Het spaghettifilter, een membraanbioreactor voor de koivijver; Deel 2

Afgelopen week heb ik jullie kennis laten maken met het principe van de ultrafiltratie. In dit deel neem ik jullie mee in de praktische kant van het gebruik van een dergelijk systeem. Enkel met membraanfiltratie halen we namelijk de gewenste waterkwaliteit niet. Daarvoor is natuurlijk ook biologische filtratie voor nodig.

Een hoog filtratierendement op een kleine footprint

De biologische werking wordt bewerkstelligd door een bewegend bed systeem, met biochips als filtermedium. Deze specifieke chips hebben een oppervlak van 3500 vierkante meter per kubieke meter filtermateriaal en kunnen een filterkamer vullen tot 60% van de kamervolume. Vanzelfsprekend dient bij zulke hoge specifieke oppervlakten slechts weinig filtermateriaal te worden gebruikt om een stabiele biofilm en daarmee een betrouwbaar filtratieproces te kunnen bewerkstelligen.

De fabrikant raadt hierbij het gebruik van een voorfilter in de vorm van een trommelfilter aan, waardoor de procesconfiguratie als volgt komt uit te zien: Trommelfilter, bewegend bed en ultrafiltratie unit.

Volgens de fabrikant wordt het water voldoende gefilterd indien de gehele vijverinhoud eenmaal per 24 uur het filter passeert. De mate van filtratie is afhankelijk van de delingssnelheid van zweefalgen, deze wordt immers via het membraan afgevangen, waardoor geen UV-unit meer benodigd is. Naarmate het water warmer wordt en dus de groeisnelheid van de algen toeneemt, zou in theorie ook dagelijks meer water het filter moeten doorstromen om de verhoogde groeisnelheid van de zweefalgen te compenseren.

De fabrikant raadt hierbij het gebruik van een voorfilter in de vorm van een trommelfilter aan

Het spoelen van de membranen geschiedt op drukval. Indien deze groter wordt dan 0,5 bar, wordt het filtersysteem stopgezet en worden de membranen met lucht en water gespoeld. Deze automatische reinigingsprocedure wordt verzorgd middels een druktransmitter welke een signaal naar de microprocessor stuurt. Vervolgens wordt de vijverpomp uitgeschakeld en zorgt de geautomatiseerde meerwegafsluiter ervoor dat de waterdoorlaat naar de vijverpomp wordt geblokkeerd en de spoelpomp onder druk de membranen van binnen naar buiten kan spoelen met eerder gefilterd water. De blower wordt tevens in werking gesteld, waardoor de membranen met grof geweld kunnen worden gereinigd. Vervolgens worden de blower en de spoelpomp uitgeschakeld, draait de automatische meerwegafsluiter weer terug naar filterstand en wordt de vijverpomp weer in bedrijf genomen. De spoelfrequentie en de spoellengte kan middels de microprocessor worden aangepast.

Verdict

Allereerst is het een zeer compact en indrukwekkend systeem om te zien. Het gebruik van ultrafiltratie is echter zeer kostbaar binnen de industrie, laat staan voor simpele koivijvers. Alhoewel op een kleine voetafdruk grote filtratierendementen worden verkregen, gaat dit wel gepaard met de nodige toeters en bellen in de vorm van meet- en regeltechniek om dit voor elkaar te krijgen. Het systeem wordt hierdoor automatisch storingsgevoeliger. Ook de geringe turn over rate van 1 maal de vijverinhoud per dag is discutabel. Alhoewel dit in theorie zou kunnen kloppen met de theoretische delingssnelheid van zweefalgen, gaat dit in de praktijk wel gepaard met een zeer lage flow door de bodemdrains. Hierdoor neemt de kans op drainbuisverstopping toe door een geringe stroomsnelheid met sedimentatie van vuil tot gevolg. Drains zullen dus vaker handmatig moeten worden gespoeld. Of je zou moeten denken aan een separate stromingspomp om een adequate flow door de drains te bewerkstelligen.

Een hogere turn over zoals we gewend zijn bij onze vijvers (eenmaal per 1 a 2 uur) zou resulteren in de noodzaak om meerdere membranen te installeren. De installatie zal dan ook veel duurder worden, aangezien bij de installatie van meer membraanmodules ook een grotere blower en een grotere spoelpomp nodig zijn. Als er animo voor is kan ik wel contact opnemen met de fabrikant om te bepalen wat het maximale uurdebiet is dat een module kan leveren en wat het totale oppervlak aan membraanrietjes is van een module. Zo kunnen we een beetje gaan rekenen met flows en fluxen. De spoelfrequentie en het spoelwaterverbruik is afhankelijk van de vuilvracht naar het syteem en zou bij zwaar belaste systemen dus behoorlijk op kunnen lopen.

De membranen zijn naast vervuiling door zweefvuil ook onderhevig aan biofouling door bacteriën en afzetting van kalk. Ik denk dat een periodieke chemische reiniging van de membranen nodig zal zijn om over een langere periode de gespecificeerde flows per membraamodule te kunnen behouden. Je moet dan denken aan spoelen met loog om de biofouling te verwijderen en spoelen met zuur om de kalk van de membranen te verwijderen. Ook ben ik persoonlijk wel benieuwd wat de membranen gaan doen na een goeie paaibeurt van m’n gevinde vrienden.

Een hogere turn over zoals we gewend zijn bij onze vijvers (eenmaal per 1 a 2 uur) zou resulteren in de noodzaak om meerdere membranen te installeren.

Al met al een technisch interessant systeem. Een hoog filtratierendement op een kleine footprint, waarbij echter wel wat procestechnologische kennis komt kijken om het geheel zo efficiënt mogelijk aan het draaien te houden. Een systeem voor de happy few met genoeg financiele middelen en een passie voor waterbehandeling.