Waterzuivering: reinigingsmethoden voor afvalwater

Sinds de jaren 70 van de vorige eeuw zamelen we huishoudelijk afvalwater in om te zuiveren. Hierdoor is de kwaliteit van het oppervlaktewater aanzienlijk verbeterd en zijn ziekten die verband houden met vervuild water uitgebannen. Een nieuwe uitdaging is nu ook de microverontreinigingen aan te pakken door extra of nieuwe combinaties van zuiveringssystemen. Wat zijn de mogelijkheden? Hoe zuiveren we afvalwater?

Rioolwaterzuivering Nieuwveer van het Waterschap Brabantse Delta zuivert het water van ongeveer 250.000 mensen. Het beluchten van het afvalwater in de zuiveringsinstallatie om voldoende zuurstof aan te voeren voor oxidatiereacties is essentieel, maar kost ook veel energie.

Biologische waterzuivering

Na het riool komt het huishoudelijk afvalwater met organische stof en stikstof en fosfor in een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) waar het wordt gereinigd, zoals beschreven in ‘Een verhaal over poep en pies’.

Om organische stof af te breken tot water en koolstofdioxide is veel zuurstof nodig (oxydatiesloot). En er ontstaat veel slib. In een slibvergister kan hier nog biogas uitgewonnen worden. Voor afvalwaterstromen met veel organische stof past men nu eerst een zuiveringsstap toe zonder zuurstof (zie ons artikel over industrieel afvalwater). Dit levert minder slib op en produceert direct biogas.

Nitrificerende en fostaatophopende bacteriën

Ook voor de verwijdering van stikstof is zuurstof nodig. Stikstof, meestal aanwezig in de vorm van ammonium, wordt aangepakt met zogenaamde nitrificerende bacteriën. Deze zetten ammonium met zuurstof eerst om in een andere stikstofvorm, nitraat (NO₃^–). Het nitraat wordt vervolgens door een andere soort (denitrificerende) bacteriën omgezet in onschadelijk stikstofgas (N₂). De lucht bestaat voor 80% uit dit gas.

Fosfor werd meestal via een chemisch-fysisch proces verwijderd. In Nederland wordt fosfor tegenwoordig meestal verwijderd via de biologische methode, waarbij zogenaamde fosfaatophopende bacteriën het fosfaat uit het water opnemen en als polyfosfaat in hun cellen opslaan. De fosfor komt in het slib terecht en wordt vervolgens afgevoerd naar een vergister of slibverbranding.

Microverontreinigingen

De organische microverontreinigingen worden door de huidige rwzi’s niet voldoende afgebroken of verwijderd en komen in het milieu terecht. Hierdoor zijn extra maatregelen nodig. Verschillende biologische, chemische en fysische processen of combinaties daarvan worden momenteel onderzocht.

Nazuiveren met planten

Ook  natuurlijke zuiveringssystemen met planten, helofytenfilters, kunnen hierbij helpen. In helofytenfilters zorgen planten voor gunstige omstandigheden, zodat de bacteriën rondom de wortels genoeg zuurstof krijgen om afvalstoffen af te breken. Bovendien kunnen helofytenfilters ook direct voor de zuivering van diverse soorten afvalwater ingezet worden. Helofytenfilters hebben wel veel meer ruimte nodig, en moeten regelmatig geoogst en onderhouden worden. Ze verbruiken weinig energie en zijn makkelijk aan te leggen en te gebruiken.