X
GO

Langzame zandfiltratie

Langzame zandfiltratie is één van de oudste waterzuiveringsmethoden en een goedkope manier om water te ontsmetten.

 

Werking

Een langzame zandfilter heeft naast de fysische werking een biologische werking. Wanneer het water door de zandfilter stroomt, wordt een biologisch actieve slijmlaag afgezet. Aan de zandkorrels en de slijmlaag worden organische stoffen geadsorbeerd die via oxidatie afgebroken worden. De antimicrobiële werking bestaat erin dat bacteriën en andere micro-organismen worden geadsorbeerd. Ze zijn een voedingsbron voor nuttige micro-organismen die voorkomen in de bovenste lagen van het filtermedium. Dit nuttige biologische leven produceert antagonistische stoffen zoals antibiotica die dodelijk zijn voor de pathogenen. Sporen van plantpathogenen bijvoorbeeld worden geadsorbeerd aan de zandkorrels en dan onder invloed van micro-organismen afgebroken.

 

Opbouw

Een langzame zandfilter bestaat uit:

  • een waterdichte silo,
  • een laag drainwater,
  • een filterbed, bestaande uit een zandlaag,
  • een drainagesysteem, bestaande uit grindlagen en drainageslang,
  • een debietmeter.

 

De meestal ronde, waterdichte silo is minimaal 2,5 m diep en bestaat meestal uit meerdere metalen ringen. Hij is gevuld met drie grindlagen en een laag gewassen zand (Figuur 2). Van onder naar boven wordt de silo als volgt gevuld:

  • een grindlaag van 15 cm dik met korreldiameter tussen 16 en 32 mm; in deze laag ligt een drainageslang die verbonden is met de uitlaat van de filter,
  • een grindlaag van 15 cm dik met een korreldiameter tussen 8 en 16 mm,
  • een grindlaag van 15 cm dik met een korreldiameter tussen 2 en 8 mm,
  • een laag van minimaal 80 cm gewassen zand, om frequent aanvullen te voorkomen best zelfs tussen 100 en 150 cm, met een korreldiameter tussen 0,15 en 2 mm of beter nog tussen 0,15 en 0,35 mm.

 

        
  Figuur:Schematische voorstelling van een langzame zandfilter met drie grindlagen en een zandlaag   Foto: Opbouw van een langzame zandfilter  

 

De functie van het grind is het water goed uit het zand te laten stromen en te voorkomen dat er zand in het drainagesysteem terechtkomt. De zandlaag zuivert het water. De samenstelling van deze laag is dus cruciaal en het zand moet voldoen aan een aantal voorwaarden:

  • gewassen en vrij van leem, klei en organisch materiaal. Dat geldt ook voor het grind. Aanwezigheid van kleideeltjes kan de filter doen dichtslibben, met als gevolg dat frequent reinigen nodig zal zijn;
  • kalkarm, om een constante pH te kunnen handhaven in het medium;
  • uniform. Een niet uniform zandbed geeft wijzigingen in volume en afname van de porositeit, en vertraagt het filtratieproces. Het zand wordt gekarakteriseerd door de uniformiteitscoëfficiënt (UC), die gelijk is aan het quotiënt van D60 en D10 (UC=D60/D10). D10 is de maasgrootte van de zeef waarbij 10 % van het totale gewicht aan zand de zeef passeert. Bij D60 is dat 60 % van het zand. De UC moet lager zijn dan 3, en liefst liggen tussen 1,5 en 2;
  • de korreldiameter van de verschillende lagen is zeer belangrijk voor een goede werking; hiervoor wordt best een analyse bij de leverancier van het zand opgevraagd.

Na het vullen met grind en zand wordt de zandfilter met water gevuld langs de uitlaat, dus van onder naar boven toe. Hierdoor wordt de aanwezige lucht verwijderd. Nadat de filter gevuld is, wordt het drainwater meestal via sproeiers over het oppervlak verdeeld. Bovenop het zand bevindt zich een 50 tot 150 cm dikke waterlaag. Deze laag duwt het water door de zandlaag. Om de slijmlaag niet te beschadigen, is het belangrijk dat het water niet onder te grote druk op het filterbed terechtkomt.

Na installatie is het belangrijk een periode van twee tot vier weken te voorzien waarin de biologische activiteit binnen de filter wordt opgebouwd. Om voldoende biologische activiteit te garanderen is het belangrijk dat de temperatuur minimum 10 à 15 °C bedraagt. Voor warme kasteelten kan het noodzakelijk zijn maatregelen te treffen om deze minimumtemperatuur te handhaven, door de zandfilter te isoleren of binnen te plaatsen. Voor koude kasteelten of buitenteelten zijn deze maatregelen minder noodzakelijk.

Een debietmeter aan de uitstroomleiding van de filter controleert de doorstroomsnelheid. Bij sommige teelten, zoals azalea en boomkwekerijgewassen, is het aangewezen het water voor te filteren, bijvoorbeeld met een zeefbocht, en zo te ontdoen van grof organisch materiaal zoals bladresten en takjes.

 

    Foto: Bij sommige teelten wordt een zeefbocht gebruikt om het water voor te filteren en zo te ontdoen van grof organisch materiaal vooraleer het te ontsmetten met een langzame zandfilter.     

 

Onderhoud

Door accumulatie van onzuiverheden in het zandbed neemt het poriënvolume af, vermindert de filtratie van het drainwater en dringt reiniging van de zandfilter zich op. Er moet meer gereinigd worden naarmate meer organisch materiaal in het drainwater aanwezig is, de doorstroomsnelheid hoger is en/of het zand fijner is. Om de filter te reinigen volstaat het meestal om de bovenste 1 à 2 cm van de zandlaag te verwijderen. Het is niet nodig om de volledige zandlaag te vervangen. Vaak wordt aangeraden om gewoon de bovenste 3 à 5 cm van het zandbed om te woelen, zonder zand te verwijderen. Hierdoor herstelt het biologisch evenwicht in de bovenste laag zich vlug. Ook algen kunnen de werking van de zandfilter verstoren. Daarom is het aan te raden de zandfilter af te dekken zodat de algen geen licht krijgen en hun groei bijgevolg onmogelijk wordt.

 

Efficiëntie

De efficiëntie van een langzame zandfilter wordt beïnvloed door de korreldiameter van het zand, idealiter tussen 0,15 en 0,35 mm, en de doorstroomsnelheid. De aanbevolen doorstroomsnelheid van het water ligt tussen 100 en 200 l/m2 zandoppervlak/h. Hoe trager het water door de filter gaat, hoe langer het water in contact is met de biofilm en hoe effectiever de zuivering verloopt.

Tijdens de werking van de zandfilter mag het zand niet uitdrogen om het biologische evenwicht niet te verstoren. Langzame zandfiltratie is interessant bij teelten die te maken hebben met schimmels (Pythium, Phytophthora, Olpidium, Cylindrocladium, Thielaviopsis) of bacteriën (Xanthomonas, Pseudomonas, Erwinia en Corynebacterium). Bij problemen met schimmels die kleine sporen produceren, zoals Fusarium, is een lage doorstroomsnelheid, ongeveer 100 l/m2/h, het meest efficiënt. Aaltjes en virussen worden onvoldoende verwijderd door een langzame zandfilter. Ze worden initieel tegengehouden, maar zakken vervolgens heel langzaam door de filter en kunnen gedurende zeer lange tijd nog besmettingsgevaar opleveren (van Os et al., 1997).

 

Voordelen

  • eenvoudige techniek, de installatie kan zelf gebouwd worden;
  • lage kostprijs;
  • water wordt gezuiverd van organisch materiaal, troebelheid en gesuspendeerde deeltjes;
  • veel ziekteverwekkers worden verwijderd (schimmels en bacteriën);
  • nuttige microflora overleeft.

 

Nadelen

  • volumineus, maar dient anderzijds ook voor wateropslag;
  • de werking is temperatuursafhankelijk;
  • niet alle ziekteverwekkers worden tegengehouden.

(Bron: Recirculatie van water in de glastuinbouw)

In samenwerking met