Waterkwaliteit en -verbruik van groene wanden

Transcriptie

1 Waterkwaliteit en -verbruik van groene wanden Joris Van Herreweghe WTCB - labo microbiologie en gezondheid Met de financiële steun van: 1

2 Overzicht presentatie Doelstelling & Proefopstelling Bevindingen meetcampagnes Conclusies en aanbevelingen 2

3 Groene wanden? Groene gevels Zonder klimhulp (hechtende planten) Ja Groene wanden Grondgebonden?* Met klimhulp (hout, metaal, textiel) Inert substraat (rotswol, lavakorrels, textiel, ) HYDROCULTUUR Neen Dik (vb. rotswol, ) Dun (vb. textiel, ) Living Wall Systems Organisch substraat (potgrond, veenmos, ) Dik (vb. korf, plantenbak, goten, ) Dun (vb. folie, textiel met plantzakken, ) *Grondgebonden? ja: meestal geen irrigatiesysteem neen: meestal wel irrigatiesysteem en continue bemesting 3

4 Doelstelling Context: LWS vs grond gebonden groen Verschillende systemen Weinig concrete gegevens Specifieke doelstellingen: Idee van: waterverbruik, kwaliteit en kwantiteit effluentwater Wat ermee te doen(ifv kwaliteit en kwantiteit)? Opslag en hergebruik (woning, wand), lozing,... 4

5 Proefopstelling: in beeld Negen verschillende LWS systemen: 2 jaar opvolging: Garsy, Plantdesign, Mobilane, Karoo, Ecoworks, Muurtuin & Sempergreen 1 jaar opvolging: verticaal.be en Vertiss 5

6 Proefopstelling: irrigatie en fertigatie Technische ruimte: Verdeel en voedingsinstallatie Tijdgestuurde irrigatie per wand (max 6 watergiften/24h) Dosering en type plantenvoeding aanpasbaar per wand/seizoen Opvolging waterverbruik d.m.v. precieze debietsmeting Standaard met leidingwater (beschikbaarheid & stabiliteit) Beregencomputer digitale Debietsmeting + logger Voorraad voedingsoplossing Volumetrisch doseerapparaat 6

7 Proefopstelling: irrigatie en fertigatie Wateraanvoer (IN) Via debietmeter (L) Waterbalans & kwaliteit drainwater Staalfles voedingswater Ingaande waterkwaliteit Living wall = Black box : Neerslag op bladeren in/uit? Δ wateropslag in substaat? verdamping door substraat? verdamping door textiel? Opvang drainwater (UIT) Kwantiteit (L) Kwaliteit i.f.v. eindbestemming (hergebruik, lozing, ) 7

8 Proefopstelling: irrigatie en fertigatie Bemesting Staalname drainwater Staalnamefles voedingswater 8

9 Overzicht presentatie Doelstelling & Proefopstelling Bevindingen meetcampagnes Kwaliteit effluentwater waterbalans Conclusies en aanbevelingen 9

10 Bevindingen: kwaliteit stap voor stap Instellen irrigatie basis= instructies fabrikant optimalisatie = minimalisatie drain & substraat voldoende vochtig Twee meetcampagnes VOOR opstart bemesting = invloed systeem op kwaliteit effluentwater Opstart bemesting Twee meetcampagnes NA opstart bemesting per jaar = invloed systeem + bemesting op kwaliteit effluentwater Legende codering a.d.h.v. voorbeeld O Organisch D Dik OD+ +/++/+++ Hoeveelheid substraat I Inert d Dun 10

11 Bevindingen: bemesting Bemestingsschema(zomer) Systeem / type bemesting Meststof in korrelvorm Meststof a (vraag fabrikant) OD+ (dc) x OD++ (1) (b) OD+++ (1) (dc) x OD+++ (2) (dc, a) x x Od++ (b) Id (c) ID (b) OD++ (2) (b) OD+++ (3) (b) Meststof b (WTCB/PCS) x x x x x Meststof c (voorschrift fabrikant) x Meststof Osmocote Exact 8 9M Standard Extra Acidifier + Salpeterzuur Extra Acidifier + Hard water Grow special Peters Professional Pot Plant Special Dosering (finale conc) 3 g/l substraat 0,6 g/l + 0,0076% 0,25g/l + 0,25 g/l 0,5 g/l Regime Eenmalig in lente Continu Continu Continu Leidingwater Limelette = 37 F = hard water Winter: PCS/WTCB - Hard Water Finisher + Extra Acidifier Meetcampagnes waterkwaliteit enkel met zomer meststof 11

12 Bevindingen: analyseparameters LOZING Stoffen in suspensie Stikstof (N) Fosfor (P) ph Biologisch zuurstof verbruik PLANTENVOEDING Kalium (K) conductiviteit Calcium (Ca) bacteriën Magnesium(Mg) schimmels kleur Bezinkbare stoffen OPSLAG &HERGEBRUIK 12

13 Bevindingen: kwaliteit ph zonder vs met bemesting 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Dc = discontinue bemesting => vgl met leidingwater a,b,c = continue bemesting = vgl met meststof zonder bemesting Met bemesting (2de jaar) Bovengrens Vlarem Met bemesting (1ste jaar) Ondergrens Vlarem µs/cm Conductiviteit zonder vs met bemesting Legende codering a.d.h.v. voorbeeld O Organisch D Dik OD+ +/++/+++ Hoeveelheid substraat I Inert d Dun = capillaire irrigatie Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar) 13

14 Bevindingen: kwaliteit Schijnbare kleur (stoffen in oplossing + in suspensie) zonder vs met bemesting Eigenlijke kleur (stoffen in oplossing) zonder vs met bemesting PtCo PtCo Schijnbare zonder Schijnbare met (1ste jaar) Schijnbare met (2de jaar) Eigenlijke zonder Eigenlijke met (1ste jaar) Eigenlijke met (2de jaar) Kleur in 2 de jaar bemesting, met uitzondering van OD++(2) (b) en OD+++(3) (b) OD++ (1) (b) Id (c) OD+++ (1) (dc) OD+ (dc) Od++ (b) OD+++ (2) (dc, a) ID (b) OD++ (2) (b) OD+++ (3) (b) Leiding Mesttof c Mesttof a Mesttof b 14

15 mg/l Bevindingen: kwaliteit Stoffen in suspensie zonder vs met bemesting mg O 2 /L COD zonder vs met bemesting Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar) 0 BOD (berekend) zonder vs met bemesting Zonder bemesting Met bemesting (2de jaar) Met bemesting (1ste jaar) Limiet Vlarem mg O 2 /L Zonder bemesting 35% Zonder bemesting 65% Met bemesting 35% (1ste jaar) Met bemesting 35% (2de jaar) Limiet Vlarem Met bemesting 65% (1ste jaar) Met bemesting 65% (2de jaar) 15

16 Bevindingen: kwaliteit Stikstof (N totaal) zonder vs met bemesting mg/l mg/l Fosfor (P totaal) zonder vs met bemesting mg/l Kalium (K) zonder vs met bemesting Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar) 16 Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar)

17 Bevindingen: kwaliteit Hardheid (1 F = 1 mg CaCO 3 /100ml) zonder vs met bemesting F Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar) Calcium (Ca 2+ ) zonder vs met bemesting Magnesium (Mg 2+ ) zonder vs met bemesting mg/l mg/l Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar) 17 Zonder bemesting Met bemesting (1ste jaar) Met bemesting (2de jaar)

18 kwaliteit effluent water: Samenvatting invloed systeem en voeding op parameters drain Parameter Systeem Voeding Organisch Inert Discontinu Continu ph x x /x Conductiviteit (x (D & ++/+++)) Kleur x xx(d & ++/+++) xx (1ste) xxx (2de) x Stoffen in suspensie COD xx (D&++/+++) x (1ste jaar) x (D & ++/+++) (2de jaar) BOD xx (D&++/+++) x x (grens) x (D & ++/+++) 2de jaar Stikstof xx (1ste jaar) xxx (2 de jaar) Fosfor (x) Kalium (x (D&+++)) xx Hardheid Ca ( ) ( ) (1ste jaar) x (2de jaar) (1ste jaar) x (2de jaar) (1ste jaar) x (2de jaar) (1ste jaar) x (2de jaar) Mg (x (D&+++)) x/xx/xxx: invloed, sterke of zeer sterke invloed : geen tot beperkte invloed 18

19 Overzicht presentatie Doelstelling & Proefopstelling Bevindingen meetcampagnes Kwaliteit effluentwater waterbalans Conclusies en aanbevelingen 19

20 Bevindingen: waterbalans (gem. over meetcampagnes) OD+ (dc) OD++ (1) (b) OD+++ (1) (dc) OD+++ (2) (dc, a) Od++ (b) Id (c) ID (b) OD++ (2) (b) OD+++ (3) (b) Gemiddelde L/m².jaar m² m³/jaar Aanvoer Drain Verbruik Drain Verbruik Op basis van gemeten dagverbruik omgerekend naar jaarbasis rekening houdende met 50% wetergiftregime gedurende half jaar (herfst en winter) 20

21 Overzicht presentatie Doelstelling & Proefopstelling Bevindingen meetcampagnes Conclusies en aanbevelingen 21

22 Opslag Drain? Ja, maar hoeveelheid sterk afhankelijk van systeem capillaire irrigatie door slimme sturing tot 0 te reduceren Voor dikke systemen met veel organisch substraat zeer beperkt Gemiddeld gezien 0,3 m³/m².jaar Opslag? Nut = f (hoeveelheid drain f(systeem) & geplaatste oppervlakte) Stabiele opslag? vooral hoge COD/BOD kan spelbreker zijn (= veel organisch materiaal) = systemen met organisch substraat in een dikke uitvoering Geven veelal weinig drain bezinkbare stoffen en stoffen in suspensie = zeer beperkt 22

23 Hergebruik Hergebruik voor irrigatie? Vanuit voedingsperspectieven (vooral stikstof en kalium) een must voor systemen met inert substraat of een dunne laag organisch substraat zijn de systemen die ook drain geven Stikstof (N) jaarbasis 2 de jaar Kalium (K) jaarbasis 2 de jaar g/m².jaar % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Opname % g/m².jaar % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Opname % Aanvoer Afvoer % Opgenomen Aanvoer Afvoer % Opgenomen 23

24 Hergebruik Hergebruik voor andere toepassingen? f(hoeveelheid) kosten/baten Enkel voor laagwaardige toepassingen (toiletspoeling, besproeien tuin, ) Verkleuring kan als storend ervaren worden & kan lang aanhouden actieve koolfiltratie kan soelaas brengen (zie verder) 24

25 Lozing: Vlarem Bepalend: type afvalwater en plaats van lozing Huishoudelijk afvalwater: water afkomstig van Normale huishoudelijke activiteiten Sanitaire installaties Keukens Reinigen van gebouwen Wassalons met zelfbediening Lozingsvoorwaarden huishoudelijk = zoneringsplan Centraal gebied of collectief geoptimaliseerd buitengebied: Lozing op riool (Vlarem II artikel ) Individueel of collectief te optimaliseren buitengebied: Lozing in oppervlaktewater (Vlarem II artikel ) 25

26 Lozing: Vlarem Lozing op riool (Vlarem II artikel ) oogluikend toegestaan drainwater van groene wanden voldoet aan voorschriften 26

27 Lozing: Vlarem Lozing op oppervlaktewater (Vlarem II artikel ) bij systemen met veel organisch substraat & continue voeding N = eutrofiëring niet OK voor bepaalde parameters voldoende reductie door verplichte individuele behandeling van afvalwater (IBA)in te optimaliseren buitengebied? 27

28 Lozing: Vlarem Lozing op riool (Vlarem II artikel ) Bijlage 2c 28

29 Eenvoudige filtratie: verkennende test Zandfilter (ZF) Opbouw: Filterzand: mm 16 cm Kalkgranulaat: 4/6 mm 4 cm Kalkgranulaat: 10/14 mm 4 cm Eigenschappen: Voidvolume: ±1.4 L Doorstroomsnelheid: 1.0 ±0.1 L/min Test: Spoelen met leidingwater: 4x void Zandfiltratie van 2 L staal Filtratie over glasvezelfilter 1µm Actieve koolfilter (ACF) Opbouw: Proefbuis 3.5x29xm Actieve kool granulaat 1,5mm (10cm, 70g) Test: 200 ml staal/zandfiltraat in proefbuis 30 min KT Filtratie over glasvezelfilter 1µm ZF ACF 29

30 Eenvoudige filtratie: verkennende test Meetwaarden Reductie % Voor Na ZF Na ACF Na ZF & ACF Na ZF Na ACF Na ZF & ACF ph Conductiviteit Kleur N totaal P totaal COD Proof of principle ZF: conductiviteit, kleur, N totaal, (P total) ACF: ph, kleur, N totaal,cod ACF 30

31 Aanbevelingen vanuit ervaring Voedingswater: bij voorkeur regenwater lagere ph = betere opname voedingsstoffen door planten van nature geen kalk = minder problemen met verkalking irrigatieleidingen! Ontkalken leidingwater via ionenwisselaar = Ca&Mg vervangen door Na (voedingsbalans!) haalbaarheid f(opp. wand, waterverbruik en beschikbaarheid regenwater) Bemesting Continu = eenvoudig, maar soms sterke invloed op drain evenwichtige dosering = f(nood plant) en f(systeemtype) [concentratie, inmeng%, frequentie gift] stabiliteit voedingsoplossing [problemen met één type, microbiële ontwikkeling + kristallisatie = verstopping] Discontinu = weinig invloed op kwaliteit drain, maar: tijds- & arbeidsintensief bij bepaalde systemen moeilijk toepasbaar voldoende opname? (contact irrigatiewater en voedingskorrels) 31

32 Aandachtspunten vanuit ervaring Systeemopbouw! Bereikbaarheid irrigatieleidingen en druppelaars (visuele inspectie werking)! Demonteerbaarheid van irrigatiesysteem voor onderhoud! Verdeling irrigatieleidingen over wand (droge zones)! Lekdichtheid van de systemen 32

33

34 Water: Disclaimer Deze resultaten zijn in link met de gebruikte proefopstelling, het type voedingswater, het gebruikte beregeningssysteem, de gebruikte meststoffen en hun dosering, de oriëntatie van de wand... en hebben dus voornamelijk een indicatief karakter. Deze presentatie is geen officiële publicatie van het WTCB en kan dus niet gebruikt worden als referentie. Het gebruik van de inhoud, zelfs gedeeltelijk, is niet toegestaan zonder de toestemming van het WTCB. 34