Fosfor en fosfaten uit water halen met ijzerzandfilters

Auteur: Thijs Lieverse, Adviseur en projectleider Integraal Wateradvies Arcadis

Misschien is het mijn bubbel, maar maandelijks lees ik over de slechte waterkwaliteit in Nederland. Niet dat ons oppervlaktewater een giftige drab vol dode vissen en plastic tassen is, maar de doelen uit de Kaderrichtlijn Water voor 2027 zijn nog ver buiten bereik. Hierdoor staan waterbeheerders onder druk om sneller met oplossingen te komen. Daarom trok ik in november mijn pak uit de kast en stapte in de trein naar onze hoofdstad. Tijdens de Amsterdam International Water Week (AIWW) deelde ik mijn visie en ervaringen over ijzerzandfilters met waterexperts uit de hele wereld. Waarom? Zulke filters bieden een oplossing ons water te zuiveren. Laat het me uitleggen.

Veel van onze wateren bevatten hoge concentraties fosfor en fosfaten. Deze komen uit meststoffen, zijn slecht voor een gezond watersysteem en leiden tot algenbloei en verlies van biodiversiteit. In eerste instantie zetten we breed in op preventie: dus het voorkomen dat er te veel fosfor in het water komt. Dat lukt niet altijd en dan moeten we fosfor verwijderen uit het watersysteem. De gangbare technieken werken niet altijd goed en hebben ook nadelen. Het nauwkeurig toevoegen van chemicaliën als ijzerchloride aan het watersysteem is bijvoorbeeld niet duurzaam. Of helofytenfilters (een soort natuurlijke moerassen die nutriënten binden) die niet het hele jaar door efficiënt werken. Wanneer deze alternatieven afvallen, kunnen waterbeheerders ijzerzandfilters inzetten.

Hoe werkt een ijzerzandfilter?

IJzerzand is een restproduct uit de drinkwaterproductie. Het bindt opgeloste fosfor uit het water. Niets nieuws, maar toegepast in grootschalige filters kan ijzerzand grote hoeveelheden fosfor verwijderen.

Door het simpele ontwerp is de werking van de filters is erg robuust. In principe is het een bak met water die langzaam door het ijzerzand leegloopt. Het filter heeft geen bewegende onderdelen en verbruikt geen elektriciteit. Daarnaast hoef je geen chemicaliën toe te voegen en is slechts een keer per jaar beheer en onderhoud nodig. Zeker op afgelegen locaties zoals bij natuurgebieden is zo’n filter interessant.

Van pilot naar goed werkende, grootschalige ijzerzandfilters

Toen ik bij Arcadis kwam werken, had ik nog nooit van ijzerzandfilters gehoord. Toch is de toepassing niet nieuw. Mijn collega’s werken namelijk al meer dan 10 jaar aan ijzerzandprojecten zoals in onderzoeken, pilots en haalbaarheidsstudies. Nadat een succesvolle pilot in zwemplas Put te Werve in Rijswijk, gaan twee andere plekken in Nederland over op het plaatsen van de effectieve en duurzame ijzerzandfilters. De resultaten bij waterplassen De Groote Meer in Ossendrecht en Paterswoldsemeer in Groningen zijn goed. Bij de laatste is de fosfaatbelasting op het hele meer met 20% verminderd. We bereiden nu de volgende drie filters voor op locaties waar voldoende ruimte is.

Hoeveel reductie levert een ijzerzandfilter op?

De eerste meetresultaten vind ik altijd spannend: werkt het filter zoals je hebt ontworpen? Ondertussen beschikken we over jaren aan meetresultaten en concluderen met vertrouwen dat de ijzerzandfilters doen wat ze moeten doen. We meten een fosfor verlaging van 60 tot 80 %. Bij fosfaat is dit zelfs een vermindering tot 90%. Hiermee gaat in één klap de waterkwaliteit in sprongen vooruit. Als bonus zien we zelfs een reductie in zware metalen en stikstof. Voor mij is dit een betrouwbaar signaal dat deze filters een serieuze optie zijn voor defosfatering.

Toch zijn we nog niet hélemaal tevreden en zien kansen om het ontwerp verder te optimaliseren. Die passen we direct toe op de nieuwe ontwerpen. Denk aan slimme technieken om de filtergrootte te optimaliseren of maximaal gebruik te maken van de beschikbare filtercapaciteit.

IJzerzandfilters meerwaarde voor natuur

Wat ik extra mooi vind aan ijzerzandfilters is dat ze véél meer dan een fosforreductie maatregel zijn. Tuurlijk blijft dat het hoofddoel, maar met slimme ontwerpkeuzes levert een filter extra positieve impact op voor de omgeving. Tijdens veldbezoeken zijn ecologen bijvoorbeeld enthousiast over de meerwaarde die de filters leveren voor de natuur. Omdat ze zorgen voor een uniek moerassig habitat, geeft dit een boost aan de biodiversiteit. Ze verbinden onderlinge natuurgebieden beter aan elkaar, bijvoorbeeld vanuit de opgaven van het Natuur Netwerk Nederland.

Ik zie het al voor me dat dit meervoudig ruimtegebruik ook andere vormen kan aannemen. Misschien zetten we in een volgend filter zonnepanelen over het reservoir of plaatsen we informatieborden langs wandelpaden om bewustzijn over waterkwaliteit te creëren. Elk ontwerp is maatwerk en ik merk dat slim spelen met lokale opgaven tot mooie kansen leidt.

Duurzaam en circulair

IJzerzandfilters zijn ook nog eens duurzaam en circulair! IJzerzand is een bijproduct van drinkwaterproductie. In deze filters geven we dit nevenproduct een nieuwe bestemming. De ‘bindingsreactie’ kunnen we ook omkeren. In principe is het mogelijk het verzadigde ijzerzand te verwijderen, het fosfor geïsoleerd eruit te halen en het ijzerzand weer terug te plaatsen in het filter. Zo is de cirkel rond.

Zijn ijzerzandfilters de nieuwe standaard?

Ligt Nederland in 2100 vol met ijzerzandfilters? Ik hoop van niet. Want hoe mooi de werking ook is, ijzerzandfilters zijn symptoombestrijding. De échte duurzame oplossing is het aanpakken aan de bron. De filters zie ik vooral als een tijdelijke oplossing. Hiermee overbruggen we de komende 20 tot 100 jaar om op hoog tempo de waterkwaliteit te verbeteren, terwijl we achter de schermen werken aan structurele oplossingen.

IJzerzandfilters mogen wat mij betreft standaard in de gereedschapskist van waterkwaliteitsmaatregelen als een nieuw type integrale ‘technisch-natuurlijke’ oplossing. Een duurzamer alternatief dan bestaande maatregelen. En met unieke kansen voor meervoudig ruimtegebruik zeker het overwegen waard!