Waterschap Amstel, Gooi en Vecht heeft een primeur door een nieuwe ozoninstallatie op rioolwaterzuivering Horstermeer. Voor het eerst wordt in Nederland de combinatie van ozon en actiefkool ingezet als extra zuiveringsstap om medicijnresten uit rioolwater te halen. Hiermee wordt een verwijderingsrendement van 80 procent gehaald.
De ozoninstallatie op rioolwaterzuivering Horstermeer is op maandag 12 februari geopend met een bijeenkomst waarbij veel experts van andere waterschappen aanwezig waren. Demissionair minister Mark Harbers van Infrastructuur en Waterstaat gaf het officiële startsein door samen met dijkgraaf Joyce Sylvester en dagelijks bestuurder Sander Mager van Waterschap Amstel, Gooi en Vecht een informatiebord te onthullen.
“Het was een supermooi moment”, zegt procestechnoloog Manon Bechger van Waternet, de uitvoeringsorganisatie van Waterschap Amstel, Gooi en Vecht en Gemeente Amsterdam. Zij verzorgde samen met haar collega Christa Morgenweiss een inhoudelijke presentatie en gaf een rondleiding. “Iedereen was oprecht geïnteresseerd in wat er gebeurt en wilde er ook meer over weten. We hebben hard eraan gewerkt dat de ozoninstallatie daadwerkelijk draaide bij de opening. Dat is gelukt.”
Manon Becgher geeft uitleg aan minister Mark Harbers en dijkgraaf Joyce Sylvester
Ozonisatiestap toegevoegd aan actiefkoolfilter
Rwzi Horstermeer staat in de Noord-Hollandse plaats Nederhorst den Berg en is met 150.000 inwonerequivalenten een vrij grote zuivering. Hier wordt voor de eerste keer in Nederland op volledige schaal de innovatieve techniek van het O3-STEP-filter toegepast. Er is een extra ozonisatiestap toegevoegd aan een denitrificerend granulair actiefkoolfilter met coagulantdosering (het zogeheten 1-STEP-filter).
Bechger was ook betrokken bij de bouw van de actiefkoolinstallatie zo’n vijftien jaar geleden. “Deze technologie is bedoeld voor het verwijderen van stikstof en andere nutriënten en doet dat effectief. Dit geldt echter niet voor medicijnresten, bleek toen we het een jaar lang hebben gemeten. Het verwijderen hiervan lukt maximaal vier maanden, waarna je actiefkool weer moet reactiveren. Dat is erg bewerkelijk en kostbaar en leidt ook tot een hogere CO2-uitstoot. Wij zijn gaan brainstormen en kwamen toen uit op ozon.”
'Iedereen was bij de opening oprecht geïnteresseerd in wat er gebeurt en wilde er ook meer over weten.'
Door de ozoninstallatie ervoor te zetten wordt het actiefkoolfilter een beetje ontlast, legt Bechger uit. Ozon wordt uit lucht geproduceerd door een ozongenerator. “Door ozon wordt het grootste deel van de organische verbindingen zoals medicijnresten en bestrijdingsmiddelen alvast afgebroken, voordat ze adsorberen in het kool. Ook worden dan de geknipte microverontreinigingen mogelijk weer biologisch afbreekbaar gemaakt. Daarna hebben we nog een biologisch filter.”
Verwijderingsrendement van 80 procent
De nieuwe combinatie is eerst getest in een pilot die in 2021 en 2022 is gehouden. Dat was op het juiste moment, aldus Bechger. “Onze oplossing kon meteen mee in de strategie voor microverontreinigingen waarmee het bestuur bezig was.”
Er zijn veel onderzoeksvragen beantwoord maar er is ook het een en ander misgegaan. “Dat hoort bij pilotonderzoek.” Het leverde uiteindelijk wel het gewenste resultaat op. Door het O3-STEP-filter wordt een verwijderingsrendement van 80 procent gehaald over zeven van de elf gidsstoffen.
Zo wordt voorkomen dat veel van de resten van geneesmiddelen uit het rioolwater terechtkomt in de rivier de Vecht. “We halen het rendement ook in een worst case scenario als het hard regent en een deel van het overvloedige water om het filter heen gaat.”
Het verwijderingsrendement is hoger dan de 70 procent waarvan de huidige richtlijnen van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat uitgaan. Vanaf 2027 wordt 80 procent wel de norm door de herziening van de Europese richtlijn voor stedelijk afvalwater. “Daar gaan wij ook voor. Want we willen het meteen goed doen als we een extra zuiveringstap op een rioolwaterzuivering plaatsen.”
Bromaatvorming geen probleem
Parallel aan de pilot maakten Bechger en co meteen het ontwerp voor de ozoninstallatie op volledige schaal. Daarbij ging het over vragen als: hoe lang wordt de verblijftijd van ozon in de reactor? Wat is de optimale dosering van ozon? Hoe reageert het actiefkoolfilter hierop?
Samen met technologieleverancier Xylem is het ontwerp geoptimaliseerd. “Xylem had nog diverse tips voor ons. Zo is het proces verbeterd door ietsje meer diffuser in het eerste deel van de tank en ietsje minder diffuser in het tweede deel.” Een jaar geleden is met de bouw van de ozoninstallatie begonnen.
'Bromaat wordt weer verwijderd in het actiefkoolfilter, tot beneden de detectiegrens. Dat wisten we van te voren niet en was een heel mooie verrassing.'
De vorming van hoge concentraties bromaat is een bekend probleem bij een ozonbehandeling. “Dat hebben we meegenomen in het meetprogramma van de pilot. Wij kwamen erachter dat bromaat weer wordt verwijderd in het denitrificerende actiefkoolfilter, tot beneden de detectiegrens. Dat wisten we van te voren niet en was een heel mooie verrassing. Het wordt nu even spannend of dit full-scale ook zo werkt.”
Een ander tegenargument is dat het gebruik van ozon niet duurzaam is, omdat het zuurstofgehalte hoger wordt. Volgens Bechger valt het wel mee. “Wij gaan van acht milligram zuurstof per liter effluent naar misschien elf. Zoveel meer is dit niet en zeker niet dertig milligram per liter wat iedereen denkt. Wij willen nu in de praktijk laten zien dat het een stuk duurzamer kan.”
Extra stap op alle elf zuiveringen
Horstermeer is de eerste rioolwaterzuiveringsinstallatie van Waterschap Amstel, Gooi en Vecht waar een aanvullende zuiveringsstap voor de verwijdering van medicijnresten is aangebracht. Het waterschap heeft de ambitie om vóór 2035 ook de andere tien rwzi’s van zo’n extra stap te voorzien, waarvan vier vóór 2027.
Bij een aantal zoals Amstelveen (2026) zal opnieuw het O3-STEP-filter worden toegepast. Dit gaat mogelijk eveneens gebeuren op Amsterdam-West, de grootste rwzi van het waterschap met ruim 900.000 inwonerequivalenten. “Dat speelt in 2034 en daarover beslissen we dus pas later. Misschien is er dan alweer een nog betere oplossing.”
Waarom niet overal de combinatie van ozon en actiefkool? Vanwege de kosten, geeft Bechger aan. De aanvullende stap op rwzi Horstermeer kost jaarlijks ongeveer 1,5 miljoen euro. Daarvoor geeft het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat de komende jaren een subsidie van 3,4 miljoen euro vanuit het versnellingsprogramma voor de verwijdering van microverontreinigingen uit afvalwater. “Maar daarna zijn de kosten volledig voor onze eigen rekening.”
De gecombineerde stap hoeft volgens Bechger ook zeker niet altijd. “De doelen die je moet halen, bepalen de techniek die je moet kiezen. Als er niet een heel strenge eis voor de verwijdering van stikstof en fosfaat geldt, is een andere, minder dure oplossing geschikter. Zo bekijken wij het natuurlijk voor ieder van onze zuiveringen.”
MEER INFORMATIE
H2O-vakartikel (oktober 2023): Vergaande verwijdering van nutriënten, microverontreinigingen en zwevende stof met O3-STEP. Manon Bechger is een van de auteurs van dit artikel waarin een toelichting wordt gegeven op de techniek en de resultaten van het pilotonderzoek.
H2O-artikel (september 2023): Na innovatie de versnelling, maar levert het ook iets op?
Een interessant gegeven is dat 80% van ons drinkwater thuis wordt verbruikt. Daar ligt een enorme uitdaging, maar ook een kans om echt verschil te maken. Door slimmer om te gaan met de distributie van water, kunnen we helpen om het verbruik te verminderen zonder dat we daar veel van merken. Dit zou niet alleen helpen om onze waterbronnen te sparen, maar ook de druk op het systeem tijdens droge perioden verlagen.
Dit gaat verder dan alleen maar korter douchen; het gaat om een bewuste verandering in ons dagelijks leven om ervoor te zorgen dat er genoeg water is voor iedereen. Iemand iets gunnen. Beginnen met het nadenken over de oplossingen menukaart ook met water zoals we dat met energie doen - waar kunnen we besparen, hoe kunnen we efficiënter zijn, en hoe kunnen we ons aanpassen aan nieuwe omstandigheden?
Er is geen eenduidige oplossing voor het probleem, en additionele productie levert ons op langere termijn niets op. Misschien is het tijd om deze uitdaging aan te gaan en te kijken naar hoe we thuis ons watergebruik kunnen optimaliseren.