nieuws

Per dag 1500 miljoen liter water

bouwbreed Premium

Volgens de EPA – het Amerikaanse ministerie van milieu – zullen de Amerikaanse waterbedrijven in de periode van 2007 tot 2027 275 miljard euro moeten investeren in de watervoorziening, rioolwaterzuivering en de afvoer van regenwater. De grootste nadruk daarbij ligt op het voorkomen van overstort, het lozen van ongezuiverd rioolwater wanneer het hard regent. Bijna 800 Amerikaanse steden – met een totale bevolking van 50 miljoen – hebben een gemengd rioolstelsel dat zowel rioolwater als regenwater afvoert.

De waterzuiveringsinstallatieBlue Plains van Washington DC zal als eerste in Noord-Amerika slib verwerken met gecombineerde thermische hydrolyse en vergisting. Het wordt in zijn soort de grootste tertiaire zuiveringsinstallatie ter wereld.

DC Water and Sewer Authority, het waterbedrijf van de hoofdstad Washington DC, is deze maand begonnen met een Clean Rivers Project, een project van 2 miljard euro dat gemengde overstort moet voorkomen. Momenteel loost het waterbedrijf gemiddeld 75 keer per jaar ongezuiverd of gedeeltelijk gezuiverd water in twee rivieren, de Potomac en de Anacostia. DC Water bouwt nu twee nieuwe opslagtunnels met een gezamenlijke lengte van 16 kilometer. Deze tunnels krijgen een bufferfunctie waardoor de gemengde overstort met 96 procent zal verminderen. De pijp in de hoofdtunnel krijgt een diameter van 9 meter.

Grote investeringen

De gecombineerde riool/regenwaterafvoer van Washington DC bestaat onder meer uit 3000 kilometer riolering en acht grote pompstations. Bij een normaal aanbod wordt al het riool- en regenwater van Washington DC gezuiverd door de in 1938 gebouwde Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant. Blue Plains ligt aan de rivier de Potomac en is met een capaciteit van 1500 miljoen liter water per dag de grootste tertiaire (verwijdering van nutriënten) waterzuiveringsinstallatie ter wereld. DC Water gaat ook grote investeringen doen in deze installatie om de stikstof in het effluent te verminderen en het slib te gebruiken voor het opwekken van stroom.

Volgens een overeenkomst met de EPA mag Blue Plains vanaf 1 januari 2015 niet meer dan 2 miljoen kilo stikstof per jaar in het oppervlaktewater lozen. De concentratie aan stikstof in het effluent moet worden verlaagd van 5 mg/liter naar 4 mg/liter. DC Water investeert daarom 700 miljoen euro in de bouw van acht nieuwe denitrificatietanks met een gezamenlijke inhoud van 160 miljoen liter. Hierna kan de nitrificatie en denitrificatie – processen die nu plaatsvinden in dezelfde serie tanks – worden gesplitst. Er was een investering van 70 miljoen euro nodig om het stikstofgehalte te verlagen van 15 mg/liter naar 5 mg/liter. Nu zal tien keer zoveel worden geïnvesteerd om daar nog een milligram af te halen.

Blue Plains gaat als eerste Noordamerikaanse zuiveringsinstallatie een zogenoemde Cambi-installatie bouwen waarin het slib wordt verwerkt door middel van thermische hydrolyse voor het wordt vergist. Wanneer deze klaar is zal dit de grootste installatie in de wereld zijn voor thermische hydrolyse van rioolslib. Na het verwerken van het slib door middel van thermische hydrolyse en vergisting resteert een zogenoemde biosolidvan de hoogste kwaliteit (zonder ziekteverwekkers) die als kunstmest gebruikt kan worden.

Eigen stroom

De nieuwe opslagtunnels en de verbeterde stikstofverwijdering zijn nodig om te voldoen aan strengere wettelijke voorschriften. Het besluit om 295 miljoen euro te investeren in geavanceerde slibverwerking is volgens een woordvoerder van DC Water echter louter ingegeven door economische en milieu-overwegingen. Dankzij de Cambi-installatie en de vergisters zal Blue Plains minder geld kwijt zijn aan het transport van biosolids en bovendien een deel van zijn eigen stroom opwekken. Dat laatste is van belang omdat Blue Plains met een verbruik van 35 megawatt de grootste stroomverbruiker van de Amerikaanse hoofdstad is.

Momenteel verwerkt Blue Plains het slib door het toevoegen van kalk tot een kwaliteit biosolid dat gebruikt kan worden in de landbouw, bosbouw en bij bodemsanering. Een groot nadeel hiervan is dat het volume van het slib door de toevoeging van kalk alleen maar toeneemt. Iedere dag wordt 1000 ton aan biosolids door een vloot van vrachtwagens afgevoerd. Veel ladingen moeten over afstanden van meer dan 150 kilometer worden vervoerd, wat resulteert in hoge transportkosten en een aanzienlijke CO2-uitstoot voor Blue Plains.

Water DC heeft zich ten doel gesteld de energiekosten en CO2-uitstoot te verminderen en tegelijkertijd een hoger kwaliteit biosolid te produceren. Daarom zal het toevoegen van kalk worden vervangen door een bewerking waarbij het slib eerst thermische hydrolyse ondergaat en daarna wordt vergist.

Thermische hydrolyse maakt de vergisting veel efficiënter omdat het slib veel compacter is en het levert meer methaangas. Door de thermische hydrolyse kan het volume van de vergistingtanks worden gehalveerd. Dit was een belangrijke overweging omdat op het terrein van Blue Plains slechts 2.4 hectare beschikbaar was voor de geavanceerde slibverwerking.

Centrifuge

Deze technologie voor thermische hydrolyse van de Noorse firma Combi wordt al in verschillende Europese waterzuiveringsinstallaties gebruikt, maar beleeft nu zijn première in Noord-Amerika. De complete slibverwerking van Blue Plains zal bestaan uit een centrifuge voor het ontwateren van het slib, vier Cambi-trains en vier eivormige vergisters. Iedere vergister krijgt een capaciteit van 5 miljoen liter.

In het Cambi-proces wordt het slib eerst ontwaterd tot het voor 16 tot 17 procent uit droge materie bestaat. Dit slib gaat dan naar een pulper waar het wordt verhit tot 97 graden celcius met gerecyclede stoom uit de reactor en de tanks. De gassen die hierbij vrijkomen worden samengeperst en rechtstreeks naar de vergisters gevoerd.

Het gehomogeniseerde slib, dat nu nog 14 procent vaste stof bevat, gaat vervolgens naar de reactor waarin de thermische hydrolyse plaatsvindt als het slib gedurende 20 tot 30 minuten wordt verhit tot 165 graden door stoom met een druk van 11 bar.

Tijdens de thermische hydrolyse laat men de stoom geleidelijk aan ontsnappen van de reactor naar de pulper. Het nu gesteriliseerde slib wordt daarna met hoge snelheid in een bergingstank gevoerd. Door de abrupte verlaging van de desintegreren de cellen van het organische materiaal. De temperatuur in de tanks wordt verlaagd tot 102 graden door opnieuw stoom af te voeren naar de pulper.

Het slib wordt verder afgekoeld – door het toevoegen van water en doordat het langs een warmtewisselaar wordt gevoerd – en is dan gereed voor vergisting.

In de vergisters wordt het organisch materiaal omgezet in biogas dat voor 65 procent uit methaan en 35 procent uit kooldioxide bestaat. In Blue Plains zal het gas gebruikt worden in een warmtekrachtinstallatie die stroom en stoom kan produceren voor het Cambi-proces. De installatie zal ongeveer 13 megwatt stroom opwekken. De cake die overblijft na het vergisten wordt ontwaterd en is dan een klasse A biosolid die geen ziekteverwekkers bevat en die direct als kunstmest kan worden gebruikt. ■

Reageer op dit artikel