Milieumicrobiologie, les 4 en 5

• Milieumicrobiologie
• MBO
• Studiejaar 2

Milieumicrobiologie

LBM4.2

Les 4 

Schooljaar 2021-2022

Deze les 

• Opdracht vorige les nakijken (begrippen opdracht)
• Uitleg waterzuiveringsprocessen 
• Slip en methaanvorming
• Opdracht 
• Afsluiting 

Opdracht vorige les 

Nakijken

Planning 

Waterzuiveringsprocessen 

3 processtappen: 

1. De primaire zuivering (mechanische zuivering)
2. De secundaire zuivering (biologische zuivering)
3. Tertiaire zuivering (chemische zuivering)

Primaire zuivering 

Ook wel mechanische zuivering 

Afvalwater wordt gezuiverd van (vaste) stoffen op basis van hun fysische eigenschappen

• Grove deeltjes -> roosters 
  
• Kleinere deeltjes -> voorbezinktank 
  

Secundaire zuivering

Organisch materiaal wordt afgebroken door micro-organismen!
Toename aantallen 

• Extra biologisch slib (secundair slib)
  

Beluchtingstank 

• Extra zuurstof
• Mixer
  

Na-bezinktank 

Tertiaire zuivering

Uitbreiding van de secundaire zuivering -> verwijdering van nutriënten 

Stikstofverwijdering 

• Ammonium en nitraat zijn goed oplosbaar in water
• Ammonium wordt omgezet in nitriet en nadien nitraat -> zuurstof aanwezig
• Nitraat wordt omgezet in stikstofgas -> zuurstofarme omstandigheden
• Afwisselend beluchten! (anoxische tank)

Tertiaire zuivering

Fosfaatverwijdering 

Fosfaat accumulerende bacteriën (PAO) kunnen fosfaat opslaan als polyfosfaat.

Hoe? -> biologische fosfaatverwijdering 

Tertiaire zuivering

Biologische fosfaatverwijdering:

PAO's in zuurstofloos en nitraatarm water -> stresssituatie  

-> grote hoeveelheden fosfaat worden afgegeven aan het water/slib mengsel (=hongerfase).

Actief slib wordt nadien belucht -> productie nitraat -> overvloed aan zuurstof, nitraat en voedingsstoffen -> PAO’s nemen afgegeven fosfaat terug op en nemen zelfs een overmaat aan fosfaat op (= feestmaalfase). 

Tertiaire zuivering

Speciale aanpassingen nodig voor biologische fosfaatverwijdering.

• Niet overal mogelijk 
  
• Chemische reacties met ijzer of aluminium -> slecht oplosbaar

Meer aandacht voor terugwinnen fosfaat -> schaarste fosfaaterts

• Grote aanpassingen nodig 

Slib

Belangrijkste nevenproduct van afvalwaterzuivering

Hernieuwbare brandstof in cementovens of elektriciteitswinning

• Grootste hinderpaal: slib bevat meer dan 99% water

Indikken en drogen 

• Slibvergisting
• 30 dagen bij 30 graden onder anaerobe omstandigheden -> afbraak tot methaan en koolstofdioxide

Methaanvorming

Filmpje

https://www.youtube.com/watch?v=3yW4xB6HVFU 

(Engels)

https://www.youtube.com/watch?v=jvsaB8QTUfg&t=32s

(Nederlands) 

Methaanvorming

Ook wel de anaerobe vergisting

Vergisting is een biologisch proces waarbij, onder zuurstofloze omstandigheden, organische stoffen door micro-organismen worden afgebroken tot onder andere methaan en koolstofdioxide.

Onderdeel van de koolstofkringloop

Methaanvorming

Onder anaerobe omstandigheden vindt methaanvorming plaats

Het anaerobe vergistingsproces is onder te verdelen in vier stappen (zie volgende dia)

Methaanvorming

Methaanvorming

Hydrolyse: grote ketens zoals vet, koolhydraten en eiwitten omgezet in minder lange ketens zoals suikers, aminozuren en vetzuren

Acidogenese: de producten uit de hydrolyse omgezet naar eenvoudige verbindingen zoals bijvoorbeeld alcoholen, koolzuur, ammonia, koolstofdioxide en waterstofsulfide. 

Methaanvorming

Acetogenese: de acidogenese producten worden omgezet in acetaat, waterstof, azijnzuur, carbonaat en koolstofdioxide.

Methanogenese: hier zetten methaanvormende bacteriën acetaat, carbonaat, formiaat, methanol en waterstof om naar methaan, water en koolstofdioxide. 

Methaanvorming

Het biogas kan gebruikt worden om elektriciteit en warmte op te wekken, buiten het gas blijft een residu over. Dit kan gebruikt worden als compost of meststof.

biogasinstallatie = vorm van afvalverwerking

Opdracht 

Beschrijf het waterzuiveringsproces.

Afsluiting

Volgende week:

• Quorum sensing