Water kwaliteit: chemie. Dr.ir. J.Q.J.C. Verberk Zaal D

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Water kwaliteit: chemie. Dr.ir. J.Q.J.C. Verberk Zaal D"

Ruben van Veen
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Water kwaliteit: chemie Dr.ir. J.Q.J.C. Verberk Zaal D 1

2 Hoe chemisch gaat het worden? Niet veel moeilijker dan deze chemie Enige belangrijke formule is: CaCO 3 + CO 2 +H 2 O <--> Ca HCO - 3 Evenwichtsreactie Druipsteengrot CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca HCO - 3 2

3 Begrijpen door toepassen Zelfde als bij vergeetmenietjes Begrijp je alleen door het te gebruiken Waterchemie: Begrijpen door het toe te passen Voorbeeld ontharding (pellet reactor) Voorbeeld opharding (Suriname) 3

4 Wat is kalkafzettend water? 4

5 Wat is kalkagressief water? 5

6 Wat is hard water? 6

7 Hoe hard is hard water? totale hardheid: [Mg 2+ ] + [Ca 2+ ] = 1.5 mmol/l erg zacht zacht redelijk zacht redelijk hard hard erg hard mmol/l < > 5 eq/m 3 < >10 D < >25 1 D = 2.8 eq/m 3 ; 1 mmol/l = 2.0 eq/m 3 Limburg: Veluwe: Delft: hard water zacht water mmol/l 7

0 1.0 1.8 1.8 2.5 2.5-5 > 5 eq/m 3 < 1 1-2 2 3.5 3.

8 Hoe hard is jouw water? Zie website van het lokale drinkwaterbedrijf 8

9 YouTube 9

10 Relatie tussen Ca-pH in evenwicht (Tillmans uitgangspunt, Ca=0.5*HCO 3- ) 10

11 Ontharden CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca HCO 3-11

12 Waarom ontharding? Gezondheid Vermindere opname van zware metalen (Pb, Cu, Zn) van leidingmateriaal Geen huishoudelijke waterontharders Milieu Minder zware metalen (Cu) in afvalwaterzuivering Minder gebruik van wasmiddel en fosfaat Reductie concentraat huishoudelijke waterontharders Economie Gebruik waspoeder Calciumneerslag en corossie van huishoudelijke apparatuur Engergieverbruik huishoudelijke apparatuur Visueel voorkomen van vlekken 12

waterontharders Milieu Minder zware metalen (Cu) in afvalwaterzuivering Minder gebruik van wasmiddel en

13 Onthardingsmethoden wereldwijd Uitwisseling tussen Ca- (end Mg-)ionen voor Na-ions (ion exchange) Verwijdering van Ca- en Mg-ionen door membraanfiltratie Vorming van neerslagproducten van Ca- en Mg-ionen - slibprocess (USA) - pellet ontharding 13

Mg-ionen door membraanfiltratie Vorming van neerslagproducten

14 Nederlandse uitving: de pelletreactor Gefluidiseerd bed Groot kristallisatieoppervlak Snelle reactie Kleine installatie Lage kosten Geen aanklitting van pelletkorrels Kristallisatieproces Pure water vrij korrels 14

Kleine installatie Lage kosten Geen aanklitting van

15 Principe pellet reactor dosering loog en entmateriaal opwaartse stroming fluidisatie afzetting CaCO 3 op entmateriaal grotere wordende pellets periodieke pelletafvoer 15

16 Massa balans Δd = f(δc) π ( 3 3 N ) ([ ] [ ] ) k d2 d1 ρ p = Ca Ca M Q Evenwicht 2. Kinetiek 3. Massa balans Δd = f(δc) 2+ K Ca = cs = s [CO 3 2 ] dc [ 2+ = k S Ca ] [ CO ] K dt { } 3 2 s 16

17 Model berekeningen voor maken ontwerp 17

18 Amsterdam reactor 18

19 19

20 Klein oppervlak nodig 20

21 Bovenkant Amsterdam reactor 21

22 Speciale doseer nozzles 22

23 Pellet opslag 23

24 Oops!! 24

25 Oops!! 25

26 Export Nederlandse kennis 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 Ontharding Taiwan Grootste onthardingsinstallatie in de wereld (130 Mm 3 /a) grote kwaliteitsvariatie in kwaliteit rivierwater, troebelheid tot wel NTU Variatie in hardheid, 1 3 mmol/l. Vierkante reactoren in beton Flexibele loogdoseerinstallatie 31

32 Lay out installatie 32

33 Relatie tussen Ca-pH in evenwicht (Tillmans uitgangspunt, Ca=0.5*HCO 3- ) 33

34 Conditionering agressief water 34

35 Waar vinden we agressief water? Zandgrond op de Veluwe Grondwater in Suriname Permeaat van membraanfiltratie 35

36 Marmerfiltratie op de Veluwe CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca HCO 3-36

37 Suriname 37

38 Suriname Area: 164,000 km 2 Inhabitants: 488,000 Groundwater 38

39 Overstromingen en multidisciplinair project 39

40 40

41 Karakteristieken Surinaams grondwater Lage ph Lage buffercapaciteit [HCO 3- ] Lage hardheid [Ca 2+ + Mg 2+ ] Gevolg: Corrosie van ijzer buizen Corrosie van betonnen materiaal Weinig buffering bij ph fluctuaties Niet voldoen aan WHO standaarden 41

42 PS Republiek 42

43 Zuiveringsschema ps Republiek Inname Beluchting en zandfiltratie Beluchting Schelpenfiltratie Debiet: 300 m 3 /h Aantal filters: 3 Bedhoogte (m): 1.8 Aantal filters: 2 Bedhoogte (m): Reinwater kelder Distributie 43

44 Waterkwaliteit ps Republiek WHO ruw water Na zandfiltratie Na schelpenfiltratie ph (-) Ca 2+ (mmol/l) Mg 2+ (mmol/l) HCO 3- (mmol/l) 6.5 < ph < < TH < 2.5 >

45 Gebrekkig onderhoud 45

46 Lopend MSc onderzoek 46

47 Tot slot: Mogelijke BSc en stage projecten Opharding water in Suriname Conditionering permeaat desalination installatie (Nederlandse Antillen) Ontzouting met wind Bouw onthardingsreactor Taiwan 47

Vergelijkbare documenten

Grondwaterzuivering. Prof. ir. Hans van Dijk

Grondwaterzuivering. Prof. ir. Hans van Dijk Grondwaterzuivering Prof. ir. Hans van Dijk 1 Kenmerken grondwater Voordelen hygiënische betrouwbaarheid constante temperatuur biologische en chemische stabiliteit gelijkmatige goede kwaliteit ongevoelig