Lamellenseparatoren 14 september 2006

Transcriptie

1 14 september 2006

2

3 De werking en het zuiveringsrendement van lamellenseparatoren bij afstromend hemelwater

4

5 Verantwoording Titel Lamellenseparatoren Opdrachtgever Stowa, Tauw bv Examencommisie Ir. F.C. Boogaard (Tauw) Dr. ir. D.C.M. Augustijn (UT) Dr. M.S. Krol (UT) Dr. ir. C.M. Dohmen-Janssen (UT) Auteur ing. J. (Jeroen) Rombout Projectnummer Aantal pagina's 108 (exclusief bijlagen) Datum 14 september 2006 Handtekening Colofon Tauw bv afdeling Water, Ruimte & Riolering Zekeringstraat 43 g 1014 BV Amsterdam Telefoon (020) Fax (020) Dit document is eigendom van de opdrachtgever en mag door hem worden gebruikt voor het doel waarvoor het is vervaardigd met inachtneming van de rechten die voortvloeien uit de wetgeving op het gebied van het intellectuele eigendom. De auteursrechten van dit document blijven berusten bij Tauw. Kwaliteit en verbetering van product en proces hebben bij Tauw hoge prioriteit. Tauw hanteert daartoe een managementsysteem dat is gecertificeerd dan wel geaccrediteerd volgens: - NEN-EN-ISO De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 5\108

6 6\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

7 Voorwoord Het voor u liggende rapport is het eindresultaat van mijn onderzoek naar de werking en het zuiveringsrendement van lamellenseparatoren, dat ik heb uitgevoerd voor het adviesbureau Tauw. Dit onderzoek is ter afronding van de studie Civiele Techniek aan de universiteit Twente. Het onderzoek heeft plaatsgevonden gedurende de periode van februari 2006 tot september Dit rapport maakt deel uit van een onderzoek van de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (Stowa) naar zuiverende voorzieningen voor de behandeling van afstromend regenwater. Het rapport zal dienen als achtergrond rapport bij dit onderzoek. Ik had mijn onderzoek niet op deze manier kunnen uitvoeren zonder de hulp van een aantal mensen. Allereerst wil ik de mensen bedanken die mij tijdens het onderzoek begeleid hebben en met raad en daad hebben bijgestaan: Floris Boogaard, afstudeerbegeleider bij Tauw Denie Augustijn, afstudeerbegeleider van de universiteit Twente Marjolein Dohlmen-janssen, afstudeerbegeleider van de universiteit Twente Maarten Krol, afstudeerbegeleider van de universiteit Twente Daarnaast hebben meerdere mensen mij geholpen om aan de nodige informatie voor mijn onderzoek te komen. In het bijzonder wil ik de volgende mensen bedanken voor hun hulp: Tom Dekker en Siebe Vrieswijk van Aquifer Jeroen Kluck van Tauw Deventer De afdeling water bij Tauw Amsterdam Gemeenten, waterschappen en hoogheemraadschappen voor de tijd en moeite die ze hebben genomen voor de interviews en het invullen van de enquête Sander Brandon, Bas Moonen en Jochem Genuit voor het vrijmaken van tijd voor interviews en het voorzien van informatie over hun producten Tot slot wil ik mijn ouders, Karen, Mark en mijn vrienden bedanken voor hun steun tijdens dit onderzoek. Jeroen Rombout Alphen aan den Rijn, september 2006 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 7\108

8 8\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

9 Samenvatting De laatste jaren is de visie op de omgang met regenwater gewijzigd. Vroeger werd het water zo snel mogelijk afgevoerd naar de rioolwaterzuivering wat voor de nodige problemen zorgde, zoals overstortingen en verdroging. Om deze problemen te verhelpen heeft er een omslag plaats gevonden op het gebied van de omgang met regenwater: het schone regenwater wordt zo min mogelijk afgevoerd naar de rwzi (afkoppelen), maar ter plaatse geïnfiltreerd in de bodem of afgevoerd door middel van een gescheiden stelsel naar het oppervlaktewater. De afweging voor de manieren waarop men met regenwater moet omgaan, wordt vooral gemaakt op basis van milieutechnische aspecten. Er dient vastgesteld te worden of afkoppelen van verhard oppervlak uit milieutechnisch oogpunt wenselijk is. Er mag immers geen sprake zijn van het in het milieu brengen van vervuilingen. Onderzoek wijst uit dat het afstromende regenwater van geen enkel verhard oppervlak schoon is. Dit betekent niet zozeer dat geen enkel verhard oppervlak in aanmerking komt voor afkoppelen, aangezien met deze methode op andere aspecten grote milieuwinst kan worden behaald. Wel betekent dit dat afkoppelen weloverwogen dient plaats te vinden. Er is een voorkeursvolgorde vastgesteld hoe er met afgekoppeld regenwater omgegaan moet worden. De volgende voorkeur is: hemelwater vasthouden voor benutting, water opvangen door toepassing van vegetatiedaken, infiltratie van afstromend hemelwater, afstromend hemelwater afvoeren naar het oppervlaktewater, afstromend hemelwater afvoeren naar de RWZI. Lamellenseparatoren worden gebruikt om het regenwater te zuiveren alvorens het wordt afgevoerd naar het oppervlaktewater. Het gaat hier om regenwater dat afkomstig is van licht tot matig verontreinigd oppervlak. Een lamellenseparator is één van de middelen om het regenwater dusdanig te zuiveren dat het minder schadelijk is voor het heersende milieu in het oppervlaktewater. Het gebruik van lamellenseparatoren bij het afkoppelen van hemelwater is een relatief nieuwe methode (sinds 1996), waar nog weinig over bekend is. Met name over het te behalen rendement en waar dit rendement van afhankelijk is, is nog weinig informatie verzameld. De doelstelling van het onderzoek is daarom ook: om een drietal systemen (lamellenseparatoren) met elkaar te vergelijken op een aantal beoordelingscriteria (rendement, kosten, onderhoud en beheer), door bestudering van de werking van lamellenseparatoren en de samenstelling van afstromend regenwater aan de hand van een model, onderzoeken en praktijkervaringen. De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 9\108

10 Conclusie Door middel van bezinking en opdrijving worden in een lamellenseparator verontreinigingen uit het hemelwater verwijderd. Door de lamellen wordt het bezinkbaar oppervlak vergroot en een laminaire en uniforme stroming gecreëerd. Deze effecten dragen bij aan een verbeterde bezinking en opdrijving. De processen coalscentie, coagulatie en flocculatie dragen daarnaast bij aan een betere bezinking en opdrijving. De werking van de lamellen is afhankelijk van de vuilvracht en het onderhoud van de lamellen. Dit is gebleken uit de beperkte ervaringen die nationaal en internationaal zijn opgedaan. Er vindt in nagenoeg alle gevallen waar lamellen worden gebruikt een reductie plaats van de concentraties verontreinigingen. Zware metalen, PAK s en minerale oliën zijn de belangrijkste verontreinigingen in afstromend water. De concentraties waarin deze verontreinigingen aanwezig zijn in het afstromende hemelwater hangen o.a. af van het soort afstromende oppervlak. De concentraties van de verontreinigingen hebben hierdoor een grote brandbreedte. Biologisch en chemisch zuurstof verbruik en nutriënten komen in mindere mate voor (overschrijden minder de normen) in afstromend regenwater. De kwaliteit en kwantiteit van het afstromend regenwater, de type stroming in de voorziening, de processen die zich in de voorziening afspelen, het ontwerp en de bezinkoppervlakte van de lamellenseparator en de frequentie van het onderhoud en beheer zijn de factoren waar het rendement van een lamellenseparator van afhankelijk is. Het is moeilijk, zo niet onmogelijk, om een rendement te bepalen dat een goed beeld geeft van de werkelijkheid door al deze factoren. Er zijn nog weinig praktijk gegevens waaraan het lamellenseparator-model gestaafd kan worden. Dit is een gevolg van het feit dat er momenteel geen monitoringsprojecten (dit blijkt uit de enquête gehouden onder instanties) lopen waar regelmatig en volgens een vast protocol monsters worden genomen en geanalyseerd. In Hoorn zijn, gedurende het onderzoek, uit een lamellenseparator slibmonsters genomen die geanalyseerd zijn. Uit de analyse is een afname in concentratie te zien is voor en na de lamellen. Hiermee wordt aangetoond dat de voorziening effect sorteert. De voorziening wordt niet onderhouden, wat de werking negatief beïnvloedt. In Schoorl zijn voor eenzelfde locatie het ontwerp en prijs vergeleken van drie producenten. Hieruit komt naar voren dat de producenten niet dezelfde ontwerpmethode hanteren, waardoor er voor een gelijke locatie verschil zit in prijs en dimensionering. Onder gemeenten en waterschappen is een enquête gehouden. Hieruit kwamen de volgende praktijkgegevens naar voren: 10\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

11 Voornamelijk wordt door beperkt ruimtebeslag (lamellenseparatoren vergen minder ruimte dan andere zuiverende voorzieningen) en omdat het geëist/geadviseerd wordt door waterschappen en hoogheemraadschappen gekozen voor een lamellensysteem en niet een andere zuiverende voorziening. Over de frequentie van het beheer van de lamellenseparatoren is nog veel onduidelijkheid bij de instanties. Bij het vergelijken van de lamellenseparatoren dient het onderhoud en beheer het zwaarst te wegen gevolgd door het zuiveringsrendement, de kosten en als laatste het ruimtebeslag. Doormiddel van een multi criteria analyse zijn drie systemen vergeleken op de criteria; rendement, kosten, beheer en onderhoud en ruimtebeslag. Uit de vergelijking blijkt dat 3D-water de hoogste score behaald er is echter geen producent die op alle criteria het hoogste scoort. De locatie waar de lamellenseparator geplaatst wordt, de wensen/behoeften en de kosten en baten bij zowel de aanschaf als het onderhoudsaspect zullen de keuze bepalen voor een bepaald systeem. Daarnaast zal de keuze afhangen van waar de beslisser de weging legt. Uit de praktijk zijn er geen rendementen bekend waardoor de systemen hierop niet vergeleken kunnen worden. Om toch de besluitvorming te ondersteunen is gekeken naar de mogelijkheden om, per specifieke situatie, snel te bepalen welk systeem de beste optie is. Hiervoor is er een beslismatrix opgesteld. Voor de keuze van een zuiverende voorziening dienen verschillende mogelijkheden vergeleken te worden. Voorzieningen als bodempassage, zandfilter en helofytenfilter kunnen naast een lamellenseparator worden meegenomen in de besluitvorming voor een zuiverende voorzieningen. Aanbeveling Het is aan te bevelen om in Nederland onderzoek te doen naar de deeltjesgrootte, verdeling en de binding van verontreinigingen aan specifieke deeltjesgrootte. Hierdoor kan voor de Nederlandse situatie bepaald worden welke deeltjesgrootte van belang zijn om af te vangen als er een bepaald rendement moet worden behaald. Bij het onderzoek moet ook gekeken worden naar andere verontreinigingen dan zware metalen. Naar de valsnelheid en het soortelijk gewicht per deeltjesgrootte moet onderzoek gedaan worden in Nederland. Met deze gegevens kan er gekeken worden naar een verband tussen de deeltjesgrootte en valsnelheid, er kan bepaald worden welke deeltjes achterblijven om daarmee kan rendement te bepalen. Er moeten meer monitoringsprojecten uitgevoerd om zo meer praktijkervaring te generen. Deze gegevens dienen ingevuld te worden in een landelijke database en kunnen als input dienen voor het lamellenseparator-model. Met deze gegevens komt men meer te weten over het functioneren van de voorzieningen en de praktijkervaringen. De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 11\108

12 Het is aan te bevelen om de gegevens die als input dienen voor het lamellenseparator-model of het model zelf te wijzigen bij nieuwe (monitorings-) resultaten. Door het lamellenseparatormodel of de input aan te passen kan het model een betrouwbaarder rendement geven. Het is aan te bevelen om vanuit Tauw een monitorings-/meetprotocol op te stellen waarvan alle projecten gebruik kunnen maken. Op deze manier is er een vergelijking mogelijk tussen de verschillende onderzoeken. 12\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

13 Inhoud Verantwoording en colofon... 5 Voorwoord... 7 Samenvatting Inleiding Aanleiding Probleemstelling Doelstelling Centrale vragen Methodologie Afbakening Maatschappelijke relevantie Leeswijzer Lamellenseparator Definitie lamellenseparator Werking lamellenseparator Lamellensystemen Processen in de lamellenseparator Internationaal onderzoek Rendementen bij bergbezinkbassins in Nederland Conclusie De kwaliteit van afstromend regenwater Inleiding De concentratie van verontreinigingen in (afstromend) regenwater Gebonden en opgeloste stoffen in afstromend regenwater De deeltjesgrootte in (afstromend) regenwater De binding aan deeltjes in (afstromend) regenwater De valsnelheid van deeltjes in (afstromend) regenwater Conclusie Het lamellenseparator-model De input van de gebruiker Model De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 13\108

14 4.3 Output Factoren waar het rendement van afhankelijk is Conclusie Cases Hoorn Schoorl Enquêtes en interviews Theorie versus praktijk Conclusie Vergelijking systemen Ontwerp kenmerken Rendementen Beheer en onderhoud Kosten Ruimtebeslag Beoordeling Beslissingstool Afweging t.o.v. andere zuiverende voorziening Conclusie Conclusies en aanbevelingen Conclusies Aanbevelingen Literatuurlijst Verklarende woordenlijst Bijlage(n): 1. Kwaliteit afstromend regenwater 2. Onderzoek binding van deeltjes 3. Tabellen en grafieken kwaliteit en samenstelling regenwater 4. Model 5. Cases 6. Interviews producenten, gemeenten en waterschappen 7. Vergelijking producenten 14\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

15 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 15\108

16

17 1 Inleiding 1.1 Aanleiding De laatste jaren is er een totaal andere kijk op de omgang met regenwater gekomen. Vroeger werd het water zo snel mogelijk afgevoerd met als gevolg dat riolering en rioolwaterzuivering bij grote regenbuien overbelast werden. Dit zorgde voor verschillende problemen. Door de grote hoeveelheid water in het riool werd de capaciteit overschreden hierdoor ontstonden er overstortingen van het ongezuiverde water uit het riool op het oppervlaktewater. Daarnaast had het water door de snelle afvoer naar het riool, geen tijd om in de bodem te infiltreren. Dit zorgde voor verdroging in de steden. Door verstedelijking nam het totale verhard oppervlak toe, waardoor de rwzi een steeds grotere capaciteit moest hebben om het toenemende water te zuiveren. Door deze ontwikkelingen heeft er een omslag plaats gevonden op het gebied van de omgang met regenwater: het schone regenwater wordt zo min mogelijk afgevoerd naar de rwzi (afkoppelen), maar ter plaatse geïnfiltreerd (o.a. wadi s) in de bodem of afgevoerd door middel van een gescheiden stelsel naar het oppervlaktewater [4]. In verschillende Rijksnota s (de Nota s Waterhuishouding, de Nationale Milieubeleidsplannen, de Nota Anders omgaan met water Waterbeleid in de 21e eeuw) is reeds beleid ten aanzien van de omgang met regenwater opgenomen. Dit beleid heeft als hoofdlijnen [5]: zo veel mogelijk beperken van verontreiniging van het regenwater; beperken van de overstorten door aanpassingen aan rioolstelsels en door afkoppelen; uitgaan van de drietrapsstrategie vasthouden, bergen en afvoeren bij omgang met regenwater. Afkoppelen Het afkoppelen van verhard oppervlak is een maatregel die aansluit bij bovenstaand beleid. Met afkoppelen wordt bedoeld [6]: Het niet aansluiten of ongedaan maken van de regenwateraansluiting op het riool. Hiermee wordt het bereiken van verschillende doelstellingen op gebied van water, milieu en omgevingskwaliteit tegelijk mogelijk gemaakt [7]. De afweging voor de manieren waarop men met regenwater moet omgaan, wordt vooral gemaakt op basis van milieutechnische aspecten. De reden dat met name naar dit aspect wordt gekeken, is dat primair vastgesteld dient te worden of afkoppelen van verhard oppervlak uit milieutechnisch oogpunt wenselijk is. Er mag immers geen sprake zijn van het in het milieu brengen van vervuilingen. Het streven naar een duurzame ontwikkeling van stedelijke watersystemen speelt De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 17\108

18 hierbij een leidende rol. Om invulling te geven aan het begrip duurzame ontwikkeling zijn er drie doelstellingen geformuleerd, te weten [6]: zo zorgvuldig mogelijk omgaan met de hulpbron water; zo min mogelijk doorschuiven van problemen in ruimte en tijd; streven naar een grote betrokkenheid van burgers bij het milieu in het algemeen en de waterhuishouding in het bijzonder. Onderzoek wijst uit dat van geen enkel verhard oppervlak het afstromende regenwater schoon is [27]. Dit betekent niet zozeer dat geen enkel verhard oppervlak in aanmerking komt voor afkoppelen, aangezien met deze methode op andere aspecten grote milieuwinst kan worden behaald. Wel betekent dit dat afkoppelen weloverwogen dient plaats te vinden. Ten behoeve van de afweging worden vaak de volgende criteria gebruikt [6]: reductie van verontreinigingsvrachten; besparing van drinkwaterverbruik; het zo goed mogelijk handhaven, dan wel herstellen van het natuurlijke hydrologische systeem; het minimaliseren van de verspreiding van verontreinigingen in het milieu. Op basis van de genoemde criteria kan de volgende voorkeur van afkoppeltechnieken worden voorgesteld [6]: 1. Hemelwater vasthouden voor benutting; 2. Water opvangen door toepassing van vegetatiedaken; 3. Infiltratie van afstromend hemelwater; 4. Afstromend hemelwater afvoeren naar het oppervlaktewater; 5. Afstromend hemelwater afvoeren naar de RWZI. De genoemde volgorde moet niet als dwingend worden geïnterpreteerd. Zo kan het uit oogpunt van duurzaam waterbeheer wenselijk zijn om juist regenwater te infiltreren in plaats van te gebruiken of op te vangen op een vegetatiedak. Ook kunnen locatiespecifieke omstandigheden worden meegenomen zoals de kwaliteit van het ontvangende oppervlaktewater alsmede de functie of het ambitieniveau ervan. Benutting van regenwater heeft de voorkeur boven andere afkoppeltechnieken omdat dit een besparing oplevert voor het drinkwatergebruik en de verontreinigingsvrachten van overstorten worden gereduceerd terwijl geen verontreinigingen direct aan het milieu worden toegevoegd. Bij vegetatiedaken zijn de aan het milieu toegevoegde verontreinigingsvrachten gering, omdat slechts een geringe hoeveelheid regenwater van vegetatiedaken afstroomt. Bovendien is de 18\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

19 kwaliteit van het afstromend regenwater goed doordat geen uitlogende materialen worden toegepast en het dak het regenwater filtert. Infiltratie van regenwater is doorgaans te prefereren boven afvoer naar oppervlaktewater, omdat: infiltratie beter aansluit bij het streven naar het zo goed mogelijk handhaven of herstellen van het natuurlijk hydrologische systeem; infiltratie beter aansluit bij het streven naar het vastleggen dan wel minimaliseren van de verspreiding van verontreinigingen in het milieu. Afvoer van regenwater naar oppervlaktewater wordt toegepast wanneer infiltratie niet mogelijk is. Bij afkoppelen van verhard oppervlak door afvoer naar oppervlaktewater is de aanwezigheid van oppervlaktewater in de nabije omgeving van het af te koppelen verharde oppervlak van invloed op de praktische uitvoerbaarheid ervan. De (negatieve) invloed van het af te koppelen regenwater op de oppervlaktewaterkwaliteit dient zeer gering te zijn. Om deze doelstellingen na te streven, dienen er voorzieningen te worden geïnstalleerd/gerealiseerd. Een selectie van de verschillende voorzieningen die er zijn staan, per categorie, vermeld in Tabel 1.1. Tabel 1.1 Overzicht afkoppelvoorzieningen [6] Afkoppeltechnieken Benutting Vasthouden Bovengrondse-infiltratie Ondergrondse-infiltratie Voorzieningen Regenton Regenwatercloset Vegetatiedak Doorlatende verharding Wadi Infiltratiesleuf en koffer Infiltratieput en infiltratiebed Zuiveren Afvoer Bladvang en filters Bodempassage Lamellenseparator Olieafscheider slibvang Helofytenfilter Directe afvoer naar oppervlakte water Lamellenseparator Dit onderzoek is gericht op lamellenseparatoren. Lamellenseparatoren worden gebruikt om het regenwater te zuiveren alvorens het wordt afgevoerd naar het oppervlaktewater. Het gaat hier om De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 19\108

20 regenwater dat afkomstig is van licht tot matig verontreinigd oppervlak. Een lamellenseparator is één van de middelen om het regenwater dusdanig te zuiveren dat het minder schadelijk is voor het heersende milieu in het oppervlaktewater (zie Tabel 1.1). Het gebruik van lamellenseparatoren bij het afkoppelen van hemelwater is een relatief nieuwe methode (sinds 1996 in Nederland). In industrieën zoals olieraffinaderijen en bij rioolwaterzuiveringsinstallaties wordt het al langer toegepast in Nederland. Omdat het een relatief nieuwe methode is, is er nog weinig bekend over toepassing bij zuivering van afstromend regenwater. Met name over het te behalen rendement en waar dit van afhankelijk is, is nog weinig informatie verzameld. In het productenoverzicht afkoppelen (ProA) [57], staat hierover het volgende: Momenteel is een beperkt aantal leveranciers actief. De aanbiedingen van deze leveranciers zijn moeilijk te vergelijken omdat ze totaal andere uitgangspunten gebruiken. De één gaat uit van praktijkgegevens uit het buitenland en de ander gaat uit van modellering. Hierdoor gebruiken ze in aanbiedingen voor de key parameter voor dit soort systemen, de oppervlaktebelasting, zeer verschillende waarden. Deze parameter staat in direct verband tot de kosten zodat de aanbieders deze logischerwijze op het scherpst van de snede hanteren, hetgeen ook gebeurt. In dat geval blijft het probleem van garanties op kwaliteit van behandeld water. De toegepaste modelleringen zijn bovendien niet inzichtelijk en geven op het eerste gezicht (expert judgement) sterke overschattingen van toelaatbare oppervlaktebelastingen. Dit heeft alles te maken met het toepassen van de Wet van Stokes bij bezinkbare deeltjes. Op zich is deze wet hard. Echter de invoerparameters niet. Met name soortelijke gewichten van de bezinkbare deeltjes inclusief hun vuil- en waterfilm overschatten aanbieders stelselmatig. Tevens onderschatten ze de viscositeit van het water. Verantwoordelijkheid Door de versterking van verantwoordelijkheden zijn de gemeenten genoodzaakt maatregelen te nemen betreffende hemelwater. De gemeentelijke regierol vloeit voort uit de veranderingen die in het stedelijk gebied moeten plaatsvinden. De scheiding van het regenwater en afvalwater begint op perceelsniveau, waarbij voor het regenwater door gemeente en waterschap oplossingen op lokale schaal worden gezocht. Wie de verantwoordelijkheid voor het regenwater draagt, wordt als volgt geformuleerd [5]: De primaire verantwoordelijkheid voor het omgaan met regenwater draagt degene bij wie het regenwater als gevolg van verharden en overkappen vrijkomt. De verantwoordelijkheid wat betreft de kwaliteit van het regenwater ligt dus in veel gevallen bij de gemeente, aangezien zij voor het merendeel eigenaar zijn van het verhard oppervlak in de 20\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

21 steden. Daarnaast wordt er door de KRW gekeken naar de kwaliteit van onder andere het oppervlaktewater. De waterbeheerders dienen hierdoor dus extra aandacht te besteden aan de kwaliteit van het water dat geloosd wordt op het oppervlaktewater. Door deze verschuivingen van verantwoordelijkheden zijn steeds meer gemeenten geïnteresseerd in afkoppeltechnieken. In veel bestaande situaties is het niet mogelijk om ruimte te creëren voor infiltratie en moet het water worden afgevoerd naar het oppervlaktewater. Hierdoor komen de kleinschalige zuiveringstechnieken steeds meer in zicht. Door de toenemende interesse komen bij de Stowa ook steeds meer vragen over lamellenseparatoren van zowel waterschappen als gemeenten binnen. Het gaat hierbij om vragen over de werking, de processen die zich afspelen in de separator, het rendement, de kosten e.d. Waar bij andere zuiverende technieken voldoende (wadi s en bergbezinkvoorzieningen) onderzoek gedaan is naar deze onderwerpen, zijn deze niet onderzocht voor lamellenseparatoren. Dit rapport zal daarom het tekort aan informatie aanvullen, zodat er door gemeenten en waterschappen een gedegen onderbouwde keuze voor een techniek gemaakt kan worden. 1.2 Probleemstelling De probleemschets geeft de aanleiding van het onderzoek weer en beschrijft een aantal problemen die naar voren komen bij het onderzoeken van het zuiveringsrendement van lamellenseparatoren. De probleemstelling luidt als volgt: Wat is het rendement van lamellenseparatoren en van welke factoren is het rendement afhankelijk bij het behandelen van regenwater, onder verschillende praktijkomstandigheden en bij verschillende systemen? 1.3 Doelstelling De doelstelling moet een antwoord geven op de reeds geformuleerde probleemstelling, en luidt als volgt: Doel van het onderzoek is om een drietal systemen (lamellenseparatoren) met elkaar te vergelijken op een aantal beoordelingscriteria (rendement, kosten, onderhoud en beheer en ruimtebeslag), door bestudering van de werking van lamellenseparatoren en de samenstelling van afstromend regenwater aan de hand van een model, onderzoeken en praktijkervaringen. De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 21\108

22 1.4 Centrale vragen De centrale vragen zijn gedefinieerd om de probleemstelling concreter te maken en een kader te schetsen waarbinnen het onderzoek zal worden verricht. De deelvragen zorgen voor onderbouwing van de centrale vragen. De centrale vragen zijn als volgt gedefinieerd: 1. Hoe werken lamellenseparatoren? 2. Wat is de samenstelling van afstromend hemelwater? 3. Is het rendement van lamellenseparatoren te bepalen door middel van modellering en geeft dit een goed beeld, van de resultaten uit de praktijk? 4. Wat zijn de praktijkervaringen met lamellenseparatoren? 5. Hoe worden de drie verschillende systemen beoordeeld in het licht van de gestelde criteria? 6. Wat leren we van de resultaten van de vergelijking van de drie onderzochte lamellenseparatoren en de afhankelijkheden van het rendement, en hoe kunnen deze resultaten het beste worden weergegeven, met het oog op aanbevelingen voor de besluitvorming? 1.5 Methodologie In Figuur 1.1 is het onderzoeksmodel weergegeven met de methodologie die gebruikt is tijdens het onderzoek. Het onderzoeksmodel is van links naar rechts opgebouwd. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen een theoretisch onderdeel, dat wordt ingevuld door middel van een literatuurstudie en een empirisch onderdeel. Hieraan zal invulling worden gegeven door casestudies en interviews/enquêtes. Figuur 1.1 Onderzoeksmodel met de gebruikte methoden 1.6 Afbakening Gedurende het onderzoek zal het niet mogelijk zijn het zuiveringsrendement precies te achterhalen. Hiervoor is het rendement niet constant genoeg en is deze te veel afhankelijk van invloedsfactoren. Er zal hierdoor gekeken worden of het mogelijk is een range aan te geven waarbinnen het rendement ligt. Daartoe zullen de factoren waarvan het rendement afhankelijk is worden bepaald en zover mogelijk gekwantificeerd. 22\108 De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater

23 De lamellenseparatoren worden al op verschillende locaties gebruikt om hemelwater te zuiveren. Daarnaast wordt deze techniek ook gebruikt bij het zuiveren van rioolwater in bergbezinkbassins (BBB), industrieel water en bij het zuiveren van effluent bij rwzi s. Het onderzoek naar het rendement van lamellenseparatoren en de factoren die van invloed zijn op het rendement, zal zich daarom niet alleen toespitsen op het gebruik bij de behandeling van regenwater. Er zal in het onderzoek ook gekeken worden welke rendementen behaald worden bij de sector die het dichtst komt bij de toepassing van lamellenseparator voor regenwater, namelijk de rendementen bij BBB. In Nederland zijn er een beperkt aantal producenten actief die de lamellenseparatoren leveren. In dit onderzoek zal gekeken worden naar een drietal systemen, te weten: 1. De Hydrocompact separator van AQA Hydrasep; 2. De M-pack afscheider van Facet; 3. De combi-afkoppelput van 3D water. Door Tauw en Stowa is bepaald dat deze drie systemen momenteel een representatief beeld geven van de lamellenseparatoren die als product in Nederland worden aangeboden. 1.7 Maatschappelijke relevantie Momenteel zijn de gemeenten en waterschappen bezig met (of gaan in de nabije toekomst beginnen met) het afkoppelen van regenwater. Het huidige beleid en de regelgeving sturen/stimuleren het verantwoord afkoppelen. Hiermee wordt bedoeld dat het afkoppelen van verharde oppervlakken niet mag leiden tot de introductie van nieuwe bronnen van verontreiniging [8]. Om het water toch te lozen op het oppervlaktewater moet het gezuiverd worden. Eén van de methodes om dat te doen is de toepassing van lamellenseparatoren. Om de toepassing van deze techniek te overwegen hebben zowel gemeenten als waterschappen er belang bij om te weten wat de werking van de lamellenseparatoren is, welke processen er spelen, welke zuiveringsrendementen er kunnen worden verwacht bij lamellenseparatoren en waar dit rendement van afhankelijk is, De laatste jaren zijn er veel rapporten verschenen en is er veel onderzoek gedaan naar de volgorde en de methodes waarop er afgekoppeld kan worden. Veel van de methodes om het hemelwater af te koppelen, zijn slechts globaal beschreven. Er is geen overzichtelijke informatie aanwezig om een oordeel te geven over de werking en het rendement. In deze behoefte zal dit project voorzien. Er wordt in dit rapport niet in de breedte gewerkt maar in de diepte, toegespitst op lamellenseparatoren. Vanuit de waterschappen en gemeenten is hier behoefte aan. Dit blijkt uit de vragen die neergelegd worden bij Stowa. Door het inzicht dat wordt verkregen, kan de besluitvorming over het afkoppelen en behandelen van regenwater worden verbeterd. Het onderzoek zal duidelijkheid geven over de geschiktheid De werking en het zuiveringsrendement bij afstromend hemelwater 23\108