Grondwaterzuivering, olie/waterscheiding

Een drijflaag kan worden gevormd in de situatie dat organische verontreinigingen in concentraties voorkomen boven de oplosbaarheidsgrens in water. Om het rendement van de waterzuivering te optimaliseren is het belangrijk een dergelijke laag met puur produkt als eerste stap te verwijderen. Hiervoor is een groot aantal verschillende technieken beschikbaar. De meeste olieafscheiders die bij zuivering van grondwater worden toegepast voldoen aan de DIN-norm. Met dit type olie/waterscheiders kunnen oliedruppels tot 200 µm worden afgevangen.

Wanneer naast olie andere slecht in water oplosbare verontreinigingen aanwezig zijn, zullen deze bij voorkeur oplossen in de oliefase. Bij verwijdering van de drijflaag kunnen hierdoor ook stoffen als polycyclische koolwaterstoffen en PCB’s verwijderd worden.

In de praktijk wordt voor olie/waterscheiders de term OWAS (staat voor Olie-Water-AfScheider) gebruikt. Binnen een OWAS (feitelijk een grote bak met schotten) kan een aantal principes worden gecombineerd als in het navolgende beschreven. De eerste techniek, skimmers, is met name bedoeld om een drijflaag die zich al gevormd heeft te verwijderen. De aansluitend genoemde technieken zijn juist bedoeld om drijflagen te doen vormen. Deze technieken dienen dus altijd gecombineerd te worden met een techniek om de gevormde drijflaag te verwijderen, als bijvoorbeeld een skimmer.

Zoals de naam al aangeeft worden olie-waterscheiders gebruikt om drijflagen van olie-achtige verontreinigingen te verwijderen. Het zal veelal gevolgd worden door een hoofdzuivering ter verwijdering van overige organische verontreinigingen die in oplossing zijn. Dit zal vaak aktief koolfiltratie of strippen zijn.

Skimmers
Bij skimmers wordt gebruik gemaakt van een band, slang of plaat die zich door de olielaag beweegt en waarbij de olie aan het materiaal wordt geadsorbeerd. De olie wordt vervolgens op een andere plaats weer van de band, slang of plaat geschraapt. Skimmers kunnen worden ingebouwd in een OWAS.

De capaciteit van de skimmers is sterk afhankelijk van de aanhechtingskracht van de olie aan het skimmermateriaal. Afhankelijk van de uitvoering kan de prijs variëren van circa € 2.000,= tot meer dan € 7.000,=.

Zwaartekrachtafscheiders
Zwaartekracht- of gravitatieseparatoren maken gebruik van het verschil in soortelijk gewicht van tussen in grondwater gedispergeerde oliedruppeltjes en het grondwater. Het scheidingsrendement van een gravitatieseparator wordt in belangrijke mate bepaald door het scheidingsoppervlak (F) en de doorzet (Q). Deeltjes met een stijgsnelheid groter of gelijk aan de oppervlaktebelasting (Q/F) worden volledig afgescheiden. Deze stijgsnelheid is ondermeer afhankelijk van het soortelijk gewicht van de olie en de diameter van de oliedruppels. Naarmate de druppels kleiner worden, wordt de afscheidingsgraad slechter. Wanneer de oliedruppels zo klein worden dat een stabiele emulsie ontstaat, kunnen ze niet meer via een olieafscheider worden verwijderd en is een aanvullend techniek als een coalescentie-scheider benodigd.

Kosten van gravitatiescheiders bedragen circa € 2.000,= tot € 5.000,= voor een eenvoudige gravitatiescheider bij een debiet van 5 m3/uur en circa € 3.000,= tot € 60.000,= voor een platenseparator bij debieten van respectievelijk 1 tot 50 m3/uur. Met een eenvoudige afscheider is een effluentkwaliteit van 100 à 200 mg/l haalbaar. Met platenseparatoren zijn concentraties tot 20 mg/l haalbaar.

Coalescentie-scheiders
Bij coalescentie-scheiders worden middelen toegepast om olieachtige druppels te vergroten. Dit helpt omdat grotere druppels beter en sneller af te scheiden zijn dan kleine druppels. Daartoe wordt in deze scheiders een voorziening aangebracht die het contact tussen de druppels bevordert in de vorm van platen, gaasfilters of pakkingsmateriaal, zie onderstaande figuur. Doordat de vloeistof langs het contactoppervlak stroomt zullen kleine druppels tegen dit oppervlak en tegen elkaar botsen en kunnen vervolgens samenvloeien tot grotere druppels. Kosten van coalescentiefilters bedragen € 6.000,= bij een debiet van 1 m3/uur tot € 90.000,= bij een debiet van 50 m3/uur. Indien het grondwater geen stabiele emulsies bevat zijn concentraties lager dan 20 mg/l haalbaar.

Schematische weergave en werkingsprincipe van een coalescentiefilter