Waterzuivering met Mosselfilter en Algengenerator

Optimale helderheid is belangrijk voor aquaria en vergelijkbare watersystemen in dierentuinen, recreatieparken en kantoren. Troebel water vormt een probleem in de beleving door het publiek, wat juist de primaire functie van deze systemen is. Gesuspendeerd materiaal in de waterkolom, zoals algen en zwevend stof, is de belangrijkste oorzaak voor vertroebeling. TNO-MEP heeft zich gespecialiseerd in de analyse van de oorzaak van troebelheid en de daarop gebaseerde oplossingen om het water op ecologische wijze helder te krijgen en te houden.

Biologische technieken voor waterbehandeling worden reeds lange tijd toegepast. In het verleden heeft de ontwikkeling hiervan zich vooral gericht op het inzetten van micro-organismen (microbiologische reiniging), maar ook macro-organismen blijken voor deze toepassing veelbelovend (macrobiologische reiniging). Bovendien kan de gevormde biomassa elders nuttig worden toegepast, wat interessant is vanuit het oogpunt van integraal ketenbeheer.

Wegvangen van deeltjes

Tweekleppige schelpdieren zoals mosselen, die behoren tot de zogenaamde 'filterfeeders' verzamelen voedsel door continu deeltjes uit het water te filteren. Deze filtratie is zeer efficiënt omdat grote watervolumes zelfs van zeer kleine deeltjes kunnen worden ontdaan. Eén mossel is in staat om per dag 50 liter water geheel te ontdoen van deeltjes met een diameter van 1,5 µm. Dit maakt het interessant om deze schelpdieren als waterzuiveraar toe te passen bij de verwijdering van zwevend materiaal.

Al naar gelang de behoefte kan een mosselfilter worden voorzien van zout- of zoetwater mosselen. Dreissena polymorpha, lijkt voor zoetwater de meest geschikte soort. Zoetwater mosselen, die in het filter geproduceerd worden, kunnen worden gebruikt als voedsel voor watervogels. Voor het filtreren van zoutwater is de blauwe mossel (Mytilus edulis) de beste soort. De in het filter geproduceerde mosselen kunnen mogelijk gebruikt worden voor consumptie. Het door deze mossel geproduceerde mosselzaad is commercieel interessant voor mosselkwekers.

Vóórkomen van algenbloei

Nutriënten in een watersysteem verhogen de kans op algenbloei, waardoor het water troebel wordt. Door de algen buiten het watersysteem te laten groeien in een zogenaamde algengenerator, vindt verwijdering van nutriënten plaats. De kans dat vervolgens algenbloei zal optreden is kleiner door verlaagde nutriënten concentraties. Zeesla (Ulva sp.) is een geschikte soort voor zoutwater algengeneratoren. De geproduceerde algenbiomassa kan bijvoorbeeld worden afgezet in de farmaceutische en levensmiddelen industrie, of worden verwerkt tot diervoeder of papier.


Pilot experiment

Opzet:

Om inzicht te krijgen in de factoren die troebelheid veroorzaken heeft TNO-MEP in een samenwerkingsproject met het Dolfinarium te Harderwijk onderzoek uitgevoerd naar de relatie tussen de samenstelling en het doorzicht van het water in diverse bassins van het Dolfinarium. Om de helderheid te verbeteren zijn de mogelijkheden onderzocht om een mosselfilter en een algengenerator toe te passen in de waterzuivering van bassins van het Dolfinarium. Er is geëxperimenteerd met een gecombineerd macro-biologisch filter voor de verwijdering van zwevend materiaal en nutriënten. Hierbij zijn prototype filters gebruikt met de zoutwater mossel, Mytilus edulis, en de macro-alg Ulva sp.

expertise Mosselfilter

Ondanks de hoge eisen die aan het doorzicht van het water van de diverse bassins wordt gesteld, is het mogelijk gebleken een mosselfilter toe te passen bij het helder houden van het water. Zonder optimalisering van de doorstroming van het mosselfilter is reeds een filtercapaciteit van 25 liter per uur per kg mosselen gerealiseerd. Verwacht wordt dat bij verdere technische ontwikkeling een verdubbeling van deze capaciteit mogelijk is.

Algengenerator

Resultaten van de experimenten met zeesla bieden perspectieven voor de verwijdering van vooral stikstof uit effluenten en afgesloten watersystemen met een hoge nutriënten belasting, zoals visvijvers en aquaria. De gemiddelde verwijdering van stikstof door Ulva bedroeg 560 µg per uur per gram drooggewicht Ulva. Wanneer de condities voor de gebruikte algensoort geoptimaliseerd worden, zal deze hoeveelheid nog kunnen toenemen.

Toekomst

Toepassingen

Naast toepassing in de recreatieve sector (zoet- en zoutwater aquaria, visvijvers, e.d.) heeft een mosselfilter ook toepassingsmogelijkheden bij de vóórzuivering van influenten en de nazuivering van effluenten. Gedacht wordt aan toepassing bij rwzi's, maricultuur (viskwekerijen) in combinatie met een algengenerator, maar ook als onderdeel van integraal waterkwaliteitsbeheer. Zo kan verwijdering van zwevend materiaal door toepassing van een mosselfilter worden gerealiseerd bij relatief gesloten systemen zoals stedelijk water en plassen.

Programma

De toepasbaarheid van een mosselfilter en een algengenerator voor in- en effluenten en zoetwatersystemen en de uitbreiding van de opgebouwde expertise voor behandeling van zoutwater wordt bij TNO-MEP in 2000 en 2001 verder onderzocht.

(bron: TNO)