project

Rol van mangaan op biofilmvorming

Expert(s):
dr. Paul van der Wielen, prof.dr. Gertjan Medema

  • Startdatum
    28 apr 2021
  • Einddatum
    31 mei 2021
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Brabant Water

Dit project heeft als doel om te bepalen wat de rol is van lage mangaanconcentraties in het drinkwater in de vorming van biofilm in het distributienet. Dit wordt gedaan door het monitoren van biofilm in drinkwater waar wel en geen mangaan aan is toegevoegd. Het onderzoek is onderdeel van de bredere onderzoeksvraag naar de effecten van lage mangaanconcentraties in reinwater tijdens transport door het distributienet.

Mangaan in drinkwater

Mangaanconcentraties in het reinwater bij Brabant Water zijn over het algemeen lager dan 1 µg/L. Bij sommige waterproductiebedrijven neemt deze concentratie echter geleidelijk toe tot waarden van 5 µg/L. Hoewel de concentraties mangaan onder de vastgestelde norm van 10 µg/L blijven, neemt het aantal bruinwatermeldingen van consumenten in het distributiegebied toe. In een pilotexperiment is daarnaast vastgesteld dat in drinkwater met verhoogde mangaanconcentraties meer sediment aanwezig was. Ook werd in dit geval een effect op de biofilmvorming op de leidingen waargenomen.

Brabant Water doet daarom onderzoek naar de invloed van lage concentraties mangaan op deeltjesvorming, -samenstelling en -gedrag. Daarnaast wordt gekeken wat het effect van mangaan is op de biofilmvorming. Hierin wordt ook het effect van chloor meegenomen, aangezien dit in de meeste landen wordt toegepast voor desinfectie. Naar verwachting wordt in dit geval het mangaan niet door de biofilm maar door het chloor geoxideerd.

Bepaling en monitoring van biofilmvorming

Om de rol van lage concentraties mangaan in het drinkwater op biofilmvorming in het distributiesysteem te bepalen, wordt de mate van vorming experimenteel gekwantificeerd met behulp van biofilmmonitoren.

Twee biofilmmonitoren worden geplaatst in een parallelopstelling (pilot A en pilot B), gevoed met reinwater van waterproductiebedrijf (WPB) Welschap (Figuur 1). Aan pilot A vinden doseringen plaats met mangaan en/of chloor, terwijl dit bij pilot B niet gebeurt (referentie/controle).

Met twee traditionele biofilmmonitoren met glasringen in pilot A en pilot B wordt gedurende 98 dagen de biofilmvorming gevolgd. Elke twee weken vindt in de biofilm een bepaling plaats van ATP (mate van microbiële activiteit), mangaan en ijzer. Dezelfde bepalingen gebeuren maandelijks in het drinkwater. Daarnaast wordt de biofilmvormingssnelheid vastgesteld.

Effectieve biofilmmonitoring in drinkwatersystemen

Dit onderzoek leidt tot de volgende inzichten:

  • Duidelijkheid of lage mangaanconcentraties in drinkwater leiden tot verhoogde biofilmvorming in het distributiesysteem.
  • Invloed van chloor op eventuele verhoogde biofilmvorming in drinkwater met lage mangaanconcentraties.
  • Mate van complexering van overige zware metalen met mangaan in de biofilm.
  • Duidelijkheid over de noodzaak om bestaande zuiveringen te optimaliseren met het oog op mangaanverwijdering.
  • Verdere optimalisatie van de door Brabant Water ontwikkelde pilotopstelling, inclusief een biofilmmonitor als nieuwe standaard om onder gecontroleerde omstandigheden het gedrag van deeltjes en biofilmvorming in een distributienet eenvoudig te bestuderen.

Overzicht van de projectinstallatie waarin de rol van mangaan werd getest. Op het moment van fotoname werd chloor door het systeem geleid.