project

Ferramentum: gereedschap voor inzichten in snelfiltratie

Expert(s):
ing. Erwin Beerendonk, dr.ir. Dirk Vries, dr.ir. Martin Korevaar, dr.ir. Emile Cornelissen

  • Startdatum
    01 jan 2018
  • Einddatum
    31 dec 2019
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Brabant Water, De Watergroep, WMD en WML

In voorgaand speerpunt- en thematisch onderzoek is gewerkt aan de basis van ontijzering en ontmanganing van grondwater en is een eerste versie van een softwareapplicatie ontwikkeld (IJzersterke tool). De kennis van colloïdaal ijzer en mangaan en relaties met waterkwaliteit is echter nog onvoldoende uitgediept.

In dit voorstel richten we ons op een verdieping van inzichten in de verwijderingsmechanismen, in relatie tot verschillende waterkwaliteitsparameters én de rol van deeltjesgrootte, -lading en samenstelling. Met Ferramentum wordt in dit project het ontstaan en filtreren van colloïdaal ijzer en mangaan door snelfilters onderzocht. De verdieping moet daarnaast leiden tot verbetering van het model in de softwaretool – ofwel, het toepassingsgereed maken van  onderzoek. Dit project gaat leiden tot meer inzicht, en een verbeterde tool.

Onderzoek naar verwijderingsmechanismen in snelfilters

In dit voorstel richten we ons op een verdieping van inzichten in de verwijderingsmechanismen die spelen bij het verwijderen van ijzer en mangaan uit het filterbed, in relatie tot verschillende waterkwaliteitsparameters én de rol van deeltjesgrootte, -lading en samenstelling. Met Ferramentum onderzoeken we in dit project het ontstaan en filtreren van colloïdaal ijzer en mangaan door snelfilters. De verdieping moet leiden tot het toepassingsgereed maken van onderzoek.

De softwareapplicatie IJzersterke tool voorspelt op basis van ingaande waterkwaliteit, sorptie-isothermen en een model voor oxidatiekinetiek en sorptie de verwijdering van ijzer en mangaan over de hoogte van het filterbed van een snelfilter. Het model en de inzichten zijn nog onvolledig: er is een spreiding in model- en meetresultaten van sorptie door filtermateriaal, het model heeft validatie nodig en een interactie met andere processen ontbreekt.

Activiteiten: experimenten en modellen

Binnen het project vinden de volgende activiteiten plaats:

1. Experimenteel bepalen van ontstaan en verwijderen van (colloïdale) deeltjes door het filterbed, door:

  • (1.1) onderzoek naar heterogene oxidatiekinetiek uit te voeren;
  • (1.2) de vorming van colloïden en (metaaloxide)deeltjes te karakteriseren en te meten en
  • (1.3) de filtreerbaarheid en de invloed van het filtermateriaal te bepalen.

Hiervoor bestuderen we de ijzer (Fe) -/ en mangaan (Mn)-oxiden, verrichten we metingen bij een of meerdere productielocaties, doen we een literatuurscan  en laboratoriumanalyses.

2. Modelleren en implementeren: een selectie van resultaten uit WP1 wordt gemodelleerd en geïmplementeerd in de bestaande softwareapplicatie.

3. Toolverbetering: we verbeteren de software op basis van gewenste gebruikersfunctionaliteit. Te denken valt aan snelheidsverbeteringen en het importeren van meetgegevens.

4. Vastleggen, overdragen en publiceren

We zorgen voor onder andere een BTO-rapportage, overlegmomenten en een wetenschappelijke publicatie.

De opbrengsten: meer inzicht en verbetering van de softwareapplicatie

De opbrengsten van dit onderzoek zijn:

  • Meer fundamenteel inzicht in de werking van een snelfilter met als doel  effectiever te kunnen sturen op waterkwaliteit en het voorkomen van deeltjes. De inzichten worden in een wetenschappelijke publicatie gebundeld.
  • Verbetering van de softwareapplicatie ‘IJzersterke tool’ door het modelleren en implementeren van enkele onderzoeksresultaten, het verbeteren van de rekensnelheid en het toevoegen van functionaliteit om meetpunten weer te geven.