Omgaan met spoelwater van melkinstallatie en koeltank

1. Spoelwater van de melkinstallatie en de melkkoeltank kan worden opgevangen in de mestkelder
2. Voor-, hoofd- en naspoelwater van de melkmachine alsook opgewarmd water van de voorkoeler kunnen als proceswater aangewend worden (zie Tabel 1)
3. Spoelwater van de melkinstallatie en de melkkoeltank dat niet gebruikt wordt als reinigingswater voor de stallen kan eveneens geloosd worden op riool
4. Indien aansluiting op riool niet mogelijk is of toegelaten is door de bevoegde overheid dient het huishoudelijk / sanitair afvalwater eveneens gezuiverd te worden alvorens het geloosd mag worden in het oppervlaktewater.
5. Nieuwe en vernieuwde veeteeltbedrijven zijn verplicht om hun huishoudelijk afvalwater zelf te zuiveren via een KWZI (Kleine Waterzuiveringsinstallatie).

Tabel 2. Toepassingen van diverse waterbronnen als proceswater 

Legende bij de tabel:
J: waterbron kan worden ingezet in de overeenkomstige processtap;
N: waterbron komt niet in aanmerking in de overeenkomstige processtap.

(1) mits ontsmetting
* voor zover toegelaten door de geldende kwaliteitseisen (BRON: Nechelput H., 2005d; Van Hoof K., 2005a; Huits D. en Verelst M., 2004; Nechelput H., 2004a)

Wanneer is een voorbezinktank bij mijn afvalwaterzuiveringsinstallatie nodig?

Een voorbezinktank moet de grove bezinkbare bestanddelen uit het afvalwater verwijderen om te voorkomen dat die verder in de installatie voor problemen zouden zorgen: bezinking in leidingen, verstoppingen, ophoping van onnodig veel slib in de IBA met onnodig hoge kosten om het slib te (laten) ruimen tot gevolg …).

De belangrijkste functie van de voorbezinktank is het laten bezinken van bezinkbare stoffen (aarde, voederresten…).De voorbezinktank realiseert ook een buffering en menging van het influent. Zo worden sterker vervuilde deelstromen gemengd met minder vervuilde stromen en blijft de kwaliteit van het influent voor de biologische zuivering min of meer constant.

Voorbezinktanks worden bijvoorbeeld geplaatst vóór een olieafscheider, bijvoorbeeld bij een afspuitplaats voor machines, om te vermijden dat er grond in de oliefilter terecht zou komen.

Figuur 3. De voorbezinktank (Bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

Wanneer is een vetafscheider bij mijn afvalwaterzuiveringsinstallatie aangewezen?

Het afvalwater wordt in de vetafscheider ontdaan van drijvende lagen, zoals vetten en oliën. Ook de voorbezinkingskamer van een septische put (zie verder) kan dienst doen als vetafscheider.

Vetafscheiders worden vooral gebruikt voor afvalwater van (groot)keukens waarin vet in oplossing gehouden wordt door zepen in warm water. In de vetafscheider koelt het afvalwater af en zal een groot deel van het vet een drijflaag vormen.

Op melkveebedrijven wordt het melkvet in suspensie gehouden (ook bij lagere temperaturen). Hierdoor duurt het veel langer om vrij te komen en op te drijven waardoor de verblijftijd in een standaard vetafscheider te kort is. In de melkveehouderij kan de vetafscheiding via de eerste kamer van de septische put (zie volgende titel) gebeuren.

Er is een regelmatige controle nodig en vet en olie moeten verwijderd worden telkens de drijflaag een bepaalde dikte heeft bereikt.

Een koolwaterstofafscheider (of olieafscheider) is een speciale uitvoering van het principe van een vetafscheider.

Figuur 4. De vetafscheider (Bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

Hoe werkt een septische tank en wanneer heb ik die nodig?

De werking van een septische put berust op bezinking van de zwevende stoffen in het influent, de afscheiding van olie en vet (die samen met opdrijvend slib een harde drijflaag vormen) en een gedeeltelijke afbraak (zonder zuurstof of in anaëroob milieu) van opgelost en bezonken materiaal. Voor bedrijfsafvalwater is de septische put een noodzakelijke voorbehandeling, maar zeker geen volwaardige zuivering. Het zuiveringsrendement van de biologische zuivering in de septische put is immers te laag.

Volgens de Vlarem-wetgeving is het voorzien van een septische put in het collectief te optimaliseren buitengebied verplicht in afwachting van de aanleg van openbare riolering. Na aansluiting beslist de gemeente of rioolbeheerder over het al dan niet behouden ervan.

Figuur 5. De septische tank 

Een percolatie(riet)veld is te vergelijken met een zandbak met planten (vaak helofyten, zoals rietplanten) er op. Op de bodem van een kuil, waarvan de afmetingen precies berekend zijn, ligt een ondoordringbare folie. Daarover loopt een drainagesysteem. De kuil is opgevuld met een specifiek soort zand waarin de (riet)planten groeien. De helofyten pompen als het ware zuurstof in het systeem langsheen hun wortels. Daardoor worden de micro-organismen voorzien van de nodige zuurstof. Boven het zand ligt het bevloeiingssysteem, afgedekt met een grindlaag (rolgrind of lavastenen).

Het afvalwater wordt eerst opgevangen in een afgesloten put naast het percolatie(riet)veld en elke dag op vaste tijdstippen wordt het afvalwater via een verdeelsysteem over het percolatie(riet)veld gepompt. Het afvalwater sijpelt verticaal door het zand. Telkens er water op het rietveld gebracht wordt en in het zand wegzakt, wordt er capillair lucht aangezogen in het zandbed. De planten pompen extra zuurstof in het systeem langsheen hun wortels.

Op het zand (of een ander geschikt dragermateriaal) en aan de wortels van de rietstengels leven bacteriën die zich voeden met de onzuiverheden van het afvalwater. Voor een goede stikstofverwijdering moet u zorgen voor een afwisselend snelle bevloeiing en indringing van het water in de bodem. Dit is nodig voor een optimale luchtinbreng in het zandpakket.

Het gezuiverde water wordt via het drainagesysteem afgevoerd naar een gracht of een reservoir voor hergebruik.

Een percolatie(riet)veld vergt, afhankelijk van de zuiveringseisen en het type afvalwater, ongeveer 3 m² per IE aan netto-oppervlakte. Voor een percolatieveld gevuld met Biogran in plaats van zand kan, afhankelijk van de zuiveringseisen, het type afvalwater en de gebruikte planten, een benodigde netto-oppervlakte van 1,5 m² per IE volstaan voor bedrijfsafvalwater.

Figuur 6. Opbouw van een percolatierietveld

Voordelen:

• Zeer goede en constante zuiveringsresultaten
• Onderhoudsvriendelijk
• Gemakkelijk te exploiteren
• Lage werkingskosten (laag elektriciteitsverbruik)
• Geen opstartfase
• Verwijdering van eventuele pathogenen
• Het gezuiverde water is direct sanitair veilig herbruikbaar
• Bestand tegen wisselende belasting
• Geen slibproductie
• Het meest autonome zuiveringssysteem op de markt

Nadelen:

• Relatief grote oppervlakte nodig
• Iets omslachtiger in aanleg
• De aanleg is soms iets duurder
• Het percolatie(riet)veld kan dichtslibben bij langdurige overbelasting en/of onvoldoende onderhoud van de septische put

Een vloeirietveld is een uitgegraven bekken, afgesloten van de bodem met een folie. Op de folie ligt een laag zand, beplant met riet. Het afvalwater loopt horizontaal bovengronds tussen de rietstengels door.

Een vloeirietveld is minder geschikt als hoofdzuivering. Het wordt meestal gecombineerd met een ander systeem waarbij het dan als buffer en voorzuivering gebruikt wordt.

Voor de buffering en (voor)zuivering van afvalwater vermengd met veel regenwater of run-off van bijvoorbeeld kuilplaten worden vloeirietvelden wel eens gebruikt.

Figuur 7. Opbouw vloeirietveld

Voordelen:

• Eenvoudig
• Weinig controle en onderhoud nodig
• Lage investeringskost
• Geen energieverbruik
• Geen lawaaihinder
• Hoge levensduur
• Geen slibproductie

Nadelen:

• Dalende werking in de winter
• Neemt relatief veel ruimte in beslag
• Kans op geurhinder en ongedierte
• Lager rendement dan een percolatierietveld

Het systeem van een wortelzonezuivering wordt meestal na een eerder systeem van zuivering geschakeld (bv. biorotor). In dat systeem stroomt het afvalwater horizontaal door de bodem (bij IBA’s meestel lavastenen) en langs de ondergrondse plantendelen.

De rol van helofyten bestaat ook hier weer uit de inbreng van zuurstof en het garanderen van een betere doorlaatbaarheid.

Figuur 8. Opbouw wortelzoneveld: 1. aanvoer / 2. ondoorlatend membraan / 3. bodem of grind / 4. uitlaat

De zuiverende werking gebeurt door micro-organismen op de bodem (bij IBA’s meestal lavastenen) en de plantenwortels. Het water moet daarbij wel uniform verdeeld worden over de hele breedte van het zuiveringsbed. Daarom wordt vooraan het systeem een strook met grovere stenen voorzien om een goede zijdelingse verdeling te realiseren over de hele breedte van het wortelzoneveld.

Een kokosbiobed wordt opgebouwd zoals een percolatie(riet)veld maar met kokossnippers als dragermateriaal.

De kokos is drager van de micro-organismen die instaan voor de zuivering van het afvalwater.

Het afvalwater wordt bovenop de kokosmassa gesproeid en sijpelt onderaan het systeem via de drainageleiding terug uit.

Figuur 9. Opbouw kokosbiobed

Voordelen:

• Goede zuiveringsresultaten bij een voldoende ruime dimensionering
• Kleiner in oppervlakte dan een percolatie(riet)veld met zand
• Onderhoudsvriendelijk
• Gemakkelijk te exploiteren
• Lage werkingskosten
• Geen slibproductie
• Goede autonome werking

Aandachtspunten:

• Kokos verteert en moet op termijn vervangen worden
• Het bevloeiingssysteem verdeelt de afvalwaters homogeen over het kokosbiobed. Een goede buffering en sturing van de influentpomp is noodzakelijk

De werking van een actief-slibsysteem steunt op intensief beluchten van een reactortank waarin zich een mengsel van biomassa en afvalwater bevindt. De biomassa komt voor onder de vorm van slibvlokken. De slibvlokken zijn groepjes micro-organismen die zich in het afvalwater ontwikkelen.

Figuur 10. Actief slibsysteem met voorbezinking, een biologie en een nabezinking (Bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

Bij kleinere, individuele systemen staat de beluchting zowel in voor de zuurstofvoorziening als voor het mengen van de reactorinhoud. Door plaatsgebonden of periodiek te beluchten, kunnen afwisselend aërobe en anaërobe omstandigheden gecreëerd worden. Als deze zones in een aparte reactorruimte voorzien worden, ontstaat in combinatie met een slibretour een doorgedreven proces van nitrificatie  en denitrificatie.

In de nabezinktank vindt de scheiding plaats tussen het gezuiverde water en het actieve slib. Een deel wordt als retourslib opnieuw in het beluchtingbekken geleid. Omdat bij het zuiveringsproces de hoeveelheid slib toeneemt, moet het slib uit het systeem worden afgelaten, om zo het slibgehalte in de beluchtingstank op het gewenste niveau te houden.

Voordelen:

• Compact
• Relatief weinig grondverzet in vergelijking met plantensystemen

Nadelen:

• Gevoelig voor piekbelastingen
• Meer toezicht en onderhoud nodig
• Kans op geur en geluidshinder
• Elektriciteitsverbruik van de beluchtingspomp
• Regelmatige slibruiming is noodzakelijk
• Hogere werkingskosten dan bij plantensystemen
• Beperkte nitrificatie

De meeste actief-slibsystemen werken met bellenbeluchting zoals in bovenstaande figuur is weergegeven.

Er is in Vlaanderen en Nederland echter één systeem op de markt dat werkt met een oppervlaktebeluchting en een grote opslagcapaciteit heeft voor slib. Het afvalwater wordt verzameld in een pompput (zonder septische put) en op geregelde tijdstippen (inclusief slib en melkresten) in het systeem gepompt. De reactor met de biomassa wordt belucht met een oppervlaktebeluchter. Onderin het systeem zit een trechter waarin het slib verzameld wordt en waar onder anaërobe omstandigheden het gevormde nitraat gedenitrificeerd wordt. Het zuiveringsslib wordt opgeslagen in een afzonderlijke opslagput.

Dit systeem werkt beter dan de andere actief-slibsystemen en is weinig gevoelig voor piekbelastingen, maar vereist echter meer toezicht en onderhoud. Nitrificatie is mogelijk mits een goede sturing van het systeem.

Actief slib systemen: Uitvoerige beschrijving

Een biofilter of een oxidatiebed is een slib-op-drager-systeem. Het afvalwater wordt na voorbezinking over de biofilter verdeeld en stroomt door het filterpakket. Onderaan wordt het gezuiverde water verzameld en gerecirculeerd, zodat het meerdere keren over het filtermateriaal gestuurd wordt.

 
Figuur 11. Aërobe biofilter opgebouwd uit een voorbezinking, een biologie en een nabezinking (bron: Bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

De drager kan bestaan uit verschillende soorten materialen. Veel gebruikt zijn o.a. lavastenen. We spreken dan van een lavafilter. De filter komt nooit onder het vloeistofoppervlak en staat voortdurend in contact met de buitenlucht. Het zuiveringsproces verloopt onder aërobe omstandigheden. De dikte van de biofilm is beperkt en als de film te dik wordt, zullen de overtollige bacteriën van het filtermateriaal afschuiven en in het nabezinkingsgedeelte van het gezuiverde water gescheiden worden. Afhankelijk van de dikte van de sliblaag kunnen er anaërobe omzettingsreacties plaatsvinden.

Via een recirculatie kan het slib naar de voorbezinking teruggevoerd worden. De voorbezinktank kan dan ook als slibstockage dienen. De beluchting van de biofilter gebeurt doorgaans op een natuurlijke manier. Slechts een aantal systemen heeft een geforceerde beluchting.

Het dragermateriaal moet een gelijkvormige structuur hebben, zodat water en lucht er gelijkmatig doorstromen. Enerzijds moet het een zo groot mogelijk specifiek oppervlak hebben, anderzijds moet er voldoende vrije ruimte overblijven om verstoppingen te vermijden.

Het dragermateriaal kan onder of boven de grond opgesteld zijn. Er bestaat ook een kunststofdrager die zelfdragend is en gewoon op roosters boven of onder de grond staat (Bioroll).

De aërobe biofilter is het meest gebruikte compactsysteem in de land- en tuinbouw in Vlaanderen.

Voordelen:

• Eenvoudig
• Meest compacte systeem
• Overzichtelijk en goed toegankelijk
• Mogelijkheid tot uitbreiding
• Verdraagt relatief goed piekbelastingen en verdunning met hemelwater

Nadeel:

• Elektriciteitsverbruik van de pomp is vergelijkbaar met beluchte systemen

Slib op drager systemen: Uitvoerige beschrijving

Een ondergedompelde beluchte biofilter is een slib-op-drager-systeem. De bacteriënfilter bestaat uit een compartiment waarin zich een dragermateriaal bevindt. Bij deze ondergedompelde filter is het compartiment volledig gevuld met afvalwater. Onder het dragermateriaal zijn beluchtingselementen aangebracht die zorgen voor de zuurstofvoorziening. De biomassa bevindt zich zowel in vlokvorm, zwevend in het afvalwater, als in de vorm van een biofilm op de drager. Door periodiek of plaatsgebonden te beluchten, kunnen aërobe en zuurstofarme (anaërobe) zones ingericht worden.

Figuur 12. Ondergedompelde beluchte biofilter: voorbezinking, biologie en nabezinking (bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

Het dragermateriaal moet zowel water als lucht doorlaten. Meestal worden hiervoor kunststofvormen of kunststofplaten gebruikt.

Voordelen:

• compact
• Relatief weinig grondverzet in vergelijking met plantensystemen

Nadelen:

• Gevoelig voor piekbelastingen
• Meer toezicht en onderhoud nodig
• Kans op geur en geluidshinder
• Elektriciteitsverbruik van de beluchtingspomp
• Regelmatige slibruiming is noodzakelijk
• Hogere werkingskosten dan bij plantensystemen
• Beperkte nitrificatie

Slib op drager systemen: Uitvoerige beschrijving

Een biorotor is een slib-op-drager-systeem waarbij het dragermateriaal (gegolfde schijven met een hoog specifiek oppervlak) rond een roterende as is bevestigd. Een andere uitvoeringsvorm is deze waarbij de rotor bestaat uit een trommel, die gevuld is met pakkingmateriaal met een hoog specifiek oppervlak. Dit aërobe systeem omvat drie stappen: voorbehandeling, biologische zuivering en nabehandeling.

Figuur 13. De biorotor: voorbezinking, biologie en nabezinking (bron: Waterwegwijzer, foto: Danni Elskens, Koloriet)

De rotor wordt voor 40% ondergedompeld in voorbezonken afvalwater en draait continu rond aan een lage snelheid. Door de rotatie wordt de biofilm afwisselend met het afvalwater en met de zuurstof in de lucht in contact gebracht. Als de biofilm op de drager te dik wordt, schuift het slib gedeeltelijk af en komen slibvlokken in het afvalwater terecht. Deze vlokken worden verwijderd in een nabezinktank en naar een slibstockage verpompt. De waterfilm die over de biofilm getrokken wordt tijdens de rotatie is zeer dun. Dit bevordert een goede zuurstofoverdracht. Biorotoren zijn ook geschikt voor nutriëntverwijdering, mits een aangepaste opbouw en een goed gebruik van het systeem.

De reactorruimte kan uit één of meerdere compartimenten bestaan. Het dragermateriaal moet voldoende stijf zijn om vervormingen te voorkomen, het moet een hoog specifiek oppervlak hebben en een goede hechting geven aan micro-organismen. De rotatie van de drager zorgt voor de nodige turbulentie en dus voor een goede menging met het afvalwater.

Slib op drager systemen: Uitvoerige beschrijving