Massflowmeters verbeteren de waterzuivering en garanderen de volksgezondheid

Massflowmeters verbeteren de waterzuivering en garanderen de volksgezondheid

James Walton
Cover Image

Anglian Water Services (UK) zuivert water volgens de strengste normen, levert het aan miljoenen huishoudens en beheert het om te voorkomen dat er ergens tekorten ontstaan. Het bedrijf is een project gestart om de dosering van fosfaten in het waterleidingnet te optimaliseren en te regelen met behulp van flowregelaars.

De functie van orthofosforzuur in het waterleidingnet

Gewoonlijk worden fosfaten aan het drinkwater toegevoegd als corrosieremmer om uitspoeling van lood en koper afkomstig van leidingen en bevestigingen te voorkomen. Er worden anorganische fosfaten (bijvoorbeeld fosforzuur, zinkfosfaat en natriumfosfaat) aan het water toegevoegd om orthofosfaat te vormen, dat dient als beschermende coating van onoplosbare mineralen aan de binnenkant van waterleidingen en huisinstallaties. Deze coating dient als isolatielaag die voorkomt dat corrosieve elementen in het water sommige metalen in de leidingen oplossen. Daardoor blijven de lood- en koperconcentraties in het water laag, binnen de normen ter bescherming van de volksgezondheid.

Hoe verliep het oorspronkelijke proces?

In het oorspronkelijke proces mat een downstreamanalysator de concentratie orthofosforzuur in de hoofdstroom. Nadat de meetresultaten waren vergeleken met de vereiste concentratie, werden zij gebruikt om de pompsnelheid en daarmee de concentratie orthofosforzuur in de hoofdstroom aan te passen. Via dit proces kan Anglian Water Services de koper- en loodconcentraties in het water op een voor de volksgezondheid aanvaardbaar niveau houden. Toch was dit proces voor verbetering vatbaar; daarover gaat dit blog.

oorspronkelijk registratie proces Het oorspronkelijke registratieproces

Wat zijn de beperkingen in het oorspronkelijke proces?

Het reactieve terugkoppelingsmechanisme voor het doseren van fosfaten vormde niet de ideale methode. We konden niet snel genoeg op de veranderende hoofdstroom reageren en de dosis proportioneel verlagen of verhogen. Daartoe moesten we ervoor zorgen dat de dosering niet hoger was dan de wettelijke vereisten, ervan uitgaande dat het station de maximale stroming leverde. Het systeem leidde tot secundaire kosten doordat dubbele redundantie voor de analysator nodig was om te garanderen dat de concentraties orthofosforzuur ononderbroken worden gemeten.

Projectdoelstellingen

  1. Verlagen van de fosfaatconcentraties.
  2. Verlagen van de kosten die het bedrijf maakt om te voldoen aan de wettelijke milieunormen.
  3. Verwijderen van de downstreamanalysator en van de redundantie in het registratieproces.

Er zijn twee technologieën ter verbetering van het proces geëvalueerd: de delta P- en de Coriolis-technologie. De delta-P flow meter was het meest rendabel; hiermee konden we de stroom orthofosforzuur meten als volume, maar er zou een analoge signaalinvoer nodig zijn en de dosering zou proportioneel zijn aan de hoofdstroom. De Coriolis flow meter meet de massaflow rechtstreeks, hetgeen bij deze toepassing de voorkeur geniet boven volume flow. Tevens is het nauwkeuriger en beter herhaalbaar is, maar wel duurder. Ook deze technologie vereist een analoge signaalinvoer en past de dosis aan in verhouding tot de hoofdstroom.

Cori-Flow en Tuthill pomp Combinatie van mini CORI-FLOW en Tuthill-pomp

De beslissing werd grotendeel beïnvloed door de ‘Return on investment’ (ROI) die behaald kan worden; kortom, de periode waarin voldoende besparingen konden worden gerealiseerd. Tijdens de demonstratie van de Coriolis mass flow meter ontdekten we echter iets dat ons op andere gedachten bracht. De Coriolis flow meter gaf de dichtheid van de gemeten vloeistof als uitvoer.

Waarom was dat zo belangrijk?

Fosforzuur wordt verkocht als oplossing, meestal in een concentratie van 80%. Eerder ontdekten we dat er verschil zit in de werkelijke concentratie op het moment van toepassing.

We wisten reeds dat de Delta P- of de Coriolis-technologie ons kon helpen om het registratieproces te verbeteren. Nu konden we een stap verder gaan en een voorheen niet beschikbare, maar zeer belangrijke parameter gebruiken om de dosering echt te verfijnen.

De extra parameter "dichtheid" die de Coriolis mass flow meter kon leveren, gaf voor ons de doorslag. Daardoor kan de dosering in verhouding tot de hoofdstroom worden geregeld en gebruik worden gemaakt van de dichtheid/kwaliteit van het gebruikte fosforzuur.

nieuw doseersysteem voor fosforzuur Het nieuwe doseersysteem voor fosforzuur

Wat zijn de verwachte voordelen van de toepassing van flow meters:

Nu de eerste vijf installaties van deze technologie bijna draaien, verwachten we het volgende:

  1. Een stabiele concentratie orthofosforzuur in het waterleidingnet.
  2. Naleven van de verplichtingen t.a.v. de volksgezondheid door de watersector.
  3. Duidelijk minder toevoeging van fosforzuur aan het milieu.
  4. Dubbele kostenbesparing door verwijdering van de downstreamanalysatoren en lager verbruik van fosforzuur.

Anglian Water Services werkt volgens de "Love Every Drop"-benadering. Deze benadering is een visie op het functioneren van een moderne nutsvoorziening. De visie behelst het realiseren van een land met een bestendig milieu dat duurzame groei mogelijk maakt en dat de uitdagingen van de klimaatverandering het hoofd kan bieden. Verder van belang is het creëren van een infrastructuur die betaalbaar en betrouwbaar is, en die voldoet aan de behoeften van consumenten, gemeenschappen en het milieu. Ook mensen en gemeenschappen zouden bestendig moeten zijn. Fosforzuur heeft te maken met het concept van de eindigheid van hulpbronnen volgens Rockström et al., 2009. Anglian Water Services heeft het verbruik van fosforzuur in zijn processen weten te verminderen zonder afbreuk te doen aan de waterkwaliteit. Dat past in hun manier van werken.

Onze waterzuiveringsspecialisten helpen u graag bij al uw vragen op het gebied van waterzuivering. Neem contact met ons op!

Download de brochure

Weet jij het verschil tussen gedemineraliseerd en gedistilleerd water?

Weet jij het verschil tussen gedemineraliseerd en gedistilleerd water?

Guus Witvoet
Cover Image

Laat ik eerst uitleggen wat gedemineraliseerd water is. Gedemineraliseerd water, ook wel demiwater genoemd, is gezuiverd water en wordt vaak gebruikt in laboratoria voor industriële en wetenschappelijke doeleinden. Maar ook in het dagelijkse leven kom je toepassingen met demiwater tegen.

Als je bijvoorbeeld een stoomstrijkijzer hebt, kun je demiwater gebruiken om kalkaanslag op het strijkijzer te voorkomen. Ook bij autowasserijen komt demiwater van pas; aan het eind van het autowasprogramma wordt een dun laagje demiwater over de auto verstoven om opgedroogde druppels op de auto te voorkomen.

Aan het eind van dit blog staan enkele voorbeelden van instrumenten van Bronkhorst die voor demiwater geschikt zijn.

Gedemineraliseerd water en gedistilleerd water

Gedemineraliseerd water is water dat op zo’n manier is gezuiverd dat het van (de meeste) mineralen is ontdaan. Het gaat hier bijvoorbeeld om calcium, chloride, sulfaat, magnesium en natrium. Gedemineraliseerd water wordt ook wel demiwater of gedeïoniseerd water genoemd. Gedemineraliseerd water wordt doorgaans onderscheiden van gedistilleerd water. Bij distilleren wordt water gezuiverd door koken en opnieuw condenseren, waardoor zoutionen worden verwijderd.

Het grote verschil tussen gedemineraliseerd en gedistilleerd water is dat gedistilleerd water normaal gesproken minder organische contaminanten bevat; bij deïonisering worden moleculen zonder lading, zoals virussen of bacteriën, niet verwijderd. Gedemineraliseerd water bevat meestal minder minerale ionen. Dit hangt af van de manier waarop het wordt geproduceerd. De-ionisering leidt tot schonere productie en minder kalk in de installaties waarin het is toegepast. Waar je op moet letten wanneer je gedemineraliseerd water gebruikt, is het materiaal waaruit jouw instrumenten bestaan. Niet alle materiaal is geschikt om demiwater door te leiden. Dit hangt mede af van de gebruikte temperaturen.

Hoe wordt demiwater gemaakt?

Gedemineraliseerd water wordt hoofdzakelijk op drie manieren geproduceerd:

  1. Via ionenuitwisseling met behulp van speciale harsen: positieve ionen worden vervangen door waterstofionen en negatieve ionen door hydroxide-ionen.
  2. Ook bij elektrodeïonisering vindt ionenuitwisseling plaats: er wordt een elektrische stroom door de harsen geleid om deze geregenereerd te houden. De ongewenste ionen bewegen zich van het reactieoppervlak naar de elektroden.
  3. Via membraanfiltratie: meestal in meerdere stappen.

Om demiwater van de juiste kwaliteit te verkrijgen moet de demineralisering in meerdere fasen plaatsvinden. Het gebruik van membraanfiltratie heeft in dit geval het voordeel dat er in het algemeen geen chemicaliën nodig zijn om het demiwater te produceren (behalve misschien voor reiniging); het nadeel is de hoeveelheid (elektrische) energie die voor het proces nodig is.

Gedemineraliseerd water – veelgebruikte toepassingen

Gedemineraliseerd water wordt gebruikt voor industriële en wetenschappelijke doeleinden, bijvoorbeeld voor de volgende toepassingen:

  • Laboratoriumtoepassingen en testen
  • Autowasserijen
  • Waswater voor productie van computerchips
  • Toepassing in auto's zoals loodaccu’s en koelsystemen
  • Verwarmingssystemen
  • Lasersnijden
  • Optimalisering van brandstofcellen
  • Stoomstrijkijzers en stoomverwarmingstoepassingen
  • Productie van geneesmiddelen
  • Cosmetica
  • Aquariums
  • Brandblussers

autowasserij

autowasserij

Gezondheidsrisico’s van gedemineraliseerd water

Aangezien gedemineraliseerd water via (elektrische) ionenuitwisseling, distillatie, membraanfiltratie of andere productiemethoden volledig van mineralen is ontdaan, zou je misschien verwachten dat het bruikbaar is als drinkwater.

Aan het drinken van gedemineraliseerd water zijn echter zowel voor- als nadelen verbonden. Het voordeel is dat de mineralen die voor ons slecht zijn, zijn verwijderd. Over de ongunstige invloeden van bepaalde mineralen op de gezondheid bestaat veel documentatie. Het grote nadeel van het drinken van gedemineraliseerd water is echter dat het de goede mineralen uit ons lichaam haalt. Dit leidt tot een mineralentekort, wat schadelijk is voor de gezondheid. Om kort te gaan, demiwater moet niet als drinkwater worden gebruikt, omdat het mineralen verwijdert die nodig zijn voor een goede gezondheid.

Voorbeelden van instrumenten die geschikt zijn voor demiwater

Meerdere Bronkhorst instrumenten zijn geschikt voor demiwater. Ga naar de productpagina's om hier meer over te lezen.

producten demi water

Afbeeldingsomschrijving