Van deze microverontreinigingen of sporenstoffen is aangetoond dat ze aanzienlijke gevolgen hebben voor het milieu: zo veroorzaken bepaalde bètablokkers, anti-epileptica en anticonceptiva die in het water terechtkomen schade en veranderingen aan organen, geslachtskenmerken en gedrag bij vissen. Wetenschappers proberen momenteel uit te zoeken hoe ze het menselijk organisme beschadigen.

Aktieve kool als basis

Microplastics in groottes van vijf micrometer tot vijf millimeter en sporenstoffen kunnen grotendeels pas in een vierde reinigingsfase worden verwijderd. Actieve kool in poedervorm wordt in een contacttank aan het water toegevoegd. De actieve kool met zijn poreuze en broze structuur heeft een enorm binnenoppervlak. Fysiek gezien heeft een theelepel actieve kool in poedervorm hetzelfde oppervlak als een voetbalveld. Sporenstoffen hebben voldoende ruimte om zich op dit oppervlak op te hopen. Het met actieve kool verrijkte water blijft 15 tot 20 minuten in het contacttank.

Om de actieve kool na dit reinigingsproces uit het water te halen, is in conventionele installaties nog een tank, de zogenaamde bezinktank, nodig. Hier zinkt de actieve kool naar de grond en wordt later afgescheiden en verbrand met het zuiveringsslib, inclusief de daaraan gebonden sporenstoffen. Naast de contacttank voor de actieve koolbehandeling is een forse investering nodig in een groot bezinktank, dat onevenredig veel ruimte in beslag neemt. Metingen hebben aangetoond dat dit proces 80 procent van de medicijnresten en röntgencontrastmiddelen uit afvalwater verwijdert. Afvalwaterzuiveringsinstallaties zonder deze vierde zuiveringsfase houden slechts 30 procent van de opgevangen sporenstoffen tegen.

Elimineren van 95 procent

Maar de verwijdering van 80 procent van de microverontreinigingen was niet voldoende voor het kleine stadje Barntrup in Oost-Westfalen, vooral omdat het gezuiverde water via een riviersysteem een drinkwaterwinningsgebied kan bereiken. “Daarom is in Barntrup gekozen voor ‘s werelds eerste reinigingsinstallatie met Fuzzy Filters^® van Bosman Watermanagement”, vertelt Frank Waermer, algemeen directeur en raadgevend ingenieur bij ingenieursbureau Danjes uit Detmold. “Met de gebruikte filterinstallatie halen we zelfs 95 procent eliminatie van alle sporenstoffen en ook de zuivering van microplastics en fosfor uit het afvalwater.” Ingenieursbureau Danjes plande de hele installatie en coördineerde de uitvoering ervan.

“De kern van de filterinstallatie zijn de Fuzzy Filter^® Balls”, zegt Dr. Kathrin Gantner, office manager bij Bosman Watermanagement GmbH in Berlijn. Bosman is de installatiebouwer voor filters en flocculatoren. De Fuzzy Filter^® Balls bestaan uit kunststofvezels, die met behulp van een clip worden verwerkt tot een bolletje met een diameter van ongeveer 33 millimeter. De hoge porositeit en de lage dichtheid van het medium zorgen ervoor dat een Fuzzy-Filter^®-installatie minstens twee tot drie keer zoveel filtreerbare vaste stoffen zoals zand- of doekfilters kan opnemen – een echte wondervezel tegen microverontreinigingen.

Errond en erdoor

In tegenstelling tot conventionele filtersystemen stroomt de te filteren vloeistof zowel rond als door het filtermateriaal – en niet langs het medium, zoals bij zandfilters het geval is. De te filteren suspensie stroomt in de verdeelkamer onder het filterbed. In de verdeelkamer wordt het instromende water gelijkmatig verdeeld over het filteroppervlak voordat het door de onderste vaste geperforeerde plaat in het filterbed stroomt. De op de actieve kool geadsorbeerde microverontreinigingen, de neergeslagen fosfor en microplastics worden opgevangen in het filterbed en het gefilterde water stroomt bovenaan weer uit de Fuzzy Filter^®.

Zodra een bepaalde troebelheidswaarde of een vooraf gedefinieerde maximale druk in het filterbed wordt bereikt, wordt de terugspoelcyclus gestart. Tijdens het terugspoelen stroomt ongezuiverd water het filter in, terwijl een externe ventilator spoellucht inblaast om het filtermedium in beweging te brengen. De filterballetjes, die vrij tussen de geperforeerde platen bewegen, worden door de luchtstroom dansend in turbulentie gezet, zodat opgehoopte en opgeslagen vuildeeltjes worden losgemaakt en uit het filter worden gespoeld.

De actieve kool wordt met het spoelafvalwater teruggevoerd naar de beluchtingstank en een verdere reiniging wordt gestart, aangezien de actieve kool na de eerste spoeling nog laadcapaciteit heeft voor microverontreinigingen. Na een reinigingscyclus is het slechts gedeeltelijk geladen met sporenstoffen. “Dit proces kan meerdere keren worden herhaald, zodat met het Fuzzy Filter^®-proces van Bosman veel meer microverontreinigingen onschadelijk kunnen worden gemaakt dan met het eenmalige actieve koolproces. Hiermee wordt de actieve kool na een enkele reiniging in de bezinktank gecombineerd met het zuiveringsslib en afgevoerd ”, legt Gantner uit.

Automatisering gemakkelijk gemaakt

Het automatisch openen en sluiten van alle kleppen en schuiven voor de instroom van het met microverontreinigingen verontreinigde afvalwater en voor de afvoer van het gezuiverde water wordt uitgevoerd door zwenkaandrijvingen van het type DAPS en de lineaire aandrijvingen DLP – allemaal pneumatisch. Verdere kleppen en schuiven met de bovengenoemde pneumatische aandrijvingen voeren spoellucht aan en openen en sluiten de slibafzuiger. In het kleine pompstation dat water van de biologische zuiveringsfase naar de vierde zuiveringsfase pompt, zijn ook geautomatiseerde kleppen aan het werk.

Met de zwenkaandrijving DAPS wordt het draaimoment gegenereerd met behulp van heugel en rondselkinematica om hoge losbreekmomenten van de klep te overwinnen. De robuustheid en draaimomentenverloop zorgen voor veiligheid voor kleppen met een draaihoek die beperkt is tot 90°, zoals kogelkranen en vlinderkleppen. De pneumatische lineaire aandrijvingen DLP werken rechtstreeks op de schuifplaat en maken betrouwbaar openen / sluiten of nauwkeurige positionering van mesafluiters of guillotinekleppen mogelijk.