Meer informatie over actief kool filters klik dan hier

Bezinking

Het scheiden van 2 stoffen met een verschillende dichtheid. Dit gebeurt op basis van de dichtheid van de stof > dragervloeistof. Hierbij zinkt de stof naar de bodem waar het dan later afgevoerd kan worden.

Wilt u meer informatie over bezinking klik dan hier

Coagulatie/flocculatie

In water zitten zeer fijne verdeelde vaste deeltjes die niet bezinken, waardoor ze niet verwijderd kunnen worden. In industrieel water zitten onder andere metaalhoudende deeltjes, en in oppervlaktewater zitten bijvoorbeeld slibdeeltjes/algen of andere micro-organismen. Doordat de colloïden (zeer fijne deeltjes) geladen zijn kunnen ze niet samen klonteren. Door dan een coagulatiemiddel toe te voegen, neemt de lading af waardoor de deeltjes elkaar niet meer afstoten. Hierdoor trekken ze elkaar aan en worden het grotere deeltjes waardoor ze kunnen bezinken en dan tenslotte slot worden afgevoerd. Dit proces heet coagulatie.

Door de toevoeging van een coagulatiemiddel kunnen ze gaan samenklonteren. Als coagulatiemiddel kunnen ijzer en/of aluminiumzouten worden gebruikt. Door invloed van langzame waterbewegingen kunnen deze vlokjes samenvoegen tot snelle grote bezinkbare vlokken, dit wordt ook wel flocculatie genoemd.

Voor meer infomatie over coagulatie klik dan hier

Diffusiedialyse

Het scheiden van zuren, basen en metalen en het terugwinnen van stoffen uit afvalwaterstromen zoals bij etsbaden in de galvanische industrie. De drijvende kracht is het concentratieverschil over het membraan. Er wordt hier gebruik gemaakt van een anionwisselend membraan. De membranen laten de H+ ionen door.

Flotatie

Hierbij hebben de stoffen die in een tank met een waterige oplossing zitten, dezelfde dichtheid/hechtingsvermogen. Om er dan toch voor te zorgen dat deze stoffen door lucht van elkaar gescheiden kunnen worden, wordt er een chemicalie toegevoegd aan de oplossing. Dit chemicalie kan zich alleen aan 1 stof hechten en door dit chemicalie kan lucht zich aan de stof hechten. Als er dan aan de onderkant van de tank lucht wordt ingeblazen, hecht dit zich aan de stof en zal de stof dan gaan drijven doordat lucht lichter is dan water. Dit proces heet floteren.

voor meer informatie over flotatie klik dan hier

Ionenwisseling

De ionenwisselaars worden vooral gebruikt voor ontharding, ontzouting en decarbonatie. Ionenwisselaars nemen in een oplossing kationen of anionen op en plaatsen daarvoor andere kationen of anionen aan gelijke waarden. Dit heeft betrekking op de elektrische lading van de ionen, zo zal Ca²⁺ worden vervangen door 2 H⁺. Wanneer de harsen (hier bestaan ionenwisselaars uit) verzadigd zijn moeten ze worden geregenereerd, meestal met HCl (kation) of met NaOH (anion) of NaCl voor beide ionen.

Voor informatie over ionenwisselaars klik dan hier

(micro)zeven

Bij dit proces worden er grotere delen vervuiling uit het oppervlaktewater gehaald, dit onder andere ter bescherming van leidingen en pompen. Deze verwijdering gebeurt door middel van zeven/roosters (geperforeerde zeefplaten of ramen waar gaas overgespannen is). Dit wordt onder andere toegepast in de papier-, vezel- en textielindustrie maar kan ook gebruikt worden voor de verwijdering van o.a. schillen bij de aardappel/bieten verwerkende bedrijven, de conservenfabriek, als eerste stap filtratiestap bij gebruik van oppervlaktewater en als filtratiestap in de visteelt.

Mixed Bed

Hierbij zijn beide wisselaars aanwezig. Het anion zal het negatieve ion uit het water omwisselen met een OH^- groep, het kation zal de postivieve ionen omwisselen met H⁺. Zo worden de vervuilingen uit het water gehaald en wordt er water geproduceerd.

Ontijzering
In het kort komt het erop neer het opgeloste ijzer (Fe²⁺) en mangaan (Mn²⁺) te oxideren door beluchting of oxiderende chemicaliën. Vaak wordt omgevingslucht gecomprimeerd en in een mengklok aan het te behandelen water toegevoegd alvorens het over een zandfilter geleid wordt. Hierbij treedt de uiteindelijke filtratie op.

Voor meer informatie over ontijzering klik dan hier

Opdrijving

Dit is net zoals bezinking alleen dan is de dichtheid van de stof < de dragervloeistof. Hierdoor zal de stof dus gaan drijven en dan wordt het afgeroomd.

Precipitatie

Hierbij worden opgeloste stoffen verandert tot onopgeloste of slecht oplosbare stoffen. De neerslagen worden verwijderd door middel van filtratie (veelal microfiltratie) of bezinktechniek. Precipitatie wordt onder andere gebruikt voor het verwijderen van zware metalen, het verwijderen van fosfaten (desfosfateren) of bij (deel)ontharding van kalk- en magnesium. Het neerslaan kost enige tijd. Het proces kan zowel uit batch- als continusystemen bestaan.

Bij metalen wordt er door middel van het veranderen van de pH onopgeloste metalen gevormd, ieder metaal heeft een bepaald gebied, waarboven de oplosbaarheid afneemt.

Bij desfosfatering worden er onopgeloste stoffen gevormd door toevoeging van aluminium- of ijzerzouten. Hierdoor ontstaan er zeer slechte oplosbare fosfaten.

UV-desinfectie

UV tast de smaak, geur, kleur of pH van het water niet aan. Er vind geen toevoeging van chemicaliën plaats of giftige bijproducten. UV-licht wordt kunstmatig opgewekt, hiervoor wordt ondermeer kwik-ontladingslampen gebruikt. De UV-straling onstaat doordat het, in een buis aanwezige, mengsel van kwik (damp en vloeistof) en inert gas wordt blootgesteld aan een elektrisch spanningsverschil, waardoor de kwikatomen in de gasfase een hoger energieniveau krijgen. Deze atomen vervallen weer tot het normale energieniveau onder uitzending van UV. Het water wordt met uv-licht bestraald en er worden dan energiepakketjes (fotonen) in het water gebracht, waardoor de micro-organismen sterven. Hier wordt er gedesinfecteerd zonder dat er nevenproducten ontstaan. Belangrijk is dat het water zo min mogelijk zwevende deeltjes bevat, dit omdat deze dienen als schild voor de micro-organismen.

Voor meer informatie over UV klik dan hier

Aerobe zuivering

Bij aerobe zuivering is er veel slib aanwezig en wordt de zuivering onder een zuurstofrijke omgeving uitgevoerd. Dit soort zuivering wordt vooral toegepast bij communale afvalwaterzuivering, zoals bij rwzi’s en awzi’s. Het influent wordt ontdaan van biologisch afbreekbaar materiaal. Dit vindt plaats door eerst te zuiveren in een grove zeef, dan komt het terecht in een reactortank met een bepaald gehalte actief slib ( meestal 4 g/l), hier wordt continue lucht aan toegevoerd. Door de biomassa (gesupendeerd en colloidaal materiaal) wordt het biologisch afbreekbaar materiaal omgezet tot CO₂, H₂O, NO₃^- en H⁺. Soms wordt er nog gedenitrificeerd (afbraak van NO₃^-). Hierna is het tijd voor bezinking in de bezinktank, het slib wordt afgevoerd naar de beginreactor en het water wordt geloosd of hergebruikt.

Voor meer informatie over aerobe zuivering klik dan hier

Anaerobe zuivering

Anaerobe zuivering wordt vooral gebruikt voor industriele zuivering, dit water is hoogbelast. Bij anaeroob is er geen zuurstof aanwezig, maar wel zuurstofdonors zoals NO₃ en SO₄. Er is bij deze zuivering, in tegenstelling tot aeroob, weinig slib aanwezig, vaak onstaat er methaangas, wat het water opwarmt. Bij anaerobe zuivering beïnvloeden biochemische reacties elkaar onderling. Er zijn vier deelprocessen:

• Hydrolyse
• Fermentatie
• Acetogenese
• Methanogenese

Hydrolyse
Door reactie met exo-enzymen en water extracellulair worder er complexe polymeren omgezet in minder complexe verbindingen. (polysachariden – monosachariden)

Fermentatie
Omzetting van organische verbindingen naar minder complexe, meestal zuurvormende, verbindingen in aanwezigheid van zuurvormende bacterieën (belangrijke fermentatieproducten zoals alcoholen en vluchtige vetzuren)

Acetogenese
Biochemische omzetting van organische verbindingen (producten uit fermentatieproces). Belangrijke eindproducten azijnzuur, H₂ en CO₂.

Methanogenese
Hier worden acetogeneseproducten omgezet in biogas. Dit wordt weer onderverdeeld in 2 groepen:

• Azijnzuresplitsende methanogenen (acetolatistische)
• Waterstofconsumerende mehtanogenen (autotrofe)

H₂ is speelt hier een belangrijke rol want waterstofconsumerende methanogenen reageren met H₂. Het moet reageren met waterstof want veel processen zouden niet verlopen als autotrofe niet met H₂ reageert. Als dit namelijk niet gebeurt kan er een ophoping plaatsvinden van o.a. vetzuren in de reactor. Hierdoor kan de pH dalen, met het gevolgd dat de activiteit van de methanogene bacterie remt.

Anaerobe zuivering wordt meestal toegepast als voorzuivering van aerobezuivering.

Voor meer informatie over anaerobe techniek klik dan hier

Snelle zandfiltratie

Tijdens snelle zandfiltratie worden de zwevende deeltjes door een diep bed met korrelig materiaal geleid. Als de deeltjes dicht genoeg langs de filterkorrel geleid worden, zullen zij zich aan de korrels hechten door hun onderlinge aantrekkingskracht. Hierdoor worden de deeltjes uit de vloeistofstroom verwijderd.

Voor meer informatie over zandfiltratie klik dan hier

Langzame zandfiltratie

Deeltjes worden in een langzame zandfilter op dezelfde manier ingevangen als in een snelle zandfilter. De stroomsnelheid is echter lager en daarmee is de verblijfstijd langer, ook is het zand fijner. Er wordt eerst gebruik gemaakt van grove filters om de grootste deeltjes te verwijderen.

Membraanfiltratie

Microfiltratie

Bij microfiltratie worden grotere delen (1mm – 0,1 mm) onopgeloste stoffen verwijderd uit het water. Hieronder kan worden verstaan bacterieën, gisten en schimmels. Kleinere stoffen zoals zouten en suikers maar ook (opgeloste) macromoleculen (eiwitten en vetten) kunnen door het membraan. De micro-organismen worden dus afgescheiden. Bij een cross-flow filtratie is er sprake van recirculatie van de voeding waardoor er minder snel membraanvervuiling optreedt, bij cross-flow is er redelijke druk aanwezig en meestal drukgestuurde bedrijfsvoering. Bij dead-end filtratie is er sprake van dat er geen concentraatafvoer aanwezig is. Het energieverbruik is lager omdat er geen recirculatie is. Een ander belangrijk aspect is dat er gebruik wordt gemaakt van een zeer lage druk. Om membraanvervuiling tegen te gaan worden de membranen schoon gemaakt, dit gebeurt door middel van backflushing. Dit houdt in dat het water van tegenovergestelde richting wordt binnen gelaten, dus van buiten naar binnen. Normaal loopt de waterstroom bij membranen van binnen naar buiten.

Voor meer informatie microfiltratie klik dan hier

Ultrafiltratie

Ultrafiltratie wordt op basis van deeltjesgrootte (0,1 mm- 0,01 mm) van elkaar gescheiden. Er wordt gebruik gemaakt van asymmetrische- en composietmembranen. De druk is hier drijvende kracht en de membranen houden geen zouten tegen. Er worden olieën en vetten verwijderd, virussen en zo ook macromoleculaire oplossingen zoals eiwitten en lactose. Wel kunnen allebei de stromen gebruikt worden als product, permeaat voor de zuiveringstechnologie en het geconcentreerde product voor de procestechnologie.

voor meer informatie ultrafiltratie klik hier

Nanofiltratie

Deze membraantechnologie wordt voor verschillende doeleinden ingezet voor bijvoorbeeld gedeeltelijke ontzouting en ontharding (het verlagen van tweewaardige ionen zoals calcium, magnesium enz). Doordat er alleen sprake is van deelontzouting is de druk lager dan bij RO (5-10 bar), zo is ook het energievebruik lager dan bij RO.
Bij nanofiltratie worden ook vaak organische en collaïde stoffen verwijderd.

Voor meer informatie nanofiltratie klik hier

Omgekeerde osmose of hyperfiltratie

Omgekeerde osmose is een proces dat wordt toegepast bij het ontzouten van zee- of grondwater. Halverwege de negentiende eeuw is er ontdekt dat er vliezen bestaan, die het water wel doorlaten, maar de daarin opgeloste stoffen (bv suiker of zout) niet.

Er zal dan water gaan stromen van de kant met de lagere zoutconcentratie (V) naar de kant van de hogere zoutconcentratie(P). Hierdoor stijgt het niveau in een stijgbuis tot B, er zal een evenwicht ontstaan. In de vloeistofkolom A-B heerst er nu een osmotische druk. Als er nu een druk op de inhoud van P wordt toegepast die hoger is dan de osmotische druk, dan blijkt dat het water door de membraan heengaat maar dat de opgeloste stoffen achterblijven. Deze techniek heet omgekeerde osmose.

Er zijn 3 verschillende membranen:

1. Membranen in buisvorm, aan de buitenzijde bevindt zich het “ruwe water”, het zuivere product zit aan de binnenzijde,

2. Membranen in de vorm van opgerolde vlakken (spiraal). Het ruwe water stroomt tussen een membraanvlak en een dichte wand, het product bevindt zich tussen de membraanvlakken.

3. Membranen in de vorm van holle draden, ook wel hollowfilters genoemd. Dit zijn hele dunne buisjes. Hier stroomt het ruwe water ook aan de buitenzijden. Het voordeel van deze techniek is dat er zeer veel membraanoppervlak is in en kleine ruimte.

Voordelen van de omgekeerde osmose

• Er is minder water nodig
• Er vindt minder thermische vervuiling plaats

Nadelen van de omgekeerde osmose

• Het verbruikt wel water voor de verdamping
• Het is een duurdere installatie

Voordat het water de installatie in kan, moet het eerst worden gezuiverd door middel van filtratie om de biofouling er uit te halen.

voor meer informatie over reversed osmosis klik hier

Speciale membraanfiltratie

Membraanelektrolyse

Hierbij bestaat de elektrolysecel uit een anode- en een kathodecompartiment. Deze twee compartimenten worden gescheiden door een kationwisselendmembraan. Dit membraan zorgt ervoor dat er geen ongewenste anodereacties ontstaan/optreden. Er stroomt langs de anode het te behandelende zuur, en langs de kathode een zuur dat de metalen in de oplossing houdt. Door het elektrische veld worden de vervuilende metalen door het membraan naar de kathode getrokken.

Elektrodialyse

Door een elektrisch (spannings) veld worden ionen getransporteerd. Dit gebeurt door de doorlatende, semi-permeabele ionogene membranen. Hierbij zijn de kationen en anionen selectief er worden dus alleen of anionen doorgelaten of kationen en dus niet en/en. Positief geladen groepen, laten dan alleen negatieve ionen (anionen) door, geen positieve ionen want die worden afgestoten.
Bij elektrodialyse worden de kation- en anionmembranen achter elkaar geplaatst. Dit gebeurt om en om, zodat zowel de positieve als negatieve ionen verwijderd kunnen worden. In de cellen hopen de ionen zich op (brijn). In de cellen daartussen worden de ionen verwijderd (productwater). De geconcentreerde zoutstroom wordt gerecirculeerd, totdat er een waarde is bereikt waarbij het zout (brijn) neerslaat. Hierdoor worden de ionen verwijderd. Gevormde gassen worden afgevoerd met spoelwater, om precipitatie van MgOH en CaCO te voorkomen wordt de kathode-cel gespoeld met aangezuurd water (pH = 2). Voorbehandelingen kunnen zijn: actieve koolfiltratie, flocculatie en filtratie. Hierdoor worden alvast de grotere stoffen verwijderd en stoffen die het membranen kunnen neutraliseren

Pertractie

Bij pertractie vindt er stofoverdracht plaats tussen 2 vloeistoffasen, dit kan worden vergeleken met vloeistof-vloeistofextractie door een membraan. Het voordeel van deze methode is dat er met holle membranen een zeer groot oppervlak bereikt kan worden zonder (extra) energie kosten voor het maken en opbreken van de emulsie.

Pervaporatie

Pervaporatie wordt gebruikt bij ontwatering van een solvent, voor het verwijderen van solventen of solvent-solvent scheidingen. Dit gebeurt o.a. bij organische oplosmiddelen, veresteringen en organo/koolwaterstof scheidingen Het is een scheidingsmethode waarbij componenten selectief oplossen in een membraan. Doordat het vacuum door een membraan wordt getransporteerd, ontstaat er een scheiding tussen de stoffen die wel door het membraan kunnen permeeren en die slechts in geringe mate kunnen permeeren.

Membraanbioreactor (MBR)

Influent wordt ontdaan van biologisch afbreekbaar materiaal door middel van een membraan. Dit proces is hetzelfde als die van aerobezuivering alleen wordt er nu gebruik gemaakt van een membraan en niet van een bezinktank. De membranen kunnen op 2 plaatsen worden gezet namelijk, sub-merged in de beluchtigsruimte, of side-stream buiten de reactor. Bij side-stream is zijn er 2 mogelijkheden namelijk cross-flow en submerged.

Sub-merged
Membraan is ondergedompeld in het (actieve) bassin met de biomassa. Dit wordt door de statische druk van de vloeistof door de membranen geperst, hier kan eventueel de flow worden vergroot, door een onderdruk aan de permeaatzijde. Door het plaatsen van een beluchting onder het membraan wordt er voorkomen dat het membraan sterk vervuild.

Side-stream
Het water/slibmengsel wordt met behulp van een pomp door de tubulaire membranen gepompt. Door de hoge snelheid en eventuele luchttoevoer wordt er voorkomen dat de membranen sterk vervuilen.

Cross-flow
Door een kleine stroming langs het membraan te laten lopen en het water/slibmengsel te combineren met lucht, wordt er door een lichte onderdruk aan de permeaatzijde het mengsel door het membraan gezogen.

Een voordeel van membranen, zowel micro- als ultrafiltratie neemt weinig ruimte in beslag t.o.v een bezinktank. En gesuspendeerd en colloidaal materiaal wordt ook beter weggezuiverd.

Oxidatieprocessen

Oxideren is het wegnemen van elektronen. Oxidatiemiddelen zijn bijvoorbeeld chloor, ozon of chloordioxide. Oxidatie kan onder worden verdeeld in desinfectie, ontijzering en ontmaganering. Bij oxidatie zijn de kosten over het algemeen lager dan aktief kool of membraanfiltraties. Een nadeel van oxidatie, bij een onvolledige oxidatie van de doelverbindingen kunnen er ongewenste verbindingen ontstaan.

Desinfectie

Hierbij wordt water gedesinfecteerd door middel van oxidatiemiddelen (chloor, ozon, chloordioxide of waterstofperoxide) dit wordt toegepast bij:

• Verwijdering van geur en smaak
• Het tegengaan van algengroei
• Het in stand houden van de waterkwaliteit in het distributienet.

Ontijzering

Er is veel ijzer aanwezig in de aardkorst, hierdoor zit er standaard in grondwater ijzer, de gehaltes kunnen verschillen. Dit water kan een rood/bruine kleur hebben en een afwijkende smaak.

Door het water te beluchten vindt de oxidatie plaats, hier worden ijzer (III) vlokken gevormd, deze worden afgevoerd door middel van snelfilters en zandfilters. Dit proces heet oxidatie-flocculatie. Doordat de CO2 bij dit proces uit het water worden gestript door het toevoegen van lucht, verandert het koolzuurgewicht waardoor de pH stijgt, dit werkt bevorderend voor de ontijzering

Er is ook nog een ander proces voor ontijzering, namelijk adsorptie-oxidatie. Hier wordt het ijzer (II) geadsorbeerd aan een vast ijzeroxide-oppervlak, dit gebeurt onder zuurstofloze condities. Wanneer dit oppervlak volledig bezet is, wordt er zuurstofhoudend water langs geleid, hierdoor vindt er oxidatie van het ijzer plaats. Door de oxidatie is er aangroei van het filtermateriaal (rond de zandkorrels of ander filtermateriaal, vormt het ijzer een laagje).

voor meer informatie over ontijzering klik hier

Ontmanganering

Mangaan (II) wordt gevormd door neutraal of basisch water wat in contact komt met gesteenten die mangaan bevatten. De reactie met zuurstof binnen het oxidatievermogen, verloopt traag om van mangaan (II) tot bruinsteen te oxideren. In praktijk blijkt dit sneller te gaan. Vaak wordt er kaliumpermanganaat toegepast omdat dit een sterke oxidator is.

Voor meer informatie over Onmanganering klik hier

Ontkleuring

Humuszuren worden goed verwijder uit water. Water kan na zuivering nog stees gekleurd zijn dit kan komen door:

• IJzer in water
• Organometaalcomplexen
• Andere organische stoffen

Gekleurde verbindingen kunnen worden omgezet door kaliumpermanganaat, chloor, ozon en geavanceerde oxidatieprocessen of met de technieken oxidatie, chemische coagulatie, adsorptie en omgekeerde osmose.

voor meer informatie over ontkleuring klik hier