Handboek Slibgisting - Stowa

More documents

Recommendations

Info

StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTING Het slibgistingsproces verbetert daarnaast de ontwaterbaarheid van het slib; hoe verder het slib wordt uitgegist des te beter is de ontwaterbaarheid. Omdat zuiveringsslib van rwzi’s al jaren niet meer wordt afgezet in de landbouw en de eindverwerking grotendeels bestaat uit het (biologisch) drogen en vervolgens (mono-)verbranden of meestoken van het slib, spelen vergaande stabilisatie en reductie van pathogenen nagenoeg geen rol meer bij de toepassing FIGUUR FOUT! GEEN van TEKST slibgisting. MET OPGEGEVEN Het tijdens OPMAAKPROFIEL de slibgisting IN DOCUMENT..2 geproduceerde VISUALISATIE biogas VAN HET draagt BASISPRINCIPE bij aan de VAN verbetering SLIBGISTING van de energie effi ciëntie van een rwzi. 2.2 BESCHrIJVING tHEorIE SLIBGIStINGSproCES 2.2.1 aLGEMEEN Tijdens het anaërobe slibgistingsproces wordt zuiveringsslib in een zuurstofl oze omgeving door een groot aantal soorten micro-organismen omgezet in biogas. Het biogas bestaat uit een mengsel van hoofdzakelijk methaan en koolstofdioxide. Het uitgegiste slib dat overblijft na slibgisting, bestaat uit een organische en een inerte fractie. Bij de slibgisting van biomassa wordt uitgegist slib ook wel digestaat genoemd, hoewel deze term minder gangbaar is bij de slibgisting van zuiveringsslib. Het uitgegiste slib wordt doorgaans ontwaterd en getransporteerd naar een slibeindverwerking. De eindverwerking is vrijwel altijd een vorm van verbranding, waarbij droging of compostering een voorbewerking is. De afbraak van organisch materiaal tijdens de slibgisting vindt in vier fases plaats. Bij iedere fase zijn specifi eke micro-organismen betrokken. Deze fases zijn achtereenvolgens hydrolyse, acidogenese of fermentatie, acetogenese en methanogenese (zie Figuur 2.2). Veelal worden de acidogenese en acetogenese fase gezamenlijk aangeduid als verzuringsfase. Iedere fase kent zijn eigen optimale procesomstandigheden. FIGUUR FOUT! GEEN TEKST MET OPGEGEVEN OPMAAKPROFIEL IN DOCUMENT..3 DE BELANGRIJKSTE METABOLISCHE OMZETTINGEN TIJDENS ANAËROBE SLIBGISTING (ACIDOGENESE EN ACETOGENESE SAMEN WORDEN OOK WEL VERZURING (OF FERMENTATIE) FIGUUr GENOEMD) 2.2 DE BELa NGrIJKStE MEtaBoLISCHE oMZEttINGEN tIJDENS aNaËroBE SLIBGIStING (aCIDoGENESE EN aCEtoGENESE SaMEN WorDEN ooK WEL VErZUrING (oF FErMENtatIE) GENoEMD) In een goed gemengde slibgisting vinden alle vier fases simultaan plaats. <strong>Slibgisting</strong> kan worden gezien als een serie van stappen waarbij het eindproduct van een micro-organisme uit een eerdere stap als substraat dient voor een micro-organisme in de volgende stap. Deze simultaniteit betekent dat de traagst verlopende processtap, het eindresultaat bepaalt. De vier fases die plaats vinden tijdens de slibgisting zijn hieronder nader toegelicht. 3 7
StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTING 2.2.2 HYDroLYSE Hydrolyse is een relatief langzaam proces en wordt beschouwd als de snelheidsbepalende stap van het slibgistingsproces. Het is daarmee ook de snelheidsbepalende stap voor het ontwerpen van de verblijftijd in een slibgisting. Tijdens de hydrolyse worden complexe onopgeloste organische stoffen, zoals complexe organische bestanddelen en deeltjes, eiwitten, koolhydraten en vetten omgezet in opgeloste organische stoffen zoals aminozuren, suikers en hogere vetzuren. Met name de hydrolyse van deeltjes bepaalt de snelheid van omzetting. Dit gebeurt onder andere met exo-enzymen die worden uitgescheiden door fermentatieve bacteriën. Enzymen zijn proteïnen met de capaciteit om diverse reacties te katalyseren. Het functioneren van de enzymen is afhankelijk van zowel de pH als de temperatuur. Bij te lage temperaturen of pH-waarden wordt de hydrolysestap negatief beïnvloed. Voor secundair slib geldt dat hydrolyse altijd wordt voorafgegaan door afsterving van de aërobe biomassa. Biomassa bestaat grotendeels uit proteïnen (35-55% van de drogestof), koolhydraten (10-25% van de drogestof) en RNA (10-15% van de drogestof). Proteïnen en RNA zijn intracellulaire componenten. Koolhydraten zijn aanwezig in de celwanden en in de extracellulaire polysachariden (EPS). Hydrolyse is veelal de snelheidsbepalende stap in het slibgistingsproces vanwege de vorming van exo-enzymen en de benodigde bacterie populatie om de diverse substraten af te breken. Er bestaan momenteel processen die het hydrolyseproces kunnen versnellen, zoals thermische hydrolyse of de inzet van enzymen. Deze voorbehandelingen leiden tot een snellere slibafbraak in de slibgisting waardoor het mogelijk is de minimaal benodigde verblijftijd in de slibgisting te reduceren. 2.2.3 aCIDoGENESE Acidogenese wordt samen met de acetogenese ook wel fermentatie of verzuring genoemd. In deze stap worden de opgeloste bestanddelen door fermentatieve bacteriën verder afgebroken tot eenvoudiger componenten zoals vluchtige vetzuren, alcoholen en melkzuur. De eindproducten variëren, afhankelijk van de gistingscondities, organisch materiaal en de actieve micro-organismen, in samenstelling en onderlinge verhouding. Hydrolyse en Acidogenese zijn relatief ongevoelige processen voor bijvoorbeeld pH en temperatuur. Het gevolg hiervan is dat onder verstoorde omstandigheden de acidogenese niet negatief wordt beïnvloed. Er kan in dat geval een ophoping van lagere vetzuren optreden met negatieve gevolgen voor de andere slibgistingsfases. Indien het gehalte aan lagere vetzuren, in combinatie met een lage pH, te hoog is, is er sprake van verzuring. 2.2.4 aCEtoGENESE Tijdens de acetogenese, ofwel azijnzuurvormingsfase, worden de producten van de acidogenese verder omgezet in acetaat, waterstof en koolstofdioxide. De acetogene bacteriën zorgen er voor dat het overgrote deel van de biodegradeerbare CZV via de azijnzuurroute kan worden omgezet in methaan. Evenals de acidogenese is ook de acetogenese een relatief ongevoelig proces voor o.a. de pH. De acetogenese is niet de snelheidsbepalende stap in het slibgistingsproces. 2.2.5 MEtHaNoGENESE Tijdens de methanogenese worden azijnzuur en waterstof omgezet in methaan, CO2 en nieuw celmateriaal. In een conventionele slibgisting zijn in het algemeen twee typen methaanproducerende bacteriën actief. De ene groep zet waterstof en koolstofdioxide om in methaan (voor circa 30%), de andere groep zet acetaat om in methaan en bicarbonaat (voor circa 70%). Tijdens het gistingproces is de methanogenese van alle processen het meest gevoelige proces 8
Page 1 and 2: pILOTSTuDIE IN NOOrD-NEDErLAND EN T
Page 3 and 4: COLOFON StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIB
Page 5 and 6: StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTING
Page 17: 2 THEORIE StoWa 2011-16 HANDBOEK SL
Page 51 and 52: 4 StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTIN
Page 53 and 54: schuimprobleem (STOWA, 2010-43). Ee
Page 59 and 60: 5 StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTIN
Page 69 and 70:
StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTING
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
5.8 BIoGaSBUFFErING StoWa 2011-16 H
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
Page 93 and 94:
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
8 StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTIN
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
9 StoWa 2011-16 HANDBOEK SLIBGISTIN
Page 119 and 120:
nr. vragen StoWa 2011-16 HANDBOEK S
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Overige risico’s De risico‟s va
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
WIJZIGINGEN StoWa 2011-16 HANDBOEK
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
3.2.2 Meldingen StoWa 2011-16 HANDB
Page 149 and 150:
4 RISICO INVENTARISATIE StoWa 2011-
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179:
show all

Handboek Slibgisting - Stowa

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?