Waterzuivering

Waterzuivering

Inhoud

• Inleiding

• Water van levensbelang

• Rivierwater

• Zuiveringsmethoden

• Grondwater

• Oppervlaktewater

• Zout water

• Radioactiviteit

• Kwaliteit van het rivierwater

• Hard en zacht water

• Beveiliging van het leidingnet

• Waaraan wordt ons water verbruikt?

• Zuivering Duinwater

• Zuivering Oppervlaktewater

Inleiding

Water behoort tot de belangrijkste levensbehoeften op aarde. Overal op aarde is er daarom water. De totale hoeveelheid water op aarde wordt geraamd op 1360 miljoen kubieke kilometer (1.360.000.000.000.000.000.000 liter). Daarvan bestaat minder dan 9 miljoen kubieke kilometer uit zoet water. Dit zoete water is voor het overgrote deel opgenomen in de grond (97%). De rest, 270.000 kubieke kilometer, vinden we in meren en rivieren (oppervlaktewater) en in de dampkring. Van het aanwezige grondwater zit de helft dieper dan 800 meter onder het aardoppervlak. En daar is maar heel moeilijk bij te komen.

Momenteel is praktisch ieder perceel aangesloten op de waterleiding. De hoeveelheid water die jaarlijks wordt afgenomen bedraagt inmiddels meer dan een miljard kubieke meter. Dat betekent dat er in en om het huis 134 liter per persoon per dag gebruikt wordt.

De Rijn en de Maas zijn onze grootste zoetwaterimporteurs. Door de Rijn stroomt per seconde gemiddeld 2200 kubieke meter water ons land binnen. Ruim 69 miljard kubieke meter per jaar. In "droge" tijden kan de wateraanvoer teruglopen tot een derde van de gemiddelde hoeveelheid. Nog veel grilliger is de wateraanvoer via de Maas(1:20). De Maas kan dan bijna droogvallen. Gemiddeld levert deze regenrivier 250 kubieke meter water per seconde. Via kleinere rivieren stroomt nog eens 3 miljard kubieke meter water ons land binnen.

Watervoorziening van levensbelang

Water is voor de mens van levensbelang. We gebruiken het om te koken, te drinken, te wassen en voor irrigatie. Daarnaast worden er dagelijks enorme hoeveelheden water gebruikt in de industrie. Het is echter een schaars product dat met toenemende zorg moet worden verzameld en verspreid.
De belangrijkste waterbron is regen. De regen kan direct worden opgevangen in een regenton of reservoir(opvangbakken), of indirect via een stroomgebied of put. Een stroomgebied is een netwerk van beekjes, stroompjes en rivieren die hele gebieden van water voorzien. Grondwater is regen die door steenlagen heen is gesijpeld en soms ondergrondse meertjes heeft gevormd. Onder druk kan grondwater naar de oppervlakte borrelen en een bron vormen. Irrigatiekanalen, stuwmeren, bronnen en watertorens worden gebruikt om water uit natuurlijke bronnen om te leiden en op te vangen.
Als het bedoelt als drinkwater, wordt het water uit stuwmeren, bronnen en rivieren voor gebruik eerst gezuiverd.

Rivierwater

Anders dan grondwater is er meer dan genoeg rivierwater. Helaas stromen de Rijn en de Maas door Europa's dichtst bevolkte en meest geïndustrialiseerde gebieden die daar hun afvalwater lozen.

Gelukkig wordt dat afvalwater steeds meer gezuiverd voor het in de rivier gaat. Maar toch laat de kwaliteit van het rivierwater nog veel te wensen over.
Ingewikkelde zuiveringsprocessen zijn nodig om dit water drinkbaar te maken.

Door langdurige droogte, en dus lage waterstand, kan de concentratie van afvalstoffen zelfs zo hoog oplopen dat het (tijdelijk) ongeschikt is om als grondstof voor drinkwater te dienen.

Zuiveringsmethoden

Drinkwater moet helder, kleurloos, reukloos, volkomen veilig en van goede smaak zijn. Daarvoor zijn zowel nationale en internationale normen vastgesteld. Zowel de toeleveringsbronnen als het eindproduct worden dan ook voortdurend gecontroleerd.

Wanneer dan ooit door een ongeluk of door onverantwoordelijke lozing schadelijke stoffen in de Rijn of Maas terechtkomen dan wordt dat tijdig gesignaleerd. De waterinname wordt dan onmiddellijk gestaakt tot het sein weer op veilig staat. Helaas levert geen van onze zoetwaterbronnen een grondstof die zonder meer aan de strenge drinkwaternormen voldoet.
Dat betekent echter niet dat de smaak en veiligheid van ons drinkwater worden bedreigd. Want de kwaliteitseisen blijven onverminderd van kracht. Maar dat betekent wel dat extra veel kosten moeten worden gemaakt. Waardoor ons water alsmaar duurder wordt.

Grondwater:

Grondwater bevat weinig of geen zuurstof. Uit de bodemlagen afkomstige metalen als ijzer en mangaan kunnen daardoor niet oxideren en blijven in het water opgelost. Worden die niet uit het water gehaald dan zouden die metalen bij de gebruiker thuis kunnen oxideren met als mogelijk gevolg bijvoorbeeld roestvlekken op het wasgoed.

Ook bevat grondwater vaak gassen die de smaak en geur nadelig beïnvloeden. Zoals zwavelwaterstof, methaan, ammoniak en koolzuur. De oplossing is: beluchting.
Door het water te versproeien of te leiden over trapvormige watervallen(cascades) wordt dan zuurstof aan het water toegevoegd. Daardoor kunnen de aanwezige materialen oxideren.

Er ontstaat dan een vlokvormige neerslag die door snelfiltratie kan worden verwijderd.
Snelfiltratie vindt plaats door het water door bijvoorbeeld grind, koolstof en zand te leiden.
Die snelfilters moeten dan wel regelmatig met schoon water worden doorgespoeld om hun reinigende werking te behouden.

Oppervlaktewater:

Is de zuivering van het grondwater nog een vrij eenvoudige zaak, de reiniging van het oppervlaktewater vereist heel wat meer bewerkingen. Nadat het eventueel in spaarbekkens een voorbezinking heeft ondergaan, kan het nodig zijn dat het een viswering passeert, grofvuilroosters ontdoen het van drijvende of zwevende grove bestanddelen, waarna een microzeef (draaiende trommel met heel fijn roestvrij gaas) de algen tegenhoudt.

De meeste andere verontreinigingen kan men door toevoeging van ijzer of aluminiumzouten laten uitvlokken. De vlokken kan men kwijtraken door bezinking of flotatie en door snelfiltratie. Langzame zandfiltratie, in veel opzichten te vergelijken met natuurlijke en kunstmatige duininfiltratie, vangt eveneens veel verontreiniging af, terwijl organische onzuiverheden worden afgebroken door zich aan de zandkorrels hechtende bacteriën.

Zo nodig kan men het water ontzuren door toevoeging van kalk of natronloog en ontharden door calcium- en magnesiumzouten chemisch te laten neerslaan, of met behulp van ionenwisselaars. Desinfectie (ontsmetting) kan waar nodig geschieden door toevoeging van kleine hoeveelheden chloorbleekloog of ozon. Ook ultraviolette bestraling (zonnestraling) werkt ontsmettend, maar die behandeling verkeert nog in een experimenteel stadium.

Zout water:

Het verwijderen van in het water opgelost zout is erg moeilijk en erg duur. Zo kan men zoals dat op Texel op beperkte schaal gebeurt het water destilleren. Dat gebeurt door het water te laten verdampen en later weer te laten condenseren. Water en zout worden zo van elkaar gescheiden.

Andere methoden waarbij warmtewisselaars, membranen (dunne plaatjes die een afscheiding vormen) en elektroden te pas komen zijn nog veel duurder en zouden het bereiden van drinkwater onbetaalbaar maken. De waterleidingbedrijven die hun water uit de Rijn halen hebben er dan ook het grootste belang bij dat aan de zoutlozingen een einde komt.

Radioactiviteit:

Langs de Rijn en de Maas staan een aantal kerncentrales. Mede daarom wordt ons oppervlakte- en grondwater ook doorlopend gecontroleerd op mogelijke radioactiviteit. Het belang van die waakzaamheid bleek tijdens en na de Russische kernramp, begin mei 1986.
Op basis van die scherpe controle kon Nederland vaststellen dat de drinkwatervoorziening niet door radioactiviteit werd bedreigd.

Kwaliteit Van Het Rivierwater:

De Rijn.
De maatregelen die tot dusverre nationaal en internationaal zijn genomen zijn bepaald niet zonder succes gebleken. Dat blijkt onder andere uit het zuurstofgehalte van het Rijnwater: een belangrijke aanwijzing voor "de gezondheid" van het oppervlaktewater.
Dat gehalte was van 1950 tot 1975 elk jaar terug gelopen terwijl dit zuurstofgehalte de laatste jaren weer sterk is toegenomen.

Ook in andere opzichten is de kwaliteit flink verbeterd.
De concentratie zware metalen daalde van 1975 tot 1991 met 80% en cadmium zelfs met 90%. Toch is daarmee het probleem van de chemische vervuiling nog lang niet opgelost.
Het zou ideaal zijn wanneer we voor de drinkwaterbereiding zouden volstaan met biologische zuivering, maar zover is het nog lang niet. In 1984 bereikte de vervuiling een record toen de Rijn per seconde gemiddeld 395 kilogram zout ons land binnenstroomde. Zout tast niet alleen de smaak van het drinkwater aan, maar ook de waterleidingbuizen, waardoor roestafzettingen en bacterievorming ontstaan.

Hard en zacht water:

Drinkwater wordt op een groot aantal plaatsen gewonnen. Daardoor kan de hardheid van het water per gebied verschillen. De hardheid van het water heeft te maken met de hoeveelheid kalk dat in het water is opgelost. Eigenlijk gaat het om twee verschillende stoffen: calcium- en magnesiumzouten. Deze twee stoffen bepalen de hardheid van water. Hard water is niet ongezond, want calcium en magnesium zijn belangrijk bij de opbouw van het bot.

Het kan echter wel erg lastig zijn. Als het water verhit wordt ontstaat er ketelsteen (kalkafzetting uit hard, gekookt water).
Dit is in de fluitketel ook duidelijk te zien. Andere apparaten die met hard water in aanraking komen worden meer aangetast en moeten dus sneller vervangen worden. Zacht water is niet alleen beter voor bepaalde apparaten, het is ook beter voor het milieu.
Als het water zacht is hoeft er minder wasmiddel voor de was gebruikt te worden. Het milieu wordt daardoor minder belast met schadelijke stoffen, zoals bleekmiddelen en fosfor.

Beveiliging van het leidingnet:

Er zijn enorm veel buizen voor nodig om het drinkwater tot in de verste uithoeken van Nederland te brengen.

Als we alle transport- en waterleidingen bij elkaar optellen zou het leidingnet de aarde tweemaal kunnen omspannen! Om te garanderen dat het drinkwater dat in de huizen en bedrijven uit de kraan komt net zo goed is als dat in de reservoirs van het drinkwaterbedrijf, worden ook aan het leidingnet hoge eisen gesteld.
Het mag niet lekken en er mogen geen stoffen van buitenaf naar binnen dringen. Bovendien moet voorkomen worden dat kleine deeltjes van de buizen in het water oplossen en dan uit de kraan komen.

Waaraan wordt ons water verbruikt?

In totaal gebruikt een mens gemiddeld 134 liter per dag. Hieronder staat waaraan dat gemiddeld wordt gebruikt.

Toiletspoeling: 39 liter
Douche: 38 liter
Was: 28 liter
Bad: 9 liter
Afwas: 6 liter
Wastafel: 4 liter
Voedselvoorbereiding: 2 liter
Overig: 8 liter

Zuivering Duinwater

Pompen uit de grond.
Beluchting door middel van cascades (trapvormige watervallen): zware metalen worden vlokvormig en zinken naar de bodem.
Zandfilter: kleine dingen worden eruit gefilterd.
Na-desinfectie: bacteriën worden eruit gehaald.
Reinwaterkelder: tijdelijke opslagplaats voor het schone water.

Het moeilijkste zuiveringsproces is de chemische zuivering van oppervlaktewater. Het water ligt in de ontvangstbekken waarna het met een pomp terechtkomt bij de chemicaliëndosering. Hier zit een vlokhulpmiddel, een natronloog en ijzerzout.

Dan komt het bij de roerwerken terecht. Daarna is het tijd voor de slibbezinking. Dan komt de behandeling met ozon en als het water dan nog niet schoon genoeg is met er nog een tweede dosering van ijzerzouten plaatsvinden. Dan komt het water bij een dubbellaagsfilter waar het laatste vuil er extra goed wordt uitgehaald. Dan wordt het water met de reinwaterpomp naar de gebruiker getransporteerd.

Ons dagelijks water: Voor de drinkwatervoorziening wordt er in Nederland voor 2/3 gebruik gemaakt van grondwater. Het IJsselmeerwater wordt voorgezuiverd en dan in de duinen geïnfiltreerd.
Dit duinwater is de drinkwatervoorziening voor Noord-Holland. De duinen bij Wassenaar voorzien Den-Haag en omgeving van drinkwater.
Dit water wordt geleverd vanuit de Maas. Rotterdam en omgeving krijgen hun drinkwater uit de Biesboschbekkens wat daar op natuurlijke wijze is voorgezuiverd.

Zuivering Oppervlaktewater:

Inlaat, grote opening waar het water doorheen stroomt.
Viswering, rooster waar de vis niet doorheen kan.
Grofvuilroosters, grove bestanddelen worden tegengehouden.
Microzeef, kleine bestanddelen worden tegengehouden.
Ruwwaterpomp, water wordt omhoog gepompt naar volgende behandeling.Chemicaliëndosering, toevoeging van chemische middelen voor de dood van bacteriën.
Slibbezinking, zwaardere materialen kunnen bezinken.
Zandfilters, fijn materiaal wordt gefilterd.
Actieve koolfilters, overige materialen worden gefilterd.
Na-desinfectie, overige bacteriën worden eruit gehaald.
Filtraatkelder, allerkleinste materiaal bezinkt.