Overzicht

  • In een drinkwaterinstallatie vervangt ondergedompelde UF de filtratiestap met korrelvormige media(of sedimentatie plus filtratie).
  • De retrofit wordt meestal geïnstalleerd in bestaande filtercellen, sedimentatiebekkens of zuiveringscompartimenten. Dat is vaak de grootste besparing op civiele werken in een upgrade-project.
  • De dominante risico's komen van het ruwe water: seizoensgebonden algenbloei, lage temperatuur en lage troebelheid, en dosering van oxidatiemiddelen die niet compatibel zijn met het membraanmateriaal – niet van slib.

Waarom de vraag gaat over zowel upgrading als uitbreiding tegelijkertijd

Nieuwbouwinstallaties vormen de minderheid van de projecten. De meeste vraag komt van bestaande installaties die onder drie druk staan: groei van de bevolking of industriële vraag die de oorspronkelijke ontwerpcapaciteit overschrijdt; strengere eisen voor gezuiverd water, waarbij de conventionele trein van coagulatie–sedimentatie–zandfiltratie–desinfectie geen marge meer heeft voor troebelheid, micro-organismen en desinfectiebijproducten; en een locatie die nu omringd is door de stad, zonder land meer om uit te breiden.

Conventionele snelle zwaartekrachtfilters werken ongeveer 5–8 m/u en worden beperkt door terugspoelcycli en media-kwalificatie. Om meer output uit dezelfde oppervlakte te halen, bouwt u ofwel meer filteroppervlak, of verandert u het scheidingsmechanisme. Ondergedompelde UF is de tweede optie – en het is ook een definitievere oplossing voor het pathogeenrisico dat wordt vertegenwoordigd door Cryptosporidium en Giardia.

Wat een ondergedompelde UF-retrofit daadwerkelijk verandert

In een ondergedompelde configuratie bevinden de membraanmodules zich direct in het tankwater. Permeaat wordt afgezogen onder een bescheiden vacuüm of lage druk, en zwevende vaste stoffen en colloïden blijven in het bassin. Poregrootte is doorgaans 0,01–0,02 μm – twee tot drie ordes van grootte fijner dan de afscheidingsschaal van zandfiltratie. Hieruit volgen twee dingen.

Submerged UF membrane filtration
Ondergedompelde UF-membraanfiltratie

Ten eerste vervangt filtratienauwkeurigheid de empirische afhankelijkheid van media-kwalificatie. De troebelheid van het zandfiltereffluent wordt bepaald door variabiliteit van het ruwe water, prestaties van de terugspoeling en toestand van het filterbed, en hangt sterk af van de beoordeling door de operator. De troebelheid van het UF-effluent kan gedurende lange perioden onder 0,1 NTU gehouden worden, met een veel zwakkere correlatie met schommelingen in het ruwe water. Voor een installatie waar troebelheid de belangrijkste controleparameter is, is dat een stapverandering in controleerbaarheid.

Ten tweede stopt de oppervlakte als beperking. Modules gaan in bestaande filtercellen of sedimentatiebekkens, waardoor de civiele scope van nieuwbouw naar retrofit verandert. In dichte stedelijke gebieden is dit vaak bepalend of een project überhaupt doorgaat.

Raw water and UF permeate
Ruwe water en UF-permeaat

Ontwerprisico's bij het retrofitten van UF-membranen in drinkwaterinstallaties

Risico Waarom het belangrijk is Hoe het aan te pakken in de ontwerpfase
Seizoensgebonden algenbloei Algen en hun extracellulaire organica vormen een dichte cake-laag die routine terugspoeling niet kan herstellen Selecteer flux op de piekmaand van algenbloei, niet op de jaarlijkse gemiddelde waterkwaliteit, en laat marge toe voor coagulatie en vooroxidatie
Lage temperatuur, lage troebelheid Dalende watertemperatuur verhoogt de viscositeit en TMP bij een bepaalde flux, dus de winteroutput kan tekortkomen Stel de ontwerpplux in op de laagste jaarlijkse watertemperatuur en bereken daaruit de membraanoppervlakte
Compatibiliteit met oxidatiemiddelen Overdosering van voorkloren, permanganaat of ozon versnelt de veroudering van PVDF Vraag de toegestane oxidantbelasting (ppm·u) aan bij de membraanleverancier en stel daaruit een doseringsplafond in
Terugspoeling en concentrathandeling Terugspoelretourstroom en troebelheidsoverdracht verhogen de belasting op de coagulatiefase, waardoor er een lus ontstaat Bouw een balans voor de terugspoelretourstroom, bepaal of deze terugvloeit naar boven de coagulatie, en controleer de capaciteit voor slibbehandeling
Integriteit van het membraan Permeaat gaat rechtstreeks naar de consumenten – één breuk is een waterkwaliteitsincident, zonder buffer voor desinfectie stroomafwaarts zoals in een afvalwaterinstallatie Online troebelheids- en deeltjestelling, plus periodiek drukdalingsonderzoek
Interface voor voorbehandeling De coagulatieprestatie bepaalt de vervuilingsgraad, en bestaande flocculatiebekkens passen wellicht niet bij de nieuwe taak Beoordeel het type coagulant en doseringspunten; wijzig indien nodig de meng- en flocculatiefasen

Ontwerpplux: waar de marge verborgen zit

Retrofitprojecten worden meestal voorgesteld met een agressieve ontwerpplux, omdat een hogere flux minder modules en lagere hoofdkosten betekent. De belasting in een drinkwaterinstallatie is sterker gecentreerd dan in een afvalwaterinstallatie: als lage wintertemperatuur en algenbloei samenvallen, daalt de output onmiddellijk – en de klantenzijde heeft geen buffer.

De verdedigbare aanpak is om de ontwerpplux te selecteren op de laagste verwachte watertemperatuur en de hoogste algenbelasting, en de resulterende membraanoppervlakte te vermelden.

Een retrofit-checklist

  1. Onderzoek de bestaande filtercellen of sedimentatiebekkens: werkelijke afmetingen, niveaus, vrije hoogte en structurele staat.
  2. Beoordeel de coagulatie en voorbehandeling om te bevestigen dat ze kunnen voldoen aan de troebelheid en organische belasting die de membranen vereisen.
  3. Verstrek gegevens over de laagste watertemperatuur gedurende het jaar en de piekblootstelling aan algen.
  4. Definieer duidelijk de terugwinningroutes voor terugspoelwater en de verwijderingsroutes voor geconcentreerd water en slib.
  5. Verstrek het rapport over de kwaliteit van het ruwe water.

Volgende stap

Als u een upgrade of uitbreiding van een bestaande drinkwaterinstallatie evalueert, stuur ons dan uw bekkenafmetingen, huidige debiet, kenmerken van het ruwe water en gewenste eindstandaard voor water, en we stellen de benodigde membraanoppervlakte en configuratie voor.

– Nollet