project

De invloed van waterkwaliteit op uitloging van cementhoudende leidingen

Expert(s):
dr.ir. Karel van Laarhoven, Alex Hockin MSc, dr.ir. Martin Korevaar

  • Startdatum
    20 sep 2020
  • Einddatum
    30 apr 2020
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    PWN, Oasen, Vitens, WMD

Om uitloging van asbestcement en cementhoudende leidingen te beperken, is in de Drinkwaterwet de Saturatie Index (SI) opgenomen: een maat voor de verzadiging van calciumcarbonaat in drinkwater. Volgens de literatuur kan op de binnenwand van leidingen waar voldoende verzadigd water doorheen stroomt, een deklaagje van carbonaat ontstaan. Zo’n laagje kan bescherming bieden tegen degradatie van cementhoudende leidingen als gevolg van uitloging van calciumhydroxide. Het is belangrijk om deze uitloging te voorkomen, aangezien dit leidt tot het verzwakken van de leiding en mogelijk tot het loskomen van asbestvezels (in het geval van asbestcement).

Het doel van dit onderzoek is meer inzicht te krijgen in het effect van drinkwatersamenstelling op het proces van uitloging door de tijd heen. Dit gebeurt door het proces te simuleren met PHREEQC: een pakket dat bij uitstek geschikt is voor een evaluatie van het complexe samenspel tussen verschillende stoffen in drinkwater en cement.

Onderbouwing van SI als maatgevende indicator

De effectiviteit van de SI als maatgevende indicator voor uitloging is in beperkte mate onderbouwd. Ten eerste komt dit vanwege de complexiteit van de vorming van deklaagjes aan de binnenzijde van leidingen. Dit proces is namelijk behalve van calciumcarbonaat afhankelijk van de complete drinkwatersamenstelling. Ten tweede blijkt uit onderzoek dat de beschermende werking van de deklaagjes tegen uitloging van calciumhydroxide niet in alle gevallen evenveel opgaat.

Sommige waterbedrijven moeten op dit moment chemicaliën doseren om de SI op het wettelijk niveau te krijgen. Vanuit zowel financieel als duurzaamheids-oogpunt wordt deze dosering het liefst tot het minimum beperkt. Daarom is het van belang om meer inzicht te krijgen in de effectiviteit van de beschermende werking van de SI. Het PHREEQC-model is bij uitstek geschikt om voor dit doel  uitlogingsprocessen te modelleren en vervolgens te evalueren.

Onderzoek volgens twee sporen

Het onderzoek wordt opgedeeld in twee modelleerstappen. In de eerste stap worden de verschillende stadia van uitloging stapsgewijs met PHREEQC chemisch beschreven. Voor het correct modeleren van uitloging vormt dit een cruciale basis. Het PHREEQ-model zal succesvol toegepast kunnen worden in het verkrijgen van waardevolle (maar kwalitatieve) informatie over de invloed van ionenconcentraties (en dus ook de zuurgraad, SI etc.) op de mate van uitloging.

In de tweede stap stellen we een diffusiemodel op en combineren dit met het chemische model. Zo ontstaat een model van het gehele uitlogingsproces waarmee kan worden voorspeld hoe bij een bepaalde watersamenstelling de uitloging zich kwantitatief door de tijd heen zal gedragen.

Beheersing van uitloging

Met de resultaten van dit onderzoek krijgen waterbedrijven beter zicht op hoe ze de drinkwatersamenstelling moeten beïnvloeden om uitloging van hun cementhoudende leidingen te beheersen. Dit leidt tot een toekomstbestendiger leidingnet. De gemodelleerde koppeling tussen drinkwatersamenstelling en uitloging kan een essentiële bijdrage leveren aan een heroverweging van indexparameters voor het risico op uitloging die van de drinkwatersamenstelling zijn afgeleid, zoals SI, TACC (totaal afzetbaar calcium carbonaat) of CCPP (calcium carbonate precipitation potential). Hiermee krijgen waterbedrijven handvatten aangereikt waarmee zij in gesprek kunnen gaan over een eventuele aanpassing van de norm in het Drinkwaterbesluit.