project

Micro- en ultrafiltratie in de oppervlaktewaterbehandeling

Expert(s):
dr.ir. Emile Cornelissen, dr.ir. Bas Wols

  • Startdatum
    01 jan 2020
  • Einddatum
    31 dec 2020
  • Opdrachtgever
    DPWE
  • samenwerkingspartner(s)
    PWN, Dunea, Waternet, Evides

Oppervlaktewaterbedrijven in Nederland nemen vaak direct rivierwater in, al dan niet na een passage via voorraad of spaarbekkens. Dit water moet zuivering ondergaan, wat volgens de klassieke aanpak begint met een behandeling met microzeven. Daarna volgen coagulatie en (zand)filtratie, waardoor ongewenste componenten worden verwijderd; voornamelijk deeltjes, NOM en biomassa. Een alternatief voor deeltjesverwijdering is membraanfiltratie (micro- of ultrafiltratie ofwel MF/UF), waarbij oppervlaktewater na microzeven direct kan worden gefilterd met poreuze membranen. In een bureaustudie, aangevuld met experimenten, onderzoeken we met dit project in welke mate MF/UF, eventueel in combinatie met ijzer en poederkool, een geschikt alternatief is voor drinkwaterbedrijven.

Alternatief voor coagulatie en filtratie

De klassieke aanpak van oppervlaktewaterzuivering met coagulatie en filtratie kent verschillende nadelen:

  • gebruik van chemicaliën als coagulant (ca. 10 mg/L FeCl3);
  • slibproductie;
  • veranderingen in pH;
  • een grote installatieoppervlakte is nodig;
  • (vaak) onvolledige verwijdering van deeltjes, organisch materiaal en biomassa (beperkte desinfectie).

Daarentegen kent MF/UF uiteenlopende voordelen:

  • weinig of minder gebruik van chemicaliën;
  • geen slibproductie;
  • pH is stabiel;
  • compacte en modulaire installatiebouw;
  • volledige verwijdering van deeltjes;

Om deze reden kan MF/UF ook als voorzuivering worden gebruikt voor (diepte)infiltratie in de duinen, conventionele nazuivering en omgekeerde osmosemembranen. Hiermee vormt het voor DPWE-bedrijven op diverse locaties van drinkwaterproductie een aantrekkelijk alternatief.

Ondanks alle voordelen zijn MF/UF gevoelig voor membraanvervuiling, en is slechts een zeer beperkte verwijdering van natuurlijk organisch materiaal (NOM) mogelijk. Membraanvervuiling leidt tot operationele problemen die vaak resulteren in een ongewenst capaciteitsverlies. Om dit probleem te beheersen wordt in de voedingsstroom naar de MF/UF vaak gebruik gemaakt van een lage ijzerdosering (soms aluminium). Tevens kunnen het natuurlijk organisch materiaal (NOM) en mogelijk ook organische microverontreinigingen worden verlaagd door een additioneel ‘filter-aid’, zoals poederkool (PAC), toe te voegen.

Bureaustudie en verkennende experimentele testen

Dit project brengt met een bureaustudie de stand van zaken in kaart met betrekking tot de techniek en toepassingsmogelijkheden van voorzuivering van oppervlaktewater met MF/UF, aangevuld met een eventuele ijzerdosering en/of een ‘filter-aid’. Voor een (beperkt) aantal veelbelovende combinaties die uit de bureaustudie naar voren komen, wordt in een tweede fase van het project in het laboratorium met een MF/UF opstelling de werking van het proces verder onderzocht, met zo mogelijk een berekening van de bijbehorende kosten.

Mogelijkheden voor micro- of ultrafiltratie gecombineerd met ijzer- en poederkooldosering

De uitkomsten van dit onderzoek resulteren in een overzicht van de mogelijkheden om in de voorzuivering van oppervlaktewater micro- of ultrafiltratie, gecombineerd met ijzer- en poederkooldosering toe te passen, in plaats van coagulatie en filtratie. Drinkwatersector krijgen hiermee zicht op de eventuele gevolgen hiervan op de bedrijfsvoering en de waterkwaliteit.