Hoe werkt een waterzuiveringsinstallatie?

In Nederland staan we er niet zo bij stil dat schoon drinkwater voor alle mensen op de wereld van levensbelang is. Zonder schoon water zouden we het nog maar een paar dagen uithouden op deze wereld. Een waterzuiveringsinstallatie zuivert grond- en/of oppervlaktewater en zorgt ervoor dat iedereen in Nederland schoon en fris water uit de kraan kan tappen. Aangezien water één van de basisbehoeftes van de mens is, is het voor een waterzuiveringsbedrijf belangrijk dat het onder (bijna) elke omstandigheid drinkwater moet kunnen produceren. Maar welk proces legt dat water nou eigenlijk af voordat het bij ons uit de kraan komt?

'Schoon' water

Schoon water is voor mensen heel belangrijk, aangezien we het elke dag meerdere malen nodig hebben. Maar wat is 'schoon' water eigenlijk? Wanneer is water 'schoon'? Met ‘schoon’ water wordt drinkwater bedoeld. Onder drinkwater wordt water verstaan dat geschikt is voor menselijke consumptie. In alle landen zijn de eisen die aan drinkwater worden gesteld anders. In Nederland is de Drinkwaterwet en het Waterleidingbesluit van kracht. In deze wet staat dat leidingwater geen risico’s mag opleveren voor de volksgezondheid. Omdat dit een ruim begrip is wordt dit nog verder uitgewerkt in de Drinkwaterwet.

In deze wet staan ook de specifieke eisen die worden gesteld aan het drinkwater. Deze zijn vooral van belang voor de waterzuiveringsbedrijven. Deze bedrijven hebben sinds de vernieuwde wet in 2011 bepaalde taken toegewezen gekregen. Zo moet een waterzuiveringsbedrijf zorgen voor duurzame en doelmatige openbare drinkwatervoorziening. Verder moet de infrastructuur in orde zijn en moet het bedrijf natuurlijk drinkwater leveren. Het bedrijf moet te allen tijde kwalitatief goed water leveren. Ook moet de kwaliteit van de drinkwatervoorziening gecontroleerd worden en zal moeten worden bijgedragen aan het verantwoord omgaan met water. De waterkwaliteit wordt bepaald door de aanwezigheid en hoeveelheid van de volgende factoren:

• bepaalde verontreinigingen (kan van alles zijn, bijvoorbeeld medicijnen)
• fysische en chemische factoren als de pH en geleidbaarheid
• de hoeveelheid zout die in het water aanwezig is
• de aanwezigheid van voedingsstoffen (bijvoorbeeld eutrofiërende stoffen)

Onderdelen van een waterzuiveringsinstallatie

Niet alle waterzuiveringsinstallaties zijn hetzelfde, maar over het algemeen zijn dit de onderdelen/gebouwen van een waterzuiveringsinstallatie:

1. Spaarbekken
2. Het water onttrekkingskanaal, ook wel WOK genoemd
3. Hogedrukpompstation
4. Filtergebouw
5. UV-gebouw
6. koolfilters
7. Vierkante waterreservoirs
8. Ronde waterreservoirs

Het waterzuiveringsproces

Aangezien water één van de basisbehoeftes van de mens is, is het voor een waterzuiveringsbedrijf belangrijk dat het onder (bijna) elke omstandigheid drinkwater moet kunnen produceren. Op deze manier moet worden gewaarborgd dat Nederland nooit zonder drinkwater komt te zitten. De waterzuiveringsinstallatie waarborgt dit door middel van een ‘twee straten systeem’. Dat wil zeggen dat elke zuiveringsstap als het ware dubbel wordt uitgevoerd. Ze hebben er dus overal (minimaal) twee van: tien pompen (vijf voor elke straat), zestien hogedruk pompen (acht voor elke straat) enz. enz. Als er ergens in het proces een machine of pomp uitvalt, is er dus altijd genoeg materiaal aanwezig om het te compenseren en kan de productie/zuivering van drinkwater gewoon doorgaan. Verder wordt er in het hele zuiveringsproces gebruik gemaakt van intelligente besturing. Dat wil zeggen dat (bijna) alles wordt geregeld via de computer.

Het oppervlaktewater doorloopt een aantal stappen voordat het bij jou uit de kraan komt.

Zeven

Het water uit een rivier arriveert via het Spaarbekken in het water onttrekking kanaal (WOK). Het WOK heeft een inhoud van 200.000 m3. Het water kan ook rechtstreeks naar het WOK en slaat hiermee dus de rest van de spaarbekken over.Het water wordt door middel van het lagedrukstation naar het doseergebouw gepompt.

Eenmaal aangekomen in het doseergebouw loopt het water door microzeven, die langzaam ronddraaien. De microzeven zorgen ervoor dat de deeltjes uit het water worden gezeefd. Aan het woord ‘micro’ hoor je al dat dit geen grote deeltjes zijn, de microzeven hebben meestal een maaswijdte van ongeveer 35 micron, dus alle deeltjes kleiner dan 35 micron kunnen door de zeef heen en worden dus nog niet primair uit het zuiveringsproces verwijderd. De microdeeltjes blijven achter op de zeef, dus zal deze ook schoongemaakt moeten worden, anders kan er geen water meer doorheen lopen. Vandaar dat de microzeven constant worden schoon gesproeid. Op deze manier wordt er optimaal gebruik gemaakt van de microzeven en kunnen deze constant blijven draaien. Na de microzeven komt het water terecht in een cascade. Een cascade is een soort trappetje naar beneden. Het water valt door middel van vrij verval van de trap, waardoor er lucht en daardoor ook zuurstof in het water komt.

Coagulatieproces

Na de cascade vindt het coagulatieproces plaats. Dit is kort gezegd het toevoegen van chemicaliën. Tijdens dit proces wordt er bijvoorbeeld ijzer(lll)chloride (FeCl3) toegevoegd aan het water. FeCl3 splitst vervolgens in Fe3+ en Cl-. Fe3+ vormt samen met OH- Fe(OH)3. Fe(OH)3 zijn hier de gevormde vlokken. Deze vlokken zorgen ervoor dat de deeltjes die door de microzeven zijn geglipt en uit het water gehaald moeten worden aan de vlokken plakken. De ijzerdeeltjes zijn positief geladen waardoor ze als een soort magneet de diverse zwevende stoffen inkapselen.

• FeCl3 (s) → Fe3+ (aq) + 3 Cl- (aq)
• Fe3+ (aq)+ 3 OH- (aq)→ Fe(OH)3 (s)

In de wintermaanden wordt ook nog Wispro toegevoegd. Wispro is in principe niks anders dan gewoon aardappelzetmeel. Dit moet in de wintermaanden worden toegevoegd, omdat koud water (temperatuur < 12 °C) een grotere dichtheid heeft dan lauw/warm water. Door dit aardappelzetmeel wordt de vlokvorming optimaal gehouden.

Vervolgens vindt er een pH-correctie plaats. Tegenwoordig vindt dit plaats door het toevoegen van natronloog (NaOH). De pH-correctie vindt plaats, omdat ijzer(lll)chloride aan het begin van het coagulatieproces de pH van het water omlaag heeft gehaald, aangezien ijzer(lll)chloride een pH heeft van 2. Natronloog is heel basisch en verhoogt de pH van het water weer naar 8. Het is belangrijk dat dit gebeurt, want wanneer het water een te lage pH zou hebben, en dus te zuur zou zijn, zou het de leidingen aan kunnen tasten.

Filtreren

Het water (waarin zich nog steeds de vlokken bevinden) stroomt naar het filtergebouw. Dit gebeurt nog steeds onder vrij verval, hiervoor zijn dus geen pompen nodig. De vlokken zijn inmiddels aan elkaar geklit. Een deel van deze vlokken worden uit het water gefilterd door vlokkendekenfilters. Deze 3,5 meter diepe filters maken gebruik van de zwaartekracht. Het water komt in het midden binnen, stroomt van boven naar beneden en de vlokken blijven achter. Vervolgens komt het water terecht in de dubbellaags filters. Hier worden de overige vlokken uit het water gefilterd. Filtering door middel van dubbellaags filters noemen we ook wel mechanische filtering. Als de filter vervuild is loopt de weerstand op over de filter. Bij een bepaalde weerstand wordt de filter met lucht en water gespoeld. Hierdoor worden de ijzerdeeltjes verwijderd. Deze spoeling zal gemiddeld één keer per dag plaatsvinden. Deze worden uiteraard niet allemaal te gelijk schoon gemaakt, dan zou de productie stil komen te liggen. Het water wordt met middendrukpompen, die aan het einde van het filtergebouw gestationeerd zijn, door de UV-installaties en actieve koolfilters geperst.

Desinfectie

Als het water bij de UV-installatie aankomt, begint de desinfectie. Desinfectie is een belangrijk, misschien wel het belangrijkste, onderdeel van het zuiveringsproces. Het water stroomt door een grote leiding waarin UV-buizen gemonteerd zijn. Ze zenden UV-straling uit. Deze straling doodt de bacteriën en virussen. Het grote voordeel van deze manier van desinfecteren is dat het geen reststoffen achterlaat, het is een schone manier van desinfecteren. Doordat er veel water langs stroomt, ontstaat er na verloop van tijd aanslag op de UV-buizen van kalk en zouten, waardoor de stralingsintensiteit af kan nemen. De buizen worden dan ook om de zoveel tijd schoongemaakt door een wiper (soort ruitenwisser).

Vervolgens stroomt het water door naar de koolstoffilters. Hier vindt het tweede gedeelte van de desinfectie plaats. De koolfilters zijn gevuld met actieve kool. Deze kool, die je kunt vergelijken met Norit, verwijdert de smaak-, reuk- en kleurstoffen. Anders gezegd: de kool absorbeert hele kleine verbindingen. Ook blijven eventuele gewasbeschermingsmiddelen in de kool achter. Door het ruwe oppervlak van de kool heeft de kool veel oppervlak en kan het veel absorberen. Eén keer in de 2 jaar moet de kool geregenereerd worden, omdat de kool dan verzadigd is. Regenereren wil zeggen dat de kool wordt schoongebrand, waardoor het opnieuw kan worden gebruikt. In de koolfilters zitten ook organismen (goede bacteriën) die het water verder desinfecteren. Deze organismen produceren CO2, waardoor het water zuurder wordt en de pH daalt.

pH-correctie

Tijdens het laatste onderdeel van de zuivering wordt die laatste pH daling weer teruggedraaid door de 2e pH-correctie. Ook hier wordt net als bij de 1e pH-correctie natronloog (NaOH) toegevoegd. De pH van het water is dan weer terug op 8,1.

Nadesinfectie

Vervolgens wordt voor de nadesinfectie nog chloordioxide (ClO2) toegevoegd. Dit voorkomt dat de organismen (goede bacteriën) van de koolstoffilters in het drinkwater terecht komen. Het water blijft op deze manier betrouwbaar en komt hierdoor straks schoon bij jou de kraan uit. Het water stroomt, nog steeds door de kracht van de middendrukpompen door naar de reservoirs. Tenslotte wordt het water door dieselhogedrukpompstation en/of elektrische hogedrukpompstations van het reservoir naar het leidingnet gepompt.

Proost!!