Voor het verwijderen van zwevend stof, slib uit het water.

Principle of operation

Er bestaan snelle zandfilters en langzame zandfilters. Deze twee typen onderscheiden zich door een verschil in filtratiesnelheid (debiet) en de vorming van een biofilm op de het filteroppervlak van een langzaam zandfilter welke zorgt voor een biologische reiniging van het water. Deze laatste is een erkende zuiveringstechniek voor de productie van drinkwater uit oppervlaktewater en wordt wereldwijd veel ingezet. Voor het zuiveren van afvalwater is echter alleen snelle zandfiltratie toepasbaar. Een snel zandfilter verwijdert de deeltjes dmv een verschil in deeltjesgrootte ten opzichte van de poriëngrootte, sedimentatie en adsorptie. De deeltjes die groter zijn dan de poriën worden op het filteroppervlak afgevangen (oppervlakte filtratie) deeltjes die kleiner zijn worden in het bed d.m.v. adsorptie afgevangen.

Installation description

Zandfilters bestaan in verschillende uitvoeringsvormen. Het water stroomt horizontaal of verticaal door een zand- grindbed van dat uit een of meerdere lagen bestaat. De filtersnelheid van een snel zandfilter ligt tussen de 5 en 10 meter per uur en de dikte van het bed ligt tussen de 0,9-1,2 meter. Er wordt onderscheid gemaakt tussen continu en discontinu filters. Discontinu filters moeten periodiek gebackwashed worden om het opgehoopte vuil te verwijderen.

Down-flow gravity filters (discontinu)

Het water stroomt van boven naar beneden door het filtermedium dat uit een of meerdere lagen bestaat van verschillende korrelgroottes. De deeltjes worden op en in het bed afgevangen. Door het vollopen van de poriën raakt het filter verstopt en treed er een drukval op. Om het filter te regenereren wordt een backwash uitgevoerd.

Bij een backwash worden lucht en water in tegengestelde richting door het filter heen gebracht. De deeltjes worden door de turbulentie opwaartse stroming naar boven meegevoerd en aldaar afgevangen.

Figuur 1 Neerwaarts stromend zandfilter

Figuur 1 geeft een dwarsdoorsnede van een down-flow zandfilter. De backwash frequentie is afhankelijk van de concentratie ( te verwijderen deeltjes) en het debiet. Over het algemeen wordt een backwash een keer per dag tot een keer in de paar dagen uitgevoerd. Om een continue stroom te kunnen behandelen kunnen enkele filters parallel worden geschakeld of er kan een buffertank worden voorgeschakeld.

Upflow filters (continue)

In upflow filters stroomt het water van beneden naar boven, de afgevangen deeltjes worden continue afgevoerd waardoor het filterproces niet hoeft te worden onderbroken.

Druk gedreven filters

In een gesloten vat wordt het water onder druk door het filtermedium heengebracht. De filtersnelheden liggen hier gemiddeld wat hoger dan bij filters gedreven door zwaartekracht. Het hieruit voortkomende voordeel is het beperkte ruimtegebruik Ook hier is periodiek een backwash noodzakelijk. (zie figuur 2)

Figuur 2 Druk gedreven zandfilter

Het rendement is mede afhankelijk van het soort media en de deeltjesgrootte dat gebruikt wordt. Tegenwoordig worden meerdere soorten media zoals antraciet, basalt en glas in zandfilters toegepast en worden deze in meerdere lagen aangebracht (Multi Media Filter). Deze innovaties zorgen voor een grotere efficiëntie en maken grotere filtersnelheden mogelijk. Afhankelijk van de samenstelling van het afvalwater wordt bekeken welk type media het meest geschikt is. Om het rendement van zandfiltratie te verhogen kan coagulatie/flocculatie als voorbehandeling worden toegepast.

Process automation and maintenance

Zandfiltratie is een eenvoudig proces dat makkelijk te automatiseren is. Een procesverstoring wordt aangegeven aan de hand van een druk val of een overschrijding van de effluentkwaliteit.

Process variables and constraints

De concentratie zwevend stof in samenhang met de hydraulische belasting (filtersnelheid)  bepaald hoe vaak er gebackwashed moet worden. Bij een hoog gehalte kan voorbezinking nodig zijn. Om het rendement te verhogen kan een coagulant of flocculant voorafgaand worden toegevoegd.

De filtersnelheid die gehanteerd wordt is ook afhankelijk van het gewenste eindresultaat.

Applications opportunities

Toepassingsgebieden

Zandfiltratie vindt zijn toepassing o.a. in de ;

  • Drinkwater productie
  • Zwembaden
  • Auto-wasinstallaties
  • Grondwaterbehandeling
  • RWZI’s
  • Slachthuizen
  • Groenten- en fruitverwerkende industrie
  • Dranken en voedingsindustrie
  • Oppervlaktebehandeling van metalen

Pros and cons

Voordelen

  • Hoog verwijderingsrendementen haalbaar
  • Breed inzetbaar
  • Eenvoudig en robuust proces

Nadelen

  • Mogelijkheid tot verstoppingen.
  • Spoelwater moet verder worden behandeld

Sources

  1. Geraadpleegde bronnen:
  2. EIPPCB, Reference Document on BAT in Common Waste Water and Waste Gas Treatment / Management Systems in the Chemical Sector, draft februari 2003
  3. Vlaams Gewest, EMIS, www.emis.vito.be , sept 2011
  4. Gray N.F., Watertechnology An introduction for environmental scientists and engineers, 3de  druk 2010.
  5. Figuur 1 en 2: EIPPCB, Reference Document on BAT in Common Waste Water and Waste Gas Treatment / Management Systems in the Chemical Sector, draft februari 2003