Zuivering tot drinkwater voor melkvee

Aanleg (materialen, technische fiche / doorsneden)

Filtratie

Met filters worden de (zwevende) verontreinigingen uit het water verwijderd waardoor de helderheid van het water toeneemt. Afhankelijk van de aanwezigheid van fijne of grove deeltjes kan gebruik gemaakt worden van een groffilter of een fijnfilter of een combinatie van de twee types.

1. Microfiltratie (MF)

Microfiltratie is een vorm van membraanfiltratie. Met deze techniek wordt het water, na oxidatie, onder druk doorheen een membraan of fijnmazig net geperst waarbij nagenoeg alle deeltjes tussen 0.1 – 20 micrometer worden opgevangen.

2. Nanofiltratie (NF)

Bij deze technkiek wordt het water onder druk doorheen een semi-permeabel membraan geperst. Het membraan werkt hierbij als een uiterst fijne filter dat het water doorlaat, maar niet de vervuilende stoffen. Met nanofiltratie worden kunnen microverontreinigingen zoals pesticiden, kleurstoffen en tweewaardige zouten uit water worden verwijderd. Indien het water te erg vervuild is, wordt een voorbehandeling (zoals bv.: ontijzeren, ontharden, verwijderen van zwevende deeltjes, …) aangeraden.

Het water dat door middel van nanofiltratie is gezuiverd, is over het algemeen geschikt als drinkwater. Een voordeel van nanofiltratie is dat, in tegenstelling tot omgekeerde osmose, nanofiltratie de opgeloste zouten (zoals Na⁺) doorlaat.

3. Omgekeerde osmose

Omgekeerde osmose (RO) is een vorm van membraanfiltratie. Deze techniek wordt enkel toegepast op water waar een zeer zuivere kwaliteit gewenst is. Meestal wordt omgekeerde osmose niet als aparte behandeling gebruikt maar is een voorbehandeling (zoals bv.: ontijzeren, ontharden, verwijderen van zwevende deeltjes,…) nodig.

Zoals reeds aangegeven staan de beschreven technieken niet op zich alleen en kunnen ze worden gecombineerd tot een ‘zuiveringstrein’ in afhankelijk van de samenstelling van het onbehandelde regenwater en de beoogde waterkwaliteit.

4. Actief koolfilter

Een actief koolfilter filtert het water door middel van een eenmalige of een continue doorstroom doorheen de filterkolom. Actieve kool is een adsorptiemiddel dat bestaat uit gebroken korrels van steenkool of turf en is zeer poreus. Door adsorptie hechten de moleculen zich aan het buitenoppervlak van de actieve kool. Actieve kool is een (niet-oplosbare) vaste stof is waardoor de ongewenste stoffen eenvoudig uit het water kunnen verwijderd worden.

Een actief koolfilter wordt niet teruggespoeld maar dient afhankelijk van de vervuiling van het water vervangen te worden. Indien het te behandelen water bevuild is door zwevende deeltjes, voorziet men best een snelle zandfilter of ander filtermedia voor de actief koolfilter.

5. Zandfilter

Bij een zandfilter wordt het water doorheen het filtermateriaal geleid waardoor de vuildeeltjes/zwevende deeltjes in de korrels blijven hangen en gezuiverd water uit de zandfilter stroomt. De zandfilter bestaat uit lagen van los gestapeld filtermateriaal zoals bv. zand, grind,… . Dit type filter maakt meestal deel uit van een reeks behandelingen zoals bv. bij het ontijzeren van water of als voorbehandeling bij omgekeerde osmose, …

Bij dit filterproces is een regeneratieproces nodig waarbij het spoelwater in de omgekeerde richting door de filter gestuurd wordt waardoor het filtermateriaal opgewoeld wordt. De vuildeeltjes komen op deze manier gemakkelijker los en kunnen worden afgevoerd.

Ontsmetting

1. Ontsmetting o.b.v. UV

Ontsmetting met een UV-lamp gebeurt in een buisreactor met in het midden een kwikdamplamp beschermd door een kwartsbuis. Het water stroomt tussen de kwartsbuis en de buitenwand van de reactor. UV-licht heeft een golflengte tussen 100 en 400 nm. Hoe kleiner de golflengte, hoe groter de energie van de golf. Onder invloed van deze hoge energie worden moleculaire bindingen gebroken waarbij het DNA, RNA en enzymen van micro-organismen aangetast wordt en ze niet meer kunnen delen. Dit proces vernietigt meer dan 99,9 % van alle pathogenen (bacteriën, schimmels, virussen, …) in het water.

De effectiviteit van UV is wel afhankelijk van de contacttijd en de hoeveelheid straling. De hoeveelheid straling van een UV lamp vermindert na verloop van tijd (vooral als deze frequent aan/uit geschakeld wordt), waardoor de lamp jaarlijks vervangen moet worden. Een goede dimensionering van de UV-lamp i.f.v. het vereiste debiet is noodzakelijk.

Een UV-behandeling is een plaatselijke behandeling ter hoogte van de lamp, heeft geen nawerking in de drinkleidingen en heeft ook geen effect op biofilm in de leidingen.

2. Ontsmetting o.b.v. chemicaliën

Er zijn verschillende ontsmettingsmiddelen beschikbaar voor de behandeling van water, gaande van het  javel tot de duurdere commerciële mengsels.

3. Javel

Javel is een oplossing van natriumhypochloriet en water. Het is makkelijk toe te passen en vrij goedkoop. Voor desinfectie is het van belang dat chloor aanwezig is als ‘actief chloor’. Actief chloor is de maat voor het oxiderend vermogen van een oplossing.  De ontsmettingsstof heeft een breed werkingsspectrum waarbij bacteriën, schimmels, sporen en virussen afgedood worden. Javel echter de aanwezige biofilm in de drinkleidingen niet afbreken.

4. Waterstofperoxide

Waterstofperoxide is een krachtig oxideermiddel en heeft een goede werking tegen micro-organismen. Het product reageert met een groot aantal stoffen en kan ook ingezet worden als nadosering in de drinkwaterleidingen naar de stal.

5. Ozon

Ozon is een zeer krachtig oxidans. De oxiderende werking zorgt voor de inactivatie van micro-organismen (bacteriën, schimmels en virussen). Ozon tast naast het celmembraan van bacteriën ook de RNA- en DNA-structuur aan. Wanneer instabiele ozonmoleculen in contact komen met de celwand van de bacterie treedt een oxiderende reactie op, de celwand wordt hierdoor geperforeerd en de bacterie kan hierdoor niet overleven. Bij virussen wordt de eiwitmantel aangetast, wat het onmogelijk maakt voor het virus zich te reproduceren.

De desinfectie door middel van ozon verloopt normaal optimaal bij pH 6, terwijl snellere afbraak van ozon plaatsvindt bij een basische pH. Na de ozonbehandeling is in het water nog een kleine hoeveelheid ozon aanwezig die nog een nawerking kan hebben in de leidingen. Deze nawerking is beperkt in tijd. De halfwaardetijd is afhankelijk van de pH.

6. Elektrolystische ontsmetting

Elektrolyse is een chemische reactie waarbij gebruik gemaakt wordt van zout dat in oplossing gebracht wordt. De verdunde zoutoplossing stroomt langs een membraan en wordt blootgesteld aan een elektrisch veld. Door deze membraan-elektrolyse ontstaat er anolyte aan de positieve elektrode en catholyte aan de negatieve elektrode. Anolyte heeft een sterk desinfecterende en steriliserende werking. Catholyte is een antioxiderende en basische oplossing, meestal toegepast als schoonmaakmiddel of als pH-correctie.

Een installatie waarmee elektrolytische ontsmetting van water gebeurt, bestaat uit

– een filter

– een hydraulische kast: bevat de elektrolyse-cel. Deze cel bestaat uit twee kamers gescheiden door een keramisch membraan of diafragma. Één kamer bevat de anode en de andere de kathode.

– een ontharder (indien nodig)

– een zoutvat

– een opslagvat voor de anolyte-vloeistof