Filtertechnologie: het ABC van zand- of andere filters in het waterzuiveringsproces

Het gebruik van zand- of andere filters in het waterzuiveringsproces, het is ons niet onbekend. Al jaar en dag zuivert Pidpa grondwater tot drinkwater en dat doen we ondermeer met behulp van, zowel open als gesloten, filters.
We kennen dan ook veel van de problemen die hiermee gepaard kunnen gaan én de bijhorende oplossingen.

Maakt u gebruik van filters binnen uw bedrijf, dan zullen onze verhalen u vast niet onbekend in de oren klinken. Hier volgen enkele praktijkvoorbeelden.

Kies de juiste filter en bijhorende bedrijfsvoering

De ontwerpfase: waar moet je op letten?

De keuze van de juiste filter én het juiste filtermateriaal is van vitaal belang voor de goede werking van de filter. Deze keuze wordt bepaald door verschillende parameters.

• Samenstelling van het water: de keuze wordt bepaald door het effect dat je wenst te bereiken: dient de filter voor het verwijderen van ijzer, nitrificatie, ontmanganing, enz.
• Het te behandelen watervolume: de verwachte gehaltes en debieten die behandeld moeten worden, hebben een invloed op de grootte van de filter, de diepte, het gebruik van één of meerdere lagen, en het totale aantal filters dat ingezet dient te worden. De meest gebruikte filters zijn éénlaagsfilters gevuld met zand van 1 meter diep. Bij hogere belasting kan gekozen worden voor een diepere filter of een tweelaagsfilter.
• De toepassing van de filter: Staat de filter vooraan of achteraan in de zuivering, is er een hoge of lage belasting, wordt er op traditionele wijze of biologisch ontijzerd, … al deze verschillende toepassingen bepalen mee de grootte van de zandkorrels.

Uiteraard dient in de ontwerpfase ook rekening gehouden te worden met de behandeling van het spoelwater; mogelijkheden zijn: het opvangen van het spoelwater in een wachtbekken, het laten indikken, enz. De aard van behandeling is afhankelijk van de vuillast van het spoelwater.

Verder dienen in de ontwerpfase voldoende meetpunten voorzien te worden in de filter zodat deze later perfect gestuurd en op de juiste manier gespoeld kan worden. Volgende metingen zijn veelal voorzien: peilmeting van de filter, drukverlies over de filter, debietmeting, meting van de turbiditeit (de troebelheid van het gefilterde water en dus de kwaliteit), de stand van de klep op het gefilterde water, het spoeldebiet, de opgenomen vermogens van de pompen, de surpressoren.

Hoe bepaal je de juiste bedrijfsvoering?

Twee zaken zijn hierin belangrijk: enerzijds de sturing van de normale filterwerking en anderzijds de spoelmethode.

1. Sturing

Qua sturing kan de normale werking gebeuren op basis van:

• Een vast vooropgesteld debiet per filter: hierbij wordt meestal gewerkt met een vast waterpeil in de filter. De toevoer wordt geregeld hetzij met een ingangsklep, hetzij met een frequentiegestuurde pomp, hetzij met de combinatie pomp (voor de ingang) en klep (op de uitgang). Deze laatste keuze is echter energetisch minder gunstig.
• Een variabel debiet: hierbij is het debiet afhankelijk van het peil in de kelders en dus afhankelijk van de vraag vanuit het distributienet. De regeling gebeurt meestal op basis van een vooropgesteld peil in de filter dat geregeld wordt door een klep op de uitgang.
• Een debiet afhankelijk van het drukverlies per filter: bij meerdere, aan elkaar gekoppelde filters die gevoed worden door een gemeenschappelijk ingangspeil zal de vervuilingsgraad van de filter bepalen hoeveel water deze opneemt.

Algemeen kunnen we stellen dat er best in de mate van het mogelijke steeds gestreefd wordt naar een constant debiet in de productie. De schommelingen in het watergebruik kunnen best opgevangen worden door het peil in de kelders te laten variëren.

2. Spoeling

Een filter kan je spoelen door een combinatie van lucht en water, of enkel door water; de keuze van spoelwijze is afhankelijk van het filtermateriaal en de gekozen bedrijfsvoering. Het spoeldebiet hangt af van de grootte van de filter enerzijds, en de dichtheid en de grootte van het filtermateriaal anderzijds.

Om te bepalen wanneer je een spoeling start, zijn er verschillende mogelijkheden:

• Een vooropgestelde looptijd (bijvoorbeeld spoelen elke 48 uren).
• Een vooropgesteld behandeld debiet.
• Het bereiken van een ingesteld drukverlies op de filter.
• Een vooropgestelde kwaliteit van het gefilterde water.

Goed ontworpen filters zijn deze waarbij een bepaald drukverlies (en dus vervuiling of verstopping) bereikt wordt vooraleer de kwaliteit van het gefilterde water vermindert. Op deze manier komt er nooit water van een mindere kwaliteit in de kelders. Indien dit niet het geval is, kan een simpele wijziging in de bedrijfsvoering vaak reeds een oplossing bieden. Of je kan opteren om preventief (bijvoorbeeld volgens een bepaald vooropgesteld schema) te spoelen. Dit heeft echter tot gevolg dat er in verhouding meer gespoeld wordt dan strikt noodzakelijk is.

Waarom daalt de snelheid van mijn filter?

Mits een degelijke sturing en opvolging is een filtratie een robuust proces dat garant staat voor een constante kwaliteit. Dit wil evenwel niet zeggen dat filters vrij van onderhoud zijn en dat het filtermateriaal nooit moet vervangen of gereinigd worden. Het tegendeel is waar en komt de snelheid en kwaliteit van uw filter zeker ten goede.

Open of gesloten filters: bijvullen of verwijderen van filtermateriaal kan noodzakelijk zijn.

Bij de waterzuivering maakt Pidpa steeds gebruik van dieptefilters van het open en/of gesloten type. De open filters worden soms als eerste filtratiestap en steeds als laatste filtratiestap ingezet. Als eerste filtratiestap kan ook gekozen worden voor een gesloten filter. De keuze tussen open of gesloten filters als eerste filtratiestap is van een aantal zaken afhankelijk: de hoeveelheid opgelost ijzer dat uit het grondwater moet verwijderd worden, het al dan niet inzetten van bacteriën voor het verwijderen van ijzer, de gewenste filtratiesnelheden, en de beschikbare ruimte voor de inplanting van de zuivering.

Afhankelijk van het proces en het gekozen filtermateriaal kan het bijvullen of verwijderen van filtermateriaal noodzakelijk zijn. Het is evident dat het opvolgen voor het bijvullen of verwijderen van filtermateriaal gemakkelijker is bij een open filter dan een gesloten filter. Aan de hand van twee praktijkvoorbeelden bekijken we even de problematiek van het bijvullen of verwijderen van filtermateriaal.

Ontzuren? Best op tijd bijvullen!

Zo is bij gebruik van calciumcarbonaat in een eerste filtratie, voor het deels ontzuren van water, regelmatig bijvullen met nieuw filtermateriaal noodzakelijk. Door contact met het zure water worden de calciumkorrels immers kleiner en vermindert het contactoppervlakte met het water waardoor het water zonder bijvulling niet voldoende ontzuurd wordt. Belangrijk hierbij is dat er extra aandacht besteed wordt aan de hygiëne tijdens het bijvullen.

Maar enkel bijvullen is na een tijdje geen afdoende oplossing, gezien de mix van kleiner geworden korrels en nieuwe korrels ongewenste gevolgen kan hebben. De kleinere korrels kunnen immers op en bepaald ogenblik de ruimte tussen de grotere korrels opvullen waardoor er een extra weerstand gecreëerd wordt en de filter haar vooropgestelde snelheden en looptijden niet meer haalt. Dit heeft tot gevolg dat er veel frequenter moet gespoeld worden. Door het spoelen gaan grote hoeveelheden water verloren en wordt de eventuele slibverwerking te zwaar belast. Gevolg is dat uw kosten stijgen. Het op tijd verwijderen van de kleinere korrels is dus de boodschap.

Ontijzeren? Verwijderen is de boodschap!

Bij de filters van het gesloten type die ingezet worden om ijzer te verwijderen, bemerken we het omgekeerde fenomeen. Het filtermateriaal groeit aan dankzij een ijzerneerslag. De aangroeisnelheid is afhankelijk van de ijzerconcentratie en de gekozen bedrijfsvoering (tot 4 cm per week). Dit betekent dat tot tweemaal per jaar de filters gedeeltelijk of volledig leeggemaakt moeten worden. Indien de kans tot verstoppen van de filter beperkt is, volstaat het om de bovenste laag te verwijderen. Stel je echter vast dat de looptijd (dit is de tijd tussen twee spoelingen) verkleint, dan is het aan te raden de filter volledig leeg te maken. Door het verpompen van het zand (korrels van 0,8 tot 4 mm) naar een opvangcontainer met water en lucht en het gedeeltelijk terugpompen ervan wordt het zand veel grondiger gespoeld in vergelijking met de normale spoeling.

De aangroei van het zand en de grootte van de korrels moeten ook opgevolgd worden. Als de korrels te groot worden bestaat het risico dat de filter de kleinste vlokken niet meer tegenhoudt en de kwaliteit van het gefilterde water vermindert. Ingewerkt zand filtreert evenwel veelal beter dan nieuw zand zodat hergebruik, indien mogelijk, zeker aan te raden is. Na dergelijke werkzaamheden wordt de filter ontsmet en wordt er een staal genomen voor bacteriologisch onderzoek. Bij bevestiging van een goede bacteriologische kwaliteit wordt de filter terug in dienst genomen.  

Vragen? Wij kunnen u vast helpen!

Dit zijn slechts twee voorbeelden van filteractiviteiten. Misschien herkent u zich maar ten dele in deze beschrijvingen. Maar als de kwaliteit van de werking van uw filter gedaald is, wordt het misschien tijd voor een grote onderhoudsbeurt. Twijfelt u aan uw eigen situatie dan kan Pidpa voor u onderzoeken of een reiniging nodig is. Ook de filterreiniging zelf willen we graag voor u uitvoeren.