← Terug naar categorie Water en afvalwaterbehandeling

Fosfaatbeheer in landelijke stroomgebieden

Bryony Bowman, Senior Process Engineer bij United Utilities, bespreekt de drive om de waterkwaliteit in onze rivieren te verbeteren en verkent een innovatief pilootproject op de rivier de Petteril in Cumbria, dat betere fosfaatreductieniveaus zou kunnen bereiken dan traditionele afvalwaterzuiveringsprocessen alleen.

Bryony Bowman

Bryony Bowman, Senior Process Engineer bij United Utilities

De waterkaderrichtlijn bevat de ambitie om een ​​'goede ecologische' status te behalen in alle rivieren in Engeland en Wales door 2027. Een gezonde rivier kan ons vele voordelen bieden en schoon water is er slechts een deel van. Het stroomgebied zelf biedt ons overstromingsbeheer, producten uit de landbouw, biodiversiteit en landschap om ons fit te houden in lichaam en geest.

Momenteel bereikt slechts een klein aantal dit doel, waarbij fosforconcentraties de belangrijkste reden zijn voor een matige of slechte toestand van een rivier. De aanwezigheid van fosfor kan leiden tot eutrofiëring en algenbloei die van invloed zijn op vissen en dieren in het wild door de zuurstofniveaus in de rivier op te nemen. Dus waar komt fosfor vandaan? Het wordt aangetroffen in zepen en detergenten, meststoffen en afval van mensen en dieren. Afhankelijk van het stroomgebied zal het aandeel fosfor van elke bron variëren: in landelijke stroomgebieden kan de hoeveelheid fosfor uit bronnen van andere bronnen dan water een onbetekenende factor zijn.

Vóór de huidige investeringsperiode van de waterindustrie (AMP6) werden fosforvergunningen aangedreven door de richtlijn inzake de behandeling van stedelijk afvalwater, die zich richt op grote sites in stedelijke omgevingen. Krachtens deze richtlijn zouden locaties met een inwonerequivalent van minder dan 10,000 geen fosforvergunning hebben. De Kaderrichtlijn Water heeft geleid tot een verhoogde aandacht voor fosfor in landelijke stroomgebieden en heeft geresulteerd in een toenemend aantal kleine afvalwaterzuiveringsinstallaties met fosforvergunningen.

Modellering van rivierwaterkwaliteit kan vergunningen voor minder dan 0.1mg / l totaal P bij zeer kleine werken voorspellen om een ​​'goede' status in de waterloop te bereiken. Is dit een haalbare standaard om te ontmoeten? Recente studies in de gehele industrie naar haalbare niveaus van fosforverwijdering bij afvalwaterzuiveringsinstallaties hebben een standaard gesteld van 0.25mg / l totaal fosfor als de laagste technisch haalbare grens.

De technologieën die worden gebruikt om aan deze norm te voldoen, zijn echter ontwikkeld om te profiteren van schaalvoordelen en zijn daarom gericht op grotere, verstedelijkte afvalwaterzuiveringsinstallaties. Eenmaal verkleind tot kleine werken met een inwonerequivalent van minder dan 1000, houden deze technologieën geen kostenvoordeel in. Dus hoe kunnen we de rivierkwaliteit in deze landelijke stroomgebieden verbeteren?


De conventionele aanpak van fosfaatbeheer


Conventionele benaderingen voor het verwijderen van fosfor uit afvalwater zijn gericht op interventies bij afvalwaterzuiveringsinstallaties die een biologische of chemische verwijderingsroute hebben gevolgd. Deze benaderingen omvatten grote civiele techniek en zijn ofwel energie- ofwel chemische-intensieve processen. Biologische fosforverwijdering is praktisch niet haalbaar in kleine landelijke zuiveringsinstallaties, waardoor chemische behandeling de levensvatbare verwijderingsmethode is.

Chemische fosforverwijdering omvat de toevoeging van metaalzoutcoagulatiemiddelen aan ruw rioolwater, metaalionen vormen een fosforneerslag dat vervolgens wordt verwijderd door bezinking in de primaire behandeling. De werking van de coagulatiemiddeltoevoeging verbruikt de in het afvalwater aanwezige alkaliteit, wat met name van belang is in gebieden met zacht water zoals Cumbria.

De introductie van chemicaliën in kleine, landelijke werken heeft ook implicaties voor het aantal voertuigbewegingen dat nodig is voor chemische leveringen; dit kan ook leiden tot bezorgdheid over toegangsroutes die momenteel mogelijk niet geschikt zijn voor frequente leveringen. De toevoeging van chemicaliën aan een site leidt tot extra vereisten op het gebied van watervoorziening voor veiligheidsdouches en een verhoogde frequentie van bezoeken aan het siteteam.

Is dit echt de beste manier om het probleem aan te pakken, vooral in een landelijk gebied? Zijn we de oplossing aan het oversturen - met een voorhamer om een ​​noot te kraken? Zijn we dure activa aan het bouwen en laten we een erfenis achter van grote toekomstige operationele kosten voor onze klanten?

rivier petteril

Figuur 1: De rivier de Petteril in Cumbria

Hoe kunnen anders kijken hier grotere voordelen aan bieden?

United Utilities heeft een casestudy rond de rivier de Petteril in Cumbria gemaakt om inzicht te krijgen in de problemen waarmee landelijke afwateringen te maken hebben en om een ​​alternatieve aanpak te ontwikkelen om de kwaliteit van rivieren te verbeteren. Op basis van partnerschapsverbetering, zal het effectievere interventies opleveren en de last van investeringskosten voor klanten verlagen.

De rivier de Petteril begint bij Motherby bij Penrith en stroomt in noordelijke richting door landbouwgrond en plattelandsgemeenschappen tot het samenkomt met de rivier Eden in Carlisle. Er zijn 10-afvalwaterzuiveringsinstallaties langs de route, 10 gecombineerde riooloverstorten en 12-afvalwatergemalen. Er zijn ook meer dan 100-boerderijen, talrijke privé-sceptic tanks en een tankstation langs de snelweg.

geïntegreerde stroomgebiedstrategie

Figuur 2: Partnerschapsaanpak aangenomen als onderdeel van de Integrated Catchments-strategie

Volgens het Milieuagentschap is het grootste deel van het fosfor in de rivier Petteril afkomstig van niet-waterindustrie-activa. Het werd dus duidelijk dat een niet-traditionele aanpak vereist was om tastbare voordelen te behalen in de kwaliteit van het rivierwater. We wilden zien hoe innovatieve behandelingsoplossingen en opvangoplossingen een betere optie kunnen zijn in de ronde. Om ons inzicht in de rivier de Petteril te verbeteren, hebben we stroombemonstering en modellering uitgevoerd om te bepalen waar effectieve interventies kunnen worden uitgevoerd.

We hebben innovatieve behandelmethoden uitgeprobeerd bij een van de afvalwaterzuiveringsinstallaties in het stroomgebied van Petteril. Dit houdt in het gebruik van reactieve media om duurzame fosforreductie te bieden zonder chemische dosering of een significant niveau van energieverbruik. De media vangen fosfor op in een biobeschikbare vorm met langzaam vrijkomen die mogelijkheden biedt om dit te recyclen om te landen als alternatief voor conventionele kunstmest. De resultaten zijn bemoedigend en tonen aan dat het vereiste niveau van fosforreductie kan worden bereikt door dit behandelingsproces zonder de noodzaak van chemische toevoeging.

reactieve media

Figuur 3: een voorbeeld van reactieve media die is getest

Interventies die uitsluitend gericht zijn op de afvalwaterzuiveringsinstallaties zullen deze puntbronafvoeren aanpakken, maar dit is de bron gebleken van minder dan een derde van de fosfor die de Petteril binnenkomt. Interventies zijn ook nodig die andere bronnen van fosfor binnen het stroomgebied zullen verminderen.

Dit is waar we hebben voortgebouwd op de beste werkwijzen en casestudy's uit andere delen van onze regio. Sinds 2005 hebben we leiding gegeven aan een reeks van op stroomgebieden gebaseerde projecten die allemaal gericht zijn op het uit de waterlopen houden van vee, het verminderen van toevoeging van voedingsstoffen aan de afvoer en het helpen handhaven van verbeteringen aan de lokale zwemwateren.

Via het Petteril-project, in samenwerking met partners zoals het Environment Agency, de Eden Rivers Trust en Carlisle City Council, krijgen we de buy-in om al deze ideeën samen te brengen in één aanpak met meerdere voordelen.

En wat betekent dit voor onze klanten? De oorspronkelijke kosten van het installeren en gebruiken van traditionele fosfaatverwijderingstechnologie bij al onze bedrijfsmiddelen langs de Petteril zouden het grootste deel van het probleem hebben gemist. De kosten van de geïntegreerde stroomgebiedbeheerstrategie zijn aanzienlijk goedkoper en zullen fosfor in het hele stroomgebied aanpakken, er kunnen ook extra voordelen zijn door de stroming van hoogwater te vertragen en het risico voor boorputten in de watertoevoer te verminderen. Dit is het begin van een proefproject van drie jaar, maar het laat zien hoe werken in partnerschap exponentiële verbeteringen kan brengen.

Het huidige 25-jaarplan van DEFRA beschrijft "de eerste generatie te zijn die de omgeving in een betere staat achterlaat dan we hem hebben gevonden." Een deel van haar aanpak, "Pioneer", brengt verschillende instanties samen om op een nieuwe manier milieu-uitdagingen aan te pakken. haal de best mogelijke resultaten voor de laagste kosten.

We delen met Pioneer wat we van het Petteril-project leren, om het milieubeleid van het VK de komende jaren vorm te geven.

Bryony Bowman, Senior Process Engineer bij United Utilities, bespreekt de drive om de waterkwaliteit in onze rivieren te verbeteren en verkent een innovatief pilootproject op de rivier de Petteril in Cumbria, dat betere fosfaatreductieniveaus zou kunnen bereiken dan traditionele afvalwaterzuiveringsprocessen alleen.

De waterkaderrichtlijn bevat de ambitie om een ​​'goede ecologische' status te behalen in alle rivieren in Engeland en Wales door 2027. Een gezonde rivier kan ons vele voordelen bieden en schoon water is er slechts een deel van. Het stroomgebied zelf biedt ons overstromingsbeheer, producten uit de landbouw, biodiversiteit en landschap om ons fit te houden in lichaam en geest.

Momenteel bereikt slechts een klein aantal dit doel, waarbij fosforconcentraties de belangrijkste reden zijn voor een matige of slechte toestand van een rivier. De aanwezigheid van fosfor kan leiden tot eutrofiëring en algenbloei die van invloed zijn op vissen en dieren in het wild door de zuurstofniveaus in de rivier op te nemen. Dus waar komt fosfor vandaan? Het wordt aangetroffen in zepen en detergenten, meststoffen en afval van mensen en dieren. Afhankelijk van het stroomgebied zal het aandeel fosfor van elke bron variëren: in landelijke stroomgebieden kan de hoeveelheid fosfor uit niet-waterindustriebronnen aanzienlijk zijn.

Vóór de huidige investeringsperiode van de waterindustrie (AMP6) werden fosforvergunningen aangedreven door de richtlijn inzake de behandeling van stedelijk afvalwater, die zich richt op grote sites in stedelijke omgevingen. Krachtens deze richtlijn zouden locaties met een inwonerequivalent van minder dan 10,000 geen fosforvergunning hebben. De Kaderrichtlijn Water heeft geleid tot een verhoogde aandacht voor fosfor in landelijke stroomgebieden en heeft geresulteerd in een toenemend aantal kleine afvalwaterzuiveringsinstallaties met fosforvergunningen.

Modellering van rivierwaterkwaliteit kan vergunningen voor minder dan 0.1mg / l totaal P bij zeer kleine werken voorspellen om een ​​'goede' status in de waterloop te bereiken. Is dit een haalbare standaard om te ontmoeten? Recente studies in de gehele industrie naar haalbare niveaus van fosforverwijdering bij afvalwaterzuiveringsinstallaties hebben een standaard gesteld van 0.25mg / l totaal fosfor als de laagste technisch haalbare grens. De technologieën die worden gebruikt om aan deze norm te voldoen, zijn echter ontwikkeld om te profiteren van schaalvoordelen en zijn daarom gericht op grotere, verstedelijkte afvalwaterzuiveringsinstallaties. Eenmaal verkleind tot kleine werken met een inwonerequivalent van minder dan 1000, houden deze technologieën geen kostenvoordeel in. Dus hoe kunnen we de rivierkwaliteit in deze landelijke stroomgebieden verbeteren?

De conventionele aanpak

Conventionele benaderingen voor het verwijderen van fosfor uit afvalwater zijn gericht op interventies bij afvalwaterzuiveringsinstallaties die een biologische of chemische verwijderingsroute hebben gevolgd. Deze benaderingen omvatten grote civiele techniek en zijn ofwel energie- ofwel chemische-intensieve processen. Biologische fosforverwijdering is praktisch niet haalbaar in kleine landelijke zuiveringsinstallaties, waardoor chemische behandeling de levensvatbare verwijderingsmethode is.

Chemische fosforverwijdering omvat de toevoeging van metaalzoutcoagulatiemiddelen aan ruw rioolwater, metaalionen vormen een fosforneerslag dat vervolgens wordt verwijderd door bezinking in de primaire behandeling. De werking van de coagulatiemiddeltoevoeging verbruikt de in het afvalwater aanwezige alkaliteit, wat met name van belang is in gebieden met zacht water zoals Cumbria.

De introductie van chemicaliën in kleine, landelijke werken heeft ook implicaties voor het aantal voertuigbewegingen dat nodig is voor chemische leveringen; dit kan ook leiden tot bezorgdheid over toegangsroutes die momenteel mogelijk niet geschikt zijn voor frequente leveringen. De toevoeging van chemicaliën aan een site leidt tot extra vereisten op het gebied van watervoorziening voor veiligheidsdouches en een verhoogde frequentie van bezoeken aan het siteteam.

Is dit echt de beste manier om het probleem aan te pakken, vooral in een landelijk gebied? Zijn we de oplossing aan het oversturen - met een voorhamer om een ​​noot te kraken? Zijn we dure activa aan het bouwen en laten we een erfenis achter van grote toekomstige operationele kosten voor onze klanten?

Hoe kunnen anders kijken hier grotere voordelen aan bieden?

TALITA - IMAGE 1 HIER ALSTUBLIEFT
Figuur 1: De rivier de Petteril in Cumbria

United Utilities heeft een casestudy rond de rivier de Petteril in Cumbria gemaakt om inzicht te krijgen in de problemen waarmee landelijke afwateringen te maken hebben en om een ​​alternatieve aanpak te ontwikkelen om de kwaliteit van rivieren te verbeteren. Op basis van partnerschapsverbetering, zal het effectievere interventies opleveren en de last van investeringskosten voor klanten verlagen.

De rivier de Petteril begint bij Motherby bij Penrith en stroomt in noordelijke richting door landbouwgrond en plattelandsgemeenschappen tot het samenkomt met de rivier Eden in Carlisle. Er zijn 10-afvalwaterzuiveringsinstallaties langs de route, 10 gecombineerde riooloverstorten en 12-afvalwatergemalen. Er zijn ook meer dan 100-boerderijen, talrijke privé-sceptic tanks en een tankstation langs de snelweg.

TALITA - IMAGE 2 HIER ALSTUBLIEFT
Figuur 2: Partnerschapsaanpak aangenomen als onderdeel van de Integrated Catchments-strategie

Volgens het Milieuagentschap is het grootste deel van het fosfor in de rivier Petteril afkomstig van niet-waterindustrie-activa. Het werd dus duidelijk dat een niet-traditionele aanpak vereist was om tastbare voordelen te behalen in de kwaliteit van het rivierwater. We wilden zien hoe innovatieve behandelingsoplossingen en opvangoplossingen een betere optie kunnen zijn in de ronde. Om ons inzicht in de rivier de Petteril te verbeteren, hebben we stroombemonstering en modellering uitgevoerd om te bepalen waar effectieve interventies kunnen worden uitgevoerd.

We hebben innovatieve behandelmethoden uitgeprobeerd bij een van de afvalwaterzuiveringsinstallaties in het stroomgebied van Petteril. Dit houdt in het gebruik van reactieve media om duurzame fosforreductie te bieden zonder chemische dosering of een significant niveau van energieverbruik. De media vangen fosfor op in een biobeschikbare vorm met langzaam vrijkomen die mogelijkheden biedt om dit te recyclen om te landen als alternatief voor conventionele kunstmest. De resultaten zijn bemoedigend en tonen aan dat het vereiste niveau van fosforreductie kan worden bereikt door dit behandelingsproces zonder de noodzaak van chemische toevoeging.

TALITA - IMAGE 3 HIER ALSTUBLIEFT

Figuur 3: een voorbeeld van reactieve media die is getest

Interventies die uitsluitend gericht zijn op de afvalwaterzuiveringsinstallaties zullen deze puntbronafvoeren aanpakken, maar dit is de bron gebleken van minder dan een derde van de fosfor die de Petteril binnenkomt. Interventies zijn ook nodig die andere bronnen van fosfor binnen het stroomgebied zullen verminderen.

Dit is waar we hebben voortgebouwd op de beste werkwijzen en casestudy's uit andere delen van onze regio. Sinds 2005 hebben we leiding gegeven aan een reeks van op stroomgebieden gebaseerde projecten die allemaal gericht zijn op het uit de waterlopen houden van vee, het verminderen van toevoeging van voedingsstoffen aan de afvoer en het helpen handhaven van verbeteringen aan de lokale zwemwateren. Via het Petteril-project, in samenwerking met partners zoals het Environment Agency, de Eden Rivers Trust en Carlisle City Council, krijgen we de buy-in om al deze ideeën samen te brengen in één aanpak met meerdere voordelen.

En wat betekent dit voor onze klanten? De oorspronkelijke kosten van het installeren en gebruiken van traditionele fosfaatverwijderingstechnologie bij al onze bedrijfsmiddelen langs de Petteril zouden het grootste deel van het probleem hebben gemist. De kosten van de geïntegreerde stroomgebiedbeheerstrategie zijn aanzienlijk goedkoper en zullen fosfor in het hele stroomgebied aanpakken, er kunnen ook extra voordelen zijn door de stroming van hoogwater te vertragen en het risico voor boorputten in de watertoevoer te verminderen. Dit is het begin van een proefproject van drie jaar, maar het laat zien hoe werken in partnerschap exponentiële verbeteringen kan brengen.

Het huidige 25-jaarplan van DEFRA beschrijft "de eerste generatie te zijn die de omgeving in een betere staat achterlaat dan we hem hebben gevonden." Een deel van haar aanpak, "Pioneer", brengt verschillende instanties samen om op een nieuwe manier milieu-uitdagingen aan te pakken. haal de best mogelijke resultaten voor de laagste kosten We gaan delen wat we leren van het Petteril-project met Pioneer, om het milieubeleid van het VK de komende jaren vorm te geven.

Procesindustrie Informer

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.