4,9. Werkstuk door een scholier 2082 woorden 1 februari keer beoordeeld. Natuurkunde. Inhoud. 1. Inleiding water, bron van alle leven

Transcriptie

1 Werkstuk door een scholier 2082 woorden 1 februari ,9 62 keer beoordeeld Vak Natuurkunde Inhoud 1. Inleiding water, bron van alle leven 2. Watervervuiling Bronnen 3. Waterzuivering 3.1. Soorten : d.m.v. planten d.m.v. lagunes d.m.v. slib op vaste dragers d.m.v. actief slib d.m.v. fysico-chemische zuivering d.m.v. anaërobe zuivering d.m.v. gecombineerde systemen 3.2. Waterzuiveringsstation 4. Tips om een verantwoord watergebruik te stimuleren, 5. Reglementering 6. Nawoord 7. Bronnen 1. Inleiding: water, bron van alle leven Ongeveer drie en een half miljard jaar geleden ontstond het leven op aarde: Kleine micro-organismen bevolkten de bodem van de oceaan. Door de eeuwen heen veranderden deze kleine wezentjes langzaam aan in de mens van nu. Dit alles ging gepaard met veranderingen van klimaat, reliëf, De mens had het water nodig, om te drinken, zich te wassen, eten klaar te maken, Opnieuw verstreken Pagina 1 van 8

2 duizenden jaren.. De mens evolueerde en het water met hem mee, van de zuivere meren en oceanen van toen tot de met chemicaliën en afvalstoffen vervuilde zeeën van vandaag. Na een tijd (maar niet snel genoeg) begreep men gelukkig dat er een nijpend tekort kwam aan zuiver water: vissoorten sterven uit en onze drinkbare voorraad raakt stilaan uitgeput. Men moet op zoek gaan naar oplossingen om deze stinkende brij opnieuw in zuiver water om te zetten. De waterzuivering werd geboren Waterverbruik 3. Waterzuivering. 3.1.Soorten Door middel van planten. A. Vloeiveld. Een vloeiveld is een beplant veld dat door het reeds gezuiverd afvalwater doorvloeid wordt. Het afvalwater wordt van het bezinkingsbekken naar het (licht afhellende) te bevloeien gebied geleid en verdeeld over percelen, hetzij via een ondiepe verdeel-gracht, hetzij via een pompsysteem. Deze percelen zijn beplant met een of meerdere plantensoorten, bv. riet. Het water stroomt tussen de stengels de helling af, en wordt onderaan opgevangen, bv. in een beek. De planten zelf dragen weinig bij tot die zuivering. Het grootste zuiveringswerk wordt verricht door bacteriën in het water, op de bodem en op de plantenstengels. De aërobe bacteriën breken vervuilde organische stoffen af, andere bacteriën zetten ammonium, in de bodem, om tot nitraat. Zeer geschikt voor dit systeem zijn hooiweiden omdat men deze het ganse jaar door kan gebruiken. B. Wortelzone -vloeiveld. Dit plantensysteem is in tegenstelling tot het vorige niet gebaseerd op de bacteriën, maar op de planten zelf. Het kan opgevat worden als een ondergronds bevloeid filtersysteem. Op kleine dieptes in de bodem worden drains gelegd waardoor het afvalwater aangevoerd wordt. Door zijdelingse verplaatsing en door dieptegroei van de wortels kan het water gezuiverd worden. De gebruikte planten zijn meestal moeras- en /of waterplanten. De in- en uitlaatzone van het veld (invoer van vervuild water en uitvoer van reeds gedeeltelijk gezuiverd water) worden opgevuld met kiezelstenen waardoor de kans op verstopping aan het begin van het veld groot is. Het zuiveringswerk wordt verricht door bacteriën rond de wortels van de planten, de filtering van de bodem en door de planten zelf. C. Begroeid infiltratieveld. De planten worden ingeplant in vlakke gebieden met zandgrond. Het water wordt in het veld gepompt via een leidingenstelsel en ontdoet zich tijdens het wegsijpelen van z'n afval. Het grootste zuiveringswerk Pagina 2 van 8

3 wordt verricht door bodembacteriën, door de filterwerking van de bodem en door de aanwezigheid van planten. D. Vloeikas. Een vloeikas wordt meestal tegen het huis aangebouwd en is in principe bedoeld voor gezinnen waar een composttoilet in gebruik is. De kas dient voor de zuivering van grijs afvalwater(huishoudelijk afvalwater niet afkomstig van toiletten) en de afgetapte urinevloeistof van het composttoilet. De vloeikas lijkt op een serre of veranda waarin een plantenbak geplaatst wordt die voor de waterzuivering dient. Deze bak is eigenlijk een soort mini - percolatieveld (zie puntje c ) waarin men allerlei planten en gewassen kan plaatsen. Door de isolatie van warmte in de kas zal het zuiveringsproces sneller verlopen en heeft men minder opp. nodig dan bij een gewoon plantensysteem Zuivering door middel van lagunes. A. Begroeide lagune. Het gaat om een installatie die gebruik maakt van een ondiepe vijver die bedekt wordt met drijvende planten zoals waterhyacint en eendekroos. Deze planten vormen een dichte mat op het wateroppervlak. De plant neemt nutriënten (voedingsstoffen) op en geeft zuurstof af in de bovenste laag. De plant voorkomt infiltratie van zonlicht en verhindert algengroei, geurhinder en insectenplagen. In de vijver ontstaan hierdoor aërobe en anaërobe zones. Het afvalwater wordt in die zones door micro- organismen afgebroken Het slib bezinkt en wordt anaëroob ontbonden waarbij gassen en oplosbaar organisch materiaal vrijkomen. B. Kunstmatig beluchtte lagune. Hieronder verstaat men het gebruik van kunstmatig beluchtte vijvers of lagunes voor de biologische behandeling van huishoudelijk afvalwater. Dit water verblijft na een mechanische voorzuivering gedurende meerdere dagen in de (meestal ) in serie geplaatste lagunes, waar het door micro - organismen gezuiverd wordt. Er zijn 2 verschillende soorten lagunes : de aërobe vijver en de facultatieve vijver, die zowel aëroob als anaëroob zijn Zuivering door middel van slib op vaste drager. A. Biorotor/Bioschijf. De biorotor wordt gebruikt voor de secundaire zuivering van huishoudelijk afvalwater omvat 3 stappen: de voorbehandeling, biologische zuivering en nabehandeling. De biorotor bestaat uit een roterende as waarrond schijven gemonteerd zijn, bedekt met een filtersysteem. Dit geheel wordt doorstroomd met het te zuiveren water. Tijdens de werking ontwikkelt zich een op natuurlijke wijze gevormde biofilm op het oppervlak van de rotoren die een slijmlaag vormen Nadat het afvalwater biologisch gezuiverd is gaat het naar de nabezinking, waar de zwevende biomassa (slib) wordt afgezonderd. Pagina 3 van 8

4 B. Aërobe bacteriefilter met aparte voor- en nabehandeling. Dit systeem dient eveneens voor het zuiveren van afvalwater en omvat 3 stappen : voorbehandeling, biologische zuivering en nabehandeling. In oxidatiebedden wordt het bezonken afvalwater verspreid. Dit zijn tanks met een wand in gewapend beton en gevuld met pakkingmateriaal. Op dat materiaal zet zich een slijmhuid af, waarop bacteriën leven. De organische stoffen worden hierdoor omgezet in nieuw celmateriaal. Deze laag slib kan na een tijd via een recirculatiepomp eventueel opnieuw naar de voorbehandeling (of septische put) gaan. C. Aërobe bacteriefilter. Een biofilter zorgt voor een secundaire zuivering van afvalwater. Deze omvat ook de vorige stappen. De oxidatieve afbraak gebeurt door micro- organismen die zich in het afvalwater bevinden. De biofilter wordt van boven naar onder doorstroomd, en het gevormde slib verzamelt zich onderaan de filter. Er is ventilatie nodig, die gebruikmakend van statische en dynamische drukverschillen, gevormd wordt. Er bestaat ook een ondergedompelde versie van deze filter. D. Anaërobe bacteriefilter. Deze filter bestaat uit een vloeistofdicht compartiment, van de omgeving afgesloten waarin dragermateriaal is aangebracht. Het volledige compartiment is gevuld met afvalwater. De bacteriën hechten zich in de zuveringsput op dat materiaal waardoor er een biofilm gevormd wordt. Ze voeden zich met de aanwezige organische afvaldeeltjes, waardoor de dikte van de film toeneemt. Deze is echter gelimiteerd en dus zullen de overtollige bacteriën loslaten, en van het water gescheiden worden Zuivering door middel van actief slib. A. Actief slib. Het afvalwater wordt na een primaire zuivering (rooster, zand en vetvang ) naar een beluchtingsbekken geleid waar het wordt belucht en gemengd met eerder bezonken en gerecirculeerd actief slib. Onder deze omstandigheden kan dat slib de organische afvaldeeltjes uit het water verwijderen. In een volgend bekken vindt de scheiding plaats tussen het gezuiverde water en het actief slib. Een deel wordt als retourslib in het beluchtingsbekken teruggeleid. Er bestaan 2 methodes: hoog en laag belast. B. Actief - slib systeem: continu. Het afvalwater wordt opgeslagen in grote containers of bezinkvaten, waar het continu belucht wordt. C. Actief - slib systeem: discontinu. Pagina 4 van 8

5 Dit is een tweede vorm van het voorgaande systeem, waarbij de afvalstoffen discontinu (niet constant maar op geregelde tijdstippen) belucht worden. D. Oxidatiesloot. Oxidatiesloten zijn een variant op het actiefslib systeem en werken met extreem lage slibbelastingen, lange ophoudtijden en overvloedige zuurstoftoevoer, zodat voorbezinking en slibgisting niet nodig zijn. De hoeveelheid organisch materiaal aangeboden aan de micro- organismen is zo laag dat het grootste deel onmiddellijk gemetaboliseerd wordt en dat zo goed als geen nieuwe celsubstantie wordt gecreëerd Fysico-chemische zuivering. Nadat het water een grof rooster is gepasseerd voegt men er chemicaliën aan toe om vlokvorming en de daaropvolgende sedimentatie te bevorderen; Met chemische neerslagvorming wil men de fysische toestand van de opgeloste stoffen in het afvalwater wijzigen. Het toedienen van vlokkingsmiddelen zal die verwijdering vergemakkelijken. We onderscheiden 2 verschillende fasen: de coagulatie en de flocculatie. In de coagulatiefase zullen de kleine deeltjes samenklitten tot kleine vlokken. In de flocculatiefase worden grotere vlokken gevormd door onderlinge botsing en verkleving van de eerder gevormde kleine vlokken. Deze vlokken hebben dan een voldoende grootte en dichtheid om binnen een aanvaardbare tijd te bezinken Anaërobe bacteriën. In de geoptimaliseerde anaërobe systemen wordt het contact tussen slib en afvalwater verbeterd. Het afvalwater komt toe in een reactor waar een anaërobe toestand heerst. De anaërobe methanogenen (een soort bacterie) breken de organische vervuiling af. De gassen die hierdoor vrijkomen worden biogassen genoemd en kunnen opgevangen worden om als brandstof gebruikt te worden Gecombineerde systemen. Deze systemen worden meestal in een combinatie van verschillende types gebruikt. Voorbeelden van gecombineerde systemen: pure: combinatie van 2 percolatierietvelden incomat: een zuiveringstrap uitgebreid met plantenzuivering (bv. Planckendael) lemna: combinatie van 2 vijvers in serie: kunstmatig beluchtte lagune + begroeide lagune Pagina 5 van 8

6 3.2. Waterzuiveringsstation In 1990 werd in Nederland 93% van het huishoudelijk afvalwatergezuiverd. Duitsland, Groot-Brittannië en Frankrijk liepen wat achter. België daarentegen bengelde aan het staartje van de Europese lijst. Die vasstelling dwint ons ertoe in versneld tempo een degelijke waterzuiveringinfrastructuur uit te bouwen. Bovendien moet elke lidstaat van de E.U. de meest kwetsbare gebieden aanduiden. Bij ons werd dat Vlaanderen omdat de Maas en de Schelde een belangrijke ecologische impact hebben op de Noordzee. De overheid moet er voor zorgen dat er een opvangsysteem van afvalwater is en dat dit water verregaand wordt behandeld : de biologische vervuiling moet verwijderd worden evenals de fosfor en stikstof die erin aanwezig zijn. 4. Tips om een verantwoord watergebruik te stimuleren Minder water verbruiken, betekent minder water vervuilen. Door een beetje op te letten, kan een gemiddeld gezin tot liter water per jaar sparen. We moeten ook proberen zo weinig mogelijk vervuild water te produceren.. Zie hier enkele tips: Gooi geen rommel in het water Gebruik zo weinig mogelijk onnatuurlijke producten : gewone zeep is beter dan shampoo, gel, badolie, badschuim,... Giet geen verf, olie, frituurvet of giftige producten in de riool of gootsteen, breng ze naar het containerpark. Wees zuinig met afwasmiddelen voor de vaat en met bleekwater voor het schoonmaken Giet het overtollige vet uit de braadpan niet in de gootsteen. Neem het op met een stuk keukenpapier en gooi het in de vuilbak of giet het vet in een verzamelblik en breng het naar het containerpark. Laat bij het tandenpoetsen de kraan niet lopen, maar gebruik een bekertje. Neem liever een korte douche dan een bad : het is even goed en je verbruikt minder water. Laat de kraan niet lopen terwijl je je haren wast of inzeept en gebruik een kleine waterstraal. Was je handen in een teiltje i.p.v. onder een lopende kraan. Gebruik de spaartoets op het toilet zodat je minder water gebruikt. Pagina 6 van 8

7 Herstel lekkende kranen meteen. Een kraan die 10 druppels per minuut lekt, veroorzaakt per jaar een verlies van liter water. Laat bij de afwas het water niet nodeloos lopen. Gebruik het spoelwater van de vaat om flessen voor de glasbak en andere voorwerpen te reinigen. Gebruik regenwater voor de schoonmaak of om de wagen te wassen. Regenwater kan je door de afvoerpijp in een ton opvangen. Was de wagen met emmer en spons, niet met de tuinslang. 5. Reglementering De gemeenten zijn bevoegd voor de aanleg en het onderhoud van openbare rioleringen, de bouw en de exploitatie van kleinschalige rioolwaterzuiveringsinstallaties, het onderhoud van de onbevaarbare waterlopen en de grachtenstelsels binnen de gemeenten. De gemeente heeft er alle belang bij dat de inwoners het reglement i.v.m huishoudelijk afvalwater naleven. De gemeenten, moeten ook, om nog in aanmerking te komen voor subsidie voor de aanleg of verbetering van gemeentelijke rioleringen, een geïntegreerd waterbeleid voeren. Om de gemeenten te helpen en een basis te geven voor het waterbeleid, werd door de Vlaamse Milieumaatschappij een ontwerp van gemeentelijke verordening opgesteld. Deze verordeningen houden in dat zij bepalen wat afvalwater eigenlijk is en wat er met dit water moet gebeuren. 6. Nawoord Watervervuiling is een gevolg van onze consumptiemaatschappij. Toch is het mogelijk om deze gevolgen te verminderen. Water wordt het probleem van deze eeuw. Hiermee bedoelen we dat er een gebrek aan water gaat komen, door voortdurende vervuiling en door het versterkt broeikaseffect. De gevolgen daarvan zullen de wereld en de hele bevolking aantasten en het klimaat en leefmilieu veranderen. Doorgedreven inspanningen van de burgers en de bedrijven kunnen de vervuiling beperken en voorkomen. Ook de overheid moet haar steentje bijdragen door de installatie van voldoende gemoderniseerde waterzuiveringsstations. Maar, zelfs met al de maatregelen die nu reeds werden genomen en met de projecten die in de toekomst nog zullen gerealiseerd worden zijn we er nog lang niet. Pagina 7 van 8

8 We zullen onze inspanningen moeten volhouden en vooral nog opdrijven willen ook onze kinderen nog kunnen genieten van een stukje natuur. 7. Bronnen De vlaamse milieumaatschappij Artis Historia Waterzuivering Aquafin Ministerie van Volksgezondheidszorg Pagina 8 van 8