nutriënten Rob van den Boomen Ruud Kampf 29 maart 2012

Transcriptie

1 Effecten op zwevend stof en nutriënten Rob van den Boomen Ruud Kampf 1

2 INHOUD 1. wat is zwevend stof (ZS)? 2. verandering van de hoeveelheid ZS in een Waterharmonica: bij normale belasting en bij een slibuitspoeling 3. verandering van de samenstelling van ZS 4. verandering van nutriënten 5. mogelijkheden voor optimalisatie 6. resumerend 2

3 1. Wat is zwevend stof? alle deeltjes die in water voorkomen, in verschillende grootte, in verschillende vorm en in verschillende samenstelling. Verschillende indelingen voor deeltjes : organisch of anorganisch deel levend of dood afmeting: groot of klein soort: micro-organismen versus bv. virussen wel of geen effect op omgeving: pathogenen wel (bacteriën, virussen, schimmels) herkomst: gevormd in rwzi (actief-slib, gegist slib) of al in influent 3

4 Zwevend stof is lastig te bepalen Basis analyse => zwevend stof als droge stof (mg/l) Aanvullende info uit bepaling van: organisch/anorganisch E. Coli als maat voor pathogen Chlorophyl-A als maat voor algen Onvrede over bestaande analyses => Stowa project a) analysetechnieken b) analyse Waterharmonica s in Nederland c) praktijkonderzoek met pieken in zwevend stof in Aqualân Grou 4

5 a) verschillende analysetechnieken ticle size ribution Part dist Che emical part ticle com mposition Biol ogical part ticle com mposition Spa atial particle stru ucture Chemical analyzers Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM-ED) Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) Laser diffraction Laser back scattering Spatial filter velocimetry Acoustic spectrometry Electroresistance counting Flow cytometry Particle video microscopy Manual microscopy Fluorescent In Situ Hybridization (FISH) Environmental scanning electron microscopy (ESEM) Confocal laser scanning microscopy (CLSM) Indicator species culturing Real time quantitative Polymerase Chain Reaction (QPCR) Multiplex QPCR Denaturing Gel Electrophoresis (DGE) DNA restriction analysis DNA microarrays Matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-TOF MS) Path hogen dete ection 5

6 b) Onderzochte Waterharmonica s Waterharmonica s Elburg E Everstekoog t k Land van Cuijk Moerasbos Hapert Grou Sint Maartensdijk Klaterwater Ootmarsum. 6

7 2) Verandering van de hoeveelheid meetgegevens g van 8 Waterharmonica s, meerdere jaren, vaak maandelijkse metingen, meestal normale werking/belasting Elburg (vanaf 1978) en Everstekoog (vanaf 1995): ZS gelijk of nog een toename van zwevend stof in de Waterharmonica andere zes systemen: vergelijkbaar effect lage gehalten (5 a 10 mg/l), helder water Zwevend stof paradox! 7

8 ndestof media aan (mg/l) Zweve afloop nabezinktank zandfilter vlooienvijver helofyten eindvijver/bos 1) Zwevend stof paradox Land van Cuijk Land van Cuijk Land van Cuijk Hapert Noord Hapert Zuid Sint Maartensdijk Sint Maartensdijk effluent Sint Maartensdijk Kaatsheuvel Grou Ootmarsum 8

9 onderzoek op Aqualân Grou 9

10 Verandering van piekwaarden? JA,,goede buffering van (incidentele) extremen uit de nabezinktank 30 Zwev vendestof (mg/l) Effluent Na daphnia Na helofyten Paaivijver Locatie Zw evend stof range (mg/l) Effluent 0-18,9 Einde vlooienvijvers 0,5-10,0 Einde rietsloten 0,2-12,2 Paaivijver 2,9-54,9 10

11 Bevestigd in specifiek piekonderzoek! Grou: proef: 230 mg/l opgewekt gedurende 8 uur meer dan 95% wordt gebufferd in eerste vijvers! 250 Zwevend stof concentr ratie (mg/l) ,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 dosering van slib tijd (dagen) aan het effluent Begin bezinkvijvers Eind bezinkvijvers Eind rietsloten 11

12 3) Verandert de samenstelling? Het water uit de nabezinktank ecologiseert, meer soorten organismen en met name andere soorten actief slib in effluent meer natuurlijk ZS verder: presentatie Bram Pathogenen Foto s Annie Kreike, Waterproef 12

13 4) Veranderen nutriënten en hoeveel? nutriënten verwijdering het beste in de RWZI zelf maar in de Waterharmonica treedt wel verwijdering op: N tot = 10-25%, P tot = 2-40% N-totaal P-totaal belasting verw ijdering percentage belasting verw ijdering percentage kgn/ha.jaar kgn/ha.jaar % kgp/ha.jaar kgp/ha.jaar % Land van Cuijk Everstekoog Sint Maartensdijk Hapert Ootmarsum Klaterw ater/kaatsheuvel Zweden: N tot 25-50%, 50% Spanje : N tot 80-90% 13

14 4) Veranderen nutriënten en hoeveel? verwijdering is afhankelijk van belasting: absolute verwijdering neemt toe, rendement neemt af,! 14

15 Omzetting van componenten van (N) afbraak ammonium, toename nitraat met name in de zomer zit meeste N in N org misschien wel N-limiterend! N verwijdering met name in rietsloten! Stikstoffracties t eind vlooienvijver ij 4,00 stikstof (mg g/l) 3,00 2,00 1,00 Ntot Nkj (NH4+Norg) Norg NH4 NO2+NO ,00 1-mrt-07 1-apr-07 1-mei-07 1-jun-07 1-jul-07 1-aug-07 1-sep-07 1-okt-07 datum 15

16 Mogelijkheden voor optimalisatie compartimenten vlooienvijvers en rietsloten hebben duidelijk eigen en aanvullende rol dus beiden opnemen vlooienvijvers ij zouden meer zoöplankton moeten hebben (betere verwijdering/omzetting ZS en pathogenen). Mesocosm proeven wijzen dit uit. 16

17 Grou Mesocosms Effluent in 17

18 Optimalisatie is mogelijk Effluent mesocosm A mesocosm B Effluent mesocosm vlooienvijver rietsloten vlooienvijver rietsloten paaivijver paaivijver 18

19 Optimalisatie is mogelijk Effluent mesocosm m1 mesocosm m2 mesocosm m3 mesocosm m4 NH4: In: 1,4 mg/l, Uit: 0,2 mg/l Verwijdering:1,2 mg/l (80-90%) 19

20 Mogelijkheden voor optimalisatie Daartoe predatoren (vis) eruit, planten eruit. laatste compartiment met waterplanten en vis vormt het laatste deel van de mengzone tussen waterketen en watersysteem: het ZS is natuurlijk 20

21 Resumerend Waterharmonica verwijdert het zwevende stof afkomstig uit de rwzi en zet het om in een meer natuurlijke samenstelling van pathogenen naar algen en watervlooien De Waterharmonica levert: netto niet echt een lager gemiddelde aan ZS wel een buffering van pieken. Dus van belang voor vergunning en voor KRW-waterlichaam! Vlooienvijvers zijn goed voor desinfectie en zwevend stofverwijdering, maar moeten niet te natuurlijk worden ingericht, en er mag geen vis in zitten 21

22 Resumerend, vervolg Bezinking zorgt voor P verwijdering (ongeveer gelijk in vijvers en rietsloten) Rietsloten halen stikstof weg (nitrificatie, maar vooral denitrificatie) N en P verwijdering: 0-40% P tot en 10-25% N tot Minder effectief bij hogere belasting Hoge rendementen zijn mogelijk bij: Lage invoer gehalten Lage belastingen 22

23 tel fax Deventer Almere Amsterdam Breda Den Haag Heerenveen Maastricht Rotterdam België (Antwerpen) Indonesië (Jakarta) Kazachstan (Aktau, Almaty, Atyrau) Letland (Riga) Rusland (St. Petersburg) Vietnam (Ho Chi Minh City) 23