Handleiding. Afvalwaterzuivering. Uitleg Samenvatting Test jezelf

Transcriptie

1 Handleiding Voorbereiding Organiseer eventueel een excursie naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie in de directe omgeving. Deze excursie kan worden gepland voorafgaand aan de behandeling van dit Bloq, of direct erop aansluitend. Eventueel demonstreert u kleinschalig een aantal stappen uit het zuiveringsproces. Met behulp van een vork kunt u bijvoorbeeld drijfvuil uit een (zelfgemaakt) monster afvalwater harken. Ook de werking van de zandvang kunt u demonstreren. Meng daartoe vooraf een hoeveelheid zand met water. Schud het mengsel goed en laat het daarna staan. De vaste deeltjes bezinken dan na enige tijd. Door de leerlingen te wijzen op de tijd die hiervoor nodig is, krijgen ze een idee van de tijd die is gemoeid met het zuiveren van afvalwater. Daarbij kunt u eventueel verschillende soorten zand gebruiken (grove deeltjes en fijne deeltjes), om zo het verschil in bezinksnelheid te tonen. Verzamel in dat geval de materialen die u nodig hebt. Op diverse sites is (gratis) lesmateriaal te verkrijgen of te lenen over rioolwaterzuivering. Type als zoekwoorden RWZI + lesmateriaal in. Bijvoorbeeld excursies_educatie/lesmateriaal wordt gebruikt. In de werkelijkheid kunnen afwijkingen en zelfs extra zuiveringsstappen voorkomen. De zuiveringsstappen die in dit Bloq worden besproken zijn: 1. mechanische zuivering via roosters, roosterharken en schrapers 2. mechanische zuivering via bezinking van zand en andere deeltjes 3. biologische zuivering via bacteriën 4. slibverwerking Slib uit de rioolwaterzuiveringsinstallaties wordt verwerkt in een slibverwerkingsinstallatie. Soms wordt het na te zijn gedroogd, omgevormd tot brandstof voor afvalverbrandingsinstallaties en cementovens. Soms wordt het vergist. Hierbij ontstaat biogas. Dit kan worden gebruikt als brandstof. Voorafgaande bloqs MN044 MN053 MN057 MN140 MN143 Waar gaat het over? In dit Bloq gaat het om de zuivering van afvalwater in een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). We beperken ons hierbij tot de zuivering van huishoudelijk afvalwater langs biologische weg. Veel bedrijven, vooral die bedrijven die met chemische stoffen werken, hebben eigen rioolwaterzuiveringsinstallaties, waarin zij hun eigen afvalwater moeten ontdoen van chemische stoffen alvorens die te lozen op het riool of op het oppervlakte water. In dit Bloq wordt het rioolwaterzuiveringsproces in algemene stappen besproken. De uitleg van het zuiveringsproces sluit aan bij het proces dat in werkelijkheid in rioolwaterzuiveringsinstallaties Benodigdheden Voor de docent: computer met beamer (voor de introductiepresentatie) demonstratiematerialen, zoals een vork, enkele bekerglazen, een beetje zand en water. eventueel posters, folders en ander materiaal (zie voorbereiding) Vervolgbloqs Bloq 149, 152, 166, 167 B1 1 Afvalwaterzuivering uitleg

2 Kerndoelen Raakvlakken met kerndoel(en): 31 en 33 Woorden rioolwater, rioolwaterzuiveringsinstallatie, drijfvuil, zandvang, voorbezinktank, nabezinktank, beluchtingstank, actief slib, primair slib, slibverwerkingsinstallatie, bezinken, oppervlaktewater 2 Afvalwaterzuivering uitleg

3 Inleiding Je poetst je tanden en spoelt je mond. Hup, doorspoelen! Vieze handen? Flink wat zeep en de kraan open: hup, ook maar doorspoelen! Elke dag spoel jij vele liters schoon drinkwater door de wastafel, het doucheputje of het toilet. Ook gebruik je water om kleren te wassen, eten te koken en de vaat te doen. Gemiddeld gebruikt een gezin in Nederland ongeveer liter water per jaar. Dat is bijna een klaslokaal vol! Ook bedrijven produceren veel afvalwater. Al dat water komt in het riool terecht. Maar wat gebeurt er dan mee? In dit Bloq leer je hoe afvalwater wordt gezuiverd, voordat het terug in de natuur komt. Je leert volgens welke stappen dit gebeurt. Dit Bloqs is gemaakt met foto's van het Waterschap Vallei & Eem. Afvalwater Zodra water in het riool terechtkomt, heet het afvalwater of rioolwater. Afvalwater is water dat is vervuild door gebruik. Schoon drinkwater dat ongebruikt in het riool terechtkomt, hoort ook bij afvalwater. Afvalwater bevat verontreinigingen, zoals zeepresten, toiletpapier, uitwerpselen en voedselresten. Afvalwater mag niet zo maar in het milieu terechtkomen, want dan ontstaan er milieuproblemen. Voordat het water weer in de natuur terechtkomt, wordt het eerst goed schoongemaakt. Het wordt gezuiverd in een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). Zo ontstaat afvalwater Opdracht 1 Als je afwast, produceer je afvalwater. Met welke andere activiteiten produceren jullie thuis afvalwater? Noem 5 activiteiten. Mogelijke antwoorden: bij het wassen, tanden poetsen, wassen van kleding, douchen, wassen van de auto, toiletbezoek, koken, schoonmaken, vaatwassen. Mogelijke antwoorden: bij het wassen, tanden poetsen, wassen van kleding, douchen, wassen van de auto, toiletbezoek, koken, schoonmaken, vaatwassen. 3 Afvalwaterzuivering uitleg

4 Grof vuil verwijderen Het afvalwater dat in het riool terechtkomt, wordt naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie gepompt. Zodra het daar aankomt, stroomt het door een rooster. Drijfvuil, zoals plastic, takjes, toiletpapier, doppen, tennisballen en tampons blijven vóór het rooster hangen. Een grote hark schraapt het vuil vervolgens van het rooster af. Dit vuil valt in een bak en komt terecht in een afvalcontainer. Het wordt vervolgens afgevoerd naar een afvalverwerkingsbedrijf en verbrand. Een rooster houdt drijfvuil tegen. Opdracht 2 Kruis aan. Welke deeltjes houdt een rooster in een rioolwaterzuiveringsinstallatie uit het afvalwater tegen? zand kurk blikje kleurstof olie wortel Het rooster kan alleen voorwerpen die niet te klein zijn uit het water halen. 4 Afvalwaterzuivering uitleg

5 Zand bezinkt Na het rooster stroomt het afvalwater naar een grote bak, de zandvang. Het water stroomt hier heel langzaam doorheen. Daardoor zinken de zwaardere deeltjes, zoals zand, naar de bodem. Dit zand wordt later weggeschraapt. Vanuit de zandvang gaat het afvalwater naar de voorbezinktanks. In de zandvang bezinken zand en steentjes. Opdracht 3 Kruis aan. Welke methode gebruikt men om zand en steentjes uit het water te halen? zeven filteren verdampen bezinken Men laat het zand en de steentjes naar de bodem zakken. Dit heet bezinken. 5 Afvalwaterzuivering uitleg

6 De voorbezinktank Het afvalwater komt vanuit de zandvang in het midden van een grote ronde bak. Dit is de voorbezinktank. Hier vandaan stroomt het water heel langzaam naar de rand. Dat gaat zo langzaam, dat zwaardere vuildeeltjes voldoende tijd krijgen om naar de bodem te zakken. We zeggen: de afvaldeeltjes bezinken. Het vuil dat in de voorbezinkbak neerslaat op de bodem, heet primair slib. Het wordt met een langzaam ronddraaiende schraper van de bodem geschraapt. Het primaire slib is verontreinigd. Het gaat naar de slibverwerkingsinstallatie. In de voorbezinktank wordt ook vet uit het afvalwater gehaald. Vloeibare vetten zijn lichter dan water. Ze drijven er bovenop. Met vetschrapers wordt dit vet van het afvalwater geschraapt en in een vetput gestort. Het afvalwater stroomt over de rand van de voorbezinktank. Het is dan al iets schoner geworden dan dat het was. In de voorbezinktank bezinken de zwaardere vuildeeltjes. Opdracht 4 Kruis aan. Hoe heet het bezinksel dat ontstaat in de voorbezinktank? actief slib primair slib roosterslib belucht slib Het vuil dat in de voorbezinkbak neerslaat op de bodem, heet primair slib. 6 Afvalwaterzuivering uitleg

7 Biologische zuivering Vanuit de voorbezinktank stroomt het water naar de beluchtingstank. Hier begint de biologische zuivering. Dat gebeurt met behulp van bacteriën en zuurstof. In de beluchtingstank wordt actief slib aan het water toegevoegd. Actief slib bestaat uit miljarden bacteriën. Deze breken het afval in het water verder af. Voor deze afbraak hebben de bacteriën zuurstof nodig. Om te zorgen dat er steeds voldoende zuurstof in het water zit, wordt er lucht door het water gepompt. We zeggen: in de beluchtingstank wordt het water belucht. Door de beluchting gaat het water kolken en schuimen. In de beluchtingstank ruimen bacteriën het afval op. Opdracht 5 Welk slib wordt in de beluchtingstank toegevoegd aan afvalwater? actief slib Vanuit de voorbezinktank stroomt het water naar de beluchtingstank. Dat is een grote bak waarin actief slib aan het water wordt toegevoegd. Waarom wordt er in de beluchtingstank steeds lucht door het afvalwater geblazen? De bacteriën in het actieve slib kunnen het afval alleen afbreken als er voldoende zuurstof aanwezig is. Een beluchtingstank is een grote bak waarin actief slib aan het water wordt toegevoegd. Actief slib bestaat uit miljarden bacteriën. Deze bacteriën breken het afval in het water af. Voor deze afbraak hebben de bacteriën zuurstof nodig. Om ervoor te zorgen dat er steeds voldoende zuurstof in het water zit, wordt er lucht door het water gepompt. We zeggen: in de beluchtingstank wordt het water belucht. 7 Afvalwaterzuivering uitleg

8 De nabezinktank Vanuit de beluchtingstank stroomt het afvalwater naar de nabezinktank. In deze tank stroomt het water heel erg langzaam. Daardoor klonteren de bacteriën samen tot vlokken en zakken naar de bodem. Met een grote schraper wordt het actieve slib van de bodem gehaald. Een deel van dit slib wordt opnieuw gebruikt in de beluchtingstank. Het overtollige slib gaat naar de slibverwerkingsinstallatie. Als het actieve slib is verwijderd, is het water meestal schoon genoeg om op het oppervlaktewater geloosd te worden. Het zuiveringsproces is dan voltooid. Je kunt dit gezuiverde water niet drinken. Daarvoor is het niet schoon genoeg. Wel kunnen er vissen en andere dieren in leven. In de nabezinktank bezinken de bacteriën. Opdracht 6 Kruis aan. Welk slib uit een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt deels opnieuw gebruikt voor de zuivering van water? actief slib primair slib Een deel van het actieve slib wordt opnieuw gebruikt in het zuiveringsproces. Kruis aan. Wat doen bacteriën in het afvalwater? Ze verwijderen drijfvuil. Ze doen zand en steentjes zinken. Ze komen met het vuile water mee. Ze breken het vuil af. Actief slib bestaat uit miljarden bacteriën. Deze bacteriën breken het afval in het water af. 8 Afvalwaterzuivering uitleg

9 Slibverwerking Het slib wordt verwerkt in de slibverwerkingsinstallatie. In een grote tank laat men het slib gisten. Daarbij komt biogas vrij. Dit biogas wordt gebruikt als brandstof om elektriciteit op te wekken voor de rioolzuiveringsinstallatie of voor bijvoorbeeld kassen. Daarna wordt de rest van het slib gedroogd en verbrand. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt afvalwater gezuiverd via een biologische methode. Dat betekent: op een natuurlijke manier. Bacteriën doen hierbij het werk. Maar deze bacteriën kunnen meestal geen chemische stoffen opruimen. Van bepaalde chemische stoffen gaan ze zelfs dood. Bijvoorbeeld van terpentine en kwastenreiniger. Deze stoffen mogen daarom niet in het afvalwater terechtkomen. Ze horen bij het klein chemisch afval. In deze tank ontstaat biogas. Opdracht 7 Merkan maakt kwasten schoon met terpentine. Hij wil de terpentine wegspoelen in het riool. Asna houdt hem tegen. Merkan zegt: 'Laat nou, dit goedje wordt in de rioolwaterzuiveringsinstallatie uit het water gehaald.' Asna zegt: 'Nee, als je de terpentine in het riool gooit, komt het uiteindelijk in het milieu terecht.' Wie van hen heeft er gelijk? Leg uit waarom. Asna heeft gelijk. Terpentine is een chemische stof die waterdieren en bacteriën doodt. In de rioolwaterzuiveringsinstallatie maken bacteriën het afvalwater schoon. Door de terpentine gaan die bacteriën dood. Het water wordt dan niet schoongemaakt. De terpentine komt dus in het milieu als het via de nabezinktank in het afwateringskanaal stroomt. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt afvalwater gezuiverd via een biologische methode. Bacteriën doen hierbij het vuile werk: afval opruimen. Chemische stoffen kunnen ze niet opruimen. Van bepaalde chemische stoffen gaan ze zelfs dood. Bijvoorbeeld van terpentine en kwastenreiniger. Deze stoffen mogen niet in het afvalwater terechtkomen. Jij kunt daarbij helpen. Deze stoffen horen bij het klein chemisch afval. Als dergelijke stoffen toch in het afvalwater terechtkomen, wordt het water niet goed meer gezuiverd. En als het dan toch wordt geloosd in het oppervlakte water, zorgt het voor milieuproblemen. 9 Afvalwaterzuivering uitleg

10 Leerdoelen 1. Je kunt beschrijven hoe afvalwater wordt gezuiverd. 2. Je kunt de stappen van afvalwaterzuivering benoemen. 3. Je kunt per stap uitleggen wat er met het afvalwater gebeurt. 4. Je kunt uitleggen waarom er geen chemische stoffen in het afvalwater terecht mogen komen. rioolwaterzuivering Al het water dat in het riool terechtkomt, wordt op een biologische manier gezuiverd in een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Het rioolwaterzuiveringsproces verloopt zo: Er stroomt afvalwater via het riool naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie. Het afvalwater komt via roosters de installatie binnen. Een hark haalt het drijvende vuil van de roosters. Het afvalwater stroomt in een zandvang. Hier bezinkt het zand en de kleine steentjes die in het afvalwater zitten. Het afvalwater stroomt naar de voorbezinktank. Hier bezinken alle zware vuildeeltjes. Ze komen als primair slib op de bodem terecht en worden uit de tank verwijderd. Het slib wordt verwerkt in een slibverwerkingsinstallatie. Het afvalwater stroomt in de beluchtingstank. Hier wordt actief slib toegevoegd. Er wordt voortdurend lucht door het afvalwater geblazen. De bacteriën in het actieve slib zuiveren het afvalwater. Het gezuiverde afvalwater stroomt naar de nabezinktank. Hier bezinken de bacteriën. Ze komen als actief slib op de bodem van de tank terecht en worden verwijderd. Een deel hiervan wordt hergebruikt. Het gezuiverde water wordt naar het oppervlaktewater gepompt. Primair slib is vuil uit het afvalwater dat neerslaat op de bodem van een voorbezinktank. Actief slib is een mengsel van zuurstofgebruikende bacteriën die leven van afval in afvalwater. Chemische afvalstoffen in het afvalwater verstoren het zuiveringsproces in een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Voor een snel overzicht van de werking van waterzuivering kijk je op: www2.wve.waterschapshuis.asp4all.nl/rwzi/ index.html 10 Afvalwaterzuivering samenvating

11 Vraag 1 Kruis aan. Welk slib wordt in de voorbezinktank van een rioolwaterzuiveringsinstallatie uit het afwater gehaald? actief slib primair slib geen van beiden allebei Het vuil dat in de voorbezinkbak neerslaat op de bodem, noemen we primair slib. Dit primaire slib wordt met een langzaam ronddraaiende schraper voorzichtig van de bodem geschraapt en naar het midden van de bezinktank gevoerd. Daar wordt het opgevangen, zodat het kan worden verwerkt. Vraag 2 In welke tank van een afvalzuiveringsinstallatie wordt zuurstof toegevoegd? in de beluchtingstank In de beluchtingstanks wordt zuurstof in het water geblazen, zodat de speciale bacteriën die in aan het water worden toegevoegd hun werk goed kunnen doen. De bacteriën breken het afval in het water op biologische wijze af. 11 Afvalwaterzuivering test jezelf

12 Vraag 3 In welke volgorde stroomt het afvalwater door de rioolwaterzuiveringsinstallatie? 4In de voorbezinktank bezinken alle zware vuildeeltjes. 2Via het rooster wordt het drijvende vuil uit het afvalwater gehaald. 5In de beluchtingstank worden bacteriën toegevoegd. 8Het gezuiverde water wordt naar het oppervlaktewater gepompt. 6De bacteriën zuiveren het afvalwater. 3In de zandvang bezinkt zand dat in het afvalwater zit. 1Er stroomt afvalwater via het riool naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie. 7In de nabezinktank bezinken de bacteriën. Eerst stroomt het water door een rooster. Hier wordt het drijfvuil uit het water gezeefd. In de zandvang zinkt het zand dat in het afvalwater zit naar de bodem. Daarna wordt het afvalwater naar de voorbezinktanks gepompt. Hier zakken de vuildeeltjes in het afvalwater naar de bodem. Vanuit de voorbezinktanks wordt het afvalwater naar de beluchtingstanks gepompt. In de beluchtingstanks wordt zuurstof in het water geblazen. Daardoor kunnen bacteriën hun werk goed kunnen doen. De bacteriën breken het afval in het water op biologische wijze af. Na een poos wordt het afvalwater vanuit de beluchtingstanks naar nabezinktanks gepompt. Hier zakken de bacteriën naar de bodem. Het afvalwater is daarna schoon genoeg om te worden teruggepompt in het oppervlaktewater. Vraag 4 Kruis twee antwoorden aan. Wat gebeurt er in de beluchtingstank in een rioolwaterzuiveringsinstallatie? Er wordt drijfvuil uit het afvalwater gehaald. Er wordt zand uit het afvalwater gehaald. Er wordt zuurstof in het afvalwater gebracht. Er wordt primair slib uit het afval water gehaald. Er wordt actief slib aan het afvalwater toegevoegd. Er wordt primair slib aan het afvalwater toegevoegd. Een beluchtingstank is een grote bak waarin actief slib aan het water wordt toegevoegd. Actief slib bestaat uit miljarden bacteriën Deze bacteriën breken het afval in het water af. Voor deze afbraak hebben de bacteriën zuurstof nodig. Om ervoor te zorgen dat er steeds voldoende zuurstof in het water zit, wordt er lucht door het water gepompt. We zeggen: in de beluchtingstank wordt het water belucht. Dit kun je zien. Door de beluchting gaat het water kolken en schuimen. Intussen breken de bacteriën de afvalstoffen af, zodat het afvalwater schoner wordt. De bacteriën groeien flink en ze vermeerderen zich snel. 12 Afvalwaterzuivering test jezelf

13 Vraag 5 Kruis aan. In welke tank van een rioolwaterzuiveringsinstallatie zit het schoonste water? de beluchtingstank de voorbezinktank de zandvang de nabezinktank De nabezinktank is de laatste tank in het zuiveringsproces. Van hieruit wordt het afvalwater, indien het schoon genoeg is, naar het oppervlakte water gepompt. Het water in de nabezinktank is dus schoner dan het water in de andere tanks Vraag 6 Waarom mag nagellakremover niet in het riool terechtkomen? Nagellakremover is een chemische stof die organismen die in het water leven doodt. In de rioolwaterzuivering dood het de bacteriën in het actieve slib. Daardoor wordt het afvalwater niet goed gezuiverd. Nagellakremover wordt zelf niet uit het water gehaald in een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Het komt dus in het milieu terecht. In een rioolwaterzuiveringsinstallatie wordt afvalwater gezuiverd via een biologische methode. Bacteriën doen hierbij het vuile werk: afval opruimen. Deze bacteriën kunnen geen chemische stoffen opruimen. Van bepaalde chemische stoffen gaan ze zelfs dood. Bijvoorbeeld van terpentine en kwastenreiniger. Deze stoffen mogen niet in het afvalwater terechtkomen. Vraag 7 Kruis aan. Hoe vaak stroomt het water in het zuiveringsproces zo langzaam dat vaste deeltjes of resten naar de bodem kunnen zakken? 1 keer 2 keer 3 keer 4 keer meer dan 4 keer Het water stroomt heel langzaam in de zandvang, de voorbezinkstank en in de nabezinktank. In deze drie tanks kunnen vaste deeltjes en resten uit het afvalwater neerslaan. In de zandvang bezinkt het zand. In de voorbezinktank bezinken vaste deeltjes in het afvalwater In de nabezinktank bezinken resten van de bacteriën. 13 Afvalwaterzuivering test jezelf

14 Vraag 8 In welke volgorde verloopt het zuiveringsproces in een rioolwaterzuiveringsinstallatie? Kies de juiste volgorde. 4In de beluchtingstank worden bacteriën en zuurstof toegevoegd. 2Via de roosterhark wordt het drijvende vuil uit het afvalwater gehaald. 5In de nabezinktank bezinken de bacteriën. 3In de voorbezinktank bezinken alle zware vuildeeltjes. 1Er stroomt afvalwater via het riool naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie. Eerst stroomt het water door een rooster. Hier wordt het drijfvuil uit het water gezeefd. In de zandvang zinkt het zand dat in het afvalwater zit naar de bodem. Daarna wordt het afvalwater naar de voorbezinktanks gepompt. Hier zakken de vuildeeltjes in het afvalwater naar de bodem. Vanuit de voorbezinktanks wordt het afvalwater naar de beluchtingstanks gepompt. In de beluchtingstanks wordt zuurstof in het water geblazen. Daardoor kunnen bacteriën hun werk goed kunnen doen. De bacteriën breken het afval in het water op biologische wijze af. Na een poos wordt het afvalwater vanuit de beluchtingstanks naar nabezinktanks gepompt. Hier zakken de bacteriën naar de bodem. Het afvalwater is daarna schoon genoeg om te worden teruggepompt in het oppervlaktewater. Vraag 9 In welke tank van een rioolwaterzuiveringsinstallatie ontstaat primair slib? in de voorbezinktank In de voorbezinktanks zakken de vuildeeltjes in het afvalwater naar de bodem. Dit neergeslagen vuil noemen we primair slib. 14 Afvalwaterzuivering test jezelf

15 Vraag 10 Kruis de uitspraken aan die waar zijn. Rioolwater komt alleen uit huishoudens. waar niet waar Bacteriën zuiveren het water biologisch. waar niet waar Chemische stoffen zijn goed voor de biologische zuivering. waar niet waar Biogas wordt gemaakt uit slib. waar niet waar Uit slib kun je energie halen. waar niet waar Oppervlaktewater is bijvoorbeeld een rivier. waar niet waar Sommige bedrijven zuiveren hun eigen afvalwater. waar niet waar Slib wordt gedroogd en verbrand. waar niet waar Rioolwater komt niet alleen van huishoudens, ook van bedrijven. Chemische afvalstoffen in het afvalwater verstoren het zuiveringsproces in een rioolwaterzuiveringsinstallatie. 15 Afvalwaterzuivering test jezelf

16