doorslAg VAn Poederkool

In de meestroompilot bleek dat het filtraat in periodes van poederkooldosering een verhoog­ de troebelheid van 3­5 NTU had in vergelijking met de situatie zonder poederkooldosering (1­2 NTU). Visueel werd vastgesteld dat het filtraat fijn poederkool bevatte. Overigens vertegen­ woordigde de kool in het filtraat maar een beperkte hoeveelheid zwevende stof; naar schat­ ting hooguit enkele mg/l. Voor het doel van het BBA­pilotonderzoek, nl. het vaststellen van de effectiviteit van het BBA­concept, is de uitspoeling van ondergeschikt belang. Echter, voor het toepassen van BBA in de praktijk is uitspoeling van kool waarschijnlijk problematisch. Daarom zijn, naast de adsorptietesten, ook een serie experimenten uitgevoerd om de oor­ zaak van de aanwezigheid van fijn kool vast te stellen. Als beoordelingsparameter is hiervoor troebelheid gebruikt. De aanwezigheid van poederkool in het filtraat zou verklaard kunnen worden door:

• uitspoeling van fijn poederkool

• vermalen van poederkooldeeltjes in het zandbed, de afgesleten fijne deeltjes spoelen uit Om een indruk te krijgen van de oorzaak is een serie experimenten uitgevoerd. Hiervoor is klein continufilter geconstrueerd met een diameter van 30 cm en een effectieve bedhoogte van ca. 1,5 m. Op een diepte van 25 cm van de bovenkant van het zandbed is een verdeel­ systeem voor het inbrengen van actief poederkool geplaatst. Deze kolom wordt gebruikt voor een aantal testen, waarbij de koolslurrie aan de toevoer werd gedoseerd of via het verdeel­ systeem aan het zandbed. Bovendien werd zowel gefractioneerde poederkool als niet­gefrac­ tioneerde poederkool toegepast en werden experimenten uitgevoerd met een stilstaand en een bewegend bed. Fractionering van de kool vond plaats door een AK­slurry een aantal keren te decanteren, waarbij de fijnere deeltjes verwijderd worden via het decantaat. De mate van fractionering is niet gekwantificeerd, het bleek niet mogelijk de deeltjesgrootte van de poe­ derkool, vooral in het lage bereik (<5 micron) op nauwkeurige wijze te meten.

De poederkool die boven in het zandbed wordt gedoseerd zal door het gehele zandbed worden getransporteerd waarbij relatief veel slijtage aan de kooldeeltjes kan ontstaan. De poederkool die aan de toevoer wordt gedoseerd zal een beduidend kleinere afstand door het zandbed afleggen waarbij naar verwachting minder slijtage aan de kooldeeltjes zal ontstaan.

De testen zijn bij de volgende procesinstellingen uitgevoerd: • Toevoer zandfilter: 375 l/h

• Filtratiesnelheid: 5 m/h • Bedhoogte: 1,5 m • Zandfractie: 1,0­1,6 mm • Toevoer: kraanwater

• Zandsnelheid bij bewegend bed: 9­11 mm/min • Poederkool: Color Sorb Jacobi G9

STOWA 2010-05 Pilot onderzoek Bewegend Bed AdsorPtie

Het nat volume van het filter is 73 liter. De waterflow door de kolom is = ongeveer 375 l/h. De verblijftijd is dus 12 minuten. In afbeelding B5.1 zijn de resultaten weergegeven van de proeven met bewegend bed. Fractionering lijkt een licht positief effect te hebben op de fil­ traatkwaliteit bij dosering van kool aan de toevoer, dit kan wijzen op uitspoeling van fijne poederkooldeeltjes. Bij dosering van kool aan het zandbed treedt dit effect echter niet op. Het geringe verschil tussen het experiment met dosering van niet­gefractioneerde kool aan toevoer en zandbed wijst erop dat vermaling van kool niet bijdraagt aan extra toename van troebelheid in het filtraat. Vermaling zou wel kunnen plaatsvinden, maar dit leidt dan blijk­ baar niet tot verhoging van troebelheid. Dezelfde conclusie kan getrokken worden voor het experiment met dosering van gefractioneerde kool aan toevoer en zandbed.

AfBeelding B5.1 TrOeBelheidSmeTingen vAn heT filTrAATWATer meT BeWegend Bed

In afbeelding B5.2 zijn de resultaten getoond van de filtratie met een stilstaand zandbed. Deze proef is uitgevoerd om inzicht te krijgen in het filterend vermogen van het zandbed. Uit de resultaten blijkt dat het actief kool relatief goed wordt gefiltreerd door het stilstaande zand. De troebelheid van het filtraat is met niet­gefractioneerde kool wel enigszins hoger.

AfBeelding B5.2 TrOeBelheidSmeTingen vAn heT filTrAATWATer Bij een STilSTAAnd zAndBed

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Tr oe be leh eid filtr aa t ( NT U) Tijd (min.) experiment met niet-gefractioneerde kool, gedoseerd aan voeding experiment met gefractioneerde kool, gedoseerd aan voeding experiment met niet-gefractioneerde kool, gedoseerd bovenin zandbed experiment met gefractioneerde kool, gedoseerd bovenin zandbed 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0 20 40 60 80 100 120 140 tr oeb el hei d filt raat (N TU ) experiment met niet-gefractioneerde kool, gedoseerd aan voeding experiment met gefractioneerde kool, gedoseerd aanvoeding experiment met niet-gefractioneerde kool, gedoseerd bovenin zandbed

75

STOWA 2010-05 Pilot onderzoek Bewegend Bed AdsorPtie

De resultaten van de filtratietesten passen in het volgende beeld:

Slijtage van poederkool draagt niet extra bij aan uitspoeling van kool, waarschijnlijk is slijtage verwaarloosbaar. De uitspoeling van poederkool wordt veroorzaakt door doorslag van fijne deeltjes uit het gedoseerde poederkool. Dit wordt geïllustreerd in afbeeldingen B5.3a,b en c. AfBeelding B5.3A Sem OpnAme (500 x) vAn filTrAAT STilSTAAnd zAndBed

AfBeelding B5.3B Sem OpnAme (500 x) vAn filTrAAT BeWegend zAndBed, in meeSTrOOm mOduS

75 leidt dan blijkbaar niet tot verhoging van troebelheid. Dezelfde conclusie kan getrokken worden voor het experiment met dosering van gefractioneerde kool aan toevoer en zandbed.

AFBEELDING B5.1 TROEBELHEIDSMETINGEN VAN HET FILTRAATWATER MET BEWEGEND BED

In afbeelding B5.2 zijn de resultaten getoond van de filtratie met een stilstaand zandbed. Deze proef is uitgevoerd om inzicht te

krijgen in het filterend vermogen van het zandbed. Uit de resultaten blijkt dat het actief kool relatief goed wordt gefiltreerd door

het stilstaande zand. De troebelheid van het filtraat is met niet-gefractioneerde kool wel enigszins hoger.

AFBEELDING B5.2 TROEBELHEIDSMETINGEN VAN HET FILTRAATWATER BIJ EEN STILSTAAND ZANDBED

De resultaten van de filtratietesten passen in het volgende beeld:

Slijtage van poederkool draagt niet extra bij aan uitspoeling van kool, waarschijnlijk is slijtage verwaarloosbaar. De uitspoeling

van poederkool wordt veroorzaakt door doorslag van fijne deeltjes uit het gedoseerde poederkool. Dit wordt geïllustreerd in afbeeldingen B5.3a,b en c.

AFBEELDING B5.3a SEM OPNAME (500 X) VAN FILTRAAT STILSTAAND ZANDBED

AFBEELDING B5.3b SEM OPNAME (500 X) VAN FILTRAAT BEWEGEND ZANDBED, IN MEESTROOM MODUS

76

STOWA 2010-05 Pilot onderzoek Bewegend Bed AdsorPtie

AfBeelding B5.3c Sem OpnAme (500 x) vAn filTrAAT STilSTAAnd zAndBed, in TegenSTrOOm (BBA) mOduS

76

77