• Nie Znaleziono Wyników

Fabricageschema bereiding van drinkwater

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Fabricageschema bereiding van drinkwater"

Copied!
26
0
0

Pełen tekst

(1)

't

F ABRI

CAGESC

JlElIJIA.

Bereiding van Drinkwater.

R.E.Raats

K

oornrnarkt

71

DELFT

(2)
(3)

"

,"

-1-OPDRACHT.

Het ontwerpen van een installatie voor de zuivering van rivierwater tot drinkwater.

INLEIDING.

Aan goed drinkwater worden de vol gende eisen gesteld (litt.l,2,3): 1. Het water moet vrij zijn van ziektekiemen en mag niet

meer dan 10 bacteriën per 10 cc bevatten. 2. Het mag geen gi f t ige stoffen bevatten. 3. Het moet helder en kleurloos zijn.

4.

Het moet reuk- en smaakloos zijn.

5

.

Het mag niet te veel zouten bevatten,daar het water anders laxatieve eigenschappen vertoont.

6.

Het moet zoveel mogelijk een temperatuur tussen 7°en 12°C hebben.

In onderstaande tabel volgen enige kwantitatieve eisen.

Bestanddelen Gehalte in mg/l goed maximaal Indamprest " 500 1000 KI~O 4 -verbruik

<:

12

- -

-Cl .( 30 250

S04-

.( 100 250

N

O~

<

30 50 N0 2 0

-Saline ]\TH+ 0

-

-

-4

NH+ Albuminoide 0

-4 H S 0

-

-

-2 CO 2 niet aggr.

- -

-O 2

>

5

-

-

-Fe .( 0,1

-

-

-Mn

<

0,05

-

-

-As 0 0,05 Pb 0 0,1 F 1,0 1,5 NaCl 0 400 Hardheid 5-15" dE 30 - 500 dH Fenolen

6<

0,001

- -

-pH ,0 - 7,2 7,5

(4)

Toelichting:

Water 'van een rivier kan als ziekteoverdrager fungeren doordat daarin excreta van geïnfecteerde personen gespuid worden. Enige van deze ziekten zijn o.a. typhus,paratyphus,

cholera,dysenterie.Ook de ziekte van Weil wordt door

rivierwater overgebracht met waterratten als infectiebron. Bekende vergiften zijn lood,arsenicum en fluor. Een kleine hoeveelheid fluor is wenselijk om tandcariës tegen te gaan. In grotere hoeveelheden tast dit het tandema!l aan.

Troebeling en kleur worden meestal veroorzaakt door plankton,gesuspendeerde klei,industriële afval,ijzer,

mangaan,huminezuren en andere colloidaal opgeloste stoffen. Onaangename reuk en smaak houden verband met de aanwezigheid van de volgende bestanddelen:

a. rottende organische stof.

b. levende algen en micro-organismen.

c. ijzer,mangaan en andere corrosie producten. d. rioolwater en industriële afval,vooral fenolen.

e. chloor en chloor-substitutieproducten van organische stoffen die ontstaan bij het desinfecteren van het water,vooral chloor-fenolen.

f. een hoog zoutgehalte. g. H

2S

Laxatieve eigenschappen vertoont water met een hoog gehalte aan chloriden,sulfaten,nitraten en een grote hardheid.

Hard water is bovendien moeilijk als waswater met

niet-synthetische zepen en als ketelwater te gebruiken.

l.'Vat de temperatuur betreft heeft te koud water een schadelijke invloed op de gezondheid daar het de ingewanden te veel

afkoelde Lauw water smaakt laf.

(5)

-Het KTh~04- verbruik is een maat voor de verontreiniging door organische stof.

N0

2

en NH; zijn in niet te grote hoeveelheden niet schadelijk, maar hun aanwezigheid duidt meestal op directe verontreiniging door faecali~n. Om deze reden wordt de eis gesteld dat deze ionen niet in drinkwater aanwezig zijn.

Een zekere hoeveelheid vrij koolzuur moet aanwezig zijn om het kalk-koolzuur evenwicht instand te houden:

Ca(HC0

3) 2 • - CO 2 + H20 + cac03

Is er meer aanwezig dan nodig voor dit evenwicht ,dan noemt men dit aggressief koolzuur en dit werkt corrosief op

de ijzeren en loden waterleiding buizen. De hoeveelheid vrij koolzuur hangt natuurlijk samen met de pH van het water. De pH moet dan ook liefst zo weinig mogelijk van

7

afwijken. Een minimuHl hoeveelheid zuurstof in het water is belangrijk voor de frisse smaak en voor de vormirtg van een beschermende kalk-roestlaag in de buizen:

2Fe + 2H 2ü + 02~ 2Fe(OH)2

2Fe(OH)2 +

4

Ca (IICO))2-+- 4cac03 + 2Fe(HCo 3)2 cac0

3

slaat neer op de

invloed van 02 omgezet srunen met het CaC0

3 de

buiswand en Fe(HC0

3

)2 wordt onder

in Fe(OH)7 dat ook neerslaat en :J

beschermende laag vormt.

Bij de eerder genoemde bezwaren tegen een te hoog ijzer en mangaan gehalte komt ook nog het feit dat deze stoffen gele vlekken in het wasgoed kunnen veroorzaken.

(6)

Rivierwater zal over het algemeen slechts aan enkele van bovengenoemde eisen voldoen en moet dus aan een of meerdere zuiveringsprocessen onderworpen worden.

De Nieuwe r!Iaas, die voor dit schema als waterbron gekozen werd,voldoet van de op bl.l genoemde eisen aan 2 en

5 (

A ).

Punt

6

is afhankelijk van het jaargetijde.

In onderstaand tabelletje volgt het gemiddelde gehalte aan enige stoffen die niet aan het,in tabel 1 gestelde,

voldoen,en dus voor verwijdering in aanmerking komen. Bestanddelen Gehalte in mg/l - - -- - -- - ---t---NO 2 Saline NH+

4

Jübuminoïde Fe Mn fenolen ZUIVERINGSMETHODEl\f. 0,1 0,5

0,4

0

,6

0,1 0,005 aggressief ,~ ftJ

6

,

5

' v '<:r

De waterzuivering kan biochemisch dan wel chemisch geschieden ( lit.lj2;3;A ).

1.Biochemische zuivering.

Hier is de belangrijkste behandeling de filtratie over

langzame filters. Het filtermedium bestaat uit een zandlaag van ~ 1,5 meter,van boven naar beneden toenemend in

korrelgrootte.De filtratiesnelheid bedr8agt over het algemeen 15 cm/ho Het filtratieproces begint doordat het filter de gesuspendeerde stoffen vasthoudt.

(7)

Langzamerhand vormt zich op het filter een residulaag

die voor een belangrijk deel uit organisch materiaal bestaat.

Hierin ontwikkelen zich micro-organismen,vnl. saprophytische bacteriën,die deze organische stoffen conswneren. Doordat

de organismen zich vermenigvuldigen bedekken ze het helé

oppervlak in de vorm van een kleverig laagje en wordt de filtratie steeds effectiever. Bovendien worden de korrels

in de bovenste zandlaag ook met een kleverig huidje bedekt.

Hieraan worden ook allerlei colloïdale stoffen geadsorbeerd

terwijl de bacteriën ook opgelaste stoffen consumeren. Dit proces noemt men "rijping".rrijdens het rijpen is

de zuivering nog onvoldoende en men laat daarom het eerste filtraat weglopen. H,oewel met de tij d de kleverige slijmlaag steeds dikker wordt kan toch niet al het residu geconsumeerd

worden,waardoor de filterweerstand groter wordt,

Na verloop van tijd moet dan de slijmlaag en de bovenste zandlaag (~ 1 cm) afgestoten worden,waarna het filter weer opnieuw moet rijpen.I'athogene organismen en ziekte kiemen worden over het algemeen geheel verwijderd,evenals ijzer

en mangaan in hoeveelheden zoals deze in het Maaswater

voorkomen.Het water,op deze wijze gezuiverd,is over het

algemeen direct voor consumptie geschikt. Wel wordt meestal nog iets 01

2 toegevoegd om van een volledige desinfectie verzekerd te zijn. De zuiverende werking van de filters vindt vrijwel geheel in de slijmlaag plaats.

Aan de langzame filtratie gaan nog vooraf:

een ontzuring om aggressief 002 te verwijderen, een

bezinking om de zwaardere gesuspendeerde delen te verwijderen ( de filters worden dan minder belast ) en een behandeling met norit,dat diverse reuk en smaakbederven stoffen,zoals fenolen,absorbeert.Tijdens de filtratie worden deze stoffen

nl. in onvoldoende mate verwijderd. Ook geeft de noritbehandeling kleurverbetering.

(8)

2.Chemische zuivering.

Hier vinden drie belangrijke behandelingen plaats.

a. Coagulatie.

b. Filtratie over snelfilters. c. Desinfectie.

ad a~. Coagulatie is het toevoegen en werkzaam maken

van chemicaliën om fijne gesuspendeerde stoffen en collö!den uit het water te verwijderen. Veel gebruikte

chemicaliën zijn: AI2(S04)3.18 aq.; Fes0

4•

7

aq.; Fe2(S04)3;

FeCI

3; gechloreerd FeSo4•

7

aq. Bij de juiste pH toegevoegd geven deze zouten een metaalhydroxide neerslag, de "vlok"

genoemd. De voornaamste processen die bij de coagulatie

een rol spelen zijn:

l.de fijngesuspendeerde stoffen en colloiden zijn vnl. klei,humuszuren,hoogmoleculaire organische stoffen en

proteïnen. Deze colloüen zijn meestal negatief geladen en

worden door de Fe+++- en Al+++-ionen uitgevlokt. Deze ionen hebben volgens de regel van Schulze en llardy een sterk

vlokkende werking. Dit wordt als het belangrijkste coagulatie-verschij nsel beschouwd.

2,Fe( OH)3- en Al(OH)3-solen zijn positief geladen en

boven-genoemde colloïden negatief:er kan dus wederzijdse uitvlokking optreden.

3.grotere gesuspendeerde delen worden mechanisch omhuld.

Deze worden dan tezamen met de vlok verwijderd. Ook

olie-druppelt jes ,die vaak een onaangename smaak veroorzaken, verdwijnen op deze manier.

4.de vlok absorbeert verscheidene opgeloste stoffen.

5.het coagulans reageert ook nog met de alkaliteit en

alkaliniteit:

FeC1

3 + 3NaOH ~Fe(Oli)3 + 3NaCl

en 2FeC1

(9)

- - -

-Dit

zij

n

slechts

enkele

aspecten

v

a

n

de

coagulatie.

Van

het

juiste

mechanisme

is

me

n nog

niet

op de

h

oo

gte

.

De

coagulatie

moet zodanig

uitgevoerd

w

or

d

en dat

er

slec

h

ts een

minimale

hoeve

e

lheid co

ag

ul

ans

overblijft.

.. ; / . ' l ;. ~

,v

elk coa

g

ulans in a

a

nmerkin

g

komt

ha

n

g

t

af

van de

p

rij s

(

.... ,

l},. ,\\< ,~. -'<"

en v

on

de

p

JI

van

het

te

zuiveren

'.

'l

ater.

i

\luminium

is

l ...

slec

h

ts te

g

ebruiken in

een

ge

bied tussen

pH=4 en p5=6

.

Gechloreerd FeS04

.7a

q

.

da

a

rent

eg

en

i

n een

gebied

tu

ssen

pH

=4

en

pH

=ll.

Belangrijk

voor e

e

n

g

oede vlokvormin

g

is

oc~

d

e

aanwezigheid

van vaste

kernen

,

w

a

a

romheen de vlo

k z

ich

ka

n

a

fzetten.

H

et coa

gu

lans

moet snel en

volle

d

i

g me

t

het

w

ater

geme

n

gd w

orden opdat zoveel

m

o

ge

lijk alle

vloei-stofdelen met de

F

e+++- of Ai+++-ionen in

kontakt

komen

voordat de vlokvor

m

in

g

be

g

int.

E

r moet dan

m

et e

e

n zodani

ge

snelheid

g

eroerd

w

orden dat

snelle

meng~ng p~aats

vindt

en dat de

g

evormde vlok niet uitelkaar

g

esl

age

n

w

ordt.

D

e

hoeveelheid

toe te voe

ge

n co

ag

ul

a

ns,d

e

roersnel

h

eid

en de o

p

timale uitvlo

kk

in

g

stijd

m

oeten van

g

eval tot

geval

experimente

e

l be

paa

ld

w

orden.

De eenmaal

g

evormde vlok kan verwijderd worden door

bezinking en/ of fil trat ie of door de z. g. "Vlokkendeken-fil trat ie'.'

ad b). Snelfiltratie

geschiedt

om de vlokresten die nog

aanwezig zijn te venvijderen en om de stoffen

die

met

de coagulatie niet verdwenen zijn kwijt te raken. O.a. raakt

men hier

de kleine hoeveelheden mangaan,die in het

M

aaswater

voorkomen,als

IVI

n0

2

in

het

filterbed

kwijt

.

De filtreersnelheid is

meestal

5

mjh en de afmetingen zijn

dus aanzienlijk kleiner dan die van een langzaam filter

met dezelfde capaciteit.

H

et filterbed bestaat uit rivierzand.

Door de

gr

ote

filtreersnelheid is van e

e

n biolo

g

ische werking

vrijwel

geen

sprake

(10)

ad c). Voorgaande behandelingen

hebben weinig

invloed

op infectieuze en

pathogene

or

gan

ismen, da

a

rom is e

e

n

desinfectie noodzakelijk.Bekende

werbvijzen

zijn:

l.verhitting tot het

kookpunt

.

2

.bestraling met

ultra-violet

licht

.

3

·

toevoegin

g

van oxiderende chemicali§n:

halo genen

j

K]

:

l

n0

4

;

Ö.3.

4

.toevoeging

van

metaalionen,vooral

Ag+

.

5

.toevoeging

van

alkali

of zuur:pat

h

o

g

ene organismen

sterven

bij

een pH

lager dan

.3

of

hoger

dan12.

M

et

h

oden

1,2,4

en

5

zijn te

duur

voor normale

drinkwaterleiding

bedrijven.

~at

de

oxidantia betreft

zijn

ozon,~1n04

en ook

CI0

2

te

duur

.

ln aanmerking komen

C1

2

en

hypochlorieten.

H

iervan is

C1

2

het

g

oedkoopste

en eenvoudigste te

han

teren:

dit

w

ordt

dan

ook algeme

e

n

g

ebruikt.

E

r

wordt zoveel

C1

2

toegevoegd

dat

er

e8n

zekere

h

oeve

e

lheid

"vrij" chloor overblijft (C1

2

,

110C

l of

OCl-)

,hetgeen

steeds

experimenteel

ge

controle

e

rd

moet

w

orden.

Deze

h

oeveelheid

vrij chloor

ligt

meestal

in tussen

0

,2

en

0,5 mg C1

2

/1

.

H

et

wa

ter blijft o

p

deze manier tot aan de

verbruiker

een

desinfecterend

ver

m

o

gen h

ouden.

H

inderlijke smaakbezwaren

levert

het

in deze

hoeveelhéid

niet

op.

De

hoeveelheid

chloor door

het water

opgenomen

hang

t

grotendeels

af

van de concentratie aan chloor verbruikende organische

en

anorganische

(1I'e

+

+

,

M

n++

,

NO

;,

I'ffi

+

,

H

2

S) stoffen

..

VOOy ~c~'"",-{ec.h-(

"~'w'\.R. ~ \c.c."'-~

",,4.''-

''.,

""'

.él~~.

4

E

et

~plossen

van C1

2

in

wa

ter

gaa

t

met

de vol

ge

nde

reacties

gepaard:

1.

Hy

drolyse: C1

2

+

H

2

0

;;p!':

HO

Cl

+ H++

Cl-2.Ionisatie:

1I

0Cl.;;pi!::.H+ +

OCI-Bij een

pH

groter

dan

.3

loopt

het hydrolyse

-

evenwicht

naar

rechts

af

.

B

ij

pH=7

is vnl.

HOC

l

aanwezig en bij

pH=8

vnl.OCl-.

Juist

HOC

I en

OCI

oefenen de

bacterie

-dodende

werking

uit.

Volledige desinfectie

wordt

a

a

ngenomen

wa

hne

e

r na 15

min

.

(11)

Een verbruik van 10 mg C1

2/1 door rivierwater is normaal.

Voor sterk verontreinigd water kan tot 25 mg/l nodig zijn.

De chlore~ing heeft nu meestal v66r de coagulatie plaats.

Door de oxidatieve werking van het chloor worden diverse

reuk en smaak verwekkende stoffen afgebroken en deze

producten worden door coagulatie en filtratie beter verwijderd

dan de oorspronkelijke stoffen. Alleen de chloorfenolen

laten zich moeilijk verwijderen.

Daar tijdens het coagulatie en filterproces het vrije C1 2

vrijwel geheel verdwijnt moet dit hierna weer op peil

worden gebracht door een kleine hoeveelheid C1

2 toe te voegen.

Aan deze behandelingen gaat nog vooraf ontzuring,norittoevoeging

en bezinking.

Ontzuring kan geschieden door: 1.beluchting.Men raakt zo CO

2 kwijt,bovendien wordt het

water zuurstof rijker.

2,toevoeging van kalk.Reactie: 2C0

2 + Ca(OH)2--Ca(HCOS)2.

Dit moet nauwkeurig gedoseerd worden daar er bij te weinig

kalk aggressief CO

2 overblijft en bij te veel ontstaat er

caco

S dat zich op ongewenste plaatsen als korsten kan

afzetten.

S. filtratie over marmer.~ier stelt het kalk-koolzuur evenwicht

zich automatisch in.TIeactie: CO

2+ H20 + caCOS~Ca(HCOS)2 •

4. filtratie over gebrande dolomiet. Ook hier automatische

evenwichtsinstelling,

Reactie: 3C02+ cacoS.mgO + 2H20~Ca(IICOS)2 + rJIg (HCO S)2·

De absorptie van verschillende organische stoffen aan

norit heeft ook tengevolge dat het chloorverbruik vermindert

wordt. Tevens bevorderen de noritdeeltjes een goede vlokvorming

daar deze als de vaste kernen dienen waaromheen zich de vlok

(12)

PROCESKEUZE.

Gekozen is het schema van een installatie die een gebied

met ongeveer 1 millioen inwoners van drinkwater moet

voorzien. Gemiddeld verbruikt dit gebied 180.000 m3 /dag

en op topdagen is het verbruik 260.000 m3 /dag.(A) .

Om aan een onverwacht grote vraag te kunnen vOldoen,moet

het bedrijf een zekere overcapaciteit hebben.

Als capaciteit wordt gekozen 312.000 m

3

/dag,dit is een

overcapaciteit van 20

%

van de topafname. De installatie

moet dus gedimensioneerd worden op een levering van 13.000 m3 / uur.

Van de twee genoemde zuiveringssystemen verdient het

chemische de voorkeur (litt .4:A). ~eliswaar is het verbruik

aan chemicaliän hier veel groter,maar het biochemische

heeft de volgende nadelen:

l.de langzame fil ters nemen een geweldig oppervlak in beslag,

vooral bij een bedrijf van deze capaciteit.TIet chemische

heeft maar een fract ie van deze oppervlakte nodi6.

2. het biochemische systeem is sterk temperatuur afhankelijk:

's winters werkt het minder goed.Bij lage temperatuur ontwikkelen de zuiverende organismen zich n.l. veel minder goed.

3. de langzame filters vragen hoge arbeidskosten (schoonmaken en uitgestrektheid van het terrein).

Het chemische systeem is bovendien flexibeler.Neemt byvoorbeeld

de verontreiniging van het r ivierwater toe dan i s dit

systeem hier sneller aan aan te passen dan het biochemische.

hleer en meer wordt dan ook het biochemische systeem verlaten.

Keuze der onderdelen

Voor een bedrij f van deze omvang komt alleen de ontz~rJng -, met kalk in aanmerking.De andere methoden vergen te hoge

investerings en bedrijfskosten,nog afgezien van andere

(13)

Een nadeel is wel dat de kalkdosering nauwkeurig dient te geschieden en steeds aan veranderingen onderhevig is, daar het gehalte aan aggressief CO

2 voortdurend verandert. Verder moeten maatregelen genomen warden om de arbeiders

tegen de rondstuivende kalk te beschermen.

IJzerzouten zijn goedkoper en in een groter pH-gebied te gebruiken dan aluminium.FeC1

3

is moeilijk op te sl aan en te hanteren,daar het zeer corrosi ef is.7e gebruiken een Fes0

4

• 7

a~. oplossing die in het bedrijf zelf gechloreerd

wordt,waarbij de volgemde reactie optreedt:

Opmerl<:ing:

Om chloorfenolen en andere reuk en smaakverwekkende sto~fen die uiteindelijk nog niet verwijderd zijn lüvijt te raken is filtreren over noritfilters voldoende.De investering s-en bedrijfskosts-en zijn echter veel te hoog voor dit bedrijf,

daar enorme installaties nodig zijn. Bovendien absorbeert

het norit ook veel mineralen en zuurstof waardoor het water laf en flauw gaat smaken. Een redelijke oplossing is

waarschijnlijk de volgende:tussen de v66r-c~10rering en

coagulatie wordt nogmaals noritpoeder aan het water toegevoegd,

maar nu in grotere hoeveelheden dan de eerste keer.

Een zeer behoorlijke smaakverbetering is het gevolg (A).

Bij het Rotterdams Drinkwaterleidingbedrijf is het onderzoek

hierover nog in volle gang.

Een goede oplossing van het smaakprobleeffi is eigenlijk alleen te vinden in de zuivering van het afvalwater der fabrieken,die deze stoffen juist in de rivieren brengen.

(14)

SCHEMABESPREKING.

Ruw water kan uit de Nieuwe Maas alleen bij laag water

worden ingenomen,daar bij hoog water het zoutgehalte

te hoog is t.g.v. het binnendringen van zeewater.

Het innarnepompstation voert het water in een klein reservoir

waar norit en kalk worden toegevoegd m.b.v. normale

voederapparaten.Er moet zoveel kalk worden toegevoegd

tot de pH ongeveer

7,8

bedraagt. Bij deze pH ligt gewoonli,j k

het kalk-koolzuur evenwicht van het I'Ilaaswater (A).

Via een overstort vloeit het water verder in een van de twee bezinkbassins,waarin het 10 tot 12 uur verblijft.

Tijdens deze bezinktijd wordt aan het andere bassih,

dat 12 uur eerder volgepompt was,water ter zuivering onttrokken.

Afwisselend l aat men dus in het ene bassin bezinken

en uit het andere tapt men af.

De ruimte waar de voederapparaten staan opgesteld moet«x voorzien zIJn van een afzuiginstallatie om de arbeiders tegen de stuivende kalk te beschermen.

Uit de bassins wordt het water afgetapt door de pompen van het filterpompstation en in een betonnen ru.wwater kanaal

gepompt. Om de bezinking niet te niet te doen "'Jordt van

het wateroppervlak afgetapt.Om dit te bereiken is het begin van de zuigleidinGen flexibel en is de mond hiervan aan

drijvers bevestigd die op het water drijven.

Aan het water wordt nu de benodigde hoeveelheid chloor

toegevoegd in de vorm van een bijna verzadigde waterige C1

2-oplossing. Deze oplossing ·wordt continu bereid in een

z.g. chlorator vlg. dr.Ornstein (litt:2~A).In het mengglas

wordt C1

2-gas onder atmosferische druk opgelost in welwater.

~elwater wordt gebruikt omdat dit een bijna constante temperatuur

van + 10°C heeft,zowel 's zomers als 's winters.De oplosbaarheid van het C1

2- is dan steeds constant (A).

De hoeveelheid welwater die toegevoerd wordt,~ordt op een flowmeter afgelezen en de hoeveelheid C1

2-gas met een meter

(15)

Een C1

2-verdamper zorgt voor de toevoer van C12-gas.

Hierin wordt vloeibaar C1

2-verdampt dat er onder een ,

druk van

7

ata wordt ingevoerd vanuit een t ank. ,L~

I'vt' 1·"

o (u·w \ ' .,'.'

De verhitting geschiedt met stoom ~an l~, C en 1~35 ata. \,Je'.'"

,I>

..

!;

i

Het gechloreerde water

stroo~';:;;: ~

l

';;~~;~~:r

het een ,&" ".t, .. , ,-,

~

.

verblijf tijd van

15

minuten heeft. Bij het verlaten

i

, van bet bassin moet het een vrij C1

2-gehalte van ~

0,5

mg/l

hebben.

Tengevolge van de reactie van Cl

2 met water is de p~

tot ongeveer

7

,

3

gedaald (A). Ook tijdens de coagulatie

daalt de pi en komt er CO

2 vrij (reacties bl.6) .

Aan het water wordt daarom weer kalk ter ontzuring toegevoegd

tot een p~ van ongeveer 8,2 (A) .Dit ligt dus iets boven

het kalk-koolzuur evenwicht,maar caco

3

slaat nog niet neer.

Tijdens de coagulatie wordt het evenwic~t weer vrijwel

herste16.Voor de tweede keer wordt nu weer norit toegevoegd ,

doch in ~rotere hoeveel heden.Het koolstof zal ook een deel

van het overgebleven chloor absorberen.De dosering van

kalk en norit geschiAdt weer met normale voederapparaten

die boven het betomnen kanaal staan opgesteld. De dosering

wordt geregeld door de snelheidsregeling van het molentje

onderin de apparaten.

liet water wordt nu uit het kanaal toegevoerd aan een

batterij precipitatoren waarbij tegelijkertijd het coagulans

toegevoerd wordt. Het coagulans wordt bereid door in een

tank Feso

4

• 7

aq. op te lossen' in welwater,door roeren

met een turboroerder.De Feso

4

-oplossing wordt dan tezamen

met de C1

2-oplossing,die nodig is voor de oxidatie van

het FeSo

4

,aan het ruwwater toegevoerd.

De precipitator bestaat uit een rechthoekige betonnen bak.

Het water met coagulans stroomt via de horizontale goot A,

die gaten in de bodem bevat,in de coagulatiez8ne B. Hierin

beweegt het uit horizontale latten bestaande roerwerk C,

(16)

it.·

, .. ,.t'J

In de coagulatiez6ne wordt de vlok gevormd. Eet behandelde

water en de vlok passeren de spleet D tussen de betolli1en

pyramide vormige opzetstukl<:en en de betonnen platen dme

aan goot A vastzitten en de coagulatieruimte vormen, en

komen in de trechtervormi ge ruimte E.-De vlok is iets zwaarder

dan het water,zodat ze door de zwaartekracht wordt afgeremd.

Aan de andere kant oefent het water,dat in de trechter E

omhoogstroomt,een opwaartse kracht op de vlok uit .Daar

de trechter steeds breder wordt ,zull~n de beide krachten op

een bepaalde hoogte evenwicht maken. ;Iier blijven de vlokleen

zweven en vormen de z. g. vlokkendeken,die als filtermediwn

fungeert en met het bovenstaande water een scherpe scheiding

vormt rEet van de vlok bevrijde water boven de vlokkendeken

stroomt viagaten in de goten F,die evenwi.jdi g aan goot 1'".

lopen doch iets lager l iggen. Links van de pyramiden stroomt

het water niet en i s er dus geen opwaartse kracht,zodat de

vlok hier naar beneden kan zakl{en en zich verdichten.

Via de goten G wordt de verdichtte vlok van tijd tot tijd

gespuid.De verblijf tijd van het water in de precipitator is

ongeveer 1 uur en de opwaartse filtratiesnel heid door de

vlokkendeken

3

m/h. ( l i t t.4) .

Uit de goten F stroomt het water in verzamelkanalen,die

een batterij snelfilters voeden. De snelfilters zijn iets

lager opgesteld dan de precipitätoren,teneinde pompen te

vermijden. De filters bestaan uit betonnen bakken met een

zandbed als filtermedium. De bovenste 80 cm bestaat uit

rivierzand,van boven naar beneden toenemend in grofheid.

Dan volgt een laagl !ijn gr!-?d_J:van

15

cm: en vervolgens een

laag grof grinÇl. van ~

15

cm. Op de bodem l igr;en over dwars,

tussen het grind,gietijzeren buizen met gaatjes,die in een

verzamelbuis uitmanden. Op de tekening is het rechterfilter

(17)

..

li

et

water

stroomt uit

het

toevoerkanaal

het

filter binnen

en zakt door

het

zandbed

heen

.Via

de

bdizen

met gaatjes

wordt het

naar de verzarnelbuls

gevoerd

,die

het gefiltreerde

water weer naar een

betonnen verzamelkana

a

l voert.

Regelmat

ig schoonmaken der filters noodzak:elij

k

,

daar door

vervuiling de filterweerstand toeneemt.Het

schoonmaken

geschiedt door

de toevoer

af

te sluiten,het

filter

leeg te

laten lopen en onderin

gefiltreerd water

te

pompen

in

combinatie

met perslucht,via

de buizen

met

g

a

a

tjes.

E

et bed expande

e

rt dan iets,de

perslucht maakt het

vuil

van de

korrels

los

en dit wordt met het spoelwater af

g

evoerd

na

a

r de

riolering.~let

linlmr filter is in

spoeltoestand

g

etekend

.

A

l na

a

r

gelang de snel

h

eid

van

verVUilin

g

moet

iedere

24-48 uur gespoeld worden

.

Het drukverlies

over

een sc

h

oon

filter bedra

ag

t ongeveer

15

cm

'.,

'!ater

.

N

an

n

eer

het

is opgelopen tot

3

à

4 meter moet gespoeld worden

(

litt.3;4).

---

-Om het drukverlies

te

meten

is

a

a

n

h

et filter e

e

n

weerstandsmeter

aangebracht.De

hoeveelheid

benodigde lucht

en

spoelwater

moeten

experimenteel bepaalt

worden

.

Hun druk

is ongeve

e

r

3

ata.

Aan het

filter is nog

een a

p

paratuur aangebrac

h

t,tussen

de

afvoerbuis

en

l:i

et betonnen

kanaal

,o

m

een constante

filtersnelheid te

wa

a

rborgen.Voor een constant

filtreerresultaat

is een constante filtersnelheid noodzakelijk.

(A).

Op

de tekenin

g

is

l

J

.

et voora

a

nzicht

gegeven

.

F

et

gefiltreerde

water stroomt

uit de verzamelbuis door de

klep

A

en door de

stroombreker

G

naar de afvoer bij

B

.Door

de overstroombuis D

hoger

of lager te

stellen

regelt

men

de

waterafvoer

na

a

r de

vlotter

F

en daarmee de stand van

klep

!I..

en

dus de

afvoer

bij

B.

De vlotter

E dr

i

jft

op het

wateroppervlak

in

h

et filter

en

sluit klep

A

wanneer het

filter leegstroo

m

t,zodat bij het

spoelen

geen water

en lucht door

A

kUnnen

ontsna

p

p

en

Het

gefiltreerde

water

dat door het verzamelkanaal naar

de

rein

waterke

lder~s

tro

omt,o

m

van daaruit

~ea

istribue

ert

te

w

or

den

,

w

ordt nu

nog

ná-gechloreerd

omdat er van

het

C1

(18)

In tegenstelling tot de eerste chlorering,waar de dosering

met de hand geregelt wordt omdat daar vaak grote verschillen

optreden in de benodigde hoeveelheid chloor ,geschiedt de dosering hier automatisch.De dosering wordt zo geregelt

dat het gehalte in het begin van het nä-chlorerings kanaal

constant 0,5 mg 012/1 bedraagt.

De regeling werkt als volgt

(A):

]\flet een t andradpompj eAwordt continu een monsterstroompj e uit het kanaal opgepompt en in twee stroompjes gesplitst.

Het ene ga8t rechtstreeks via een regelkraan en flowmeter 0 naar de potentiometercel D.Ret andere wordt eerst ontchloord in de noritkolom D en wordt vervolgens via een regelkraan en flowmeter naar de andere zijde van de potentiometercel

gevoerd. De kant van de cel waar het chl oorbevattende water

doorstroomt ,l1eeft een gouden electrode;de andere zijde een

zilveren.De E.;\'(.}(. van de cel wordt gemeten met een torsie

-galvanometer,waar een spiegeltje aan vastzit,E.

Via het spiegeltje valt een hoeveelheid licht ,die varieert

met de stand van het spiegeltje ,op eon seleencel in het relais F.

Di t relais be~crac:Lt i gt een motort je G, dat een r egelkraan

in de 012-gasleiding van de chlorator bedient.

Daarnaast is een met de hand r egelbare l<:raan aanwezig,

voor het geval dat de automat ische r egeling uitvalt.

3et welwater is zuiver genoeg om bij de ná-chlorering te

kunnen gebruiken.

Upmerking:

Daar de in dit bedrijf gebruikte ap~aratuur zeer grote verschi l len onderling vertoont in afmet ingen, kon niet '311es op één schaal

getekend worden.De gebruikte schalen,die in de tekening zijn

(19)

STOF.::5TROTvlEN.

De

installatie

moet

13.000

m3

ru

Y~w

aterfh

kunnen

verwerken.

Ee

n

bezin~bassin

wo

rdt in 10

uur leeggepompt

,

dit moet dus

130.000

m.)

wa

ter

kunnen bevatten.

Deze h

oeveelhei

d m

oet

in

zo

ko

rt

mogel

ij

ke

tijd,tijdens

eb,ingeno~en

worden

.

'Z

Stel deze tijd één

uur

.

De

innamestroo

m

is

dan

130

.

000 m..J/h

.

Zoa

ls

eerder gezegd

hangen de hoeve8lheden kalk en norit

v

an

de

lt

wa

liteit van

het water af

.

Volgens (A)

is

er

max

.

'L

nodig aan Ca( OE) 2:

1,~,5

kg/IOO m..J, dus 1950 kg Ca( OH)

2/h.

A

an norit:l

kg/l00

m..J

,

dus 1300 kg norit/h

.

Het

filterpompstation voert aan 1,3

.

000

111

3

water/h

o

De benodigde

hoeveelhe

id

Cln wordt steeds

exp

.

bepaald

.

L

3

A

ls

max

.

word

t

a

a

ngenomen

30

g C1

2

/m

(A)

,

dus 390 kg C1

2

/h

.

De oplosbaarheid van

CL,

in

water

van 10°C

is

9

,

9

lcg/m3 (lit

.

,S)

.

c.... r;

Stel dat de

oplossing

9 kg

CLjm..J

bevat

.

Voor 390 kg/h is

dan nodig:

390

:

9

=

43

,

3~

43: 5 m3 vleh;ater /h

.

De d

ichtheid v

an

v!oeiba

a

r

C

1

2

is 1,56

(lit

.

8)

,

zodat

390 kg C1

2

'

::::::

0

,

25 m.)

.

pe bij

drage

aan

het

volume

van

de C1

2

-

Opl

.

door het

chloor i

s dus

vrij

ge

rin

g

.

S

tel

de stroom C1

2

-o

p

lossing

=

44 m3 /h

.

Voor de tweede kalk en norit toevoeging

is

max

.nodi

g

(

A

):

lkg

Ca(

OH)2/l0 m3

,dus

1300

kg Ca(OII)2/h

.

en

50

g norit/m3

,

dus

650 kg

norit/h.

Vv

at het

co

agulans

betreft

,

kan

als

max

.

benodigde hoeveelheid

worden

aangenomen: 10

g Fe+++/m3

,

dus

voor 13.000

m3 water/h

nodig 130

kg

Fe+++/h.(A).

H

iervoor is nodig

645 kg Fes0

4

7

aq

/

h

.

Er

w

ordt een

oplossing

van

50 kg FeS0

4

7

aq/~~ebruikt (~

5%).

(De oplosbaarheid

van dit

zout in

wate2'2:s

.

205 kg/m3

,lit.

8)

.

(20)

Voor 645 kg van het ijzerzout is dus nodig bijna 13 m3 welw./h.

Stel de stroom van de FeS0

4

.

7 aq.-opl.= 13 m3 /h.

Uit de eerder gegeven reactieverg.volgt,dat voor de oxidatie

van 1 kg FeS0

4

.

7a q, ~ 7,8 kg chloor nodig is.Voor 645 kg

dus 83 kg C12.Aan C1

2- opl. dus 83 : 9 =

9,3~9

,

5

m3 /h.

Dit geeft dus tezamen een oplossing van

]'e~++

van 13+9,5=22,5 m3/h.

De bij bovensta8nde berekeningen gebruikte afrondingen zijn

toegestaan,daar deze kleine verschillen te verwaarlozen zijn

op de grote waterstroom van 13.000 m3 /h.

Bij het spuien van de vlok uit de precipitators,gaat + 1,5%, (A),

van het water verloren,stel: 200 m3 /h.

De chloortoevoeging bij de na-chlorering bedraagt niet meer

dan 0,5 mg/l = 0,5 g

C12/m~

,

dit

is 1/60 deel van de eerste

c111orering. Dus 1/60 x 44 = 0,75 m3 C12-opl. /h.

Het monsterstroompje,dat bij de regeli~g van de naTchlorering

aan de hoofdstroom onttrokken wordt,ligt in de orde van

1

á

2 l /h.Deze hoeveelheid is t .o.v. de hoofdstroom te verwaarlozen.

stof-en warmtestromen van de C1

2-verdamper.

Per ~ur moet geleverd worden: 390 kg gas voor de eerste chlorering,

83 kg gas voor de coagulansbereiding,1

I

6,5 kg gas voor de na-ch1orering.

Totaal: 479.5 kg C1 2/h.

Aan de C1

2-tank wordt dus ook 479,5 vloeibaar C12 onttrokken.

Stel de temperatuur van het vloeibare C10 = 20°C.

<-In de verdamper heeft het C1

2-gas,door oververhitting,

naar schatting eGn temperatuur van 30°C.

Enthalpie C1

2G bij 30~C

=

165,67 kcal/kg (lit.6)

~nthalpie C1

2L bij 20~C = 104.66 kcal/kg

Verschil: 61,01 kcal/kg

Voor de verdamping van 479,5 kg C1

2/h is dus nodig:

(21)

Voor de verhitting wordt verzadigde stoom gebruikt van 169°0 en 1,35 ata. De enthalpiën bedragen bij deze temperatuur (lit.7): Enthalpie ~20G

=

641,7 kcal/kg

Enthalpie H

20L

=

108,8 kcal/kg Verschil:532,9 kcal/kg Om bovengenoemde hoeveelheid 01

2 te verdampen is dus nodig: 29245 : 533 ~

55

kg stoom/ho ?

stofstroom bij het spoelen der filters.

Deze stroom valt buiten de eigenlijke processtroom.

Zoals verderop zal blijken zijn er 65 filters ingebruik. Stel dat de filters iedere 24 uur gespoeld moeten worden,

dan worden per uur 2 tot 3 filters eespoeld. Per filter is

per spoeling max. 200 m3 zuiver water en 500 m3 lucht nodig.

De spoeltijd bedraagt niet meer dan 10 minuten. ( Hoeveelheid spoelwater,perslucht en spoeltijd afhankelijk v.d. mate

van verontreiniging) ,(lit.2;4:A) .

l'er uur dus nodig: 3

x

200

=

600 m3 water en 3

x

500

=

1500 m3 perslucht.Deze drie filters moeten tegelijk gespoeld kunnen

i,''lorden, en wel in tien miknuten.lIet perslucht aggregaat en het

spoelwater aggregaat moeten dus een capaciteit hebben van resp.

6

x 1:..;00

=

8000 m

3

/h en 6 x 600

=

3600

m

3

/h.

In bijgaand blokjesschema zijn de stof en warmtestromen weergegeven.

(22)

~ ~ <"'~ f ."

-.~ .;.

~D

.1

D

:l )' ~ "\ '" <·f

...

o

Ir

I . I ~

L..

~

..

~ ~ ..,0

'"

-, ~

....

~ ~ g ~

t

~

...

'< " on

x

foo i --to~-~-! .J ~ ~ '1''''; , ~ ", '-~ G ti V ~ C" ,l\ f () t> <> M -~ .., -û :.: . .> 0 "-0 <> ~ :;r; -l." " E () o o C .., I-.~ > : ~

(23)

DImENSIES D.ER AE?ARATEN.

Inn~eEomp~tatlon.

7

centrifugaalpompen à 22.000 m3 /h. Een behoorlijke

overcapaciteit is noodzakelijk;bij het uitvallen van

een pomp kan dan over een reservepomp beschikt worden. (A).

8lk heeft een oppervlak van 40 ha en een diepte van ~ 5 m.

De bassins moeten n.l. aanzienlijk meer water kunnen

bevatten dan 130.000 m3 ,omdat de laA.tste 1,5 à 2 m.eter water

boven de bodem te veel bezonken vuil bevat om gebruikt te

kunnen worden. ;!;ens in de 10 j aar moet de sliblaag die zich op de bodem gevormd heeft verwijderd worden (A).

FiltQr~omp~t~tion.

7

centrifugaalpompen à 2400 m3

Ih

.

:üer moet ooJ.;: over reserve-capaciteit beschikt kunnen worden.

AanvQerkanaal Ku~water~

De waterstroom is 13.000 m

3

/h

=

3 ,61 m3 /sec.Stel de stroom-snelheid = 1,5 m/sec,het doorstroomde oppervlak is dan 2,4 m2•

Om de verschillende stoffen makkelijk te kunnen doseren is

er enige ruimte nodig tussen wateroppervlak en kanaalplafond. Stel~"30 cm,de hoogte is dan 1,5 m en de breedte 2 m.

Chlorering~b~s~ig.

~~ dvi-i.fAJ.. j

De\Ve:fbllJf'fi3d is minstens 15 rninuten,dus '7.

is 13.000 : 4

=

3250 m~.Diepte bassin is 2 de kanaalbodem,oppervlakte bassin dus 1625

Chlorators.

-de inhoud m beneden 2 m • .... "..l

Deze zijn in verschillende stand~tvoeringen verkrijgbaar.

Voor de eerste chlorering worden 4 toestellen gebruikt,

ieder met een max. capaciteit vam 100 kg C1 2/h. Voor de coagulansbereiding een zelfde apparaat.

Voor de na-chlorering een apparaat met een max. capaciteit van 10 kg C1 2/h.

(24)

.Q.12_-verdam"Eer.

Een standaardapparaat van het fabrikaat "The 7lhitlock

Manufacturing Co" wordt hier gebruikt.De capaciteit

bedraagt 907 kg C12-gas/h bij gebruik van verzadigde stoom

van 1,35 ata.Dit is dus bijna twee maal zoveol als er

totaal per uur nodig is.Een apparaat kan dus alle chlorators bed:ie nen.

Nori! en_Ca (O:~12_vQeQ.era.2.Par~ten~

Ook standaard apparaten.Bij het innamestation:

een ea(OH)~voeder van max.2200 kG/h; Gen norit-voeder van max.1500 kg/ho

Bij de tweede toevoeging: voor kalk een max. capaciteit van 1500 kg/h; voor norit 750 kg/ho

De ferro-oplossing wordt in batch bereid.

In

t

ank~

van 10 m) worden Gedurende een uur .'700 kg Fes0

4•

7

aq.

' )

en 10 m-" welwater Net een turboroerder gemeng.j.angenomen

wordt dat dan alles op~elost is (~) . Bij een normale

'~. I? r..::;

dagproductie Ilan 180.000 JY[.J ::;; 7500 m..J/ll wordt 7,5 m-" opl./h

verbruikt.~r zijn dan twee tanks nodig.ln de vij f lC'I"iJartier dat de ene le,;gloopt ,-,vordt in de andere ecn nieu".ve oplossing

bereid,en omgekeerd.Bij een groter productie,t/m de max.

capacitiet,moet met drio tanks gewerkt worden.

Pr~ciPitatQr!2.'

De normale capaciteit van eccn precipitator is 200 m

3

/h

met een opwa~)rtse snelhei d van rond 3 m/h.De afmeting zijn

h

=

4m,b

=

6

~ en 1 ::;; 12 Dl (lit.4;A).

Voor 13.000 mJ water/h zijn er dus 65 nodig. Daarnaast

worden nog

7

precipitators extra genomen als reserve.

Ze st aan ili - - -een ---geb- - ouw in twee rijen van 36 opgestel d.

(25)

- 22

-Snelfilters.

-Ook deze hebben een capaciteit van 200 m

S/

ieder met eon

filtratiesnelheid van ca.5 m/h.Dit is proefondervindelijk

de beste snelheid gebleken.AfmetEingen ca. h =

5

m ,

b

=

6

m em 1

=

7

m

(A).

~xperimenteel moet bepaald worden

welke zandsoorten het geschiktst zijn voor het filterbed.

Er zijn dus

65

filters nodig en

7

extra, daar er steeds

enige buiten bedrijf zijn wegens spoelen en reparaties.

Ze zijn op dezelfde wijze opgesteld als de precipitators.

Reinwaterkelders.

=Uervan zijn er 5, ieder met e,-;;ninhoud van ca.lO.OOO m

3

Oe afmetincen zi,jn ca. 6 x 40 x 50 m.

~eze capaciteit is noodzakelijk om ~et vorbruik tijdens

de spitsuren op te vancen. -et bedrijf kan op zijn normale

uurproductie blijven doordraaien.Tijdens de ur en dat er

weinig ',:,'ordt af bcnomen worden ze we2r bij gev~üd. }eze

voorraadvorminG is ook nodig voor het Geval er zich

storingen in het bedrijf voordoen en de pr oductie terugvalt.

Di.§.t.!:.iÈ.u!i~oml?s!a!ion~

De afname tijdens de spitsuren is max. 1) . 000

mS/h

(/1_) .

Naast deze capaciteit moet het pompstation over een

extra capaciteit beschikken,om aan een plotselinge grote

vraag te l{unnen voldoen. 8 pompen à 2400 m

S

/h is voldoende.

Om van een voldoend hoge druk in het waterleidingnet

verzekerd te zijn moet de persdruk

5

à6

ata bedragen (A).

Een watertoren heeft bij dit grote bedrijf weinig zin.

- +++ ++

Daar CI0 -water,Fe en Fe op vele materialen corrosief

c-werken,zijn de afvoerpijpen van de chlorators en xxx

de afvoer pijp van de oplostank van PVC vervaardigd,

evenals de pijp waar de oxidatie van Fe++ plaats heeft.

Ook de oplostank,die zelf van ijzer is,is van binnen met

PVC

bekleed. De turboroerder is van roestvrij staal,(lit .3) .

-

-

(26)

LITERATUUR.

1.

G.

D

.Fair,J.C.

Geyer

&

J.C.tlorris,~ater

Supp1y and

~aste-water

disposa1,1954.

2. J.lvlutschmann und 1!'.Stimme1mayer,Taschenbuch der

wasservers

orgung

,2

te

auflage,1958.

3.

H.E.

Babb

itt

&

J.J.Do1and,.Vater Supp1y

Engineering

,

5

th

·edition,1955.

4

.

Drinkwatervoorziening

,

":':erste

vakantiecursus,27-28 sept.1948.

5. Drinbva tervoorz iening,

Vierde

vakant iecursus, 17-18 jan. 1952.

6

.

Ull

mans Enc

yk10pädie

der

Technis

c

hen Chèmie

,band

5,292,1954.

7.

J

.

~l

.

Ferry

,

Chemica1 Engineers' "

"

andbook

,

.3

thedi

t

ion,

27<3

.

8

.

J

.

D'Ans und

~.Lax,Taschenbuch

fUr

Chemike~

und

nhys

iker,

226

,1949

.

Andere gege

vens

bron.

A.

TIotterdams

Drin~Nater1eiding

B

edrijf.

Cytaty

Powiązane dokumenty

However, as shown by the tests performed on some types of non road vehicles such as, among others, agricultural trac- tors, C1 research test does not fully comply with the actual

Chętnie podejmował problematykę prawa prywatnego (w ramach którego był uważany za przedstawiciela tzw. M im o imponującej liczby publikacji nie był jednak Mittermaier typem

Istotnie, z obecnego stanu wiedzy wyłania się obraz, który zdaje się podważać dawniejsze wyobrażenia: rzadka sieć osadnicza jest wynikiem nie tylko załamania demograficznego

Otrzymane wartości dla badanych złóż zawierają się w przedziale 0,5–10,5 m przy śred- niej głębokości 3,1 m. W przedziale tym znajduje się około 50% zasobów

В это время творчество советского поэта оказало сильное воздействие таких поэтов, как Ласло Геребеша, Ернё Л.Тиханя и других, пре- образив не только

Indeed, when the Senate refused to admit the fol- lowers of Jesus as members of a licit religion (religio licita) in the Empire, Tiberius, by means of his legatus Lucius Vitellius,

Organizacja oraz warunki pracy kancelaryjnej jednostek Policji Państwowej powiatu chełmskiego w latach 1919-19391.. Z akres poruszonego w tytule zagadnienia badawczego, w

An initial study w a s made concerning the effect of sonic boom disturbe.nces on an i ndividua1's compensatory tracking performance for an unstable sys