Anammox

Anammox, een acroniem voor ANaerobische AMMonium OXidatie, is een microbieel proces van de stikstofkringloop. Dit proces vindt plaats in vele natuurlijke omgevingen. Er is enorme belangstelling voor de toepassing van het anammoxproces in de afvalwaterzuivering. De implementatie ervan in de praktijk blijft vooralsnog beperkt tot deelstroombehandeling (bijv. warm rejectiewater na ontwatering van vergist slib). Het in dit TKI-project voorgestelde concept zou kunnen worden toegepast voor reguliere stikstofverwijdering via anammox bij afvalwaterzuivering, waaronder de mogelijke toepassing bij lagere temperaturen.

Doel

Doel is om het anammoxproces te testen voor stikstofverwijdering uit gemeentelijk en industrieel afvalwater voor reguliere toepassingen in een kleinschalige modulaire membraanbioreactor (MBR) door middel van fijne zeven, online-monitoring en externe besturing.

Technologie

Het is de bedoeling om in een kleinschalige, modulaire MBR gemeentelijk en industrieel afvalwater te zuiveren door middel van het anammoxproces. De eerste stap is om zwevende vaste deeltjes in een reactor uit te vlokken om zodoende veel deeltjes en organische stof te binden, waarna een voldoende hoeveelheid zwevende deeltjes via een fijne zeef en oppervlaktefiltratie wordt verwijderd voordat het afvalwater de anammoxreactor binnenkomt. Door o.a. het gebruik van selectieve verwijdering kan de gewenste anammoxbacterie worden gescheiden van ongewenste micro-organismen om vervolgens de ongewenste uit het systeem te verwijderen. Dit kan worden gerealiseerd door het gebruik van de verschillen in biomassa-eigenschappen zoals bezinkingssnelheid of grootte (dit TKI-project). De autotrofe anammoxbacteriën groeien zeer traag, maar vormen wel korrels. De anammoxkorrels worden gescheiden en teruggevoerd in de anammoxreactor door het overtollige biologische slib fijn te zeven. Het gedepleteerde overtollige biologische slib met de ongewenste micro-organismen wordt overgebracht naar de slibbehandelingsinstallatie. Monitoring en externe besturing met de meest geavanceerde technologieën zal inzicht geven in het anammoxproces en dit proces sturen. Dit project is een belangrijke stap in de richting van de praktische toepassing van anammox bij de zuivering van regulier afvalwater door het ontwikkelen en testen van innovatieve watertechnologie.

Uitdaging

Het anammoxproces wordt nu al toegepast voor de zuivering van bijvoorbeeld rejectiewater in waterzuiveringsinstallaties, maar dit gebeurt op hogere temperaturen (ca. 30 °C). Toepassing van dit proces bij het zuiveren van regulier afvalwater bij lagere temperaturen (10-20°C) is een andere grote uitdaging. De gewenste biologische respons is meer dan 50% omzetting van ammonium in nitriet door middel van ammoniumoxiderende bacteriën (AOB) en vervolgens omzetting van het overige ammonium met het gevormde nitriet door middel van anammoxbacteriën. Echter, de annamoxbacteriën en de nitrietoxiderende bacteriën (NOB) wedijveren onderling om nitriet. De retentie van actieve anammoxbacteriën in een reactor is een uitdaging omdat ze bij lage temperaturen erg traag groeien.

Oplossing

De eerste stap bij reguliere afvalwaterzuivering via het anammoxproces bestaat uit het uitvlokken van zwevende vaste deeltjes in een reactor om zodoende veel deeltjes en organische stof te binden, waarna een voldoende hoeveelheid zwevende deeltjes via een fijne zeef en oppervlaktefiltratie wordt verwijderd voordat het afvalwater de anammoxreactor binnenkomt. De anammoxkorrels worden gescheiden en teruggevoerd in de anammoxreactor door het overtollige biologische slib fijn te zeven. De met korrels verrijkte zeefproducten worden teruggevoerd; het gedepleteerde overtollige biologische slib wordt overgebracht naar de slibbehandelingsinstallatie.

De activiteiten omvatten het ontwikkelen, ontwerpen en bouwen van een MBR-proefinstallatie met een fijne zeef voor anammox voor de reguliere stikstofverwijdering. Onlinesensoren en externe besturing moeten ervoor zorgen dat het ook mogelijk is om de verbeteringen van het proces te volgen en om een decentrale, kleinschalige en modulaire zuiveringsvoorziening extern te kunnen besturen. Het systeem wordt op twee locaties getest, geoptimaliseerd en beoordeeld:

a) op de proefproductielocatie in Duitsland (gemeentelijk afvalwater).
b) bij een installatie voor de zuivering van industrieel afvalwater in Nederland.

Dit TKI-project zal resulteren in een geteste kleinschalige, modulaire MBR-proefinstallatie voor anammox. Sensoren en externe besturing op basis van de meest geavanceerde technologieën worden geïnstalleerd om meer inzicht te krijgen in het anammoxproces en om dit proces te sturen. Naast de geoptimaliseerde proefinstallatie zal het TKI-project het volgende opleveren: een monitoringplan, een openbaar TKI-rapport en waarschijnlijk een aantal presentaties op (inter)nationale conferenties en publicaties. Het is tevens de bedoeling dat de uitkomsten van het project worden gepresenteerd tijdens een technische workshop.

Lay out Anammox MBR pilot plant ontwerp. Terug naar het projectoverzicht
01/10/2017
31/12/2021
Resource Efficiency

Kees Roest, Julian Muñoz
KWR
030 60 69 531

Mark van Loosdrecht
TU Delft

  • MicroLAN
  • Shanghai Supratec Membrane Technology Co., Ltd
  • Supratec Membrane GmbH
  • HydroBusiness
  • Sweco NL
  • KWR