Grondwaterzuivering, zandfiltratie

Met behulp van zandfiltratie worden zwevende deeltjes uit het grondwater verwijderd. Deze techniek kan concentraties aan zwevende deeltjes reduceren tot circa 2-5 mg/l. Onder zwevende deeltjes kan worden verstaan gesuspendeerd en colloïdaal materiaal, maar ook een deel van de bacteriën en organismen.

Zandfiltratie kan worden toegepast als voorbehandeling en als nabehandeling. Voorbehandeling is bijvoorbeeld bij verwijdering van ijzerdeeltjes om verstopping van striptorens of actieve koolfilters te voorkomen (bescherming tegen dichtslaan en/of overbelasting). Als nabehandeling kan bijvoorbeeld worden gedacht aan een nazuiveringsstap van zwevende deeltjes en uitgespoelde ijzervlokken in een installatie met precipitatie, coagulatie, flocculatie en bezinking.

Wanneer de weerstand van het bed te hoog is geworden door dichtslibben met deeltjes dient het zandfilter te worden gereinigd. Reinigen vindt plaats door het vervuilde filterbed in tegenstroom terug te spoelen met water, eventueel ondersteund door perslucht. Door de opwaartse stroming worden de verontreinigingen van de zandkorrels losgemaakt. Het verontreinigde spoelwater wordt opgevangen en wordt na bezinking vaak weer over het filter geleid. Bij een te hoge concentratie aan verontreinigingen dient het spoelwater verwerkt te worden.

Bij gebruik van een zandfilter moeten keuzen worden gemaakt ten aanzien van de volgende aspecten:

• Eenlaags- of meerlaagsfiltermedium. Bij een meerlaagsfilter zijn binnen het filter meerdere lagen zand aanwezig, waarbij de gradatie van boven naar beneden verschuift van fijn naar grof. De bovenste fijne laag is in staat een relatief grote hoeveelheid zwevend stof op te nemen. Het onderliggende grovere zand zorgt voor een betere doorstroming naar de filterkoppen. Een variatie op een meerlaagsfilter is een multi-medium filter waarbij naast zand lagen van ander materiaal worden toegepast in het filter (zie onderstaand plaatje). Hierdoor kunnen zonodig zwevende deeltjes meer effectief worden verwijderd. Multi-medium filters worden in de praktijk weinig gebruikt. Nadelen zijn de hogere kosten van het filtermateriaal en een meer kritische terugspoeling, om te voorkomen dat scheiding van de lagen optreedt.
• Eén of meerdere filter-eenheden. Door toepassing van meerdere filters (parallel geschakeld) is het mogelijk een continue bedrijfsvoering te krijgen, ook wanneer een filter moet worden teruggespoeld. Wanneer een ononderbroken procesgang noodzakelijk is, kan het zinvol zijn de capaciteit te verdelen over meerdere eenheden. Als bedrijfsonderbrekingen voor terugspoelen acceptabel zijn, biedt reservestelling in de vorm van meerdere filters echter geen grote voordelen.
• Automatische of handbediende terugspoeling. Automatische terugspoeling is voordelig bij installaties die langere tijd zonder toezicht moeten functioneren, of waarbij zodanig frequent moet worden gespoeld dat handbediening niet doelmatig is. Automatische spoeling vergt een regelsysteem met sturing van diverse kleppen en pompen. Ook de aan- en afvoer van het spoelwater moet automatisch kunnen plaatsvinden.

In onderstaande figuur is een schematische weergave van een zandfilter met terugspoelkoppen weergegeven.

Schematische weergave van een multi-media-filter en filterbodem met spoelkoppen

Zand- of multi-media-filters zijn redelijk bedrijfszeker en kunnen als compacte installatie worden aangeleverd. Zandfiltratie werkt optimaal wanneer de verontreinigingen in grote vlokken aanwezig zijn. Wordt hier niet aan voldaan dan kunnen diverse hulpmiddelen worden toegevoegd om vlokvorming te bewerkstelligen.

Het energieverbruik van een zandfilter ligt op circa 1 kWh/m3 gezuiverd grondwater. Daarnaast zal periodiek energie worden verbruikt voor de terugspoelpomp en de blower.

Een zandfilter kost in de orde van € 4.000,00 à € 7.000, mede afhankelijk van de grootte en de precieze specifikaties. Bij de kosten dient rekening te worden gehouden met de vulling, coating aan de binnenzijde, kleppen en aansturing. De daadwerkelijke door te berekenen prijs bij een sanering is afhankelijk van marktomstandigheden, debieten, hoeveelheid zwevende stof en tijdsduur sanering. Uitgerekend per hoeveelheid water bedragen de kosten van zandfiltratie circa € 0,20 tot € 0,40 per m3 (prijspeil 2006).