Een grotere waterzuiveringscapaciteit in Vlaanderen dankzij bacteriën in korrels?
In Vlaanderen wordt steeds meer afvalwater geproduceerd. Uitbreiding van bestaande waterzuiveringsinstallaties is echter duur en soms onmogelijk. De oplossing bestaat erin om zoveel mogelijk water te zuiveren op een zo klein mogelijk oppervlak. Biedt de introductie van ‘aeroob korrelslib’ - bacteriën die groeien in snel bezinkbare korrels - in onze bestaande waterzuiveringsinstallaties een oplossing?
Figuur 1: De capaciteit van de cirkelvormige bezinkingsbekkens kan worden vergroot dankzij beter bezinkbare korrels – maar betekent dat winst op alle vlakken?
Dagelijks worden immense hoeveelheden water verbruikt in huishoudens, industrie en landbouw. Elke Vlaming produceert gemiddeld 150 liter afvalwater per dag (Aquafin, 2020). Dit afvalwater dient gezuiverd te worden alvorens het geloosd kan worden in de omgeving. Waterzuivering is in hoofdzaak een biologisch proces, waarbij bacteriën de afvalstoffen in het water omzetten naar de onschadelijke gassen koolstofdioxide en stikstofgas, die verdwijnen in de atmosfeer. Voor een deel van deze omzettingen is zuurstof nodig, wat een significante hoeveelheid energie vereist. De bacteriën zelf groeien tijdens deze omzettingen en worden vervolgens verwijderd aan de hand van een bezinkingsbekken, waarin ze worden gescheiden van het gezuiverde afvalwater.
Steeds meer afvalwater en steeds minder ruimte
De huidige behandelingscapaciteit van de bestaande waterzuiveringsinstallaties volstaat veelal niet meer. De hoeveelheid geproduceerd afvalwater neemt immers toe omwille van een stijgend aantal huishoudens dat aangesloten is op het rioleringssysteem, alsook door een verhoogde levensstandaard. Daarenboven gelden ook steeds strengere lozingsnormen. Vervanging of uitbreiding van de bestaande waterzuiveringsinstallaties is erg duur en soms onmogelijk wegens plaatsgebrek. Een knelpunt van de bestaande waterzuiveringsinstallaties is echter de slechte bezinkbaarheid van de bacteriën. Deze bacteriën, actiefslib genaamd, vormen losse, vlokkige structuren, die traag naar de bodem van de installatie bezinken. Hierdoor zijn grote bezinkingsbekkens nodig om het actiefslib voldoende tijd en ruimte te geven om zich te scheiden van het gezuiverde water (Figuur 1).
Mogelijke oplossing?
Aeroob korrelslib is een veelbelovende waterzuiveringstechniek waarbij bacteriën in compacte korrels groeien. Deze compacte korrels bezinken veel sneller, te vergelijken met hagelstenen versus sneeuw bij het vlokkige actiefslib. De goed bezinkbare korrels kunnen zich veel efficiënter afscheiden van het gezuiverde water, wat leidt tot compacte installaties en dus een hogere behandelingscapaciteit voor dezelfde oppervlakte. Bovendien kan in sommige gevallen het energieverbruik tot zelfs 50% lager liggen.
In nieuwgebouwde installaties worden deze veelbelovende korrels toegepast in batchreactoren, dit is een type van discontinu bedreven reactoren waarin afvalwaterconcentraties relatief hoog zijn en het groeiproces van korrels goed geregeld kan worden. Bestaande waterzuiveringsinstallaties in Vlaanderen zijn echter veelal continu doorstroomde reactoren, waarin de afvalwaterconcentraties lager zijn. De vraag rijst dus of aeroob korrelslib ook voordelig kan worden toegepast in bestaande continu doorstroomde installaties. Wegens de duidelijke voordelen van aeroob korrelslib, wordt er momenteel wereldwijd al veel onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om korrels in continue reactoren te groeien en te behouden. In dit masterproefonderzoek werd even aangenomen dat dit mogelijk is of zal zijn in de toekomst en richtten we ons op een basisvraag: is het vervangen van actiefslib in onze huidige continue waterzuiveringsinstallaties door aeroob korrelslib überhaupt een goed idee? De criteria hierbij waren de behandelingscapaciteit en het energieverbruik van waterzuiveringsinstallaties.
Opzet simulatiestudie
Aeroob korrelslib verschilt van actiefslib in twee voorname kenmerken: een hogere bezinkingssnelheid en diffusielimitatie. Diffusielimitatie is het onvermijdelijke resultaat van de compacte structuur van een korrel, waardoor afvalstoffen de kern van de bacteriële korrel moeilijker kunnen bereiken. Hierdoor wordt de omzetting van deze afvalstoffen door de bacteriën vertraagd, wat leidt tot een verminderde zuivering. In dit masterproefonderzoek werd het afzonderlijke en gezamenlijke effect nagegaan van zowel betere bezinkbaarheid als diffusielimitatie op de maximale behandelingscapaciteit en het energieverbruik van continu doorstroomde waterzuiveringsinstallaties.
Hoopvolle resultaten
De betere bezinkbaarheid van aeroob korrelslib deed de maximale behandelingscapaciteit van de waterzuiveringsinstallatie stijgen met bijna 40% (Figuur 2 – ‘beter bezinkbaar slib’), in lijn met de verwachtingen. Het hierbij in rekening brengen van de bestaande diffusielimitatie zorgde echter voor een duidelijk negatief effect. In het aeroob korrelslib systeem waar zowel betere bezinkbaarheid als diffusielimitatie werden gemodelleerd, was de maximale behandelingscapaciteit nog maar 7% groter dan die van het oorspronkelijk actiefslibsysteem. Bovendien ging dit ten koste van een hoger energieverbruik, ongeveer 40% meer voor aeroob korrelslib dan voor het oorspronkelijke actiefslibsysteem. Deze hogere beluchtingsenergie was te wijten aan de sterke diffusielimitatie door de lagere concentratie aan afvalstoffen in de continu doorstroomde waterzuiveringsinstallaties ten opzichte van batchreactoren. Hierdoor moest meer zuurstof toegevoegd worden om de zuiveringsreacties voldoende te laten doorgaan.
Figuur 2: Behandelingscapaciteit (links) en energieverbruik (rechts) in het continu systeem voor verschillende scenario’s.
In een volgende stap werd het bedrijf van de waterzuiveringsinstallatie geoptimaliseerd. Hierbij werd de zuurstofinbreng in de verschillende reactorcompartimenten afgestemd op de nadelige diffusielimitatie, die op die manier positief benut werd. Concreet: als men ervoor zorgt dat zuurstof niet tot in de kern van de korrel raakt, kunnen hier nu reacties doorgaan die geen zuurstof verdragen, met name die waarbij stikstofgas wordt gevormd. Voor deze omzettingen is dan geen aparte reactor meer nodig. Dit leidde tot een verbetering in behandelingscapaciteit van 21%, terwijl het energieverbruik ook nog 10% beter was dan in het conventioneel actiefslib proces. Het is duidelijk dat een optimalisatie van de bedrijfsvoering nodig is om ten volle voordeel te halen uit het aeroob korrelslib.
Zijn korrels de toekomst?
De belangrijkste conclusie van dit onderzoek is dat diffusielimitatie in continu doorstroomde aeroob korrelslibsystemen een enorm belangrijke invloed heeft, ook al wordt deze eigenschap vaak over het hoofd gezien bij korrelslib. Voor de realisatie van continue aeroob korrelslibinstallaties in de toekomst moet men dus niet alleen aandacht besteden aan de groei en stabilisatie van de korrels, maar ook rekening houden met een veel grotere diffusielimitatie dan in de typische batchreactoren. Het is aangewezen om de diffusielimitatie in continue systemen zo klein mogelijk te houden door een slimme bedrijfsvoering en een slim procesontwerp.
Onze hoopvolle resultaten tonen aan dat mits een optimalisatie van de bedrijfsvoering van de huidige continue waterzuiveringsinstallaties een significante verbetering in behandelingscapaciteit en verminderd energieverbruik kan gerealiseerd worden. Bijkomende optimalisatie kan bijvoorbeeld door de korrelgrootte te zoeken waarbij een goed evenwicht is tussen de voordelige betere bezinkbaarheid en nadelige diffusielimitatie. Dankzij aeroob korrelslib kunnen in bepaalde gevallen dure uitbreidingswerken vermeden worden en kan oppervlakte gespaard blijven. Verder onderzoek zal uitwijzen hoe we de continue installatie exact moeten ontwerpen en bedrijven om optimaal voordeel te halen uit deze kleine, merkwaardige korrels.
Aquafin. (2020). Inwonersequivalent (IE). Geraadpleegd via https://www.aquafin.be/nl-be/wat-doen-we/inwonersequivalent-ie
Bibliografie
Adav, S. S., Lee, D. J., Show, K. Y., & Tay, J. H. (2008). Aerobic granular sludge: Recent advances. Biotechnology Advances, 26(5), 411-423. doi:10.1016/j.biotechadv.2008.05.002
Alex, J., Benedetti, L., Copp, J., Gernaey, K., Jeppsson, U., Nopens, I., Pons, M., Steyer, J. & Vanrolleghem, P. (2008a). Benchmark simulation model No. 1 (BSM1). IWA Taskgroup on Benchmarking of Control Strategies for WWTPs, 19-20.
Alex, J., Benedetti, L., Copp, J., Gernaey, K., Jeppsson, U., Nopens, I., Pons, M., Steyer, J. & Vanrolleghem, P. (2008b). Benchmark Simulation Model No. 2 (BSM2), Tech. rep., IWA Taskgroup on Benchmarking of Control Systems for WWTPs.
Anuar, A. N., Ujang, Z., van Loosdrecht, M. C. M., & de Kreuk, M. (2007). Settling behaviour of aerobic granular sludge. Water Science and Technology, 56(7), 55-63.
Baeten, J. E., van Loosdrecht, M. C. M., & Volcke, E. I. P. (2018). Modelling aerobic granular sludge reactors through apparent half-saturation coefficients. Water Research, 146, 134-145. doi:10.1016/j.watres.2018.09.025
Bathe, S., de Kreuk, M. K., McSwain, B. S., & Schwarzenbeck, N. (Eds.). (2005). Aerobic granular sludge. London: IWA Publishing.
Bengtsson, S., de Blois, M., Wilen, B. M., & Gustavsson, D. (2018). Treatment of municipal wastewater with aerobic granular sludge. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 48(2), 119-166. doi:10.1080/10643389.2018.1439653
Beun, J. J., Hendriks, A., Van Loosdrecht, M. C. M., Morgenroth, E., Wilderer, P. A., & Heijnen, J. J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, 33(10), 2283- 2290. doi:10.1016/s0043-1354(98)00463-1
Bye, C. M., & Dold, P. L. (1999). Evaluation of correlations for zone settling velocity parameters based on sludge volume index-type measures and consequences in settling tank design. Water Environment Research, 71(7), 1333-1344. doi:10.2175/106143096x122348
Caluwé, M. (November 5, 2018). Feest bij bacteriën zorgt voor proper water. Retrieved October 18 from https://www.phdcup.be/nieuws/feest-bij-bacterien-zorgt-voor-properwater
Caluwe, M., Dobbeleers, T., Daens, D., Geuens, L., Blust, R., & Dries, J. (2018). SBR treatment of tank truck cleaning wastewater: sludge characteristics, chemical and ecotoxicological effluent quality. Environmental Technology, 39(19), 2524-2533. doi:10.1080/09593330.2017.1359342
Carrera, P., Campo, R., Mendez, R., Di Bella, G., Campos, J. L., Mosquera-Corral, A., & Val del Rio, A. (2019). Does the feeding strategy enhance the aerobic granular sludge stability treating saline effluents? Chemosphere, 226, 865-873. doi:10.1016/j.chemosphere.2019.03.127
Chen, Y. Y., Ju, S. P., & Lee, D. J. (2016). Aerobic granulation of protein-rich granules from nitrogenlean wastewaters. Bioresource Technology, 218, 469-475.doi:10.1016/j.biortech.2016.06.120
Clayton, J. A., Ekama, G. A., Wentzel, M. C., & Marais, G. V. R. (1991). Denitrification kinetics in biological nitrogen and phosphorus removal activated sludge systems treating mmunicipal wastewaters. Water Science and Technology, 23(4-6), 1025-1035.
Cobelpa. (n.d.). Waterzuiveringstation bij SAPPI Lanaken. Retrieved November 16 from http://www.cobelpa.be/nl/ss14bis.html
Comeau, Y., Hall, K. J., Hancock, R. E. W., & Oldham, W. K. (1986). Biochemical model for Enhanced biological phosphorus removal. Water Research, 20(12), 1511-1521. doi:10.1016/0043-1354(86)90115-6 57
Corominas, L., Rieger, L., Takacs, I., Ekama, G., Hauduc, H., Vanrolleghem, P. A., Oehmen,A., Gernaey, K.V., van Loosdrecht, M.C.M., Comeau, Y. (2010). New framework for standardized notation in wastewater treatment modelling. Water Science and Technology, 61(4), 841-857. doi:10.2166/wst.2010.912
Corsino, S. F., Campo, R., Di Bella, G., Torregrossa, M., & Viviani, G. (2016). Study of aerobic granular sludge stability in a continuous-flow membrane bioreactor. Bioresource Technology, 200, 1055-1059. doi:10.1016/j.biortech.2015.10.065
Council of European Communities. (1991). Council directive of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment. Retrieved March 10 from https://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:1991:135:004…
de Bruin, L. M. M., de Kreuk, M. K., van der Roest, H. F. R., Uijterlinde, C., & van Loosdrecht, M. C. M. (2004). Aerobic granular sludge technology: an alternative to activated sludge? Water Science and Technology, 49(11-12), 1-7.
de Kreuk, M., Heijnen, J. J., & van Loosdrecht, M. C. M. (2005a). Simultaneous COD, nitrogen, and phosphate removal by aerobic granular sludge. Biotechnology and Bioengineering, 90(6), 761- 769. doi:10.1002/bit.20470
de Kreuk, M. K., De Bruin, L. M. M., & Van Loosdrecht, M. C. M. (2005b). Aerobic granular sludge: From idea to pilot plant. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 111-124.
de Kreuk, M. K., Kishida, N., & van Loosdrecht, M. C. M. (2007). Aerobic granular sludge - state of the art. Water Science and Technology, 55(8-9), 75-81. doi:10.2166/wst.2007.244
de Kreuk, M. K., & van Loosdrecht, M. C. M. (2004). Selection of slow growing organisms as a means for improving aerobic granular sludge stability. Water Science and Technology, 49(11-12), 9- 17.
Devlin, T. R., & Oleszkiewicz, J. A. (2018). Cultivation of aerobic granular sludge in continuous flow under various selective pressure. Bioresource Technology, 253, 281-287. doi:10.1016/j.biortech.2018.01.056
Ekama, G. A., & Marais, P. (2004). Assessing the applicability of the ID flux theory to full-scale secondary settling tank design with a 2D hydrodynamic model. Water Research, 38(3), 495- 506. doi:10.1016/j.watres.2003.10.026
Emis. (2015). Actief slib systemen. Retrieved October 8 from https://emis.vito.be/nl/techniekfiche/actief-slib-systemen
EPA, U. (1999). Wastewater technology fact sheet—sequencing batch reactors. US Environmental Protection Agency, Office of Water, EPA, Washington DC.
Espinosa-Ortiz, E. J., Rene, E. R., Pakshirajan, K., van Hullebusch, E. D., & Lens, P. N. L. (2016). Fungal pelleted reactors in wastewater treatment: Applications and perspectives. Chemical Engineering Journal, 283, 553-571. doi:10.1016/j.cej.2015.07.068
EssDe. (n.d. a). S::Select® solves the problem of bulking sludge and multiplies the capacity of the Biological Reactor. Retrieved November 26 from https://www.essde.com/s-select-fightsbulking-sludge
EssDe. (n.d. b). S::Select ® - the ideal biological activated sludge system. Retrieved November 26 from https://www.essde.com/s-select-the-ideal-biological-system
Etterer, T., & Wilderer, P. A. (2001). Generation and properties of aerobic granular sludge. Water Science and Technology, 43(3), 19-26.
European Commission. (2016, May 30). Decisions commission implementing decision (EU) 58 2016/902 of 30 May 2016 establishing best available techniques (BAT) conclusions, under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council, for common waste water and waste gas treatment/ management systems in the chemical sector. Official Journal of the European Union. Retrieved August 26 from https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/BATC_CWW.pdf
European Commission. (2019, July 8). Introduction to the EU Water Framework Directive. Retrieved August 26 from https://ec.europa.eu/environment/water/waterframework/info/intro_en.htm
Flores-Alsina, X., Mbamba, C. K., Solon, K., Vrecko, D., Tait, S., Batstone, D. J., .Jeppsson, U., Gernaey, K. V. (2015). A plant-wide aqueous phase chemistry module describing pH variations and ion speciation/pairing in wastewater treatment process models. Water Research, 85, 255-265. doi:10.1016/j.watres.2015.07.014
Focht, D. D., & Chang, A. C. (1975). Nitrification and denitrification processes related to waste water treatment. Advances in applied microbiology, 19, 153-186
Ford, A., Rutherford, B., Wett, B., & Bott, C. (2016). Implementing hydrocyclones in mainstream process for enhancing biological phosphorus removal and increasing settleability through aerobic granulation. Proceedings of WEFTEC 2016, 2809-2822.
Franca, R. D. G., Pinheiro, H. M., van Loosdrecht, M. C. M., & Lourenco, N. D. (2018). Stability of aerobic granules during long-term bioreactor operation. Biotechnology Advances, 36(1), 228- 246. doi:10.1016/j.biotechadv.2017.11.005
Gao, D. W., Liu, L., Liang, H., & Wu, W. M. (2011). Aerobic granular sludge: characterization, mechanism of granulation and application to wastewater treatment. Critical Reviews in Biotechnology, 31(2), 137-152. doi:10.3109/07388551.2010.497961
Genesis water tech. (2019, June 14). 7 Disadvantages of Using an Activated Sludge Process For Your Municipality or Company. Retrieved October 1 from https://genesiswatertech.com/blogpost/7-disadvantages-of-using-an-activ…
Gernaey, K. V., Jeppsson, U., Vanrolleghem, P. A., & Copp, J. B. (Eds.). (2014). Benchmarking of control strategies for wastewater treatment plants. IWA Publishing.
Gernaey, K., Mussati, M., Yuan, Z., Nielsen, M. K., & Jørgensen, S. B. (2002). Control strategy evaluation for combined N and P removal using a benchmark wastewater treatment plant. IFAC Proceedings Volumes, 35(1), 381-386.
Gernaey, K. V., van Loosdrecht, M. C. M., Henze, M., Lind, M., & Jorgensen, S. B. (2004). Activated sludge wastewater treatment plant modelling and simulation: state of the art. Environmental Modelling & Software, 19(9), 763-783. doi:10.1016/j.envsoft.2003.03.005
Hauduc, H., Rieger, L., Takacs, I., Heduit, A., Vanrolleghem, P. A., & Gillot, S. (2010). A systematic approach for model verification: application on seven published activated sludge models. Water Science and Technology, 61(4), 825-839. doi:10.2166/wst.2010.898
He, Q. L., Zhang, S. L., Zou, Z. C., Zheng, L. A., & Wang, H. Y. (2016). Unraveling characteristics of simultaneous nitrification, denitrification and phosphorus removal (SNDPR) in an aerobic granular sequencing batch reactor. Bioresource Technology, 220, 651-655. doi:10.1016/j.biortech.2016.08.105
Henze, M., Gujer, W., Mino, T., & van Loosdrecht, M. C. (2000). Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3. IWA publishing
Henze, M., van Loosdrecht, M. C., Ekama, G. A., & Brdjanovic, D. (Eds.). (2008). Biological wastewater treatment. IWA publishing. 59
Hu, L. L., Wang, J. L., Wen, X. H., & Qian, Y. (2005). The formation and characteristics of aerobic granules in sequencing batch reactor (SBR) by seeding anaerobic granules. Process Biochemistry, 40(1), 5-11. doi:10.1016/j.procbio.2003.11.033
Irvine, R. L., Ketchum Jr, L. H., & Asano, T. (1989). Sequencing batch reactors for biological wastewater treatment. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 18(4), 255-294.
Isaacs, S. H., & Henze, M. (1995). Controlled carbon source addition to an alternating nitrification denitrification wastewater treatment process including biological P-removal. Water Research, 29(1), 77-89. doi:10.1016/0043-1354(94)e0119-q
Ivanov, V., Tay, J. H., Liu, Q. S., Wang, X. H., Wang, Z. W., Maszenan, B. A. M., ... & Tay, S. T. L. (2005). Microstructural optimization of wastewater treatment by aerobic granular sludge. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 43-52.
Jahn, L., Svardal, K., & Krampe, J. (2019). Comparison of aerobic granulation in SBR and continuousflow plants. Journal of Environmental Management, 231, 953-961. doi:10.1016/j.jenvman.2018.10.101
Jeppsson, U., Alex, J., Pons, M. N., Spanjers, H., & Vanrolleghem, P. A. (2002). Status and future trends of ICA in wastewater treatment - a European perspective. Water Science and Technology, 45(4-5), 485-494.
Juang, Y. C., Adav, S. S., Lee, D. J., & Tay, J. H. (2010). Stable aerobic granules for continuous-flow reactors: Precipitating calcium and iron salts in granular interiors. Bioresource Technology, 101(21), 8051-8057. doi:10.1016/j.biortech.2010.05.078
Kawase, Y., & Moo-Young, M. (1990). Mathematical models for design of bioreactors: Applications of: Kolmogoroff's theory of isotropic turbulence. The Chemical Engineering Journal, 43(1), B19- B41.
Kent, T. R., Bott, C. B., & Wang, Z. W. (2018). State of the art of aerobic granulation in continuous flow bioreactors. Biotechnology Advances, 36(4), 1139-1166. doi:10.1016/j.biotechadv.2018.03.015
Layer, M., Villodres, M. G., Hernandez, A., Reynaert, E., Morgenroth, E., & Derlon, N. (2020). Limited simultaneous nitrification-denitrification (SND) in aerobic granular sludge systems treating municipal wastewater: Mechanisms and practical implications. Water research X, 100048.
Li, D., Lv, Y. F., Zeng, H. P., & Zhang, J. (2016). Startup and long term operation of enhanced biological phosphorus removal in continuous-flow reactor with granules. Bioresource Technology, 212, 92-99. doi:10.1016/j.biortech.2016.04.008
Li, J., Cai, A., Ding, L. B., Sellamuthu, B., & Perreault, J. (2015). Aerobic sludge granulation in a Reverse Flow Baffled Reactor (RFBR) operated in continuous-flow mode for wastewater treatment. Separation and Purification Technology, 149, 437-444. doi:10.1016/j.seppur.2015.04.045
Li, J., Garny, K., Neu, T., He, M., Lindenblatt, C., & Horn, H. (2007). Comparison of some characteristics of aerobic granules and sludge flocs from sequencing batch reactors. Water Science and Technology, 55(8-9), 403-411. doi:10.2166/wst.2007.284
Li, Y., & Liu, Y. (2005). Diffusion of substrate and oxygen in aerobic granule. Biochemical Engineering Journal, 27(1), 45-52. doi:10.1016/j.bej.2005.06.012
Li, X. M., Yang, G. J., Yang, Q., Zeng, G. M., Liao, D. X., Hu, M. F., & Wu, Y. M. (2005). Simultaneous phosphorus and nitrogen removal by aerobic granular sludge in single SBR system. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 71-78.
Liu, H. B., Li, Y. J., Yang, C. Z., Pu, W. H., He, L., & Bo, F. (2012). Stable aerobic granules in continuousflow bioreactor with self-forming dynamic membrane. Bioresource Technology, 121, 111-118. doi:10.1016/j.biortech.2012.07.016 60
Liu, H. B., Xiao, H., Huang, S., Ma, H. J., & Liu, H. (2014). Aerobic granules cultivated and operated in continuous-flow bioreactor under particle-size selective pressure. Journal of Environmental Sciences, 26(11), 2215-2221. doi:10.1016/j.jes.2014.09.004
Liu, J., Li, J., Tao, Y. Q., Sellamuthu, B., & Walsh, R. (2017). Analysis of bacterial, fungal and archaeal populations from a municipal wastewater treatment plant developing an innovative aerobic granular sludge process. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 33(1). doi:10.1007/s11274-016-2179-0
Liu, Y., & Tay, J. H. (2004). State of the art of biogranulation technology for wastewater treatment. Biotechnology Advances, 22(7), 533-563. doi:10.1016/j.biotechadv.2004.05.001
Liu, Y., Wang, Z. W., Qin, L., Liu, Y. Q., & Tay, J. H. (2005a). Selection pressure-driven aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Applied Microbiology and Biotechnology, 67(1), 26- 32. doi:10.1007/s00253-004-1820-2
Liu, Y., Wang, Z. W., & Tay, J. H. (2005b). A unified theory for upscaling aerobic granular sludge sequencing batch reactors. Biotechnology Advances, 23(5), 335-344. doi:10.1016/j.biotechadv.2005.04.001
Liu, Y. Q., Lan, G. H., & Zeng, P. (2015). Excessive precipitation of CaCO3 as aragonite in a continuous aerobic granular sludge reactor. Applied Microbiology and Biotechnology, 99(19), 8225-8234. doi:10.1007/s00253-015-6727-6
Lu, Y. Z., Wang, H. F., Kotsopoulos, T. A., & Zeng, R. J. (2016). Advanced phosphorus recovery using a novel SBR system with granular sludge in simultaneous nitrification, denitrification and phosphorus removal process. Applied Microbiology and Biotechnology, 100(10), 4367-4374. doi:10.1007/s00253-015-7249-y
Lübken, M., Schwarzenbeck, N., Wichern, M., & Wilderer, P. A. (2005). Modelling nutrient removal of an aerobic granular sludge lab-scale SBR using ASM3. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 103-110.
Mahvi, A. H. (2008). Sequencing batch reactor: a promising technology in wastewater treatment. Journal of Environmental Health Science & Engineering, 5(2), 79-90.
Manea, E. E., & Bumbac, C. (2019). Performance Evaluation of Continuous Flow Aerobic Granular Sludge Configurations. Revista De Chimie, 70(1), 283-285.
McSwain, B. S., Irvine, R. L., & Wilderer, P. A. (2005). Population dynamics during aerobic granule formation: lessons from denaturing gradient gel electrophoresis. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 53-61.
Metcalf & Eddy. (2004). Wastewater Engineering. Treatment and Reuse, fourth ed. New York: McGraw Hill. Cited by Rabaey & Vlaeminck (2017).
Morales, N., Figueroa, M., Mosquera-Corral, A., Campos, J. L., & Mendez, R. (2012). Aerobic granulartype biomass development in a continuous stirred tank reactor. Separation and Purification Technology, 89, 199-205. doi:10.1016/j.seppur.2012.01.024
Morgenroth, E., Sherden, T., van Loosdrecht, M. C. M., Heijnen, J. J., & Wilderer, P. A. (1997). Aerobic granular sludge in a sequencing batch reactor. Water Research, 31(12), 3191-3194. doi:10.1016/s0043-1354(97)00216-9
Mosquera-Corral, A., Vázquez-Padín, J. R., Arrojo, B., & Campos, J. L. (2005). Nitrifying granular sludge in a Sequencing Batch. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 63.
Ni, B. J., Xie, W. M., Liu, S. G., Yu, H. Q., Wang, Y. Z., Wang, G., & Dai, X. L. (2009). Granulation of activated sludge in a pilot-scale sequencing batch reactor for the treatment of low-strength municipal wastewater. Water Research, 43(3), 751-761. doi:10.1016/j.watres.2008.11.009 61
Nopens, I., Benedetti, L., Jeppsson, U., Pons, M. N., Alex, J., Copp, J. B., Gernaey, K.V., Rosen, C., Steyer, J.-P., Vanrolleghem, P. A. (2010). Benchmark Simulation Model No 2: finalisation of plant layout and default control strategy. Water Science and Technology, 62(9), 1967-1974. doi:10.2166/wst.2010.044
Oehmen, A., Lemos, P. C., Carvalho, G., Yuan, Z. G., Keller, J., Blackall, L. L., & Reis, M. A. M. (2007). Advances in enhanced biological phosphorus removal: From micro to macro scale. Water Research, 41(11), 2271-2300. doi:10.1016/j.watres.2007.02.030
Onken, U., & Weiland, P. (1983). Airlift fermenters: Construction, behavior, and uses. Adv. biotechnol. Process., 1, 67-95.
Pitman, A. R. (1991). Design considerations for nutrient removal activated sludge plants. Water Science and Technology, 23(4-6), 781-790.
Pronk, M., de Kreuk, M. K., de Bruin, B., Kamminga, P., Kleerebezem, R., & van Loosdrecht, M. C. M. (2015). Full scale performance of the aerobic granular sludge process for sewage treatment. Water Research, 84, 207-217. doi:10.1016/j.watres.2015.07.011
Pronk, M., Giesen, A., Thompson, A., Robertson, S., & van Loosdrecht, M. (2017). Aerobic granular biomass technology: advancements in design, applications and further developments. Water Practice and Technology, 12(4), 987-996. doi:10.2166/wpt.2017.101
Qian, F. Y., Wang, J. F., Shen, Y. L., Wang, Y., Wang, S. Y., & Chen, X. (2017). Achieving high performance completely autotrophic nitrogen removal in a continuous granular sludge reactor. Biochemical Engineering Journal, 118, 97-104. doi:10.1016/j.bej.2016.11.017
Rabaey, K., Vlaeminck, S. (2017). Biotechnological processes in environmental sanitation. Ghent University.
Ramos, C., Suarez-Ojeda, M. E., & Carrera, J. (2016). Biodegradation of a high-strength wastewater containing a mixture of ammonium, aromatic compounds and salts with simultaneous nitritation in an aerobic granular reactor. Process Biochemistry, 51(3), 399-407. doi:10.1016/j.procbio.2015.12.020
Rocktaschel, T., Klarmann, C., Helmreich, B., Ochoa, J., Boisson, P., Sorensen, K. H., & Horn, H. (2013). Comparison of two different anaerobic feeding strategies to establish a stable aerobic granulated sludge bed. Water Research, 47(17), 6423-6431.doi:10.1016/j.watres.2013.08.014
Rollemberg, S. L. D., Barros, A. R. M., Firmino, P. I. M., & dos Santos, A. B. (2018). Aerobic granular sludge: Cultivation parameters and removal mechanisms. Bioresource Technology, 270, 678- 688. doi:10.1016/j.biortech.2018.08.130
Royal HaskoningDHV. (2020a). Nereda® Plants. Retrieved May 25 2020 from https://www.royalhaskoningdhv.com/en-gb/nereda/nereda-plants
Royal HaskoningDHV. (2020b). Nereda Utrecht plant. Retrieved May 25 2020 from https://www.royalhaskoningdhv.com/en-gb/nereda Royal HaskoningDHV. (2020c). The Netherlands – Epe. Retrieved May 25 2020 from https://www.royalhaskoningdhv.com/en-gb/nereda/nereda-plants/the-nether…
Schwarzenbeck, N., & Wilderer, P. A. (2005). Treatment of food industry effluents in a granular sludge SBR. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 95-102.
Shannon, K. E., Lee, D. Y., Trevors, J. T., & Beaudette, L. A. (2007). Application of real-time quantitative PCR for the detection of selected bacterial pathogens during municipal wastewater treatment. Science of the Total Environment, 382(1), 121-129. doi:10.1016/j.scitotenv.2007.02.039 62
Shaw, A., Watts, J., Fairey, A. W., & Iler, M. (2009). Intelligent sequencing batch reactor control from theory, through modelling, to full-scale application. Water Science and Technology, 59(1), 167- 173. doi:10.2166/wst.2009.861
Sikic, T., Meijer, S. C. F., Sirac, S., Matosic, M., & Brdjanovic, D. (2017). Five methods for secondary settler design. Filtration & Separation, 54(4), 28-31.
Simon, J., Wiese, J., & Steinmetz, H. (2006). A comparison of continuous flow and sequencing batch reactor plants concerning integrated operation of sewer systems and wastewater treatment plants. Water Science and Technology, 54(11-12), 241-248. doi:10.2166/wst.2006.814
Solon, K., Flores-Alsina, X., Mbamba, C. K., Ikumi, D., Volcke, E. I. P., Vaneeckhaute, C., Ekama, G., Vanrolleghem, P.A., Batstone, D.J., Gernaey, K.V., Jeppsson,U. (2017). Plant-wide modelling of phosphorus transformations in wastewater treatment systems: Impacts of control and operational strategies. Water Research, 113, 97-110. doi:10.1016/j.watres.2017.02.007
Takacs, I., Patry, G. G., & Nolasco, D. (1991). A dynamic model of the clarification thickening process. Water Research, 25(10), 1263-1271. doi:10.1016/0043-1354(91)90066-y
Tarpagkou, R., & Pantokratoras, A. (2014). The influence of lamellar settler in sedimentation tanks for potable water treatment - A computational fluid dynamic study. Powder Technology, 268, 139- 149. doi:10.1016/j.powtec.2014.08.030
Tay, J. H., Liu, Q. S., Liu, Y., Show, K. Y., Ivanov, V., & Tay, S. T. L. (2005). A comparative study of aerobic granulation in pilot-and laboratory-scale SBRs. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 125-133.
Thanh, B. X., Visvanathan, C., & Ben Aim, R. (2009). Characterization of aerobic granular sludge at various organic loading rates. Process Biochemistry, 44(2), 242-245. doi:10.1016/j.procbio.2008.10.018
Tobey, J. A., & Smets, H. (1996). The Polluter‐Pays Principle in the Context of Agriculture and the Environment. World Economy, 19(1), 63-87.
Van der Roest, H. F., De Bruin, L. M. M., Gademan, G., & Coelho, F. (2011). Towards sustainable waste water treatment with Dutch Nereda® technology. Water Practice and Technology, 6(3).
Van Haandel, A. C, & Van der Lubbe, J. (2007). Handbook biological waste water treatment : design and optimisation of activated sludge systems. Leidschendam: Quist Publishing.
Van Loosdrecht, M. C. M., de Kreuk, M. K., & Heijnen, J. J. (2005). The unity of biofilm structures. Aerobic granular sludge. IWA Publishing, London, UK, 1-5.
Vlaamse milieumaatschappij. (2019a, March). Zuiveringsgraad in Vlaanderen. Retrieved August 27 from https://www.milieurapport.be/milieuthemas/waterkwaliteit/andere/zuiveri…
Vlaamse milieumaatschappij. (2019b, July). Riolerings- en zuiveringsgraden. Retrieved August 27 from https://www.vmm.be/data/riolerings-en-zuiveringsgraden
Vrecko, D., Gernaey, K. V., Rosen, C., & Jeppsson, U. (2006). Benchmark Simulation Model No 2 in Matlab-Simulink: Towards plant-wide WWTP control strategy evaluation. Water Science and Technology, 54(8), 65-72. doi:10.2166/wst.2006.773
Wagner, M., Loy, A., Nogueira, R., Purkhold, U., Lee, N., & Daims, H. (2002). Microbial community composition and function in wastewater treatment plants. Antonie Van Leeuwenhoek International Journal of General and Molecular Microbiology, 81(1-4), 665-680. doi:10.1023/a:1020586312170
Wang, Q., Du, G. C., & Chen, J. (2004). Aerobic granular sludge cultivated under the selective pressure as a driving force. Process Biochemistry, 39(5), 557-563. doi:10.1016/s0032- 9592(03)00128-6
Wavin. (2017, January 17). Pros and Cons of separating rainwater from sewers to prevent sewer 63 overflow in urban areas. Retrieved September 25 from https://www.wavin.com/enen/News-Cases/News/Pros-and-Cons-of-separating-…
Wery, N., Lhoutellier, C., Ducray, F., Delgenes, J. P., & Godon, J. J. (2008). Behaviour of pathogenic and indicator bacteria during urban wastewater treatment and sludge composting, as revealed by quantitative PCR. Water Research, 42(1-2), 53-62. doi:10.1016/j.watres.2007.06.048
Winkler, M. K. H., Bassin, J. P., Kleerebezem, R., de Bruin, L. M. M., van den Brand, T. P. H., & van Loosdrecht, M. C. M. (2011). Selective sludge removal in a segregated aerobic granular biomass system as a strategy to control PAO-GAO competition at high temperatures. Water Research, 45(11), 3291-3299. doi:10.1016/j.watres.2011.03.024
Winkler, M. K. H., Bassin, J. P., Kleerebezem, R., van der Lans, R., & van Loosdrecht, M. C. M. (2012). Temperature and salt effects on settling velocity in granular sludge technology. Water Research, 46(12), 3897-3902. doi:10.1016/j.watres.2012.04.034 Winkler, M. K. H., Kleerebezem, R., Strous, M., Chandran, K., & van Loosdrecht, M. C. M. (2013). Factors influencing the density of aerobic granular sludge. Applied Microbiology and Biotechnology, 97(16), 7459-7468. doi:10.1007/s00253-012-4459-4
Xin, X., Lu, H., Yao, L., Leng, L., & Guan, L. (2017). Rapid Formation of Aerobic Granular Sludge and Its Mechanism in a Continuous-Flow Bioreactor. Applied Biochemistry and Biotechnology, 181(1), 424-433. doi:10.1007/s12010-016-2221-6
Yuan, Z. G., Pratt, S., & Batstone, D. J. (2012). Phosphorus recovery from wastewater through microbial processes. Current Opinion in Biotechnology, 23(6), 878-883. doi:10.1016/j.copbio.2012.08.001
Zeng, W., Li, L., Yang, Y. Y., Wang, S. Y., & Peng, Y. Z. (2010). Nitritation and denitritation of domestic wastewater using a continuous anaerobic-anoxic-aerobic (A(2)O) process at ambient temperatures. Bioresource Technology, 101(21), 8074-8082. doi:10.1016/j.biortech.2010.05.098
Zheng, Y. M., Yu, H. Q., Liu, S. H., & Liu, X. Z. (2006). Formation and instability of aerobic granules under high organic loading conditions. Chemosphere, 63(10), 1791-1800. doi:10.1016/j.chemosphere.2005.08.055
Zhou, D. D., Liu, M. Y., Gao, L. L., Shao, C. Y., & Yu, J. (2013a). Calcium accumulation characterization in the aerobic granules cultivated in a continuous-flow airlift bioreactor. Biotechnology Letters, 35(6), 871-877. doi:10.1007/s10529-013-1157-y
Zhou, D. D., Liu, M. Y., Wang, J., Dong, S. S., Cui, N., & Gao, L. L. (2013b). Granulation of activated sludge in a continuous flow airlift reactor by strong drag force. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 18(2), 289-299. doi:10.1007/s12257-012-0513-4
Zou, J. T., Tao, Y. Q., Li, J., Wu, S. Y., & Ni, Y. J. (2018). Cultivating aerobic granular sludge in a developed continuous-flow reactor with two-zone sedimentation tank treating real and lowstrength wastewater. Bioresource Technology, 247, 776-783. doi:10.1016/j.biortech.2017.09.088
