Doeltreffendheid en beperkingen van het A2O-proces bij gelijktijdige verwijdering van oppervlakteactieve stoffen en nutriënten uit stedelijk afvalwater

Waarom schoner afvalwater ertoe doet

Elke keer dat we de afwas doen, wasgoed wassen of het toilet doorspoelen, spoelen we een mengsel van etensresten, zeep en nutriënten zoals stikstof en fosfor door het riool. Als deze stoffen niet in zuiveringsinstallaties worden verwijderd, kunnen ze giftige algenbloei aansturen, wildleven schaden en de drinkwatervoorziening bedreigen. Deze studie onderzoekt hoe goed een veelgebruikt ontwerp, het A2O-proces, stedelijk afvalwater reinigt van zowel detergenten als nutriënten, en waar de zwakke plekken liggen bij de praktijkvoering over een heel jaar.

Hoe deze behandelstraat is ingericht

De onderzochte installatie bevindt zich in de provincie Yazd in Iran en gebruikt een driefasen biologisch systeem: één bak zonder zuurstof, een tweede met zeer weinig zuurstof en een derde waarin lucht wordt ingeblazen. Afvalwater passeert eerst zeef- en gritverwijdering, stroomt vervolgens achtereenvolgens door deze bakken, waarna de vaste stoffen bezinken in een bezinktank en het gereinigde water wordt gedesinfecteerd. Maandelijks gedurende een jaar namen de onderzoekers watermonsters op meerdere punten langs dit traject en analyseerden ze hoeveel organische stof, detergenten, stikstof en fosfor in elk stadium overbleef.

Wat het systeem heel goed doet

De installatie bleek zeer succesvol in het verwijderen van algemene organische verontreiniging, gemeten als COD en BOD, parameters die aangeven hoeveel zuurstof het water zou verbruiken als het onbehandeld bleef. In alle seizoenen werden deze waarden met ongeveer 96 tot 98 procent gereduceerd, waardoor de eindconcentraties ruim onder nationale limieten voor lozing en hergebruik lagen. Detergenten, weergegeven door een veelgebruikte huishoudelijke oppervlakteactieve stof genaamd LAS, werden eveneens zeer efficiënt verwijderd, met meer dan 92 procent reductie in alle seizoenen en de laagste restconcentraties in het uiteindelijke effluent. Het grootste deel van deze reiniging vond plaats in de zuurstofrijke tank, waar actieve microben zeepachtige moleculen afbreken.

Waar het systeem moeite mee heeft

Daarentegen presteerde hetzelfde systeem minder goed voor nutriënten, met name stikstof in de vorm van nitraat. In de lijn wordt ammonium uit afval in de beluchte tank omgezet in nitraat, maar niet genoeg van dat nitraat wordt in de laag-zuurstof fase omgezet tot onschadelijk stikstofgas. Daardoor lag de nitraatconcentratie in het uiteindelijke effluent iets boven de strengste nationale norm voor lozing in ondergrondse infiltratieputten, hoewel het voldeed aan de norm voor oppervlaktewateren. Ook de fosforverwijdering was over het geheel genomen bescheiden: slechts ongeveer een kwart van de inkomende fosfor werd verwijderd, ondanks dat het proces is ontworpen om fosforopslagende bacteriën te ondersteunen.

Waarom fosfor moeilijk te verwijderen blijft

De studie wijst op verschillende oorzaken voor de achterblijvende fosforverwijdering. Slib uit de bezinktank wordt in bedden gedroogd en vervolgens deels teruggevoerd naar het begin van de biologische lijn. In deze droogbedden bevorderen de omstandigheden het vrijkomen van opgeslagen fosfor terug in het water, zodat de gerecirculeerde stroom een extra fosforbelasting naar de eerste tank brengt. Tegelijkertijd wordt ook wat nitraat teruggevoerd, waardoor de eerste tank stilaan verandert van echt zuurstofvrij naar een laag-zuurstof zone die de microben die gewoonlijk fosfor opnemen en opslaan niet volledig ondersteunt. Ook kunnen detergenten zelf deze nuttige bacteriën onder bepaalde concentraties belasten, wat de fosforvangst verder beperkt.

Wat dit betekent voor toekomstige zuiveringsinstallaties

Samengevat tonen de bevindingen aan dat het A2O-proces betrouwbaar organisch afval en detergenten uit stedelijk afvalwater kan verwijderen tot niveaus die aan of onder milieunormen liggen, maar dat het minder consequent is voor nitraat en fosfor. Voor gemeenschappen betekent dit dat het installeren van een A2O-systeem op zich niet voldoende is; zorgvuldige afstemming van beluchting, slibrecirculatie en koolstofbronnen is nodig zodat gunstige microben nutriënten effectief kunnen verwijderen. Met zulke fijnregeling kunnen bestaande installaties beter rivieren, meren en drinkwater beschermen, terwijl ze het dagelijkse mengsel van zeep en afval uit het moderne leven blijven verwerken.

Bronvermelding: zarei Mahmoudabadi, T., Teimouri, F., Bagheri, A.H. et al. Efficacy and limitations of the A2O process in simultaneous removal of surfactants and nutrients from municipal wastewater. Sci Rep 16, 16196 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45194-w

Trefwoorden: afvalwaterzuivering, A2O-proces, verwijdering van detergenten, nutriëntenvervuiling, stedelijk rioolwater