Langzame zandfiltratie wordt toegepast als laatste stap in het drinkwaterzuiveringsproces. Het zorgt voor hygiënisch betrouwbaar en biologisch stabiel drinkwater. Ziekteverwekkende organismen zijn verwijderd en doordat alle voedingsstoffen zijn verwijderd kunnen micro-organismen niet nagroeien in het leidingnet. Ook Waternet past langzame zandfiltratie toe. In totaal beslaan de zandfilters een oppervlakte van 39.260 m2. Die grote oppervlakte dateert uit de tijd dat het aantal zuiveringsstappen vóór de langzame zandfiltratie nog zeer beperkt was. De langzame zandfilters kregen toen zeer veel micro-organismen, organisch stof en deeltjes voor hun kiezen. Tegenwoordig gaat een uitgebreide zuivering vooraf aan de langzame zandfiltratie. De figuur toont het zuiveringsschema van drinkwaterproductiebedrijf Leiduin met langzame zandfiltratie als de laatste processtap. Doordat het de laatste processtap is, zou een langzaam zandfilter veel compacter kunnen worden aangelegd, met een kleinere oppervlakte en een minder hoog filterbed. Dat scheelt ruimte en dus kosten. 

Zuiverende werking Schmutzdeck 
Na verloop van tijd raakt een langzaam zandfilter verstopt. Dan laat de bovenste laag, de Schmutzdecke, geen water meer door. De Schmutzdecke (‘vieze laag’ in het Duits) is de bovenste laag van het langzame zandfilter, die bestaat uit organisch materiaal inclusief micro-organismen zoals bacteriën, schimmels en protozoa. Deze laag speelt ook een belangrijke rol in het verwijderen van micro-organismen. Na verloop van tijd wordt de laag echter zo dik en ondoordringbaar dat hij geen water meer doorlaat tot de zandlaag. Hij moet dan worden verwijderd, waarna het filter weer kan worden opgestart. Dat opstarten neemt veel tijd in beslag, omdat de Schmutzdecke ongeveer een half jaar nodig heeft om zich weer te ontwikkelen tot de laag organisch materiaal die micro-organismen kan verwijderen. Dat is zonde, want al die tijd kan het filter niet worden gebruikt. In dit project wordt gekeken hoe een modern langzaam zandfilter eruitziet qua oppervlakte en hoogte. Ook wordt onderzocht of de inlooptijd van de Schmutzdecke op een slimme manier kan worden verkort. Ofwel, “Slow Sand Filtration for the Next Century”. 

Planning 
In de eerste fase van het onderzoek richten we ons op laboratoriumonderzoek. In verschillende kolommen (mini-langzame zandfilters) wordt gekeken wat het effect is van verschillend filtermateriaal, van verschillende filtratiesnelheden en van het toevoegen van nutriënten of een innoculum om de opstartfase te verkorten. In de tweede fase wordt bij Waternet of bij Dunea onderzoek uitgevoerd op proefinstallatie-schaal. In 2022 starten pilotfilters bij Dunea waarin het effect van nutriënten dosering op de opstart van een langzame zandfilter en de opbouw van een langzame zandfilter wordt gevolgd.

Samenwerking 
Waternet voert het onderzoek uit samen met de drinkwaterbedrijven Dunea, Vitens en Waterbedrijf Groningen. Ook zijn de ingenieursbureaus Royal HaskoningDHV en Witteveen+Bos bij het onderzoek betrokken. De kennisinstellingen die het onderzoek doen zijn de afdeling Water Management van de Technische Universiteit Delft en de Laboratory of Microbiology van Wageningen University & Research. Het onderzoek wordt gefinancierd door de drinkwaterbedrijven Dunea en Vitens, NWO-TTW (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek – Toegepaste Technische Wetenschappen) en de Topsector Water & Maritiem. 

Programma 
Het onderzoek maakt deel uit van het programma “Partnership NWO domain AES – Dunea – Vitens - Leading Edge Sand Filtration for Drinking Water Production”. In 2021 komt voor dit programma een website in de lucht.