Aanpasbaar filtratiesysteem voor de behandeling van afvalwater en oppervlaktewater

De ALMA BHU MMF is een meertraps filterinstallatie voor de mechanische fijnzuivering van water. Deze installatie wordt gebruikt voor het verwijderen van zwevende stoffen, deeltjes en troebelheid en vormt een belangrijke stap in het proces van drinkwaterzuivering, rivierwaterzuivering en oppervlaktewaterzuivering.

Het water stroomt van boven naar beneden door een uit meerdere lagen bestaand filterbed. Daarbij worden achtergebleven vaste stoffen in het filtermateriaal tegengehouden. Het filterbed bestaat doorgaans uit een bovenste laag antraciet, een daaronder liggende zandlaag en een ondersteunende grindlaag. Deze combinatie zorgt voor een hoge opnamecapaciteit voor vaste stoffen en een gelijkmatige dieptefiltratie.

De ALMA BHU MMF wordt vaak ingezet na uitvelling, vlokvorming en bezinking om de kwaliteit van het heldere water verder te verbeteren en de daaropvolgende processen, zoals actieve-koolfiltratie, ozonbehandeling of membraanfiltratie, te beschermen.

Bij meerlaagse filtratie wordt het te behandelen water gelijkmatig over het filteroppervlak verdeeld en door meerdere lagen filtermateriaal geleid. In de ALMA BHU MMF gebeurt de verdeling hydraulisch via toevoerkanalen, gootschuiven en overloopdammen.

Tijdens het filterproces stroomt het water van boven naar beneden door het filterbed. Grofere deeltjes worden vooral tegengehouden in de bovenste antracietlaag, terwijl fijnere deeltjes dieper in het zandbed worden afgezet. Hierdoor wordt het gehele filterbed benut en wordt een lange filterduur bereikt.

Onder het filterbed bevinden zich filterplaten met sproeiers, die het filtermateriaal tegenhouden en tegelijkertijd zorgen voor een gelijkmatige waterverdeling. Het gefilterde water wordt vervolgens via het helderwaterkanaal naar de volgende zuiveringsfase geleid.

De ALMA BHU MMF verwijdert vooral deeltjes en zwevende stoffen uit het water. Hiertoe behoren:

• Zwevende vaste stoffen
• Vlokresten afkomstig van de neerslag en vlokvorming
• Troebele stoffen
• minerale deeltjes
• organische deeltjes
• Algenbestanddelen
• uit te filteren stoffen

De meerlaagse filtratie is geen primaire stap voor het verwijderen van opgeloste sporenstoffen. Hiervoor wordt in het ALMA BHU-installatieconcept een nageschakelde actieve-koolfiltratie toegepast. De meerlaagse filtratie zorgt dus voor de mechanische fijne afscheiding en waarborgt een stabiele kwaliteit van het toevoerwater naar de verdere zuiveringsfasen.

De meerlaagse opbouw verbetert de dieptefiltratie en vergroot de opnamecapaciteit van het filter voor vaste stoffen. In de ALMA BHU MMF bestaat het filterbed doorgaans uit antraciet, fijn zand en steungrind.

De bovenste antracietlaag heeft een grotere korrelgrootte en een lagere dichtheid. Hierdoor kunnen grovere deeltjes in de bovenste filterzone worden tegengehouden, zonder dat het filter te snel verstopt raakt. De onderliggende laag fijn zand zorgt voor het afscheiden van fijnere deeltjes. Het steungrind stabiliseert het filterbed en beschermt de onderliggende spuitmondbodem.

Door deze gelaagde opbouw wordt de belasting over de gehele filterdiepte verdeeld. Dit leidt tot langere filterlevensduur, stabielere drukverliezen en een gelijkmatige kwaliteit van het filtraat.

Een gelijkmatige waterverdeling is cruciaal voor de filterprestaties. Als een filter ongelijkmatig wordt gevoed, kunnen bepaalde delen overbelast raken, terwijl andere delen van het filterbed nauwelijks worden benut. Dit kan leiden tot doorbraken, verhoogde troebelheidswaarden of kortere filterlooptijden.

De ALMA BHU MMF maakt gebruik van een hydraulische toevoerverdeling via goten, stuwen en afzonderlijk regelbare filtertoevoeren. Elk filter kan afzonderlijk worden gevoed en geregeld. Hierdoor wordt een gelijkmatige stroming over het filteroppervlak bereikt.

Ook de sproeibodem draagt bij aan een gelijkmatige doorstroming. De sproeiers zijn afgestemd op het gebruikte filtermateriaal en zorgen ervoor dat het water en de terugspoelvloeistoffen gelijkmatig over het gehele filteroppervlak worden verdeeld.

De filtersnelheid wordt ingesteld via de toevoer- en afvoerregeling van het betreffende filter. Elk filter beschikt over een eigen debietmeting en een automatische regeling, zodat de toevoer individueel kan worden aangepast.

Een constante waterpeil boven het filterbed is daarbij van groot belang. Dit zorgt voor een stabiele hydraulische aandrijfdruk en voorkomt ongewenste bedrijfssituaties, zoals ontgassing in het filterbed. Tegelijkertijd worden hydraulische pieken verminderd, waardoor de kwaliteit van het gefilterde water stabiel blijft.

Het regelingssysteem van de ALMA BHU MMF is zo ontworpen dat het ook bij wisselende doorstroomhoeveelheden een gelijkmatige filtratie garandeert.

Het terugspoelen van het ALMA BHU MMF-meerlaagsfiltratiesysteem gebeurt automatisch volgens vastgestelde bedrijfsparameters, bijvoorbeeld na een bepaald filtratie-interval of bij een stijging van de drukverschil in het filterbed. Het doel van het terugspoelen is om de in het filterbed vastgehouden vaste stoffen op betrouwbare wijze af te voeren en de oorspronkelijke filtercapaciteit te herstellen.

Het terugspoelen verloopt in verschillende op elkaar afgestemde stappen. Eerst wordt het waterpeil verlaagd. Vervolgens maakt een luchtspoeling het belaste filterbed losser en maakt het vastzittende deeltjes los van het filtermateriaal. Na een ontluchtings- en rustfase volgt de waterspoeling, waarbij de losgekomen vaste stoffen uit het filterbed worden afgevoerd. Ten slotte wordt het filter via het afvoeren van het eerste filtraat of een gecontroleerde terugstroming weer in de normale bedrijfsmodus gebracht.

Bij de ALMA BHU MMF worden lucht en water bewust gescheiden gebruikt. Aangezien meerlaagse filters bestaan uit materialen met verschillende dichtheden en korrelgroottes, kan een voortdurende gecombineerde lucht-/waterspoeling leiden tot vermenging van de filterlagen of tot het wegspoelen van lichtere filtermaterialen zoals antraciet. De sequentiële terugspoelprocedure behoudt de gedefinieerde laagopbouw van antraciet, zand en steungrind en zorgt ervoor dat het filter na het terugspoelen weer met optimale prestaties kan worden gebruikt.

Na het terugspoelen stabiliseert de kwaliteit van het filtraat zich tijdens het infiltreren. Daarbij wordt de filter opnieuw opgestart met een lagere filtersnelheid, zodat fijne deeltjes en colloïdale stoffen zich opnieuw aan het filtermateriaal kunnen hechten. Hierdoor wordt de troebelheid in het filtraat verminderd en wordt de filter op gecontroleerde wijze teruggebracht naar de normale bedrijfsmodus. Tegelijkertijd kan het infiltreren het waterverlies verminderen in vergelijking met het klassieke afvoeren van het eerste filtraat.

Het afvoerwater van het terugspoelen bevat de vaste stoffen die uit het filterbed zijn verwijderd en wordt via aparte terugspoelkanalen opgevangen. Afhankelijk van het ontwerp van de installatie kan dit water worden teruggevoerd naar een voorafgaande zuiveringsfase, bijvoorbeeld de lamellenzuivering, of afzonderlijk worden gezuiverd. Bij drinkwatertoepassingen kan bovendien een verdere zuivering, bijvoorbeeld via ultrafiltratie, worden voorzien om waterverliezen te verminderen en de totale waterbalans van de installatie te verbeteren.

Het terugspoelen van de ALMA BHU MMF verloopt in verschillende vastgestelde stappen, waarbij lucht en water afzonderlijk worden gebruikt. Het doel is om de vaste stoffen die in het filterbed zijn tegengehouden volledig te verwijderen, zonder het filtermateriaal te verliezen of de filterlagen blijvend te vermengen.

Typische stappen bij het terugspoelen zijn:

1. Verlaging van het waterpeil
2. Luchtspoeling om het filterbed los te maken
3. Ontluchting en stabilisatie
4. Watertoevoer voor het fluïdiseren en afvoeren van de vaste stoffen
5. Infiltratie of afvoer van het eerste filtraat ter stabilisatie van de kwaliteit van het filtraat

De gescheiden lucht- en waterspoeling is bijzonder belangrijk, aangezien een langdurige gecombineerde lucht-/waterspoeling bij meerlaagse filters kan leiden tot materiaalverlies of vermenging van de filterlagen.

De ALMA BHU MMF-meerlaagsfiltratie is geschikt voor waterzuiveringsinstallaties waar een betrouwbare verwijdering van zwevende stoffen, deeltjes en troebelheid vereist is. Deze wordt vaak ingezet als fijne filtratie na neerslag, flocculatie en sedimentatie en vormt een belangrijke beschermingsfase voor de daaropvolgende zuiveringsprocessen.

Typische toepassingen van de ALMA BHU MMF zijn:

• Drinkwaterbehandeling
• Behandeling van rivierwater
• Behandeling van oppervlaktewater
• Behandeling van zeewater en stuwmeerwater
• Behandeling van proceswater
• Nafiltratie na neerslag, uitvlokking en bezinking
• Voorfiltratie vóór actieve-koolfiltratie
• Voorfiltratie vóór ozonbehandeling of membraaninstallaties

In combinatie met de ALMA BHU-actieve-koolfiltratie is het systeem bovendien geschikt voor toepassingen waarbij opgeloste organische stoffen, geur- en smaakstoffen of adsorbeerbare sporenstoffen moeten worden verminderd. De actieve-koolfiltratie wordt met name toegepast bij de drinkwaterzuivering, de behandeling van rivier- en oppervlaktewater en in meertraps proceswaterinstallaties.

Terwijl de meerlaagse filtratie de deeltjesbelasting vermindert en de actieve kool beschermt tegen het binnendringen van vaste stoffen, zorgt de actieve-koolfiltratie voor de verdere adsorptie van opgeloste stoffen. Zo ontstaat een robuust, meerfasig zuiveringsconcept voor een hoge waterkwaliteit.

Dankzij de modulaire opbouw met parallel werkende filtercellen kan de installatie worden aangepast aan verschillende debieten, ruwwaterkwaliteiten en projecteisen.