Kwantitatief en kwalitatief onderzoek naar langzame zandfilters

Innovatie

Al vele jaren gebruikt Waternet langzame zandfilters als de laatste zuiveringsstap in het bereidingsproces van drinkwater. Het is niet gek dat we deze betrouwbare (en energiezuinige) zuiveringsstap willen gebruiken voor de uitbreiding van onze drinkwatercapaciteit. Daarom vinden binnen Waternet verschillende onderzoeken plaats naar het functioneren van langzame zandfilters. Daarbij doen we zowel kwantitatief onderzoek (modelleren van de verwijdering van micro-organismen) als kwalitatief onderzoek (microbiologische relevantie). Daarnaast wordt ook extern onderzoek uitgevoerd, zoals het project ‘Slow sand filtration fort he next century’, waarin we het zandfilter sneller en compacter willen maken.

 

Verwijderingscapaciteit langzaam zandfilter

Het drinkwater maken we zo schoon mogelijk, omdat het moet voldoen aan bepaalde microbiologische normen. Hoe weten we nu of onze zuivering in voldoende mate bacteriën en virussen verwijdert? Tja, dat is dus een lastig verhaal... Doordat het water zó schoon is aan het eind van de waterzuivering kunnen microbiologische parameters maar beperkt worden worden gemeten. Daarom zijn er modellen die de verwijdering van micro-organismen door het langzame zandfilter benaderen.

 

Filtratiesnelheid of korrelgrootte

De mate van verwijdering door langzame zandfilters is afhankelijk van verschillende factoren. Zo spelen de korrelgrootte en de filtratiesnelheid een grote rol in de verwijdering. Het probleem is echter dat het ene model stelt dat de filtratiesnelheid van grotere invloed is, terwijl het andere model stelt dat de korrelgrootte de grootste invloed heeft op de verwijdering. Door middel van doseringsproeven proberen we te achterhalen welk model het bij het juiste eind heeft. Bij een doseringsproef doseren we grote hoeveelheden micro-organismen in het aanvoerwater, waardoor we zelfs na de filtratie micro-organismen boven de detectiegrens kunnen meten. De uitkomsten van deze proeven kunnen ons dan helpen bij de keuze van het zandtype dat we nodig hebben voor de toekomstige langzame zandfilters én hoe we deze filters moeten gaan bedrijven (filtratiesnelheid). Deze doseringsproeven worden uitgevoerd op een schaal 1:100 ten opzichte van de productieschaal in het bedrijf.

 

 

Figuur 1. Langzame zandfilters op testschaal 1:100. Hier wordt het kwantitatief onderzoek op uitgevoerd: de doseerproeven.

 

Schmutzdecke

Hoewel we pas in oktober doseerproeven gaan doen, zijn we nu al gestart met het experiment. Dat komt omdat de Schmutzdecke (een belangrijke factor in het verwijderen van micro-organismen) ongeveer een half jaar nodig heeft om zich te ontwikkelen naar een goed ontwikkelde laag. De Schmutzdecke betekent ‘vieze laag’ in het Duits. Het is de bovenste laag van het langzame zandfilter, die bestaat uit organisch materiaal inclusief micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels en protozoa.

 

Microbiologische relevantie langzaam zandfilter

Naast een kwantitatieve benadering van de werking van een langzaam zandfilter (eliminatiecapaciteit) kijken we ook naar de ontwikkeling van de kwalitatieve microbiologische samenstelling van het influent, van het effluent en van de Schmutzdecke. Via DNA-analyses hopen we kennis te vergaren over de vraag wat voor soort organismen zich bevinden in de Schmutzdecke en wat voor rol ze spelen in de verwijderingscapaciteit van een langzaam zandfilter.

 

Waarom weten we zo weinig van de Schmutzdecke?

Dit komt enerzijds doordat de bemonstering een lastige opgave is en anderzijds doordat de belangrijkste microbiologische techniek van ons detectievenster zich baseert op de kweekbaarheid van micro-organismen. Het merendeel van de microbiologische processen speelt zich echter af buiten dit detectievenster en daar hebben we nu geen zicht op. Met de ontwikkeling van DNA-sequencing, gebaseerd op de aantoonbaarheid van DNA en RNA (genetische informatie) kan veel meer inzicht worden verkregen omtrent de aanwezigheid van (niet-kweekbare) organismen (DNA) en de activiteit van organismen en biologische (omzettings)processen (RNA).

 

 

Figuur 2. Langzame zandfilters op testschaal 1:100. Hier wordt het kwantitatief onderzoek op uitgevoerd: de doseerproeven.  

 

Kleinschalig

Dit kwalitatieve onderzoek voeren we uit op een kleinere schaal dan het kwantitatieve onderzoek (schaal 1:10.000 vergeleken met de filters in het bedrijf). Deze kleine testversie is bovendien zodanig opgebouwd dat het filter halverwege kan worden afgekoppeld om monsters te nemen van het filterbed.

Waterkwaliteit en technologie

Gepubliceerd

19-06-2020

Laatst bijgewerkt

19-02-2021

Status

Onderzoek/Verkenning (lopend)

Bedrijfsfunctie

-

Technologie

-

Thema

-

Projectleider

Fenna Philipse

Teamleden

-Fenna Philipse
Kors Leon

Deelnemers

Waternet

Locatie

Gerelateerde locatiegegevens

Meer Innovaties

Bekijk alle Innovaties

Doe met ons mee

Doe, denk en ontwikkel met ons mee.
Winnend innoveren doen we immers samen.

Doe mee!

Volg ons op social media

Neem contact op

Voer een naam in.
Voer een geldig e-mailadres in.
Voer een bericht in.
U dient akkoord te gaan met verwerken van gegevens.

Inloggen Mislukt

Deze pagina is vertaald uit het

Nederlands

Venster sluiten

Aanmelden

Voer een gebruikersnaam in.
Voer een wachtwoord in.

Inloggen Mislukt

Venster sluiten
Venster sluiten

Contact met projectleider

Voer een naam in.
Voer een geldig e-mailadres in.
Voer een bericht in.
U dient akkoord te gaan met verwerken van gegevens.

Inloggen Mislukt

Innovaties

Naar boven

vertaling