal zich 
naar verwachting nog verder voortzetten 
door een algeheel verbod van fosfaat-
houdende wasmiddelen. 
IR. P. M. J. JANSSEN 
Landbouwuniversiteit 
W'ageningen 
Vakgroep Waterzuivering 
E. SMOES 
HTS Hengelo 
Samenvatting 
Het fosfaatgehalte in afvalwater daalt als gevolg van grootschalige introductie en 
gebruik van fosfaatvrije wasmiddelen. Onderzoek toont aan dat het dalende 
fosfaatgehalte geen invloed heeft op, de door actief slib, biologisch verwijderde 
fosfaatvracht. Als gevolg hiervan zal bij biologische defosfatering de fosfaat-
verwijdering, uitgedrukt als percentage, toenemen. 
Bennekom zijn daarentegen over langere 
tijd gegevens bekend omdat dit (voor-
bezonken) afvalwater sinds 1976 gebruikt 
wordt voor defosfateringsonderzoek in de 
proefhal van de vakgroep Waterzuivering. 
In afb. 1 is het verloop van het fosfaat-
gehalte in het afvalwater van Bennekom 
weergegeven. In tabel I zijn gegevens over 
de BZV5/P verhoudingen in afvalwater 
van een aantal rwzi's in Nederland 
vermeld. 
TABEL I - Verloop van de BZV$/P verhouding op 
enkele rwzi's (ruw afvalwater). 
^ t l » < ^ ^ 
k IR. J. H. RENSINK Landbouwuniversiteit W'ageningen Vakgroep Waterzuivering 
Locatie 
Bunschoten 
Montfoort 
Abcoude 
Periode 
'78-'80 
'89 
'81-'83 
'88-'89 
'87 
'89 
'81-'84 
'89 
BZV5:P 
100:8,3 
100:5,3 
100:7,7 
100:4,5 
100:8,5 
100:7,1 
100:6,9 
100:3,4 
De daling zal zich met name voordoen in 
het huishoudelijk deel van het afvalwater. 
In 1995 kan, ten opzichte van 1985, een 
daling van ca. 30% van de fosfaatvracht op 
rioolwaterzuiveringsinstallaties (rwzi) 
verwacht worden [1]. 
Daar er in de nabije toekomst vergaand 
moet worden gedefosfateerd is het van 
belang na te gaan welke invloed de daling 
van de fosfaatconcentratie in afvalwater 
heeft op de verschillende defosfaterings-
technieken. Naast de bekende chemische 
defosfatering dienen zich drie nieuwe 
technieken aan, te weten: biologische 
defosfatering, kristallisatie van fosfaat op 
drager met behulp van een korrelreactor 
en magnetische defosfatering. 
In dit artikel wordt allereerst aandacht 
geschonken aan het verloop van de 
fosfaatconcentratie in afvalwater bij een 
aantal rwzi's over de laatste jaren. Daarna 
wordt besproken welk effect de daling van 
de fosfaatconcentratie heeft op de 
'normale' fosfaatverwijdering en de 
biologische defosfatering in een actief-
slibinstallatie. 
Daling van de fosfaatconcentratie 
in afvalwater 
Aangezien de fosfaatbepaling gedurende 
een aantal jaren niet meer is meegenomen 
met de influent analyses van een groot 
aantal rwzi's, zijn gegevens hierover vaak 
schaars. Van het afvalwater van de rwzi te 
'voorbezonken 
Het blijkt dat zowel in Bennekom als ook 
op de andere rwzi's het fosfaatgehalte 
dalende is. Deze fosfaatafname valt met 
name op in 1988. Dit zal waarschijnlijk zijn 
Afb. 1 - Verloop fosfaatgehalte, afvalwater Bennekom 
(voorbezonken afvalwater, dwa-omstandigheden). 
Twee tijdstippen kunnen onderscheiden worden: 
a. 50% fosfaatrcduetie in wasmiddelen, 
b. grootschalige introductie van fosfaatvrije 
wasmiddelen. 
oorzaak vinden in de sterk toegenomen 
belangstelling voor fosfaatvrije was-
middelen. 
Biologische defosfatering 
Bij het actief-slibproces vindt er 'normale' 
fosfaatverwijdering plaats. Via bezinking 
in de voorbezinktank en/of op basis van 
celsynthese wordt maximaal 40% van de 
ingaande fosfaatvracht verwijderd (CBS 
Aß. 2 - Het principe 
van biologische 
defosfatering. 
ACINETOBACTER 
BZV 
(logere 
vetzuren] 
BZV ^RESERVE 
1 STOF 
P0LY-P 
P t v ' . A D P ATP.^GROEI 
/N RESERVEST0F 
POLY-P"-, C O 2 . H J O ^ 
,ER0OB \ \ 
ACTIEF-SLIB INSTALLATIE 
ANAËROOB | AËROOB 
- SLIBRET0UR_ 
IPRIJKI 
H , 0 (23) 1990, nr. 1 
gegevens, 1985) [2]. Bij een biologisch 
defosfaterende actief-slibinstallatie is er 
echter sprake van zogenaamde 'luxury 
uptake' door fosfaataccumulerende 
bacteriën die zich in het actief slib 
bevinden. Het in de cel opgeslagen fosfaat 
wordt via het surplusslib afgevoerd (zie 
afb. 2). De groei van de fosfaat-
accumulerende bacteriën, waarvan 
aanetob'acters de belangrijkste vertegen-
woordigers zijn, kan gestimuleerd worden 
door een anaërobe fase in een actief-
slibproces te introduceren. Het substraat 
voor de acinetobacters zijn lagere 
vetzuren, met name acetaat. Deze zijn 
aanwezig in afvalwater of kunnen 
geproduceerd worden tijdens de anaërobe 
fase door faculatief anaërobe bacteriën. 
De groei van acinetobacters is daarmee 
ondermeer afhankelijk van de BZV,-
verwijdering. Bij een bepaalde BZV5-
verwijdering kan onder de gegeven 
procesomstandighcden een bepaalde 
hoeveelheid fosfaat verwijderd worden, uit 
te drukken als <5P/<5BZV5. Bij een bepaald 
afvalwater met een bepaalde CZV/BZV5 
verhouding is dit ook uit te drukken als 
<5P/(5CZV. De BZV, (CZV)/P verhouding 
van het afvalwater bepaalt dus ondermeer 
hoe hoog de fosfaatverwijdering komt te 
liggen. Naast de BZV5/P verhouding 
worden de mogelijkheden en het succes 
van biologische defosfatcring ook bepaald 
door aanwezigheid en of produktie van 
lagere vetzuren, nitraatbclasting van de 
anaërobe fase, beluchtingscapaciteit en 
slibverwerkingsmethoden [3, 4, 5, 6]. 
Opzet onderzoek 
Het onderzoek naar het effect van de 
daling van het fosfaatgehalte op de 
'normale' fosfaatverwijdering en op de 
biologische defosfatering werd op 
laboratoriumschaal verricht met vier 
parallel bedreven actief-slibinstallaties. 
Deze installaties bestonden elk uit een 
batchvat (6 liter nuttig volume) welke 
volgens het 'fill and draw' principe werd 
bedreven. Elk batchvat fungeerde als een 
afzonderlijke installatie waarin de 
verschillende zuiveringsstappen per 
etmaal doorlopen worden. In afb. 3 is 
dit weergegeven. 
Afb. 3 - Cyclus van het 'fill and dravc ' systeem [ter etmaal. 
Bij het onderzoek werd uitgegaan van een 
laagbelast actief-slibsysteem. 
De procesparameters staan vermeld in 
tabel II. Het onderzoek werd uitgevoerd 
met voorbezonken huishoudelijk afval-
water van Bennekom. Door enerzijds met 
fosfaatvrij en anderzijds met fosfaat-
houdend wasmiddel te doseren, kon 
tegelijkertijd beschikt worden over 
praktijkafvalwater met een hoog fosfaat-
gehalte en - hetzelfde - afvalwater met 
een laag fosfaatgehalte. 
TABEL II - Procesparameters fill ana1 draw'systeem 
slibbelasting 0.05-0,11 BZV5/kg slib-dag 
0,1-0,2 kg CZV/kg slib-dag 
hydraulischebelasting 0,67 1/1 d 
droge stof 2 g/l 
afvalwater: retourslib 1:2 
temperatuur 18-24 °C 
Onderzoek 'normale' 
fosfaatverwijdering 
- Procesvoering: 
De actief-slibinstallatie werd als een 
conventionele aërobe installatie bedreven. 
- Afvalwaterkarakteristieken: 
De gemiddelde samenstelling van het 
voorbezonken huishoudelijk afvalwater 
tijdens dit onderzoek wordt vermeld in 
tabel III. 
TABEL III - Samenstelling afvakvater, onderzoek 
conventioneel aëroob. 
P-vrij P-houdend 
CZV 
acetaat 
N H 4 - N 
PMt»al 
1
 nnhn 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
279 
15 
41 
7,8 
6,2 
279 
15 
41 
13 
7,0 
TABEL IV - Resultaten, conventioneel aëroob. 
P-vrij P-houdend 
effluent : ongefiltreerd) 
CZV 
N I I r N 
NO3-N 
P..W1 
' ' on l i o 
slibaanwas 
verw. 
<5P/(5CZV 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
g DS/gCZV v e n v 
%* 
m g / g * 
60 
< 1 
35 
6.0 
5.9 
0,4 
24 
8,7 
55 
< 1 
38 
11 
11 
0,4 
16 
8,9 
* op basis van Potth0 effl. en P,Maai infl. 
een cyclus 
— toevoer afvalwater 
'• — onbelucht 
spuien 
1 monstername — ' 
1 afvoer effluent •—' 
- Resultaten: 
De gemiddelde resultaten zijn weer-
gegeven in tabel IV. 
Onderzoek biologische defosfatering 
- Procesvoering: 
Teneinde biologisch defosfaterend actief 
slib te verkrijgen werd een onbeluchte 
periode van 6 uur geïntroduceerd. Tijdens 
deze periode werd het actief slib geroerd. 
- Afvalwaterkarakteristieken: 
Bij het onderzoek naar biologische 
defosfatering werd gebruik gemaakt van 
voorbezonken huishoudelijk afvalwater, 
waarbij naast wasmiddel ook vetzuren in 
de vorm van acetaat werden gedoseerd. 
De gemiddelde samenstelling van het 
afvalwater tijdens deze proefperiode 
wordt vermeld in tabel V. 
- Resultaten: 
De gemiddelde resultaten zijn weer-
gegeven in tabel VI. 
TABEL V - Samenstelling afvalwater, onderzoek 
biologische defosfatering. 
P-vrij P-houdend 
CZV 
acetaai 
NI I , -N 
1
 toiaal 
i> 
1
 uriho 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
489 
S 5 
58 
11 
9,1 
489 
85 
5,S 
16 
9,9 
TABEL VI - Resultaten, biologische defosfatering. 
P-vrij P-houdend 
effluent ongefiltreerd): 
CZV 
NH4-N 
NO, -N 
P, 
Tï 
orcho 
slibaanwas 
P 
verw, 
(SP/(SCZV 
»4-
V 
[oiaal 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
mg/l 
gDS/gCZV v e r 
%* 
mg/g * 
55 
< 1 
31 
1,8 
1,7 
0,5 
85 
21 
54 
< 1 
33 
7,2 
7,2 
0,5 
55 
20 
' o p basis van Por lhc l effl. en P, infl. 
Discussie 
Uit het onderzoek naar de 'normale' 
fosfaatverwijdering bij verlaging van het 
fosfaatgehalte, is gebleken dat de 
verwijderde fosfaatvracht gelijk blijft bij 
verlaging van het influent fosfaatgehalte. 
Als gevolg hiervan stijgt het fosfaat-
verwijderingsrendement onder deze 
procesomstandighcden van 15% naar 24%. 
Dp grond van de gelijkblijvende slib-
aanwas kon dit resultaat verwacht worden. 
Deze resultaten zijn een bevestiging van 
onderzoek verricht in Zwitserland [7]. 
Bij het onderzoek naar het effect op de 
biologische defosfatering blijkt ook dat de 
biologische fosfaatverwijderingscapaciteit 
in beide gevallen gelijk is. Als gevolg 
daarvan wordt bij influent met een lager 
fosfaatgehalte een lagere effluent-
8 
concentratie en een hoger verwijderings-
percentage bereikt. Dit laatste neemt 
onder deze procesomstandigheden toe 
van 55 naar 85%. De extra fosfaat-
verwijderingscapaciteit door fosfaat-
accumulerende bacteriën wordt bepaald 
door de hoeveelheid aanwezige ofte 
produceren vetzuren in het influent en is 
onafhankelijk van het influent fosfaat-
gehalte. Bij biologische defosfatering 
wordt bij verlaging van het influent 
fosfaatgehalte en dezelfde overige 
(proces)omstandigheden, een lager 
fosfaatgehalte in het effluent bereikt. 
Met andere woorden; bij een daling van 
het influent P-gehalte kan met een kortere 
anaërobe periode worden volstaan, om via 
biologische defosfatering hetzelfde 
resultaat (verwijderingspercentage of 
effluentgehalte) te bereiken. Nogmaals 
wordt benadrukt dat de mogelijkheden en 
het succes van biologische defosfatering 
ook van een aantal andere zaken 
afhankelijk is. 
Conclusies 
Uit dit onderzoek blijkt dat invoering van 
fosfaatvrije wasmiddelen tot gevolg heeft: 
- dat er een duidelijke daling van het 
fosfaatgehalte in het afvalwater van rwzi's 
opgetreden is; 
- deze daling een stijging van de 
'normale' biologische fosfaatverwijdering, 
uitgedrukt als percentage, op een rwzi tot 
gevolg heeft, géén stijging van de 
verwijderde fosfaatvracht; 
- deze daling een gunstig effect heeft op 
het verwijderingspercentage bij 
biologische defosfatering, aangezien de 
verwijderde hoeveelheid fosfaat door 
fosfaataccumulerende bacteriën gelijk 
blijft. 
Literatuur 
1. Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 
DBW/RIZA (1988). Effect en kostenconsequenties van 
dcfosfatenngsmaatregelen in Nederland. Studie in het 
kader van de werkgroep Aktieplan Defosfateren. 
2. Centraal Bureau voor de Statistiek (1985). 
Waterkwaliteitsbeheer deel b: zuivering van afvalwater 
1985. 
3. Mulder, J. W. (1988). Biologische fosfaat-
verwijdering op een bestaande zuiveringsinstallatie van 
het konventwnele type. Rapport vakgroep Water-
zuivering, LU Wageningen. 
4. Janssen, P. M. J. (1988). Biologische defosfatering 
op de rwzi's Bunmk en Bunschoten. Rapport vakgroep 
Waterzuivering, LU Wageningen. 
5. Hennink, M. e.a. (1988). Onderzoek naar 
biologische defosfatering op bestaande Nederlandse 
rioolwaterzuivertngsinnchtingen. Rapport STORA/ 
vakgroep Waterzuivering, LU Wageningen. 
6. Rensink, J. H. e.a. (1988). Vergaande P- en 
N-verwijdenng uit huishoudelijk afvalwater met 
terugwinning van fosfaat. H 2 0 (21) 1988, nr. 9. 
7. Dalen, R. van (1988). Invloed P-loze wasmiddelen 
op het defosfateringsrendement. Voordracht NVA-
workshop 'technologische aspecten van het 
defosfateringsproces', Hilversum, okt. 1988. 
Jaarboek voor de 
Waterleiding 1990 
Voor de vierentwintigste maal is het 
'Jaarboek voor de Waterleiding in 
Nederland' verschenen. Dit jaarboek bevat 
voor de in de openbare watervoorziening 
geïnteresseerden alle naam- en adres-
gegevens van de VWN, VEWIN en KIWA. 
Het Jaarboek 1990 bevat (per ultimo 
oktober 1989) een lijst van alle KIWA-, 
VEWIN- en VWN-publikaties, een naam-
lijst van de leden van de commissies, zoals 
de studiecommissies en kwaliteits-
commissies van het KIWA en van de 
VEWIN, waaronder de Regionale 
Inspectiegroepen. 
In 90 groepen zijn de fabrieken onder-
gebracht, die gerechtigd zijn tot het voeren 
van het KIWA-garantiemerk op één of 
meer van hun produkten. Er is een uit-
voerige opgave van de circa 60 water-
leidingbedrijven met de omvang van hun 
watervoorzieningsgebieden en in een 
aparte, alfabetische lijst is de hardheid van 
het geleverde water per gemeente in 
graden Duits en in mmol/1 aangegeven. 
Tevens is opgenomen een overzicht van 
het puntentarief voor het fysisch-chemisch 
en bacteriologisch wateronderzoek van de 
in KIWA-verband samenwerkende water-
leidinglaboratoria. 
Een adressenlijst van diverse instellingen 
die van belang zijn voor de waterleiding-
bedrijven en een naamregister waarin 
onder meer de leden van de VWN, besluit 
deze waterleidingpocket. 
Het Jaarboek is verkrijgbaar door over-
making van f37,50 (inclusief BTW) op 
gironummer 461934, ten name van 
VEWIN te Rijswijk, onder vermelding 
'Jaarboek 1990'. 
Symposium over toxische 
effecten van stoffen op 
decompositie en mineralisatie 
De Oecologische Kring en Nederlandse 
Vereniging voor Microbiologie organi-
seren een symposium over 'toxische 
effecten van stoffen op decompositie en 
mineralisatieprocessen', te houden op 
dinsdag 13 februari 1990. Het symposium 
zal plaatsvinden in het Gebouw van de 
Koninklijke Nederlandse Academie van 
Wetenschappen, Kloveniersburgwal 29 te 
Amsterdam, en begint om 9.45 uur. 
Op het programma staan onder meer de 
volgende voordrachten: 
'Toxiciteitstoetsen voor bodemmicro-
organismen', door J. W. Vonk (MT-TNO); 
'Toxische effecten van stoffen op de 
mineralisatie van lage concentraties 
organische stoffen in bodem en onder-
grond', door P. van Beelen (RIVM); 
'De effecten van zware metalen op 
microbiologische diversiteit en activiteit in 
de bodem', door P. Doelman (RIN); 
'Effecten van xenobiotica op micro-
biologische zuiveringssystemen', 
door J. van der Velde (Haskoning) en 
J. F. de Kreuk (HASKONING resp. MTI); 
'Toxische effecten van stoffen op bacterie-
populaties in de Rijn', door D. Tubbing 
(RIVM); 
'Effecten van 'zure regen' op 
decompositieprocessen in bossen', door 
T. W. Kuyper ('Wijster'); 
'Effecten van stoffen op de door bodem-
dieren beïnvloede decompositie en 
mineralisatie van populierenblad', door 
J. vanWensem (TNO, VU). 
Opgave van posters die gerelateerd zijn 
aan het onderwerp van het symposium 
kan tot 13 januari 1990. 
Aanmelding vóór 4 februari 1990 door 
overmaking van f 38,50 op giro nr. 868229 
ten name van J. E. Visser, Wolvegastraat 5, 
6835 JJ Arnhem, tel. 085-23 2127. 
Bij geen gehoor mevr. A. E. Bisseling-
Visser, tel. 08819-7 26 79. 
Mr. Smit nieuwe directeur 
Unie van Waterschappen 
Mr. C. Th. Smit is door het bestuur van de 
Unie van Waterschappen benoemd tot 
algemeen directeur van de Unie. 
De heer Smit (40) is nu secretaris van het 
Waterschap Zuiveringschap Limburg. 
Daarvoor was hij onder meer werkzaam 
bij de Ministeries van VROM en van 
V en W. De heer Smit was van 1978 tot 
1986 lid van Provinciale Staten van 
Zuid-Holland voor D '66. 
Magnetische defosfatering 
• Slot van pagina 5 
een schaal van 50 mVuur. De prestaties 
van deze installatie voldoen aan de 
ontwerpspecificaties en vormen de basis 
voor het ontwerp van demonstratie-
installaties op praktijkschaal. 
Voor het restprodukt zijn nuttige her-
gebruiksmogelijkheden geïdentificeerd, 
maar de afzet moet nog verder worden 
uitgewerkt. De kosten van magnetische 
defosfatering tot 90% P-reductie zijn in de 
orde van grootte van f 15,- tot f24 , - per 
i.e. en zijn afhankelijk van de capaciteit 
van de rwzi. 
Literatuur 
Velsen, A. F. M. van, Vos, G. van de en 
Reuver, J. L. de (1988). Defosfatering door 
magnetische separatie. H 2 0 (21) 1988, nummer 15, 
p. 402. 
• • • 


http://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/377067

Drastische fosfaatverlaging in afvalwater en de gevolgen voor biologische defosfatering.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

NARCIS

Wageningen Yield