Fosfaat in drinkwater: waarom wordt het gebruikt?

HappyDrops voegt met PhosDrops een kleine hoeveelheid polyfosfaat toe aan het leidingwater. Dat gebeurt niet om calcium en magnesium uit het water te verwijderen. Het doel is om de vorming en afzetting van harde calciumcarbonaatkristallen te beïnvloeden.

Bij normale koudwatertemperaturen ligt de dosering van een HappyDrops Home doorgaans in de orde van circa 0,5 tot 1,5 mg/L, uitgedrukt als P₂O₅. De precieze afgifte hangt onder andere af van de watertemperatuur en de snelheid waarmee het water door de doseerunit stroomt.

Calcium en magnesium blijven daarbij grotendeels in het drinkwater aanwezig. HappyDrops maakt hard water dus niet zacht, maar gebruikt polyfosfaat voor kalkbeheersing.

Lees hoe fosfaatdosering tegen kalkaanslag werkt →

Wat is fosfaat?

Fosfaat is een verzamelnaam voor verbindingen die fosfor en zuurstof bevatten. Fosfaatverbindingen komen in verschillende vormen voor en hebben daardoor ook verschillende eigenschappen.

Polyfosfaten bestaan uit meerdere aan elkaar gekoppelde fosfaateenheden.

Bepaalde polyfosfaten worden al lange tijd gebruikt bij waterbehandeling. Afhankelijk van het type fosfaat en de toepassing kunnen ze bijvoorbeeld worden ingezet om minerale afzettingen te remmen, bepaalde metalen in oplossing te houden of corrosieprocessen te beïnvloeden.

Dat zijn verschillende toepassingen die niet met elkaar verward moeten worden.

Een wetenschappelijke review van Lytle en Edwards maakt daarom expliciet onderscheid tussen sequestratie, calciumcarbonaat-scale inhibition en corrosiebeheersing met fosfaatverbindingen. ACS Publications

Voor HappyDrops kijken we hier naar de toepassing tegen kalkaanslag.

Waarom voegt HappyDrops polyfosfaat toe?

Hard water bevat voornamelijk calcium- en magnesiumionen. HappyDrops verwijdert deze mineralen niet uit het drinkwater.

In plaats daarvan wordt een kleine hoeveelheid polyfosfaat toegevoegd.

Polyfosfaat kan al bij een lage concentratie processen beïnvloeden waarbij calciumcarbonaatkristallen ontstaan en verder groeien. Daarvoor hoeft niet al het aanwezige calcium chemisch te worden gebonden.

Dit principe wordt threshold inhibition genoemd.

Dat verklaart waarom een relatief kleine hoeveelheid polyfosfaat toch invloed kan hebben op kalkafzetting, terwijl de hoeveelheid calcium en magnesium in het water grotendeels gelijk blijft.

Hoe dit proces precies werkt, leggen we uitgebreider uit op onze centrale technische pagina:

[Hoe werkt fosfaatdosering tegen kalkaanslag? →]

Wat is PhosDrops?

PhosDrops is het waterbehandelingsmateriaal dat in HappyDrops wordt gebruikt.

Het materiaal bestaat uit anorganische polyfosfaten en silicaten en is zo samengesteld dat het langzaam oplost wanneer leidingwater ermee in contact komt.

Wanneer water door de HappyDrops-doseerunit stroomt, wordt daardoor een kleine hoeveelheid van het materiaal aan het water afgegeven.

Er vindt geen regeneratie plaats zoals bij een traditionele ionenwisselaar. Er is dus ook geen zoutreservoir nodig om een harsbed opnieuw te regenereren.

PhosDrops wordt gedurende het gebruik geleidelijk verbruikt. Daarom wordt de doseerunit na de daarvoor aangegeven gebruiksduur vervangen.

Hoeveel fosfaat doseert een HappyDrops Home?

De dosering is niet op ieder moment precies hetzelfde.

De producent heeft de afgifte specifiek getest met de HappyDrops Home bij verschillende watertemperaturen en stroomsnelheden. Tijdens deze test was de waterhardheid 8 °dH.

De test laat twee duidelijke effecten zien:

bij warmer water neemt de afgifte toe;
bij een lagere stroomsnelheid neemt de afgifte eveneens toe.

Bij omstandigheden die passen bij normaal koud leidingwater ligt de dosering doorgaans in de orde van ongeveer 0,5 tot 1,5 mg/L P₂O₅.

Bij hogere watertemperaturen en een lage doorstroming kan de afgifte hoger worden. De test laat daarmee ook zien waarom het niet correct is om voor iedere situatie één exact doseergetal te noemen.

Dosering HappyDrops Home

Testresultaten van de HappyDrops Home bij een waterhardheid van 8 °dH. De afgifte van PhosDrops neemt toe bij een hogere watertemperatuur en een lagere stroomsnelheid. Bron: fabrikanttest PhosDrops.

Waarom geven we de dosering weer als P₂O₅?

In technische documentatie over fosfaten wordt de hoeveelheid fosfaat regelmatig weergegeven als P₂O₅-equivalent.

Dat is een technische rekeneenheid. Een waarde in mg/L P₂O₅ is daarom niet hetzelfde getal als mg/L fosfaat (PO₄) of mg/L fosfor (P).

Dat onderscheid is belangrijk wanneer verschillende documenten of normen met elkaar worden vergeleken.

Voor HappyDrops houden we daarom consequent de eenheid aan waarin de productspecifieke test is uitgevoerd: mg/L P₂O₅.

Waarom is zo'n kleine hoeveelheid voldoende?

Omdat het doel niet is om ieder calciumion afzonderlijk te binden.

Bij volledige chemische binding zou een veel grotere hoeveelheid behandelingsmiddel nodig zijn. Bij threshold inhibition kan een veel lagere concentratie al invloed hebben op de vorming en groei van calciumcarbonaatkristallen.

Dat verschil is ook in wetenschappelijk onderzoek duidelijk zichtbaar. Lytle en Edwards beschrijven calciumcarbonaat-scale inhibition als een aparte toepassing van polyfosfaat, naast sequestratie. ACS Publications

Onderzoek uit 2024 naar beide toepassingen bevestigde bovendien dat in de onderzochte watersystemen voor sequestratie duidelijk hogere polyfosfaatdoseringen nodig konden zijn dan voor scale inhibition. ACS Publications

Voor een uitgebreide uitleg van het threshold-effect verwijzen we naar de technische bronpagina. Zo hoeven we de volledige kristalchemie hier niet opnieuw te herhalen.

Wordt het water hierdoor zacht?

Nee.

Waterhardheid wordt hoofdzakelijk bepaald door de hoeveelheid calcium en magnesium in het water.

Een traditionele waterontharder op basis van ionenwisseling haalt deze hardheidsionen uit het water en vervangt ze voornamelijk door natriumionen. Daardoor daalt de waterhardheid daadwerkelijk.

HappyDrops doet dat niet.

Calcium en magnesium blijven grotendeels aanwezig. Daarom kan het behandelde water volgens een hardheidsmeting nog steeds hard zijn.

Het doel van HappyDrops is anders: niet de hardheid verlagen, maar kalkafzetting beheersen.

Is polyfosfaat bedoeld voor toepassing in drinkwater?

Bepaalde polyfosfaten worden specifiek geproduceerd voor drinkwaterbehandeling.

Voor natrium-calciumpolyfosfaat bestaat bijvoorbeeld de Europese en Nederlandse norm NEN-EN 1208:2005. Die norm is specifiek van toepassing op natrium-calciumpolyfosfaat dat wordt gebruikt voor de behandeling van water bestemd voor menselijke consumptie. De norm beschrijft onder andere eigenschappen, kwaliteitseisen en testmethoden voor het materiaal.

In Nederland gelden daarnaast regels voor materialen en chemicaliën die bij drink- en warmtapwatervoorzieningen worden gebruikt. Die zijn vastgelegd in de Regeling materialen en chemicaliën drink- en warm tapwatervoorziening.

Verandert de samenstelling van het drinkwater?

Ja, in beperkte mate.

HappyDrops haalt calcium en magnesium niet uit het water, maar voegt met PhosDrops een kleine hoeveelheid stoffen aan het water toe.

Wordt polyfosfaat alleen tegen kalk gebruikt?

Nee.

Fosfaatverbindingen kennen binnen drinkwaterbehandeling verschillende toepassingen.

Wetenschappelijke literatuur onderscheidt onder andere:

het in oplossing houden van bepaalde metalen;
het remmen van calciumcarbonaatafzetting;
het beïnvloeden van corrosie in leidingsystemen. ACS Publications

Die toepassingen berusten niet allemaal op hetzelfde mechanisme.

Wat gebeurt er met het polyfosfaat in het water?

Polyfosfaat blijft niet onbeperkt in exact dezelfde vorm aanwezig.

Polyfosfaatverbindingen kunnen in water na verloop van tijd veranderen en uiteindelijk onder andere terugvallen naar kortere fosfaatverbindingen en orthofosfaat. Hoe snel dat gebeurt hangt mede af van de samenstelling van het fosfaat, tijd, temperatuur en waterchemie. Dat is ook een van de onderwerpen die in wetenschappelijk onderzoek naar fosfaatbehandeling van drinkwater wordt besproken. ACS Publications

Water dat in huis wordt gebruikt komt uiteindelijk grotendeels in het afvalwater terecht. Ook fosforverbindingen kunnen daarmee in het riool terechtkomen.

Wat betekent dit voor HappyDrops?

HappyDrops gebruikt dus geen grote hoeveelheid fosfaat om calcium en magnesium uit het water te verwijderen.

Via PhosDrops wordt een kleine hoeveelheid polyfosfaat afgegeven aan het passerende leidingwater. Onder normale koudwatercondities ligt de afgifte van een HappyDrops Home volgens de productspecifieke fabrikanttest doorgaans in de orde van circa 0,5 tot 1,5 mg/L P₂O₅.

Calcium en magnesium blijven daarbij grotendeels in het water aanwezig.

Het doel is om met een lage dosering processen te beïnvloeden die leiden tot de vorming, groei en afzetting van calciumcarbonaatkristallen.

Lees de wetenschappelijke uitleg van fosfaatdosering tegen kalk →

Veelgestelde vragen over fosfaat in drinkwater

Bij normale koudwatercondities ligt de dosering van de HappyDrops Home doorgaans in de orde van circa 0,5 tot 1,5 mg/L, uitgedrukt als P₂O₅. De afgifte neemt toe bij een hogere watertemperatuur en een lagere stroomsnelheid.
PhosDrops is een langzaam oplosbaar materiaal. Hoeveel ervan wordt afgegeven hangt onder andere af van de watertemperatuur en de contacttijd met het passerende water. Warmer water en een lagere stroomsnelheid leiden in de fabrikanttest tot een hogere afgifte.
Nee. P₂O₅, fosfaat (PO₄) en fosfor (P) zijn verschillende manieren waarop fosfaatconcentraties kunnen worden weergegeven. De getallen kunnen daarom niet rechtstreeks met elkaar worden vergeleken.
Nee. HappyDrops is geen ionenwisselaar. Calcium en magnesium blijven grotendeels aanwezig en de waterhardheid wordt niet verlaagd zoals bij een traditionele waterontharder.
Omdat niet ieder calciumion hoeft te worden gebonden. Een lage concentratie polyfosfaat kan al processen rond de vorming en groei van calciumcarbonaatkristallen beïnvloeden. Dit wordt threshold inhibition genoemd.
Ja, dit type materiaal wordt specifiek toegepast bij waterbehandeling. NEN-EN 1208:2005 heeft specifiek betrekking op natrium-calciumpolyfosfaat voor de behandeling van water bestemd voor menselijke consumptie.

Conclusie

Polyfosfaat wordt bij HappyDrops niet gebruikt om hard water zacht te maken.

PhosDrops geeft een kleine hoeveelheid polyfosfaat af aan het passerende leidingwater. Bij normale koudwatercondities ligt de dosering van een HappyDrops Home volgens de productspecifieke test doorgaans rond 0,5 tot 1,5 mg/L P₂O₅.

Calcium en magnesium blijven grotendeels aanwezig.

Het doel is om met deze lage dosering de vorming en groei van calciumcarbonaatkristallen te beïnvloeden en daarmee harde kalkafzetting te beheersen.

Wil je weten waarom zo'n kleine hoeveelheid daarvoor voldoende kan zijn? Op onze technische bronpagina leggen we het threshold-effect en het wetenschappelijke onderzoek daarachter stap voor stap uit.

Hoe werkt fosfaatdosering tegen kalkaanslag? →

De fosfaten uit de HappyDrops systemen komen uiteindelijk in afvalwater terecht. Nederlandse waterschappen maken de laatste jaren grote stappen in de omvorming van rioolwaterzuiveringsinstallaties naar Energie- en Grondstoffenfabrieken. Fosfaten worden toenemend uit afvalwater verwijderd voor hergebruik.

Voor meer informatie verwijzen wij je naar de website Energie- en Grondstoffenfabriek, een initiatief van de gezamenlijke Nederlandse waterschappen. Of lees het volgende artikel: Waar blijft het fosfaat van de HappyDrops Home?