Search

De gezamenlijke Nederlandse drinkwaterbedrijven die met langzame zandfiltratie als zuiveringsstap werken, ondernamen doseerexperimenten om de eliminatiecapaciteit van deze zuiveringsstap te bepalen voor pathogene micro-organismen. De decimale eliminatiecapaciteit (DEC) van langzame zandfiltratie ten aanzien van oöcysten van Cryptosporium parvum blijkt hoog: 4,3 tot 4,7 logeenheden. Predatie en gefaciliteerd transport van oöcysten door zoöplankton, het zogenaamde vectorgedrag, kunnen inderdaad plaatsvinden, maar het risico hiervan voor de veiligheid van drinkwater is verwaarloosbaar.

RIVM rapport:Een rekenmodel werd ontwikkeld om de verwijdering van micro-organismen door langzame zandfiltratie, een belangrijke zuiveringstap in de drinkwaterbereiding, te voorspellen onder verschillende bedrijfscondities. Deze bedrijfscondities zijn filtratiesnelheid, temperatuur, korrelgrootte en de Schmutzdecke, een slijmlaag op de zandfilters. De condities kunnen varieren afhankelijk van benodigde productiecapaciteit, weersomstandigheden en het drinkwaterbedrijf. Inzicht in de effecten van deze bedrijfscondities is van belang bij de vertaling tussen bedrijven of van literatuurgegevens naar bedrijf en daardoor ook van belang voor de wettelijk verplichte kwantitatieve microbiologische risicoschattingen. Het model werd ontwikkeld op grond van meetgegevens van voorgaand onderzoek op proefinstallatieschaal. De processen die de verwijdering van micro-organismen door langzame zandfiltratie bepalen, zijn hechting en zeefwerking. Ook het effect van de Schmutzdecke werd geevalueerd. De mate van hechting van een micro-organisme aan het zand is locatiespecifiek. Het model werd vervolgens gebruikt om de verwijdering van bacteriofaag MS2, E. coli en Cryptosporidium bij de vier drinkwaterbedrijven voor de voor deze bedrijven relevante bedrijfscondities te voorspellen en op basis daarvan onderzoeksvoorstellen op proefinstallatieschaal te formuleren om het model te valideren., A mathematical model was developed to predict removal of microorganisms by slow sand filtration, an important treatment in the production of drinking water, under a variety of conditions. These conditions are filtration rate, temperature, grain size and the Schmutzdecke, a slime layer on top of the sand filters. These conditions may vary dependent on required production capacity, weather conditions and the drinking water utility. Insight into the effects of these conditions matter for the translation of data between drinking water utilities and of literature data to utilities and are therefore also of importance for the legally obligated quantitative microbiological risk assessments. The model was developed using experimental data from previous research on pilot plant scale. The processes that determine removal of microorganisms by slow sand filtrations are attachment and straining. Also the effect of the Schmutzdecke was evaluated. The extent of attachment of microorganisms to sand appeared to be utility-specific. The model was applied to predict removal by slow sand filtration of bacteriophage MS2, E. coli and Cryptosporidium for four drinking water utilities under their relevant process conditions and to use these prediction to formulate research proposals on pilot plant scale in order to validate the model.

RIVM rapport:Het RIVM heeft samen met Kiwa Research en de waterleidingbedrijven Duinwaterbedrijf Zuid-Holland en Waternet gemeten hoe goed ziekteverwekkende wateroverdraagbare micro-organismen worden verwijderd door langzame zandfiltratie, een veel toegepaste techniek in de drinkwaterbereiding. Ongeveer een op de honderd virussen, een op de tienduizend bacterien en minder dan een op de honderdduizend parasitaire protozoa komt nog door de zandfilters. Dit zijn belangrijke gegevens voor de wettelijk verplichte schattingen van risicos op infectie door ziekteverwekkende micro-organismen na drinkwaterconsumptie. Langzame zandfiltratie, een van de laatste stappen in de drinkwaterzuivering, zeeft micro-organismen uit het water. De micro-organismen blijven achter omdat ze niet door porien tussen de zandkorrels passen (zeving) of doordat ze aan zandkorrels hechten. De verwijdering van virussen en bacterien is onderzocht in proefinstallatiefilters, die van protozoa in het laboratorium met kleine zandkolommen. Uit het onderzoek blijkt dat voor bacterien en protozoa zeving effectiever is dan voor de veel kleinere virussen. De concentratie van de micro-organismen in het toegevoerde water is niet van invloed. Ook de effecten van temperatuur en Schmutzdecke zijn onderzocht. De Schmutzdecke is een slijmlaag, die zich langzaam vormt op het zandfilter. Als de Schmutzdecke het zandfilter teveel verstopt, wordt deze afgeschraapt. Bij 9 - 12 graden C heeft de Schmutzdecke geen effect op verwijdering van virussen, maar bacterien worden met Schmutzdecke honderd keer meer verwijderd dan zonder. Bij 14 - 15 graden C worden alle micro-organismen ongeveer tien keer meer verwijderd dan bij 9 - 12 graden C. Na afschrapen is de werking van de Schmutzdecke binnen 53 dagen hersteld. Tenslotte wijst het onderzoek uit dat het zand van de twee onderzochte waterleidingbedrijven nagenoeg even werkzaam is., The removal of waterborne microorganisms by slow sand filtration, regularly applied in Dutch drinking water production as one of the last treatments in drinking water production, was determined. About one per hundred viruses, one per ten thousand bacteria and less than one per hundred thousand parasitic protozoa pass the sand filters. These estimates for removal of pathogens by slow sand filtration constitute some of the critical parameters for the production of safe drinking water as determined by quantitative microbiological risk assessment required by Dutch law. By slow sand filtration, microorganisms are retained because they are not able to pass pores between the sand grains (straining), and by attachment to sand grains. Removal of viruses and bacteria was investigated in pilot plants and that of protozoa in the laboratory with small sand columns. Bacteria and protozoa (1 - 6 mu-m) are strained more effectively than the much smaller viruses (0.02 - 0.2 mu-m). The concentration of the microorganisms in the feeding water of the slow sand filters does not affect removal efficiency. Effects of temperature and the Schmutzdecke were also studied. The Schmutzdecke is a slime layer that gradually forms on top of the sand filter. In operation the Schmutzdecke is scraped off when it clogs the filter too much. At 9 - 12 degrees C, scraping does not affect virus removal, but bacteria are removed a hundred times more when a Schmutzdecke is present than when it is absent. At 14 - 16 degrees C, all microorganisms are removed ten times more than at 9 - 12 degrees C. After scraping off, the efficacy of the Schmutzdecke was restored within 53 days. Finally, it was found that the sand of the two drinking water companies was almost equally effective.

Langzame zandfiltratie in de integrale zuivering is een effectieve (micro)biologische veiligheidsbarriere tegen lage kosten. Dit was een conclusie van de BTO-workshop op 25 oktober 2006. Onder leiding van Rob Visser van het Duinwaterbedrijf Zuid-Holland bespraken de stand van de kennis over het proces als barriere voor ziekteverwekkende micro-organismen, deeltjes en AOC en wisselden bedrijfservaringen met kwantitatieve microbiologische risicoanalyse en langzame zandfilters uit. Samen formuleren de aanwezigen welk verder onderzoek gewenst is

Vanaf het ontstaan van Duinwaterbedrijf Zuid-Holland (DZH) en Waterleidingbedrijf Amsterdam (WLB) is langzame zandfiltratie voor deze bedrijven een belangrijk proces om de microbiologisch veiligheid van het drinkwater te garanderen. Langzame zandfiltratie is van oudsher een zeer robuust zuiveringsonderdeel. Toch blijkt de huidig aanwezige kennis over de verwijdering van micro-organismen, nodig voor een kwantitatieve microbiologische risicoanalyse, te beperkt. Na de invoering van het nieuwe Waterleidingbesluit in 200l is een analyse vereist. Een studie van bestaande resultaten van routinemetingen en aanvullende metingen in grote volumes heeft de kennis over de praktijkfilters vergroot. Deze kennis, aangevuld met de resultaten van een proeffilteronderzoek, vormt een belangrijke bouwsteen voor de kwantitateive microbiologische risicoanalyse van de betrokken waterleidingbedrijven

De huidige verplichte kwantitatieve microbiologische risicoanalyse voor drinkwaterbedrijven vereist meer kennis over de verwijdering van pathogene micro-organismen in het zuiveringsproces. Langzame zandfiltratie vervult als laatste barrière van de zuivering hierbij een belangrijke rol. Met metingen in de praktijk werd nuttige informatie verzameld over de verwijdering van bacteriën en sporen, maar voor virussen en protozoa, zoals Cryptosporidium was dat niet mogelijk. Bovendien ontbreekt kennis over de invloed van diverse procesfactoren. Zoals blijkt uit het hier beschreven onderzoek, kan deze informatie worden verkregen door het doseren van micro-organismen aan een proefinstallatie met langzame zandfilters en aan een laboratoriumopstelling met kolommen gevuld met zand afkomstig uit werkende filters

Bereiding van drinkwater vereist een zeer kritische houding ten opzichte van de productie- en distributierisico's die kunnen leiden tot een microbiologische (her)besmetting. Indien als bron voor het drinkwater oppervlaktewater wordt ingezet, dan is een degelijke kennis van dat water noodzakelijk om de risico's te minimaliseren. Waterleidingbedrijf Amsterdam is een van de drinkwaterbedrijven die oppervlaktewater direct inzetten als grondstof voor de drinkwaterbereiding. Op de productielocatie Weesperkarspel wordt kwelwater uit de Bethunepolder en water uit het Amsterdam-Rijnkanaal gezuiverd tot drinkwater (30 miljard kubieke meter per jaar). In de zuiveringsinstallatie zijn twee barrières voor pathogene micro-organismen opgenomen: een oxidatieproces door ozon en een langzame zandfiltratie. Door deze dubbele barrière wordt het risico van onvoldoende desinfectiecapaciteit door uitval van een van de barrières geminimaliseerd en kan chloreren van drinkwater achterwege worden gelaten