Handboek Slibgisting - Stowa

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