Inzameling , transport en behandeling van zwartwater in een decentraal concept; waarom, hoe en waar? Grietje Zeeman (WUR/LeAF); Katarzyna Kujawa-Roeleveld.

Presentatie over: "Inzameling , transport en behandeling van zwartwater in een decentraal concept; waarom, hoe en waar? Grietje Zeeman (WUR/LeAF); Katarzyna Kujawa-Roeleveld."— Transcript van de presentatie:

1 Inzameling , transport en behandeling van zwartwater in een decentraal concept; waarom, hoe en waar?
Grietje Zeeman (WUR/LeAF); Katarzyna Kujawa-Roeleveld (WUR), Brendo Meulman (Landustrie)

2 EET- Kiem project in 1999 EET project in 2001 project in 2001
DESAH op gebouwniveau EET project in 2001 DESAH-fase 1 -aug. 2007 project in 2001 Gescheiden behandeling van feces en urine in decentrale concepten. Wij zijn in 1999 begonnen met een z.g Kiem-EET project, een desk studie naar de mogelijkheden van DESAH in gebouwen. Op dat moment was er in de waterketen nog nauwelijks belangstelling voor het DESAH concept, werd er zelfs veelal sceptisch tegenaan gekeken. Nu bent u allen hier in grote getale naar toegekomen; ook dat beschouw ik als een belangrijk feit. EET, een programma van EZ, VROM en OC&W heeft de toekomstvisie gehad dit en het vervolgproject DESAH-fase 1 te honoreren. Het EET-programma maakte het mogelijk innovatieve ideeën van laboratoriumschaal tot demonstratie te brengen. Het is bijzonder jammer dat dit programma gesloten is. Ook STOWA heeft zich bijzonder ingezet om dit nieuwe concept van de grond te trekken, o.a. resulterend in het project gescheiden behandeling van feces en urine in decentrale concepten. Beide projecten hebben ons instaat gesteld om voldoende fundamentele kennis en praktijk ervaring op te doen en deze demonstatie in Sneek te realiseren.

3 DESAH (EET/STOWA) Doel: Voldoende kennis en ervaring opdoen om DESAH op grotere schaal te kunnen toepassen; Principe? Toepassing van scheiding aan de bron Verdunde, weinig vervuilde stromen (grijs water) niet vervuilen met geconcentreerde stromen; Geconcentreerde stromen (Feces en urine & keukenafval), geconcentreerd houden;

4 DESAH (EET/STOWA) Doel: Voldoende kennis en ervaring opdoen om DESAH op grotere schaal te kunnen toepassen; Waarom? Minimalisatie van water en energiegebruik; Maximalisatie van energieproductie; Hergebruik van nutriënten en rest organische stof; Reductie emissie van medicijnresten en hormonen

5 DESAH (EET/STOWA) Fundamenteel onderzoek
PhD WUR-Milieu Technologie : Fate of estrogens in DESAR systems (Titia de Mes; 2 November 2007); UT-chemische technologie:Use of membranes for recovery of nutrients from (diluted) black water (Ellen van Voorthuizen;November 2007); TUD- : Treatment of source separated urine and its effects on wastewater systems . (Jack Wilsenach; june 2006;Delft)

6 DESAH (EET/STOWA) Fundamenteel onderzoek PhD WUR-Milieubeleid:The Development and Implementation of Desar-technologies in Dutch Society; between Opportunities and Risks (Dries Hegger, 27 november 2007); TUD-Bouwkunde: Architectuur aspecten of DESAH-systemen; Integratie van decentrale sanitatie in de gebouwde omgeving; Hasselaar et al. (2006) Autonomy and Heteronomy - Integration of sustainable cycles in the building environment" Arjan van Timmeren; PHD,june 2006;Delft);

7 Pilot-Plant UASB septic tank
Some photo’s of the toilet and reactors building, vacuum toilet, equalisation-vacuum tank, reactor with several sampling points, the surface of the reactors

8 DESAH concept biogas discharge struvite precipitation
Removal micro-pollutants (ozone) struvite precipitation Nirogen removal UASB- septic nutrient rich product black water kitchen waste reuse sludge Based on this wastewater separation a treatment scheme is proposed here only for concentrated wastewater. [community on site] Concentrated wastewater is sent to the digester (of which type has to be decided on site, depending on the objective). Several products can be derived after digestion (again depending which type of system is used): treated effluent still rich in organics and nutrient, stabilised sludge rich in organics and nutrients (in some cases safe for reuse), and biogas. Depending on a scale of application reusable. Depending on legislation, objective a secondary step(s) can be applied gray water hygienisation treatment

9 Feces & Urine plus keuken afval
Het geconcentreerde zwarte water, samen met het keukenafval, bevat, 91% van de stikstof; 70% van de organische stof; 69% van de fosfaat; Grootste deel van de ziektekiemen; Overgrote deel van de medicijnresten en hormonen, geproduceerd in het huishouden. Het geconcentreerde zwarte water, samen met het keukenafval, bevat, 91% van de stikstof, 70% van de organische stof, 69% van de fosfaat, het grootste deel van de ziektekiemen en het overgrote deel van de medicijnresten en hormonen, geproduceerd in het huishouden.

10 in een decentraal concept
Zwartwater versus geel en bruin water inzameling in een decentraal concept geelwater en bruin (+) Urine watervrij; geconcentreerd ingezameld; (-) 3 verschillende leidingen en behandelingssystemen; (-) slechts 60% van de medicijnresten in de urine. Zwart (-) urine verdund met 5 liter water (huidige vacuüm toiletten); (+) Slechts 2 leidingen en behandelingstemen; (+) Vrijwel alle medicijnresten en hormonen in het zwarte water Het geconcentreerde zwarte water, samen met het keukenafval, bevat, 91% van de stikstof, 70% van de organische stof, 69% van de fosfaat, het grootste deel van de ziektekiemen en het overgrote deel van de medicijnresten en hormonen, geproduceerd in het huishouden.

11 Verdeling uitgescheiden medicijnresten
Ternes and Joss, 2006

12 Zwart water behandeling in Sneek; 32 huizen
Woningstichting De Wieren; Woningstichting Patrimonium; Gemeente Sneek; Roediger VHT GmbH; Wetterskip Fryslan; WETSUS. environmental technology EET Rest mij nog om de partners van dit DESAH Sneek project heel hartelijk te danken voor de geweldige samenwerking. Een samenwerking in de waterketen tussen bedrijfsleven, overheid en wetenschap die als voorbeeld kan dienen voor iedere verdere en nieuwe ontwikkeling. Ik dank u voor uw aandacht.

13 Vacuüm inzameling (toilet) en transport
1liter water per spoeling; Vacuüm toilet Vacuüm station Door gebruik te maken van vacuüm inzameling (toiletten ) en transport, zoals hier in Sneek toegepast, kan met 1 liter water per spoeling worden volstaan,

14 Behandeling van zwartwater van 32 huizen in Sneek
Decentrale zuivering

15 DESAH in Sneek Behandeling van aan de bron gescheiden zwartwater
terugwinning van energie, stikstof en fosfaat Reductie van emissies Vandaag, de opening van DESAH-Sneek, is m.i. een belangrijke dag. Het is de eerste keer is dat aan de bron gescheiden zwartwater in de wijk wordt behandeld in Nederland en is een stap naar een duurzaam sanitatie concept gebaseerd op terugwinning van energie, stikstof, fosfaat en water, en reductie van emissies.

16 Zwartwater karakteristieken
Parameter Unit BW literature1 WUR I WUR II Sneek Sneek2 pH 8.8 8.7 8.6 CODtot gCOD/L ) 9.5±6.5 12.3±7.8 19 ± 3.4 TN gN/L ND 1.9 ± 0.2 N Kjeldahl 1.0±0.13 1.4±0.25 Ammonia N mgN/L 0.71±0.1 1.0±0.96 1.4 ± 0.3 P total gP/L 0.11±0.063 0.14±0.06 0.28 ± 0.14 P Soluble 0.03±0.017 0.045±0.02 0.07 ± 0.014 When human physiological waste is collected with vacuum very concentrated wastewater is received with a total COD of 10 g/L where the majority (80%) is in particulate form. Total nitrogen in this concentrated mixture is above 1 g/L while total P above 100 mg/L. High urine fraction contributes to high pH of the influent Een column +kH, afbreekbaarheid 1)(Vinnerås, 2002);(Wijst and Groot-Marcus, 1998); (Hellström and Kärrman, 1996; Jönsson et al., 1997), 2) filtered with a course filter for preventing clogging at lab-scale 3) excluding toilet paper.

17 DeSaH in Sneek Decentrale zuivering twee 7 m3 UASB-septic tanks;
omgevingstemperatuur 30°C; CZV-verwijdering: 90% Gasproductie: ca m3 biogas/m3influent resp. ca. 0.6 en 1.25 m3 biogas/dag Nabehandeling effluent UASB’s : Biorotor voor CZV en N-verwijdering; Struvietprecipitatie voor N en P verwijdering. Dames en heren Ik ben bijzonder verheugd dat de deuren van het DeSaH concept in Sneek vandaag officieel zijn geopend. Deze opening betekent tevens de start van een ontwikkeling naar een meer duurzame sanitatie in Nederland. De Gemeente Sneek heeft al aangegeven het concept in de toekomst te willen toepassen op grotere schaal, en ook op andere plaatsen in Nederland worden studies uitgevoerd naar de mogelijkheden van toepassing. Het concept biedt zeker ook zeer interessante perspectieven voor grote gebouwen zoals hotels of scholen. Binnen het huidige project zijn meerdere relevante partijen betrokken. In de toekomst zullen partijen die b.v. van belang zijn voor de afzet van de producten tevens bij het proces moeten worden betrokken. In Friesland vindt nu een groot toekomst debat, ‘Fryske Fiersichten’ plaats, in het kader waarvan o.a. sessies zijn georganiseerd  met specialisten, bedrijven en wetenschappers op gebied van water en energie. Tijdens een van deze bijeenkomsten is het Zonneterp-concept een combinatie van het DeSaH concept en gewasteelt, in warmte en water producerende kassen, uitgekozen voor verdere promotie in en door  Friesland. Ik hoop dat deze ontwikkeling zich ook in andere delen van Nederland voortzet.

18 DESAH-nu Decentraal thema WETSUS
2 AIO’s op nieuwe sanitatie (Grijs water & zwartwater); Energy and nutrient recovery and removal of micro-pollutants from black water (Marthe de Graaff; WETSUS/WUR-MT); Removal of micro-pollutants in grey water via combined biological and physical-chemical processes (Lucia Hernandez; WETSUS/WUR-MT); 2 ‘STOWA’ AIO”S op urine behandeling. PhD research Characterization and Treatment of Grey Water for Irrigation Purposes (L. Abu-Ghunmi; WUT-MT/ Water and Environment Research and Study Centre/University of Jordan);

19 DESAR-nu Eu Switch (Sustainable Urban Water Management Improving Tomorrow's Cities Health) project; leading partner Unesco-IHE, Delft; Removal of human pharmaceuticals from concentrated waste flows (urine & black water) (WUR-MT; Katarzyna Kujawa) Adoption and performance of DESAR systems under field conditions WUR-UEM (Okke Braadbaart and Adriaan Mels) DESAR in developing countries (PROVIDE project)

20 DESAR-nu Verschillende DESAR studies; Meerstad; Amsterdam e.a.

21 DESAH-toekomst Toepassing van DESAH in 200 huizen in Sneek; zwart (vacuüm) en grijswater behandeling Landustie; Woningcorporaties; Wetterskip. Gemeente Sneek; Gefaseerde bouw; start 2008 met 50 huizen; Bouw behandeling in 2009; DESAH implementatie betekent geen investering in nieuwe riolering.

22 DESAH concept Landbouw? biogas discharge struvite precipitation
Removal micro-pollutants (ozone) struvite precipitation Nirogen removal UASB- septic nutrient rich product black water kitchen waste reuse sludge Based on this wastewater separation a treatment scheme is proposed here only for concentrated wastewater. [community on site] Concentrated wastewater is sent to the digester (of which type has to be decided on site, depending on the objective). Several products can be derived after digestion (again depending which type of system is used): treated effluent still rich in organics and nutrient, stabilised sludge rich in organics and nutrients (in some cases safe for reuse), and biogas. Depending on a scale of application reusable. Depending on legislation, objective a secondary step(s) can be applied gray water hygienisation treatment