NL9200778A - Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van water. - Google Patents

Description

INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET ZUIVEREN VAN WATER

Inrichtingen en werkwijzen voor het zuiveren van water, waarbij gebruik wordt gemaakt van een gefluïdiseerd bed uit korrelvormig materiaal, zoals zand, zijn bekend, bijvoorbeeld uit de Nederlandse Terinzageleggingen 7703939, 8103120 en 8700225, in het bijzonder voor het ontkalken van water. Dergelijke inrichtingen en werkwijzen worden thans op grote schaal toegepast voor de drinkwatervoorziening in Nederland en daarbuiten.

Uit proefnemingen is gebleken, dat bij dergelijke bekende inrichtingen en werkwijzen, zich het probleem kan voordoen, dat spontane c.q. homogene nucleatie kan ontstaan bijv. van Vateriet, en dat dergelijke zogenoemde micro-kristallen nog aanwezig zijn in het af te voeren gezuiverde water.

De onderhavige uitvinding verschaft een inrichting voor het zuiveren van water, omvattende: - een reactorvat voorzien van een aansluiting voor toevoer van onzuiver water en een aansluiting voor afvoer van, althans gedeeltelijk gezuiverd water; - een door de waterstroming gefluïdiseerd bed uit korrelvormig materiaal in het reactorvat; - neerslagmiddelen voor het laten neerslaan van kalk (CaCo3) op het korrelvormig materiaal; en - beperkingsmiddelen voor het beneden een vooraf bepaalde grenswaarde houden van de verzadigingsindex (SI) van het kalk. SI is gedefinieerd als SI = rcal.TCOol κ waarbij K het oplosbaarheidsprodukt van CaC03 is.

Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze, waarbij wordt voorkomen dat na het verlaten van de reactor kalkkristallen in zodanige mate voorkomen,dat verdere verwerking van het water problemen oplevert.

Van belang is, dat bij ontstaan van kalk, dit direct kan neerslaan op het gefluidiseerde bed.

De neerslagmiddelen kunnen middelen voor het toevoegen van loog omvatten -zie bovengenoemde Terinzageleggingen 7703939 en 8103120- maar omvatten bij voorkeur verwarmingsmiddelen volgens de Terinzagelegging 8700225. Zelfs bij langzame verwarming, die over de gehele lengte van het reactorvat plaatsvindt, kan bovengenoemde spontane nuclea-tie, eveneens over de gehele lengte van de reactor, optreden en verstorend werken. Bij voorkeur wordt bij dit proces de verzadigingsindex onder log (grondgetal 10) SI = 0,5-0,7 voor calciet gehouden en vindt de opwarming over de lengte van het reactorvat zo geleidelijk mogelijk plaats.

Bij voorkeur omvatten de beperkingsmiddelen een filter voor het uit het onzuivere water filtreren van opgelost organisch koolstof (DOC) daar de groei van kalk aan de korrels wordt geremd door dit DOC, terwijl de spontane vorming yan CaC03 (bijv. Vateriet) hierdoor niet of nauwelijks wordt beïnvloed.

Voorts wordt er bij voorkeur in voorzien dat (ortho) fosfaat neerslaat, daar dit fosfaat een remmende werking op de groei van kalk aan de korrels heeft.

Bij voorkeur wordt het korrelvormig materiaal zodanig voorbewerkt, dat het een grote affiniteit voor kalk heeft, bijvoorbeeld door zand te gebruiken dat reeds aangegroeid was met kalk, waardoor attritie (afschuring) van kalk van de korrels wordt verlaagd, maar wel aangroei optreedt. Tevens wordt het reactief oppervlak van kalk hiermee zodanig vergroot dat de groeisnelheid zodanig groot is dat voorkomen wordt dat de log(SI) boven de kritische waarde stijgt.

Verdere voordelen, kenmerken en.details van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand van een beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvorm, met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Een inrichting 1 omvat een reactorvat 2, voorzien van een toevoeraansluiting 3 voor toevoer van ongezuiverd (hard) water van 5-50°C en bij voorkeur 10-20°C een afvoer-aansluiting 4'voor afvoer van gezuiverd (onthard) water van 50-150“C, maar bij voorkeur 60-100°C. In het reactorvat is op niet getoonde wijze een gefluidiseerd bed uit korrelvor mig materiaal, zoals zand, bij voorkeur reeds voorzien van enige kalkaanslag opgenomen -zie voor verdere details eerder genoemde oudere octrooiaanvragen. Een verdere aansluiting 5, waaraan bij voorkeur grondwater wordt toegevoerd, is via een filter 6, dat gebruik maakt van actieve koolstof verbonden met de aansluiting 3. Voorts is het reactorvat 2 voorzien van een toevoeraansluiting 7 voor toevoer van warm water (of een ander medium) van 60-160’C, maar bij voorkeur 70-110'C dat aan staande pijpen 8 van een warmtewisselaar wordt toegevoerd en via een afvoeraansluiting 9 wordt afgevoerd, bij welke afvoeraansluiting het water bijvoorbeeld een temperatuur van ongeveer 30-120eC maar bij voorkeur 40-80'C heeft.

Opgemerkt wordt, dat de onderhavige uitvinding met voordeel wordt toegepast bij zuivering van grondwater waarbij toevoeging van chemicaliën (zoals loog) ongewenst is of wanneer het verwijderen van gevormde micro-kristallen middels nageschakelde langzame zandfiltratie en/of coagula-tie/flocculatie niet mogelijk/gewenst is.

Bij opwarming van het grondwater in bovengenoemd temperatuurtraject wordt bij voorkeur gekozen voor een verblijftijd van het water in de reactor (en in het bed) van ten minste drie minuten en meer bij voorkeur ongeveer 10 minuten teneinde te verzekeren dat neerslag op het korrelvormig materiaal heeft plaatsgevonden.

Teneinde afschuring van kalk van het zand niet te groot te laten worden, wordt de superficiële stroomsnelheid van het water bij voorkeur kleiner dan 50-100 meter per uur gekozen, bij welke stroomsnelheid tevens bovengenoemde verblijftijd wordt gerealiseerd.

Claims (12)

1. Inrichting voor het zuiveren van water, omvattende: - een reactorvat voorzien van een aansluiting voor toevoer van onzuiver water en een aansluiting voor afvoer van, althans gedeeltelijk gezuiverd water; - een door de waterstroming gefluïdiseerd bed uit korrelvormig materiaal in het reactorvat; - neerslagmiddelen voor het laten neerslaan van kalk (CaCo3) op het korrelvormig materiaal; en - beperkingsmiddelen voor het beneden een vooraf bepaalde grenswaarde houden van de verzadigingsindex (SI) van het kalk.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de vooraf bepaalde grenswaarde van log SI 1,7 bedraagt en bij voorkeur in het gebied van 0,5-0,7 is gelegen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de neerslagmiddelen verwarmingsmiddelen omvatten.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de verwarmingsmiddelen staande pijpen van een warmtewisselaar omvatten.

5. Inrichting volgens één van de conclusies 1-4, waarbij de beperkingsmiddelen het verwijderen van opgelost organisch koolstof (DOC) omvatten.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij gebruik gemaakt wordt van actieve koolstof.

7. Inrichting volgens conclusies 1-6, waarbij de beperkingsmiddelen het verwijderen van (ortho-)fosfaat omvatten.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij de beperkingsmiddelen het toevoeren van een ijzerverbinding dan wel het filtreren over ijzerverbindingen omvatten, teneinde fosfaat gebonden aan ijzerverbindingen te verwijderen.

9. Inrichting volgens één van de conclusies 1-8, waarbij de beperkingsmiddelen middelen voor het beperken van de doorstroomsnelheid van het te zuiveren water omvatten.

10. Inrichting volgens één van de conclusies 1-9, waarbij het korrelvormig materiaal zodanig is bewerkt voorafgaand aan toevoeging aan de reactor, dat dit materiaal een grote affiniteit voor kalk heeft.

11. Werkwijze voor het zuiveren van water, waarbij een inrichting volgens een van de conclusies 1-10 wordt toegepast.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de superficiële stroomsnelheid van het water minder dan 50-100 meter per uur bedraagt.