Waterzuivering

Waterzuivering

Inhoudsopgave

1. Water (over water zelf) 2. Riolering (Hoe werkt het riool) 3. Waterzuiveringsinstallatie
4. Meer over waterzuivering
5. Op welke manier wordt vervuild water behandeld? 6. Hoe kunnen bacteriën uit het water verwijderd worden? 7. Wat is aërobe waterbehandeling? 8. Hoe worden meststoffen uit het water verwijderd?

Water

Na zuurstof is water wat je lichaam het meest nodig heeft. Ons lichaam bestaat voor 75% uit water en voor 25% uit vaste stoffen. Door uitademing, transpiratie en uitscheiding (urine) verbruiken we ongeveer 3 liter! water per dag (= ongeveer 10 glazen per dag). We moeten deze voorraad regelmatig aanvullen om ons zo goed mogelijk te blijven voelen. Deze watervoorraad aan te vullen moeten we tenminste 8 glazen water per dag drinken. De andere 2 glazen water halen we uit ons eten.

Er is een heleboel water op onze aarde. Ongeveer 1.360.000.000 km³ (1 km³= zoveel als een bak van 1 kilometer lang, 1 kilometer breed en 1 kilometer hoog!)!

Dit water is verspreid over verschillende plaatsen: Zeeën en oceanen (97.2% = 1.321.920.000 km³) IJskappen en gletsjers (2.15% = 2.857.780 km³), Rest: Diepe grondwater, Oppervlakkig grondwater, Capillair water, Rivieren, Zoute en brakke meren, Zoetwater meren, Waterdamp in de lucht (wolken). Als je de kraan opendraait, komt er schoon, helder water uit. Het water is zo schoon, dat je het kunt drinken. Dat water komt uit een fabriek. Natuurlijk moet de fabriek dat water ergens vandaan halen. Gelukkig is er overal water: In wolken, in de zee, in rivieren en meren, en in de grond. Hoe komt dat water daar nu eigenlijk?

Als de zon op het water schijnt, wordt het water een beetje warm: het verdampt. Kleine druppeltjes, zo klein dat je ze niet kunt zien, stijgen omhoog. Als je een heleboel van die druppeltjes bij elkaar hebt, krijg je een wolk. De wolk wordt door de wind naar het land geblazen. Als de wolk koud wordt, vallen de druppeltjes er weer uit. En dan heb je een lekker regenbuitje. Die regen valt natuurlijk op de grond. In het IJsselmeer of in de zee. En zo begint het dan weer opnieuw. Er zit heel veel water in het IJsselmeer. Dat is nog geen drinkwater. In een grote waterfabriek wordt dat water heel goed schoongemaakt, dat wordt zuiveren genoemd.

Toch is die lange reis van dat water nog niet helemaal voorbij. Het water dat je hebt gebruikt komt in het riool. Dat gebruikte water wordt in een andere fabriek weer goed schoongemaakt. Het komt dan weer in een kanaal, rivier of in de zee uit. En dan kan het weer verdampen tot wolken. Zo is het cirkeltje rond.

Een watertoren dient als opslag voor drinkwater. Vroeger toen de waterdruk nogal eens wisselde, zorgde de watertoren voor een constante druk op het waterleidingnet. Hierdoor kregen de mensen dezelfde straal water uit de kraan. Een watertoren bestaat uit een draagconstructie (de schacht van de toren) met daarop een waterreservoir (een grote beslagkom waar het water in opgeslagen wordt). Je kunt het vergelijken met een omgekeerde fles met een lange hals. Deze fles is rechtstreeks aangesloten op de waterleiding. Volgens de wet op communicerende vaten zorgt het hoogteverschil voor een constante druk.

Riolering

Rioleringen zorgen ervoor dat ons afvalwater weggevoerd wordt.

1. Aan het begin van de afvalstroom vinden we gemeentelijke rioleringen die verbonden zijn met collectoren. De riolering werd aanvankelijk ontworpen om ons afvalwater weg te voeren.

2. De collector. In een collector komen verschillende rioleringen samen.

3. Het overstort. Bij hevige regenbuien kan de te transporteren waterhoeveelheid zodanig toenemen dat een \'overstort\' in werking treedt. Het verdunde rioolwater wordt niet langer naar de zuiveringsinstallatie afgevoerd, maar rechtstreeks geloosd in een waterloop.

4. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt het afvalwater op natuurlijke wijze gezuiverd. Het gezuiverde water stroomt terug naar de waterloop.

5. Rietveld. Sommige huizen kunnen door hun ligging niet op het rioleringsnetwerk aangesloten worden. Waterzuivering op kleine schaal (rietveld) is dan de oplossing.

Waterzuiveringsinstallatie

Om het afvalwater opnieuw zuiver te krijgen ondergaat het bevuilde water verschillende bewerkingen:

1. Voorzuivering
Het afvalwater doorloopt eerst een voorzuivering. Grof afval zoals takjes, steentjes, vet en zand wordt op mechanische wijze verwijderd. Het afvalwater komt toe in de influentput en wordt vervolgens opgepompt door vijzels. Roosters houden de grote afvalstoffen tegen. Ook vet en zand worden uit het water verwijderd. Als er bij regenweer te veel afvalwater binnenkomt, wordt het tijdelijk opgeslagen in een regenbezinktank.

2. Biologische zuivering
Micro-organismen verwijderen de biologisch afbreekbare afvalstoffen uit het afvalwater. In de selectortank wordt het water vermengd met een slibmassa waarin miljarden microscopisch kleine organismen (bacteriën) wemelen. In het beluchtingsbekken wordt extra zuurstof in het water gebracht, waardoor de organismen actief worden en de vervuiling in het water als voedsel gebruiken. In de nabezinktank worden slib en gezuiverd water gescheiden. Een deel van het slib wordt hergebruikt in het zuiveringsproces. Het gezuiverde water gaat terug naar de natuur.

3. Slibverwerking
Slib is het nevenproduct van waterzuivering en ontstaat door aangroei van de micro-organismen in de actief-slibmassa. Een deel van het actief slib kan worden hergebruikt in het zuiveringsproces (retourslib). Het resterende slib (spuislib) wordt verder verwerkt. Actief slib bestaat voor 99% uit water en voor 1% uit droge stof.

Meer over waterzuivering
Waterzuivering staat voor het vrijmaken van water van elke onzuiverheid die het kan bevatten, zoals verontreinigingen of micro-organismen. Waterzuivering is geen eenzijdig proces, het zuiveringsproces beslaat meerdere stappen. Welke stappen gevolgd dienen te worden, is afhankelijk van het soort onzuiverheden die in het water aangetroffen worden. Deze kunnen zeer verschillen.

Op welke manier wordt vervuild water behandeld?

Bezinking

Voordat het eigenlijke zuiveringsproces begint, kunnen sommige verontreinigingen bezinken in een bezinkingstank. Deze kunnen dan makkelijk verwijderd worden, nadat ze de bodem van de tank bereikt hebben.

Verwijdering van gevaarlijke micro-organismen

Vaak moet verontreinigd water vrijgemaakt worden van micro-organismen. Het water wordt dan gedesinfecteerd. Dit wordt vaak gedaan met behulp van chloor.

Verwijdering van opgeloste deeltjes

Micro-organismen zijn niet alleen een bedreiging voor de kwaliteit van water, men kan er ook zijn voordeel mee doen. Sommige micro-organismen kunnen gevaarlijke verontreinigingen omzetten in onschadelijke stoffen. Dit proces neemt vaak een hoop tijd in beslag, en wordt alleen toegepast bij water dat verontreinigd is met stoffen die door micro-organismen, meestal bacteriën, omgezet kunnen worden.

Fysische / chemische methoden

Wanneer de behandeling met micro-organismen geen optie is, kunnen er verschillende technieken gebruikt worden, deze worden onderverdeeld in fysische en chemische technieken. Bij chemische technieken worden er vaak bepaalde chemicaliën aan het water toegevoegd, om er zeker van te zijn dat de verontreiniging van structuur veranderd en makkelijker verwijderd kan worden. Meststoffen zoals nitraten worden op deze manier verwijderd. De verwijdering van verontreinigingen kan ook plaatsvinden door middel van specifiekere en moeilijkere chemische processen. Deze processen zijn niet makkelijk te doorgronden. Fysische behandeling heeft meestal te maken met zuiveringsstappen als filtratie.

Hoe kunnen bacteriën uit het water verwijderd worden?

Bacteriën en andere micro-organismen worden met behulp van desinfectie uit het water verwijderd. Dit betekent dat een aantal stoffen aan het water toegevoegd worden om bacteriën te doden, deze stoffen worden biocides genoemd. Soms kan desinfectie ook plaatsvinden met behulp van UV-licht.

Wat is aërobe waterbehandeling?

Wanneer bacteriën voor waterzuivering gebruikt worden, zijn er twee soorten overdracht; een hiervan is de aërobe overdracht. Dit houdt in dat zuurstofafhankelijke bacteriën de verontreinigingen in het water omzetten. Aërobe bacteriën kunnen alleen stoffen omzetten wanneer er voldoende zuurstof aanwezig is. Zij hebben zuurstof nodig voor elke chemisch reactie die ze uitvoeren. Meestal zijn de producten waar deze bacteriën verontreinigingen in omzetten koolstofdioxide en water.

Wat is anaërobe waterbehandeling?

Water kan ook met behulp van anaërobe bacteriën gezuiverd worden. Anaërobe overdracht wordt toegepast met behulp van bacteriën die niet van zuurstof afhankelijk zijn om verontreinigingen in het water om te zetten. Anaërobe bacteriën kunnen alleen verontreinigingen omzetten wanneer het zuurstofniveau laag is, omdat zij andere stoffen gebruiken bij chemische omzettingen. Anaërobe bacteriën ontwikkelen niet alleen koolstofdioxide en water bij de chemische omzetting, maar ook methaangas. Dit methaangas kan gebruikt worden als brandstof voor de apparaten die bij dit zuiveringsproces betrokken zijn. De anaërobe omzetting van een stof vraagt om meer stappen dan de aërobe omzetting, maar helaas is het uiteindelijke resultaat minder goed. Na een anaërobe omzetting worden er dikwijls nog aërobe bacteriën ingezet om het proces te vervolmaken, omdat het water anders nog niet schoon genoeg is.

Hoe worden meststoffen uit het water verwijderd?

Meststoffen zoals fosfaat worden verwijderd door middel van toevoeging van een andere stof, dikwijls is dat ijzer. De stoffen vormen dan vaste neerslagdeeltjes die uit het water gefilterd kunnen worden.

De verwijdering van ammonium en nitraten ligt wat gecompliceerder. Het gaat hier om een zuiveringsproces dat zowel een aërobe als een anaërobe omzetting nodig heeft om ze te verwijderen.

Bij de aërobe omzetting zijn twee bacteriesoorten betrokken. De Nitrosomonas bacterie zet ammonia om in nitriet en de Nitrobacter bacterie zet vervolgens nitriet om in nitraat. Hoewel nitraat voor vissen niet meteen een gezondheidsrisico vormt, zijn hoge doses niet gewenst. Hoge nitraatniveaus bevorderen niet alleen de abnormaal sterke groei van algen, tegenwoordig gaat men er ook van uit dat hoge nitraatniveaus betrokken zijn bij bepaalde vissterfte. Daarom kan men het proces niet hier beëindigen en moet het water verder gezuiverd worden. Anaërobe bacteriën worden ingezet om nitraat om te zetten in stikstofgas. Dit proces kan alleen plaatsvinden bij de afwezigheid van zuurstof. De eerste stap in dit proces is de omkering van het nitrificatieproces. Nitraat wordt weer omgezet in nitriet. De tweede stap van de denitrificatie is de omzetting van nitriet in stikstofgas. (N2). Dit gas kan vervolgens losgelaten worden, zonder verder enige schade aan het milieu toe te brengen.