< Terug naar vorige pagina

Project

Voorbehandeling van slib door thermische hydrolyse: impact op de ontwaterbaarheid en structuur van uitgegist slib

Anaerobe vergisting (AD) is al meer dan een halve eeuw de meest voorkomende behandelingsmethode voor afvalwaterslib. AD kent echter nog veel uitdagingen, vooral als aan de principes van de circulaire economie moet worden voldaan. De productie van hernieuwbare energie in de vorm van biogas en de productie van een vaste slibfractie met een kwaliteit die landbouwhergebruik of winning van grondstoffen mogelijk maakt, heeft de laatste tijd steeds meer belangstelling gekregen. Daarom is er veel onderzoek naar de verbetering van AD van waterzuiveringsslib, voornamelijk op gebied van verhoging van de slibconcentratie in de vergister, reductie in hydraulische verblijftijd, verhoging van de biologische afbreekbaarheid en verlaging in viscositeit van het slib. Het thermische hydrolyseproces (THP) zou het antwoord op deze uitdagingen kunnen zijn. Bij thermische hydrolyse op hoge temperatuur wordt het slib voorbehandeld voordat het de anaerobe vergisting binnengaat, met temperaturen tussen 140-175 ° C en een druk van 6-11 bar gedurende 30-60 minuten. Voorbehandeling door thermische hydrolyse vermindert de viscositeit van slib aanzienlijk, waardoor een hogere TSS-concentratie in de vergister mogelijk wordt, terwijl transportproblemen en mengproblemen in AD worden overwonnen. Slibafbraak, afbraak van de extracellulaire polymeren n slib, en verdere cellyse verlagen het watergehalte van slib en verhogen de biologische afbreekbaarheid ervan. Tegelijkertijd wordt er meer biogas geproduceerd in een kortere tijdspanne door het overwinnen van hydrolyse als snelheidsbepalende stap van AD. Studies hebben aangetoond dat de vaste slibfractie gemaakt na voorbehandeling door thermische hydrolyse voldoet aan de Amerikaanse EPA-voorschriften voor biologische vaste stoffen 'Klasse A', waardoor het op landbouwgrond als meststof kan worden gebruikt. Naast de genoemde voordelen zijn er nog enkele uitdagingen die moeten worden opgelost. Ten eerste zijn alle commerciële toepassingen van THP op grote schaal in combinatie met mesofiele anaerobe vergisting (MAD). Aanvullende studies zouden zich moeten richten op andere AD-modificaties zoals thermofiele anaerobe vergisting (TAD), temperatuurgefaseerde anaerobe vergisting (TPAD) of meerfasige anaerobe vergisting. Daarom is verder onderzoek naar interacties tussen THP en verschillende AD-modificaties nodig. Ten tweede is het essentieel om te focussen op de chemische processen die leiden tot de productie van refractaire componenten die bij hoge temperaturen in THP ontstaan. Deze refractaire componenten verlagen de kwaliteit van het waterzuiveringseffluent. Tegelijkertijd is het van cruciaal belang om een hoge biogasproductie en verbeterde ontwaterbaarheid van slib te handhaven voor de zelfvoorziening en economische haalbaarheid van het proces. Ten slotte moet aan de kwaliteitseisen van het eindproduct worden voldaan in functie van het verdere gebruik ervan. Als toepassing op landbouwgrond een optie zou zijn, moet de mogelijke wijdverbreide antibioticaresistentie-genen (ARG) en bacteriën (ARB) worden voorkomen. Het doel van dit doctoraat is het onderzoeken van verschillende AD-configuraties gecombineerd met thermische hydrolyse. Structurele veranderingen in de slibvlokken en de ontwaterbaarheid zullen worden opgevolgd na THP, anaerobe vergisting en ontwatering. Vervolgens zal de verwijderingsefficiëntie van ARG en ARB worden bestudeerd.

Datum:5 jan 2021  →  Heden
Trefwoorden:Thermal hydrolysis, Dewatering, Sludge structure, Sludge pretreatment, Wastewater sludge, Anaerobic digestion
Disciplines:Recycling, (Bio)chemische reactoren, Duurzaamheids- en milieutechniek niet elders geclassificeerd, Milieutechnologieën, Resources engineering
Project type:PhD project