# Bio-P

Te veel fosfaat in oppervlaktewater leidt tot een afname van de waterkwaliteit. Een van de oorzaken is het uitspoelen van (kunst)mest
vanaf landbouwgrond.

Rioolwater bevat ook fosforverbindingen die veelal worden aangeduid als fosfaat. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) wordt rioolwater gezuiverd. De gezuiverde uitstroom van een RWZI wordt geloosd op het oppervlaktewater. In steeds meer RWZI’s wordt fosfaat biologisch verwijderd met het zogenoemde Bio-P proces. In figuur 1 is dit continuproces schematisch weergegeven.

* slib = waterige biomassa, bestaande uit o.a. bacteriën

In het Bio-P proces wordt gebruikgemaakt van speciale bacteriën. Deze zetten fosfaat om tot polyfosfaat dat zij opslaan als energievoorraad. In het Bio-P proces zijn afwisselend anaerobe (zuurstofloze) en aerobe (zuurstofrijke) omstandigheden nodig.
In de anaerobe tank nemen de bacteriën koolstofverbindingen op uit het rioolwater, zetten die om tot polyhydroxybutyraat (PHB) en slaan het PHB op. Voor de omzetting van koolstofverbindingen tot PHB is energie nodig. De bacteriën halen deze energie uit de afbraak van polyfosfaat tot fosfaat. Het fosfaat wordt uitgescheiden en komt weer in het water terecht.

In de aerobe tank zetten de bacteriën PHB om tot koolstofdioxide en water. De energie die hierbij vrijkomt, gebruiken ze om zich te
vermeerderen. Daardoor neemt het aantal bacteriën toe en dus ook de hoeveelheid slib.
De bacteriën in de aerobe tank nemen fosfaat op en zetten dit om tot polyfosfaat. De hoeveelheid fosfaat die hierbij wordt opgenomen, is veel groter dan door de bacteriën in de anaerobe tank is afgegeven.
De omzettingen die in de bacteriën in de aerobe tank plaatsvinden, zijn hieronder schematisch vereenvoudigd weergegeven:

PHB is een polyester. De structuurformule van een fragment van PHB is hieronder weergegeven:

PHB kan worden beschouwd als een condensatiepolymeer dat is gevormd uit het monomeer C4H8O3.

Voor de omzetting van PHB tot koolstofdioxide en water is zuurstof nodig.

Een gedeelte van het fosfaatrijke slib wordt teruggevoerd naar de anaerobe tank (zie figuur 1). De rest van het slib wordt afgevoerd. In een aantal moderne RWZI’s wordt deze rest gebruikt om fosfaat terug te winnen in de vorm van struviet (MgNH4PO4 . 6H2O), dat als kunstmest kan worden gebruikt. Na een aantal bewerkingen van het slib wordt een geconcentreerde oplossing van magnesiumchloride toegevoegd.
De volgende reactie vindt dan plaats:
Mg2+ + NH4+ + PO43– + 6 H2O → MgNH4PO4.6H2O reactie 1
struviet
De vorming van struviet vindt plaats in een licht basisch milieu met een pH van 7,8.