Al meer dan 25 jaar uw betrouwbare partner voor rivierwaterzuiveringsinstallaties

Een moderne rivierwaterzuivering bestaat uit verschillende op elkaar afgestemde procesfasen. Het doel is om ruw water uit rivieren, meren, stuwmeren of andere oppervlaktewateren zodanig te zuiveren dat zwevende deeltjes, troebelheid, organische stoffen, micro-organismen, geur- en smaakstoffen en andere ongewenste bestanddelen op betrouwbare wijze worden verwijderd.

Bij ALMAWATECH wordt hiervoor een meerfasige procesketen toegepast:

Flocculatie en ontkalking ALMA BHU LHPS → ALMA BHU OXI Ozonbehandeling → Ontzuring → Meerlaagse filtratie ALMA BHU MMF → Actieve-koolfiltratie ALMA BHU AKF → ALMA OXI UV-desinfectie

De ALMA BHU LHPS zorgt daarbij voor de neerslag, vlokvorming, sedimentatie en slibverdikking. In deze fase worden vaste stoffen, troebelheid, colloïdale stoffen en, afhankelijk van het ruwwater en de dosering van chemicaliën, ook bestanddelen zoals fosfor, metalen of hardheidsvormers door middel van neerslag en decarbonisatie verwijderd. Vervolgens vindt een ALMA BHU OXI-ozonisatie plaats voor de oxidatieve behandeling van organische stoffen in het water. Na de pH-stabilisatie wordt het water via de ALMA BHU MMF meerlaagse filtratie mechanisch fijn gefilterd en vervolgens via de ALMA BHU AKF-actieve-koolfiltratie verder ontdaan van opgeloste organische stoffen en adsorbeerbare sporenstoffen. Tot slot zorgt een ALMA OXI UV-desinfectie voor de microbiologische beveiliging.

Deze combinatie is bijzonder geschikt voor oppervlaktewater, omdat de kwaliteit van rivierwater per seizoen sterk kan variëren. Regen, hoogwater, algengroei, droogteperiodes of toevoer uit het stroomgebied beïnvloeden de troebelheid, het gehalte aan zwevende deeltjes, de organische belasting en de microbiologie. Een robuuste rivierwaterzuivering moet daarom niet alleen zijn ontworpen voor normaal bedrijf, maar ook stabiel functioneren bij wisselende kwaliteiten van het ruwe water.

Rivierwater en oppervlaktewater zijn dynamische ruwe waterbronnen. In tegenstelling tot grondwater, dat vaak een relatief constante samenstelling heeft, verandert de kwaliteit van rivieren en meren in de loop van het jaar soms aanzienlijk. Bij hevige regenval of hoogwater kunnen de troebelheid en de hoeveelheid zwevende stoffen sterk toenemen. In de zomer kunnen hogere temperaturen, algengroei en biologische activiteit de waterkwaliteit beïnvloeden. Ook organische stoffen, sporenstoffen of micro-organismen kunnen in de loop van de tijd schommelen.

Typische uitdagingen bij de behandeling van rivierwater zijn:

• schommelingen in de troebelheid en de hoeveelheid zwevende stoffen,
• colloïdale deeltjes,
• Algen en biologische verontreinigingen,
• natuurlijke organische stoffen,
• geur- en smaakstoffen,
• sporenstoffen en microverontreinigingen,
• schommelende temperaturen,
• variabele pH-waarden en zuurcapaciteiten,
• seizoensgebonden veranderingen in de kwaliteit van het ruwe water.

Daarom volstaat bij rivierwater doorgaans één enkele zuiveringsfase niet. Louter filtreren zou weliswaar deeltjes tegenhouden, maar opgeloste organische stoffen, colloïdale bestanddelen of microbiologische risico’s onvoldoende aanpakken. Een moderne oppervlaktewaterzuivering combineert daarom chemisch-fysische processen, oxidatie, filtratie, adsorptie en desinfectie.

De procesketen moet zo worden ontworpen dat elke fase de volgende fase beschermt en ontlast. De ALMA BHU LHPS vermindert in eerste instantie de belasting door vaste stoffen en troebelheid. De ALMA BHU OXI-ozonisatie oxideert organische stoffen in het water. De ALMA BHU MMF verwijdert resterende deeltjes en vlokken. De ALMA BHU AKF zorgt voor de adsorptie van opgeloste organische stoffen. De ALMA OXI UV-desinfectie zorgt voor de microbiologische veiligheid van het water.

De ALMA BHU LHPS is de centrale chemisch-fysische voorbehandelingsfase bij de zuivering van rivier- en oppervlaktewater. Het combineert coagulatie, flocculatie, lamellenbezinking en slibverdikking in één compacte reactoreenheid. Het proces dient voor de afscheiding van vaste stoffen, troebelheid, colloïdale deeltjes en neerslagbare stoffen in het water. Afhankelijk van de samenstelling van het ruwwater en de dosering van chemicaliën kan de ALMA BHU LHPS bovendien worden ingezet voor decarbonisatie, fosforverwijdering of de reductie van bepaalde metalen.

In de eerste stap wordt aan het ruwe water een neerslagmiddel of coagulatiemiddel toegevoegd. Hierdoor worden zeer fijne deeltjes en colloïdale stoffen gedestabiliseerd. Zonder chemische behandeling zijn deze deeltjes vaak zo klein en zo gelijkmatig verdeeld dat ze zich niet goed bezinken en ook niet efficiënt kunnen worden gefilterd. Door de coagulatie ontstaan de eerste microvlokken.

In de flocculatiezone worden deze microvlokken met behulp van flocculatiemiddelen en teruggevoerd contactslib omgezet in grotere, dichtere en goed bezinkbare vlokken. De hydraulica van de reactor is zo ontworpen dat de vlokken kunnen groeien zonder te worden afgebroken door te hoge schuifkrachten.

Vervolgens vindt de afscheiding van vaste stoffen plaats in de lamellenbezinking. De gevormde vlokken zakken naar de bodem en worden opgevangen in de geïntegreerde slibverdikking. Een deel van het verdikte slib wordt als contactslib teruggevoerd naar de vlokkingsfase. Hierdoor worden de vlokvorming en de processtabiliteit verbeterd, met name bij schommelende kwaliteiten van het ruwwater.

Neerslag, uitvlokking en sedimentatie vormen de basis voor een stabiele behandeling van rivierwater. Veel storende stoffen in het ruwe water komen voor in de vorm van fijne deeltjes, colloïdale stoffen of opgeloste verbindingen. Deze kunnen niet voldoende worden verwijderd door alleen eenvoudige filtratie.

Bij de neerslag worden geschikte chemicaliën gedoseerd om opgeloste of colloïdale stoffen om te zetten in moeilijk oplosbare verbindingen. Bij de coagulatie worden de deeltjes gedestabiliseerd, zodat ze zich kunnen verenigen tot microvlokken. In de daaropvolgende flocculatie groeien deze microvlokken uit tot grotere macrovlokken, die zich betrouwbaar kunnen bezinken.

Afhankelijk van het ontwerp kan decarbonisatie worden ingezet om de carbonaathardheid, respectievelijk overtollig koolzuur en hardheidsvormers, te verminderen. Dit is met name van belang wanneer de waterkwaliteit voor volgende processen moet worden gestabiliseerd of wanneer afzettingen in leidingen en installatieonderdelen moeten worden verminderd.

De lamellenbezinking scheidt vervolgens de gevormde vlokken van het water. Door de schuine lamellen wordt het effectieve bezinkingsoppervlak aanzienlijk vergroot. Hierdoor kunnen hoge doorvoercapaciteiten op een relatief klein oppervlak worden verwerkt. De vaste stoffen glijden langs de lamellen naar de slibzone, terwijl het gezuiverde water verder wordt geleid.

Deze fase is van cruciaal belang, omdat ze de daaropvolgende processen aanzienlijk ontlast. Hoe beter vaste stoffen, troebelheid en neerslagbare stoffen in de ALMA BHU LHPS worden verwijderd, hoe stabieler de ALMA BHU OXI-ozonisatie, de ALMA BHU MMF, de ALMA BHU AKF en de ALMA OXI-UV-desinfectie werken.

De ALMA BHU OXI-ozonisatie is een oxidatieve behandelingsfase in de behandeling van rivierwater. Ozon is een krachtig oxidatiemiddel en kan organische stoffen in het water chemisch veranderen, micro-organismen verminderen en daaropvolgende biologische of adsorptieve zuiveringsfasen ondersteunen.

In de beschreven procesketen wordt op twee plaatsen ozon ingezet. Een voorbehandeling met ozon kan worden gebruikt voor desinfectie vóór de neerslag. De hoofdbehandeling met ozon vindt plaats na de ALMA BHU LHPS als natte oxidatiefase. Het doel van de hoofdozonering is niet per se de volledige mineralisatie van organische stoffen. Het gaat er veeleer om dat moeilijk biologisch afbreekbare of persistente organische stoffen in het water door oxidatie zodanig worden gewijzigd dat ze in de daaropvolgende filterfasen beter kunnen worden verwijderd.

Dat is vooral belangrijk omdat rivierwater vaak natuurlijke organische stoffen, geur- en smaakstoffen of organische sporenstoffen kan bevatten. Door de ALMA BHU OXI-ozonisatie kunnen deze stoffen gedeeltelijk worden afgebroken of omgezet. Hierdoor verbetert de biologische beschikbaarheid van bepaalde organische verbindingen en kan de stroomafwaarts geplaatste ALMA BHU AKF efficiënter worden ingezet.

Na de ozonbehandeling moet restozon op een veilige manier worden verwerkt. In de beschreven procesketen wordt restozon vernietigd door middel van ALMA OXI UV-installaties, voordat het water de meerlaagse filtratie bereikt. Daarnaast worden restozonmetingen en gaswaarschuwingssystemen ingezet om een veilige werking van de installatie te waarborgen.

Na uitvelling, flocculatie, sedimentatie en ozonbehandeling kan een pH-aanpassing nodig zijn. De ontzuring dient om overtollig koolzuur te binden en de pH-waarde van het behandelde water in te stellen op een stabiel bereik dat geschikt is voor de volgende zuiveringsfasen.

In de beschreven procesketen wordt natronloog toegevoegd aan de toevoer naar de ALMA BHU MMF, afhankelijk van de gemeten pH-waarde. Bij bepaalde bedrijfsmodi kan het doseerpunt ook vóór de ALMA BHU AKF worden geplaatst. Daarnaast kan een pH-meting na de actieve-koolfiltratie worden voorzien om de ontzuring nogmaals te controleren en indien nodig bij te sturen.

pH-stabilisatie is om verschillende redenen belangrijk. Enerzijds beïnvloedt de pH-waarde de effectiviteit van chemisch-fysische processen. Anderzijds kan een ongunstige pH-waarde corrosie, afzettingen of storingen in de daaropvolgende filtratie- en desinfectiefasen in de hand werken. Ook voor de actieve-koolfiltratie en een later gebruik als drink-, proces- of industriewater is een stabiele pH-waarde van belang.

Ontzuring is dus geen op zichzelf staande stap, maar een belangrijk onderdeel van het totale systeem. Het zorgt ervoor dat het water na de oxidatieve behandeling op gecontroleerde wijze wordt geconditioneerd en dat de daaropvolgende filtertrappen onder stabiele omstandigheden kunnen worden gebruikt.

De ALMA BHU MMF meerlaagse filtratie is de mechanische fijne filtratie binnen de behandeling van rivierwater. Deze wordt toegepast na de neerslag, flocculatie, sedimentatie, ozonbehandeling en ontzuring om resterende deeltjes, restflocculaten, troebelheid en af te filteren stoffen uit het water te verwijderen.

Het water stroomt van boven naar beneden door het filterbed. Het filterbed bestaat doorgaans uit meerdere lagen: antraciet als bovenste filterlaag, fijn zand als onderliggende filterlaag en steungrind om het filterbed te stabiliseren. Deze combinatie maakt een echte dieptefiltratie mogelijk. Grovere deeltjes worden bij voorkeur in de bovenste antracietlaag tegengehouden, terwijl fijnere deeltjes dieper in het zandbed worden afgezet.

De ALMA BHU MMF vervult meerdere taken tegelijk. Hij verbetert de kwaliteit van het heldere water, vermindert troebelheid en beschermt volgende processtappen, zoals de ALMA BHU AKF of een ALMA OXI UV-desinfectie, tegen het binnendringen van deeltjes. Een stabiele kwaliteit van het filtraat is bijzonder belangrijk, omdat deeltjes de effectiviteit van de UV-desinfectie kunnen verminderen en actieve-koolfilters onnodig kunnen belasten.

Het terugspoelen van de ALMA BHU MMF gebeurt automatisch op basis van een tijdsinterval of een stijging van het drukverschil. Daarbij worden lucht en water in afzonderlijke stappen ingezet om de in het filterbed vastgehouden vaste stoffen af te voeren, zonder de laagopbouw blijvend te verstoren. De terugspoelprocedure is zo ontworpen dat verlies van filtermateriaal wordt voorkomen en dat na het spoelen weer een stabiele filtratiekwaliteit wordt bereikt.

De ALMA BHU AKF-actieve-koolfiltratie zorgt voor de verdere zuivering van het reeds mechanisch gezuiverde water. Terwijl de ALMA BHU LHPS en de ALMA BHU MMF vooral vaste stoffen, troebelheid, colloïdale stoffen en restvlokken verwijderen, dient de ALMA BHU AKF voor de adsorptie van opgeloste organische stoffen.

Actieve kool heeft een zeer groot inwendig oppervlak en kan organische stoffen in het water aan zijn oppervlak binden. Hierdoor is de ALMA BHU AKF met name geschikt voor het verminderen van geur- en smaakstoffen, opgeloste organische verbindingen, adsorbeerbare sporenstoffen en bepaalde microverontreinigingen. Welke stoffen in welke mate kunnen worden verwijderd, hangt af van de eigenschappen van de stoffen, de kwaliteit van het ruwwater, de voorbehandeling, de contacttijd en de eigenschappen van de actieve kool.

In het ALMA BHU-concept volgt de ALMA BHU AKF op de ALMA BHU MMF. Dit is vanuit procestechnisch oogpunt zinvol, omdat de meerlaagse filtratie de deeltjesbelasting vermindert en de actieve kool beschermt tegen het binnendringen van vaste stoffen. Hierdoor kan de actieve kool efficiënter werken en wordt de levensduur ervan verlengd.

De actieve-koolfilters zijn qua constructie en hydrauliek vergelijkbaar met de meerlaagse filters, maar beschikken over een enkellaags filterbed van actieve-koolkorrels. Vóór de ALMA BHU AKF kan een zuurstofverzadiging worden aangebracht om stabiele omstandigheden in de toevoer naar de actieve-koolfiltratie te waarborgen.

De volgorde van de procesfasen is bepalend voor de efficiëntie, de bedrijfszekerheid en de rendabiliteit van de gehele rivierwaterzuivering. Elke fase vervult een welbepaalde taak en beschermt de daaropvolgende fase.

De ALMA BHU LHPS verwijdert eerst vaste stoffen, troebelheid, colloïdale stoffen en neerslagbare bestanddelen. Hierdoor wordt de ozonbehandeling ontlast en wordt het water voorbereid op de oxidatieve behandeling. De ALMA BHU OXI-ozonisatie transformeert organische stoffen in het water en kan de biologische of adsorptieve verwijderbaarheid in de daaropvolgende stappen verbeteren. De ontzuring stabiliseert de pH-waarde en creëert geschikte omstandigheden voor de daaropvolgende filterfasen.

De ALMA BHU MMF verwijdert vervolgens achtergebleven deeltjes, restvlokken en troebelingen. Hierdoor beschermt het de ALMA BHU AKF, die opgeloste organische stoffen en adsorbeerbare sporenstoffen vermindert. De afsluitende UV-behandeling dient ter microbiologische beveiliging van het gezuiverde water.

Deze volgorde is bijzonder belangrijk, omdat een verkeerde volgorde de exploitatiekosten kan verhogen en de effectiviteit van afzonderlijke stappen kan verminderen. Als bijvoorbeeld de actieve-koolfiltratie te vroeg in het proces zou worden toegepast, zou deze onnodig kunnen worden belast door deeltjes en resten van vlokken. Als de ALMA OXI UV-desinfectie zou plaatsvinden voordat de troebelheid voldoende is verwijderd, zouden deeltjes de desinfectiewerking kunnen belemmeren.

Een doordachte procesketen zorgt er daarom voor dat het water stap voor stap wordt gestabiliseerd, geklaard, oxidatief behandeld, gefilterd, door adsorptie gezuiverd en ten slotte gedesinfecteerd.

Welke stoffen kunnen worden verwijderd, hangt altijd af van de kwaliteit van het ruwe water, de opzet van de procesfasen en de beoogde kwaliteit van het behandelde water. Een meerfasige behandeling van rivierwater kan echter een breed spectrum aan stoffen verminderen.

De ALMA BHU LHPS verwijdert vooral zwevende stoffen, troebelheid, colloïdale deeltjes, vlokken, aan deeltjes gebonden bestanddelen en stoffen die door neerslag kunnen worden afgescheiden. Afhankelijk van de dosering van chemicaliën en de procesvoering kan het bovendien bijdragen aan fosforverwijdering, metaalreductie en ontkooling.

De ALMA BHU OXI-ozonisatie oxideert organische stoffen in het water, vermindert bepaalde geur- en smaakstoffen en kan de biologische of adsorptieve nabehandeling ondersteunen. De ontzuring stabiliseert de pH-waarde en verbetert de bedrijfsomstandigheden voor de volgende fasen.

De ALMA BHU MMF verwijdert achtergebleven deeltjes, restvlokken, troebelheid en affilterbare stoffen. Daarmee vormt het een belangrijke barrière vóór de actieve-koolfiltratie en de UV-desinfectie. De ALMA BHU AKF vermindert opgeloste organische stoffen, adsorbeerbare sporenstoffen, geur- en smaakstoffen en bepaalde microverontreinigingen. De afsluitende ALMA OXI UV-behandeling dient voor het inactiveren van micro-organismen.

Typische doelstoffen en doelparameters zijn:

• zwevende deeltjes,
• troebelingen,
• colloïdale deeltjes,
• Algen en bestanddelen van algen,
• natuurlijke organische stoffen,
• kleurstoffen,
• geur- en smaakstoffen,
• Fosforverbindingen,
• in de vaste fase gebonden metalen,
• Carbonathardheid of hardheidsvormers in het kader van de ontkarbonisatie,
• organische sporenstoffen,
• microverontreinigingen,
• Micro-organismen.

Voor een robuust ontwerp zijn analyses van het ruwe water, seizoensgebonden schommelingen, de beoogde waterkwaliteit, het debiet en de redundantie-eisen van cruciaal belang.