Samenvatting milieubeheerstechnieken
1. Water
Inleiding
Types water: stormwater, oppervlaktewater, grondwater, brak water, zeewater (96,5%)
Vers water is voor 98,5% ijs, de rest is grondwater en oppervlaktewater.
Watercyclus
Watertekorten hangen van het klimaat af: belgië heeft een gemiddelde jaarlijkse neerslag van
780mm (t.o.v. 845mm wereldwijd).
Woestijn: <120mm
Droog: 120-250mm
Semi-droog: 250-500mm
Gematigd nat: 500-1000mm
Nat: 1000-2000mm
Zeer nat >2000mm
Belgaqua is de belgische federatie voor de watersector.
Vivaqua voor brussel, zorgt voor het drinkwater en de rioolsystemen.
Aquaflanders voor vlaanderen: de federatie van vlaamse waterbedrijven en
rioolonderhouders. Zorgt voor een gestroomlijnde werking en bewustzijn voor duurzaam
watergebruik.
Aquawal voor wallonië, is de vereniging van waterrecycleerders en bevat de producenten en
distributeurs voor drinkbaar water, alle afvalbehandelingen voor +90% vd walen.
De gemiddelde belg vebruikt 108l/dag
1
,Het neerslagtekort is het verschil in neerslag en potentiële verdamping. Dit tekort wordt per dag
bepaald en vergelijkt de hoeveelheid beschikbaar water t.o.v. de dagelijkse potentiële vraag naar
water (vb door planten).
Water gerelateerde problemen
Aanwezigheid van niet opgeloste stoffen
Aanwezigheid van opgeloste organische stoffen
o Natuurlijk organisch materiaal (NOM) bvb TOC (totaal organisch materiaal)
o Aanwezigheid van kleur, geur en smaak
o Aanwezigheid van organische microvervuiling
Aanwezigheid van specifieke ionen (vb zware metalen)
Te hoog zoutgehalte
Te hoge hardheid
Te hoge ijzer of mangaan concentraties
Te hoge nitraatconcentraties in het water
Aanwezigheid van opgeloste gassen
Aanwezigheid van pathogene bacteria
Verschillende soorten vervuiling in afvalwater
Organische vervuilende stoffen
Koolstofketens, vooral in de natuur gemaakt dmv fotosynthese. Zijn de basis voor belangrijke
biologische processen: energieproductie en groei. Voorbeelden: zetmeel, suiker, proteïnen,
aminozuren, alcoholen, olie, vet, ….
Sommige organische stoffen zijn biodegradeerbaar, ze kunnen terug naar CO2 en H2O worden
omgezet. Biodegradeerbare moleculen bevatten: proteïnen, vetten en carbohydraten, afkomstig van
organismen, voedingsindustrie, huishoudelijk afvalwater. Degradatie kan anaeroob en aeroob zijn.
Vetten en olie zijn moeilijk degradeerbaar, ze hebben veel O2 nodig en doen aan filmvorming.
Anorganische vervuilende stoffen
Alle stoffen dat geen koolstofketen als basis hebben: mineralen, zouten en metalen. En een
gelimiteerde aantal koolstofonderdelen: CO, CO2, CO32-, HCO3-, CN-, elementaire koolstofvormen
zoals grafiet, diamant, …
Opgeloste stoffen
Stoffen die “onscheidbaar” in de waterfase zijn en niet gescheiden kunnen worden door fysieke
processen (bezinken, filtreren of floteren). Alles kleiner dan 0,45µm. vb: suiker, zeezout, azijnzuur,
alcohol, …
Vaste stoffen
‘Zweven’ in de vloeistof als aparte deeltjes. Fysische scheiding is mogelijk via bezinken, filtreren of
floteren. Vb: zand, plastics, haar, papier, oliedruppels
Bacteriële contaminatie
Huishoudelijk afvalwater en sanitair afvalwater, landbouwafvalwater, slachthuizen, veeteelt, …
Thermische vervuiling
Natuurlijke fluctuaties of koelwater: O2-vrij, hoge T vermeerderd de oppervlaktewater en de
oplosbaarheid van O2 verminderd. Stimuleert biodegradatie dus een hoger zuurstofeis. Verstoort de
biotoop. Vooral door de industrie en energie.
2
,Eutroficatie
Een explosieve groei van algae: voor planten is de limiterende factor voor groei nutriënten en
zouten. Wanneer er een overmaat aan nitraten en fosfaten is krijgt men explosieve groei. Oorzaak:
nitraten, fosfaten van agricultuur en huishoudelijk rioolwater.
Effecten: sterke schommelingen in O2 tussen dag en nacht, troebel water vermindert het licht voor
andere planten, sterfte van organismen (incl algae) gaat omhoog, drijvende laag dode algen doet de
O2 naar omlaag, minder zuurstofabsorptie, microbiële zuurstofconsumptie, minder O2 levering van
fotosynthese, fauna en flora sterft af: nog meer O2 nodig.
Meetmethoden
Algemene methoden: gravitatiemethode gebaseerd op gewicht, oxidatieve methode gebaseerd op
oxidatie.
Specifieke methoden voor individuele parameters: instrumentele technieken.
Gravitatiemethoden:
droogrest bij 105°C, asrest bij 550°C wegen. Dan het verschil hierin berekenen
Ongefilterde stof verschil is het organische droge stof. (TS)
Filtraat verschil is opgeloste organische droge stof (MLSS)
Residu verschil is vluchtige gesuspendeerde vaste stof (MLVSS)
Oxidatieve methoden
Redoxreacties: als de koolstofbron gereduceerd wordt is er meer zuurstof nodig, als de koolstofbron
geoxideerd wordt is er minder zuurstof nodig.
COD = een maat dat de hoeveelheid zuurstof (mg/l) dat kan worden verbruikt door chemische
reacties in een afgemeten oplossing.
BOD = oxidatie van organische stoffen door bacteria i.p.v. chemische reacties
Stikstof in water
Verschillende vormen van stikstof komen voor in water. In onbehandeld water: vooral organische
stikstof en ammoniak. Bacteria gebruiken ammoniak voor hun groei.
Kjeldahl stikstof = organische stikstof + ammoniak stikstof
Minerale stikstof = ammoniak stikstof + nitraat en nitriet stikstof
Totale stikstof = organische stikstof + ammoniak stikstof + nitraat en nitriet stikstof
Oefeningen hierop kunnen!
Fosfor in water
Organisch gebonden fosfor,
Orthofosfaat
o Opgeloste vorm = biobeschikbaar
o Fosforzuur
o Kalium- of natriumfosfaat
Anorganische fosfaat
o Calciumfosfaat, ijzerfosfaat, aluminiumfosfaatn
o Struviet (magnesiumammoniumfosfaat)
+ Oefeningen
3
, pH van water
pH is logaritmisch concentratie van zuur gaat met factor 10 omhoog. Er kunnen buffers in het
water zitten dat er voor zorgen dat de pH stabieler blijft. De meest voorkomende buffer is
bicarbonaat. Bijna alle chemische en bio-chemische reacties in water worden beïnvloed door de pH.
Optimale pH = 7-8. Te zuur of basisch kan zorgen voor corrosie van pompen of leidingen, kan ook
leiden tot coagulatie, flocculatie, neerslagreacties en stripping.
Primaire afvalwaterzuivering
Gemengd rioolsysteem
In een gemengd rioolsysteem worden afvalwater en regenwater samen in één pijp getransporteerd.
Nadeel: bij hevige regenval komt het afvalwater verdunt met regenwater terecht in
oppervlaktewater en vermindert de waterkwaliteit. Het AWZproces in de AWZinstallatie is minder
efficiënt door de verdunning met regenwater
Gescheiden rioolsysteem
Duurdere infrastructuruur maar goedkopere AWZ. Kleinere buizen dus betere doorspoeling. Nadeel:
illegale connecties tot RWA. Gravitaire riolering of mechanisch (druk/vacuüm)
Waterzuivering
Waterzuivering is geen mirakeloplossing: heeft veel energie en additieven nodig. Veel bijproducten
zoals zeefafval, vervuild zand, slib. Doel waterzuivering = water terugbrengen naar acceptabele BOD
levels rekening houdend met zelf schoonmaakcapaciteiten van oppervlaktewater.
Geactiveerd slibsystemen
Primaire behandeling: AW uit de riolering of de fabriek moet voorbehandeld worden om
grove deeltjes (zand) en oliën en vetten te verwijderen.
Secundaire behandeling: C, N en P (=voedingsstoffen) zijn verwijderd door actieve slib in de
biodegradatietanks
o Actief slib wordt gescheiden van het gezuiverde water in de bezinktanks
o Het grootste deel van het bezonken slib wordt teruggestuurd naar de
biodegradatietanks (recyclageslib)
Tertiaire behandeling: het overtollige actieve slib wordt verwijderd (teruggetrokken)
o Het gezuiverde water wordt geloosd of verder behandeld om de kwaliteit te
verbeteren
Verschillende technieken in een AWZI
Hangt niet enkel van de kost af maar ook van de impact op het milieu, ruimte, de nood aan verdere
behandeling (of prebehandeling), en secundair afval.
Fysische technieken
o Bezinken, floteren of filtreren
o Adsorptie aan partikels (actieve kool)
o Strippen (ammoniak, H2S)
4
1. Water
Inleiding
Types water: stormwater, oppervlaktewater, grondwater, brak water, zeewater (96,5%)
Vers water is voor 98,5% ijs, de rest is grondwater en oppervlaktewater.
Watercyclus
Watertekorten hangen van het klimaat af: belgië heeft een gemiddelde jaarlijkse neerslag van
780mm (t.o.v. 845mm wereldwijd).
Woestijn: <120mm
Droog: 120-250mm
Semi-droog: 250-500mm
Gematigd nat: 500-1000mm
Nat: 1000-2000mm
Zeer nat >2000mm
Belgaqua is de belgische federatie voor de watersector.
Vivaqua voor brussel, zorgt voor het drinkwater en de rioolsystemen.
Aquaflanders voor vlaanderen: de federatie van vlaamse waterbedrijven en
rioolonderhouders. Zorgt voor een gestroomlijnde werking en bewustzijn voor duurzaam
watergebruik.
Aquawal voor wallonië, is de vereniging van waterrecycleerders en bevat de producenten en
distributeurs voor drinkbaar water, alle afvalbehandelingen voor +90% vd walen.
De gemiddelde belg vebruikt 108l/dag
1
,Het neerslagtekort is het verschil in neerslag en potentiële verdamping. Dit tekort wordt per dag
bepaald en vergelijkt de hoeveelheid beschikbaar water t.o.v. de dagelijkse potentiële vraag naar
water (vb door planten).
Water gerelateerde problemen
Aanwezigheid van niet opgeloste stoffen
Aanwezigheid van opgeloste organische stoffen
o Natuurlijk organisch materiaal (NOM) bvb TOC (totaal organisch materiaal)
o Aanwezigheid van kleur, geur en smaak
o Aanwezigheid van organische microvervuiling
Aanwezigheid van specifieke ionen (vb zware metalen)
Te hoog zoutgehalte
Te hoge hardheid
Te hoge ijzer of mangaan concentraties
Te hoge nitraatconcentraties in het water
Aanwezigheid van opgeloste gassen
Aanwezigheid van pathogene bacteria
Verschillende soorten vervuiling in afvalwater
Organische vervuilende stoffen
Koolstofketens, vooral in de natuur gemaakt dmv fotosynthese. Zijn de basis voor belangrijke
biologische processen: energieproductie en groei. Voorbeelden: zetmeel, suiker, proteïnen,
aminozuren, alcoholen, olie, vet, ….
Sommige organische stoffen zijn biodegradeerbaar, ze kunnen terug naar CO2 en H2O worden
omgezet. Biodegradeerbare moleculen bevatten: proteïnen, vetten en carbohydraten, afkomstig van
organismen, voedingsindustrie, huishoudelijk afvalwater. Degradatie kan anaeroob en aeroob zijn.
Vetten en olie zijn moeilijk degradeerbaar, ze hebben veel O2 nodig en doen aan filmvorming.
Anorganische vervuilende stoffen
Alle stoffen dat geen koolstofketen als basis hebben: mineralen, zouten en metalen. En een
gelimiteerde aantal koolstofonderdelen: CO, CO2, CO32-, HCO3-, CN-, elementaire koolstofvormen
zoals grafiet, diamant, …
Opgeloste stoffen
Stoffen die “onscheidbaar” in de waterfase zijn en niet gescheiden kunnen worden door fysieke
processen (bezinken, filtreren of floteren). Alles kleiner dan 0,45µm. vb: suiker, zeezout, azijnzuur,
alcohol, …
Vaste stoffen
‘Zweven’ in de vloeistof als aparte deeltjes. Fysische scheiding is mogelijk via bezinken, filtreren of
floteren. Vb: zand, plastics, haar, papier, oliedruppels
Bacteriële contaminatie
Huishoudelijk afvalwater en sanitair afvalwater, landbouwafvalwater, slachthuizen, veeteelt, …
Thermische vervuiling
Natuurlijke fluctuaties of koelwater: O2-vrij, hoge T vermeerderd de oppervlaktewater en de
oplosbaarheid van O2 verminderd. Stimuleert biodegradatie dus een hoger zuurstofeis. Verstoort de
biotoop. Vooral door de industrie en energie.
2
,Eutroficatie
Een explosieve groei van algae: voor planten is de limiterende factor voor groei nutriënten en
zouten. Wanneer er een overmaat aan nitraten en fosfaten is krijgt men explosieve groei. Oorzaak:
nitraten, fosfaten van agricultuur en huishoudelijk rioolwater.
Effecten: sterke schommelingen in O2 tussen dag en nacht, troebel water vermindert het licht voor
andere planten, sterfte van organismen (incl algae) gaat omhoog, drijvende laag dode algen doet de
O2 naar omlaag, minder zuurstofabsorptie, microbiële zuurstofconsumptie, minder O2 levering van
fotosynthese, fauna en flora sterft af: nog meer O2 nodig.
Meetmethoden
Algemene methoden: gravitatiemethode gebaseerd op gewicht, oxidatieve methode gebaseerd op
oxidatie.
Specifieke methoden voor individuele parameters: instrumentele technieken.
Gravitatiemethoden:
droogrest bij 105°C, asrest bij 550°C wegen. Dan het verschil hierin berekenen
Ongefilterde stof verschil is het organische droge stof. (TS)
Filtraat verschil is opgeloste organische droge stof (MLSS)
Residu verschil is vluchtige gesuspendeerde vaste stof (MLVSS)
Oxidatieve methoden
Redoxreacties: als de koolstofbron gereduceerd wordt is er meer zuurstof nodig, als de koolstofbron
geoxideerd wordt is er minder zuurstof nodig.
COD = een maat dat de hoeveelheid zuurstof (mg/l) dat kan worden verbruikt door chemische
reacties in een afgemeten oplossing.
BOD = oxidatie van organische stoffen door bacteria i.p.v. chemische reacties
Stikstof in water
Verschillende vormen van stikstof komen voor in water. In onbehandeld water: vooral organische
stikstof en ammoniak. Bacteria gebruiken ammoniak voor hun groei.
Kjeldahl stikstof = organische stikstof + ammoniak stikstof
Minerale stikstof = ammoniak stikstof + nitraat en nitriet stikstof
Totale stikstof = organische stikstof + ammoniak stikstof + nitraat en nitriet stikstof
Oefeningen hierop kunnen!
Fosfor in water
Organisch gebonden fosfor,
Orthofosfaat
o Opgeloste vorm = biobeschikbaar
o Fosforzuur
o Kalium- of natriumfosfaat
Anorganische fosfaat
o Calciumfosfaat, ijzerfosfaat, aluminiumfosfaatn
o Struviet (magnesiumammoniumfosfaat)
+ Oefeningen
3
, pH van water
pH is logaritmisch concentratie van zuur gaat met factor 10 omhoog. Er kunnen buffers in het
water zitten dat er voor zorgen dat de pH stabieler blijft. De meest voorkomende buffer is
bicarbonaat. Bijna alle chemische en bio-chemische reacties in water worden beïnvloed door de pH.
Optimale pH = 7-8. Te zuur of basisch kan zorgen voor corrosie van pompen of leidingen, kan ook
leiden tot coagulatie, flocculatie, neerslagreacties en stripping.
Primaire afvalwaterzuivering
Gemengd rioolsysteem
In een gemengd rioolsysteem worden afvalwater en regenwater samen in één pijp getransporteerd.
Nadeel: bij hevige regenval komt het afvalwater verdunt met regenwater terecht in
oppervlaktewater en vermindert de waterkwaliteit. Het AWZproces in de AWZinstallatie is minder
efficiënt door de verdunning met regenwater
Gescheiden rioolsysteem
Duurdere infrastructuruur maar goedkopere AWZ. Kleinere buizen dus betere doorspoeling. Nadeel:
illegale connecties tot RWA. Gravitaire riolering of mechanisch (druk/vacuüm)
Waterzuivering
Waterzuivering is geen mirakeloplossing: heeft veel energie en additieven nodig. Veel bijproducten
zoals zeefafval, vervuild zand, slib. Doel waterzuivering = water terugbrengen naar acceptabele BOD
levels rekening houdend met zelf schoonmaakcapaciteiten van oppervlaktewater.
Geactiveerd slibsystemen
Primaire behandeling: AW uit de riolering of de fabriek moet voorbehandeld worden om
grove deeltjes (zand) en oliën en vetten te verwijderen.
Secundaire behandeling: C, N en P (=voedingsstoffen) zijn verwijderd door actieve slib in de
biodegradatietanks
o Actief slib wordt gescheiden van het gezuiverde water in de bezinktanks
o Het grootste deel van het bezonken slib wordt teruggestuurd naar de
biodegradatietanks (recyclageslib)
Tertiaire behandeling: het overtollige actieve slib wordt verwijderd (teruggetrokken)
o Het gezuiverde water wordt geloosd of verder behandeld om de kwaliteit te
verbeteren
Verschillende technieken in een AWZI
Hangt niet enkel van de kost af maar ook van de impact op het milieu, ruimte, de nood aan verdere
behandeling (of prebehandeling), en secundair afval.
Fysische technieken
o Bezinken, floteren of filtreren
o Adsorptie aan partikels (actieve kool)
o Strippen (ammoniak, H2S)
4
