Drinkwaterzuivering


Drinkwaterzuivering vindt plaats in een aantal stappen. Die stappen verschillen enigszins voor verschillende bronnen. Per drinkwaterbron zal beschreven worden hoe de zuivering tot veilig drinkwater plaatsvindt.

Grondwaterzuivering

Zoals in paragraaf over het grondwater al is aangegeven zijn er drie soorten grondwaterkwaliteiten; aeroob (freatisch grondwater), licht anaeroob (artetisch), en diep anaeroob (artetisch). Per soort zijn andere zuiveringsstappen nodig. Aeroob (freatisch) grondwater staat in open verbinding met de atmosfeer. Dit water voldoet in sommige gevallen meteen aan de drinkwatereisen. Anders dient het alleen belucht te worden. Het water kan wel kalkagressief zijn (water met zeer weinig kalk), als het in zandgronden gewonnen wordt, of juist te hard, als het uit kalkhoudende gronden komt. In het laatste geval wordt een extra onthardingsbehandeling toegepast.
Licht anaeroob grondwater bevindt zich onder een afsluitende laag. Het bevat vaak weinig zuurstof en er is relatief veel ammonium, ijzer en mangaan aanwezig. Voor de zuivering is beluchting nodig en een nafiltratratie om de vlokken te verwijderen die tijdens de beluchting gevormd zijn door de bacteriële zuiveringsprocessen.

Diep anaeroob grondwater bevat helemaal geen zuurstof meer doordat het water is afgesloten door een afsluitende laag. Organisch materiaal wordt in de grond afgebroken door bacteriën die sulfaat in plaats van zuurstof gebruiken als oxidator. Het water bevat daardoor waterstofsulfide, ijzer, mangaan, ammonium en methaan. Beluchting en extra zuivering zijn dus vereist om die concentraties te minimaliseren. Hieronder is schematisch weergegeven hoe het zuiveringsproces plaatsvindt. Er wordt begonnen met een beluchting door sproeiers waarna er een zandfiltratie plaatsvindt. Hierna vindt er een tweede beluchting plaats door middel van een cascade die gevolgd wordt door een tweede filtratie, de nafiltratie. Het gereinigde water wordt naar een reinwaterkelder gepompt, vanwaar het doorgepompt wordt naar het drinkwaterleidingnet. Zie ook figuur 1.


Figuur 1. Grondwaterzuivering (Bron: Milieucentraal)

Oppervlaktewater- en oevergrondwaterzuivering

Oppervlaktewaterzuivering en oevergrondwater ondergaan dezelfde zuivering. Deze zuivering vindt plaats in twee stappen; voorzuivering en directe drinkwaterzuivering. Als eerste wordt bij de voorzuivering er voor gezorgd dat er geen vissen en grofvuil in het proces terecht komen. Nadat het water het inlaatfilter is gepasseerd worden er ijzerzouten, natronloog en katalysatoren aan het water toegevoegd. De ijzerzouten reageren met het natronloog waardoor er ijzerhydroxide ontstaat, middels de reactie Fe$^{3+}$ + 3OH$^{-}$ → Fe(OH)$_3$, waaraan allerlei zwevende deeltjes zich hechten. De roerwerken zorgen ervoor dat het ijzerhydroxide zich goed over het water verspreidt om zoveel mogelijk deeltjes te hechten. De gevormde vlokken bezinken vervolgens in een bezinkbak en worden afgevoerd. Omdat niet alle vlokken bezinken wordt er een tweede filtratie toegepast, het water wordt hier door een zandfilter geleid. Zie ook figuur 2.


Figuur 2. Voorzuivering oppervlakte water (Bron: Milieucentraal)

Vervolgens wordt het water door een actief koolfilter geleid dat schadelijke stoffen als pesticiden, maar ook geur en kleur uit het water haalt. De stoffen worden geadsorbeerd aan het koolstofoppervlak, in de poriën van de kool. Het water wordt vervolgens in een filtraatkelder geleid, waarna het getransporteerd wordt naar opslagbekkens of naar de duinen, voor verdere zuivering. Hieronder zijn deze stappen weergegeven.

Uit oppervlaktewater kan ook rechtstreeks schoon en veilig drinkwater worden bereid. De tussenopslag in spaarbekkens, of infiltratie in de duinen, wordt niet voor alle oppervlaktewater toegepast. Het proces om oppervlaktewater direct te zuiveren tot drinkwater begint met dezelfde stappen als hierboven beschreven voor de voorzuivering van oppervlaktewater. Na de slibverwijdering (bezinking en zandfiltratie) behandeling vindt er in dit geval een ozonbehandeling plaats. Ozon is een sterke oxidator; organisch materiaal in het water wordt door de ozonbehandeling geoxideerd en daarmee onschadelijk gemaakt. In deze stap draait het vooral om de verwijdering van potentiële ziekteverwekkende micro-organismen; de ozonbehandeling is vooral een desinfecterende behandeling. Na de ozonbehandeling kan er een tweede behandeling met ijzerzouten nodig zijn om nieuw ontstane deeltjes (dood organisch materiaal) uit het water te halen. Eerst volgt een “gewone” filtratie om de ontstane deeltjes/vlokken te verwijderen. Tenslotte volgt nog een actiefkoolfiltratie om het water op geur en smaak te brengen, waarna, zo nodig, nog een na-desinfectie kan worden toegepast met chloor en/of UV-licht. Dan is het drinkwater op kwaliteit en kan het naar de klanten worden getransporteerd. In figuur 3 zijn deze stappen weergegeven.


Figuur 3. Directe zuivering oppervlaktewater (Bron: Milieucentraal)

Duinwaterzuivering

Duinwater is net als grondwater van nature al zeer schoon waardoor er niet veel zuiveringsstappen nodig zijn. Het water wordt ten eerste belucht door middel van cascades. Hier vindt een natuurlijke oxidatie van organische stoffen plaats. De grove deeltjes worden uit het water verwijderd in een zandfilter. Het water wordt vervolgens in een reinwaterkelder geleid waar het na een desinfectiestap klaar is om naar de klant getransporteerd te worden. In figuur 4 zijn deze stappen weergegeven.


Figuur 4. Duinwater zuivering (Bron: Milieucentraal)

Problemen met zuivering

Er zijn drie soorten problemen met de zuivering van water:
• Onderhoud van de zuiveringsinstrumenten: De installaties en instrumenten die in de drinkwaterzuivering worden gebruikt, vervuilen zelf door de verontreinigingen die ze uit het ruwe water halen. Het spreekt vanzelf dat de apparatuur regelmatig gereinigd moet worden. Er mag zich geen vuil (“fouling”) ophopen in dode hoeken, filters moeten regelmatig teruggespoeld en/of vervangen worden, actief koolfilters moeten worden geregenereerd. Ook de waterkwaliteit in het drinkwaterleidingsnet zelf moet regelmatig gecontroleerd worden.
• Afhankelijkheid van de bron: Zoals eerder is gesteld varieert het oppervlaktewater sterk in kwantiteit en kwaliteit. Een zuiveringsinstallatie dient hierop ingesteld worden. Langs de Rijn en Maas staan vele sensoren die continu verontreinigingen meten. Als er gevaarlijke stoffen worden gemeten, dan worden de inlaten onmiddellijk gesloten zodat gezond drinkwater gegarandeerd kan worden.
• Veiligheid: Drinkwater dient daarnaast goed beschermd te worden tegen ongelukken en daarnaast ook tegen doelgerichte verontreiniging (terroristische aanslagen). Een nieuw probleem is verontreiniging van oppervlaktewater met medicijnen (en hormoonpreparaten) die met het afvalwater (ook na rioolwaterzuivering) in het oppervlakte water terecht (kunnen) komen en zeer moeilijk te verwijderen zijn in de drinkwaterbereiding. Een waterleidingbedrijf dient met deze drie aspecten rekening te houden om te allen tijde drinkwater te kunnen leveren dat veilig is voor de volksgezondheid.

Laatste wijziging: 24-01-2018
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.