heeft ten doel, om ongewenste bestanddelen, hetzij van organische (levende en dode organismen, o.a. bacteriën, schimmels en andere laagste vormen van organisch leven, kleurstoffen als huminezuren), hetzij van anorganische aard (slib, ijzer- en mangaanzouten, kalk, ongewenste gassen) uit het ruwe water te verwijderen. Men onderscheidt de waterzuivering in een voor drinkwaterdoeleinden, die aan de hoogste eisen moet voldoen, en een voor technische doeleinden, waar de eisen vaak lager en anders gesteld worden (z ook afvalwater).
Bij de moderne waterzuivering voor drinkwaterdoeleinden dient men door een uitgebreid chemisch, bacteriologisch en vaak ook biologisch vóóronderzoek (waarbij dan nog voor grondwater een geologisch-physisch en een onderzoek naar de hoeveelheid aanwezig water gevoegd kan worden) de eigenschappen van het uitgangsproduct te leren kennen, alvorens die maatregelen te treffen, die een doelmatige zuivering kunnen waarborgen. Het spreekt van zelf dat ook op verontreinigingspunten in de omgeving gelet moet worden. Watervoorziening voor grotere complexen verbruikers van een centraal punt uit, waar de waterreiniging intensief kan worden gecontroleerd, mag een gebiedende eis der hygiëne genoemd worden. Nederland geeft hierin een zeer goed voorbeeld.
OPPERVLAKTEWATER (o.a. rivierwater) ondergaat dikwijls de volgende reiniging. In bezinkbassins wordt het water ingenomen, na van grotere drijvende voorwerpen door passage van een rasterwerk ontdaan te zijn, en daarin bevrijd van het grootste deel der grovere zwevende stoffen. Daarna passeert het opgepompte water snelfilters (open of gesloten). Het vulmateriaal bestaat gewoonlijk uit grof zand van verschillende afmetingen, geleidelijk naar beneden overgaand in fijn en grof grind. Bij gesloten filters drukt een pomp het te filtreren water door het filtermateriaal. Het open snelfilter zelf is gewoonlijk een bak van gewapend beton, waarin op de vloer een geperforeerd buizenstelsel voor de waterafvoer van het gefiltreerde water zorg draagt.
Het slib wordt door een afvoergoot verwijderd. Dit voorgefiltreerde water moet daarna nog een verdere zuivering in zandfilters ondergaan, die met fijner zand zijn gevuld, doch een in grove trekken overeenkomstige vulling als de snelfilters hebben en met veel geringere snelheid filtreren. Hierdoor wordt een grotere contacttijd met het vulmateriaal verkregen, waardoor een intensievere biologische reiniging (hoofdzakelijk door bacteriën) plaats vindt dan in de snelfilters. Dit zijn de zgn. langzame zandfilters. Het filterzand ligt op enige stemdagen van grind van verschillende afmetingen. Afhankelijk van de aanvankelijke verontreinigingen van het oppervlaktewater, maar vooral ook van de temperatuur, die een sterk bevorderende invloed op de biologische processen uitoefent, wordt dan een reinigingsgraad van het water bereikt, die het geschikt maakt voor drinkwater. Als veiligheidsmaatregel wordt bij vele bedrijven het aldus gezuiverde water nog gedesinfecteerd, waarover hieronder meer.
Dikwijls past men voor rivierwater, waar langs de oevers over geschikt doorlatend materiaal (grind en fijn zand) beschikt kan worden, de methode der infiltratie toe. Men slaat op enige afstand van de rivier (ca 50-100 m) buizen in de grond en verkrijgt uit die buizen door oppompen een mengsel van grond- en rivierwater, hetgeen dikwijls zonder verdere reiniging (deze is in het zandgrindbed tussen de rivier en de boorbuis geschied) gebruikt wordt. Tegenwoordig wordt dit water meestal gesteriliseerd of anderszins gereinigd. Ook wel brengt men rivierwater, al dan niet vóórgereinigd (vóórfiltratie), op uitgravingen in de nabijheid der hoorbuizen, welke uitgravingen met fijn zand zijn opgevuld, waardoor het water dan gefiltreerd naar de boorbuizen komt.
BTUWMEERWATER (meerwater) verkeert ten opzichte van door bezinkbassins vóórgezuiverd water in zoverre in gunstiger conditie, dat hier reeds lange tijd vóór het filtratieproces begint gelegenheid is voor intensieve biologische reiniging van het aangevoerde water. Er zijn echter ook nadelen aan verbonden (algengroei e.d.), die veelvuldig bestreden worden door zeer geringe hoeveelheden kopersulfaat toe te voegen.
DUINWATER. Vlak in de nabijheid der zee in de duinen treft men, zelfs op eilanden, zoet water aan, dat men daaruit dagelijks in de bodem in duizenden m8 winnen kan. Na sproeiing (Amsterdamse sproeiers), waardoor ongewenste gassen, als geringe hoeveelheden H2S, CO2 enz., verwijderd worden en een sterke zuurstofopname kan plaats vinden, wordt het in vóórfilters ontijzerd en ontmangaand, waarna het water op de langzame zandfilters komt.
GRONDWATER (Z grond 2) is water, dat in de grond op een ondoorlatende, waterhoudende laag rust en zich daar langzaam voortbewegen kan. Door de verschillende geaardheid van hoger liggende lagen kan grondwater bij onttrekken aan een watervoerende laag op zeer veel, en soms minder aangename wijzen, beïnvloed worden. Ook door hoogwater en overstroming van in een rivierdal geslagen bronnen kan een aanzienlijke verandering in de aard van het opgepompte water intreden.
IJzer en mangaan in het gefiltreerde water brengen zelfs in zeer geringe hoeveelheid allerlei bezwaren met zich (roodbruin water, zwarte vlekken in wasgoed bij aanwezigheid van mangaan). Het verdient aanbeveling ijzer niet hoger toe te laten dan 0,1 mg/l en voor het mangaan zelfs als uiterste grens 0,02 mg/l te stellen. Ruw grondwater bevat gewoonlijk, afhankelijk van diepte en andere oorzaken, veel hogere hoeveelheden. Of een watersoort nu gemakkelijk ontijzerd kan worden, hangt af van eigenaardigheden in de ionenbalans van het water, naast nog andere oorzaken als de zuurgraad van het water, C02-gehalte, huminezuren en andere organische stoffen.
Toen het uit de practijk der waterleidingen gebleken was, dat een zacht koolzuurrijk water sterk tot roesten en zelfs tot verstopping der leidingen aanleiding kon geven, is men er toe overgegaan, het koolzuur, dat niet door aëratie of andere methoden te verwijderen was, chemisch te binden, hetzij door marmer, hetzij door kalk. Vooral Tillmans en zijn medewerkers hebben inzicht in deze materie gegeven en het begrip agressief koolzuur ingevoerd.
BRONWATER komt in Nederland weinig voor (Maastricht, Haarlem, Bergen op Zoom, Arnhem). In tegenstelling met grondwater beweegt bronwater zich vaak door spleten, dus niet capillaire kanalen, naar de uitvloei-openingen en is dus gemakkelijker aan infectie onderhevig dan echt grondwater. In Nederland evenwel komt op de bovengenoemde plaatsen met bronnen tevens nog filtratie door zandlagen voor, zodat het water deze bronnen zeer zuiver is. In bergachtige streken met sterk gespleten oppervlakkige lagen is infectie van het bronwater wel degelijk mogelijk en ook wel voorgekomen.
De CHEMISCHE ZUIVERING van water biedt in vele gevallen voordelen boven de biologische zuivering. Dit verklaart de toenemende belangstelling voor de chemische zuivering, niet alleen in Amerika, maar ook in Europa. Door toevoeging van een betrekkelijk grote hoeveelheid chloor (overchloring, breekpunt chloring) worden de organische stoffen, waartoe ook de smaakverwekkende stoffen gerekend moeten worden, en de in het ruwe water voorkomende ammoniak geoxydeerd, terwijl de overchloring tevens de volledige desinfectie van het water tot gevolg heeft. De zuivering wordt voltooid door klaring (coagulatie), waarvoor verschillende coagulatiemiddelen zoals ijzerchloride of aluminiumsulfaat gebruikt kunnen worden. Het bij de coagulatie gevormde slib wordt door bezinking verwijderd; hiervoor bestaan tegenwoordig verschillende inrichtingen waarbij de vlokken verwijdering snel plaats vindt. Om het water volkomen te bevrijden van de laatste resten vlok wordt het ten slotte over snelfilters gefiltreerd. In sommige gevallen moet het filtraat nog met SO2 ontchloord worden.
WATERDESINFECTIE: chloor en chloorpreparaten. Tegenwoordig heeft de desinfectie van drinkwater door middel van chloor een grote vlucht genomen. Aanvankelijk werden chloorkalk en chloorbleekloog gebruikt. Deze chloorverbindingen zijn echter grotendeels verdrongen door het gasvormig chloor, waarvan de dosering eenvoudiger is.
Voor de desinfectie van drinkwater kan ook chloordioxyde (ClO2) gebruikt worden.
OZON is een zeer krachtig oxydatiemiddel, dat zich bij uitstek leent voor de ontkieming van drinkwater en voor de verwijdering van reuk- en smaakstoffen.
Het gebruik van ozon voor genoemde doeleinden biedt voordelen boven dat van chloor. Dat de toepassing van ozon bij de drinkwatervoorziening tot dusver slechts beperkte toepassing heeft gevonden houdt verband met de technische moeilijkheden, die zich bij de bereiding en de dosering voordoen.
REUK- EN SMAAKBEZWAREN. Oppervlaktewater in de omgeving van industriecentra, of dat in zijn loop deze centra passeert, vertoont bij lage temperatuur, wanneer de biologische reiniging sterk vertraagd is, vaak muffe, gronderige reuk en smaak, die door de bekende filtratieprocessen niet geheel verwijderd kunnen worden. Reuk- en smaakbezwaren kunnen echter op afdoende wijze bestreden worden door de toepassing van actieve kool. Deze actieve kool wordt thans in poedervorm met zeer groot oppervlak en in stukjes geleverd. Men kan er kleine huisfilters mee vullen, doch ook in de waterleiding-techniek vindt het uitgebreide toepassing ter verwijdering van reuk en smaak.
De in het water voorkomende anorganische zouten kunnen ook volledig worden verwijderd door middel van ionen wisseling; hierbij worden twee typen wisselaars gebruikt, nl. een kationwisselaar, die de positief geladen ionen, zoals K+, Na+, Cu++, Mg++, tegen H+-ionen, en een anionenwisselaar, die de negatief geladen ionen, zoals Ce-, HCO2_, SO—, NA2-, tegen OH~-ionen wisselt. Het hierbij verkregen product kan in vele gevallen gedestilleerd water vervangen.
T. FOLPMERS
IR B. J. SCHREUR
Lit.: W. F. J. M. Krul en F. A. Liefrinck, Recent Groundwater Investigations in the Netherlands (Amsterdam - New York 1946); Vierde Vacantiecursus Drinkwatervoorziening Technische Hogeschool 17-18 Jan. 1952.
