Waterplanten: waterzuivering met behulp van waterplanten

In de loop der jaren komen er meer en meer waterzuiveringsstations (privé) bij die met behulp van waterplanten het water zuiveren. Men kan hiervoor helofyten en hydrofyten voor gebruiken. Helofyten (riet, gele lis, mattenbies,…) zijn planten die ingeworteld zijn in de bodem en boven het wateropppervlakte uitsteken. Hydrofyten (waterpest, eendekroos, vlottende waterranonkel, …) daarentegen zijn al dan niet volledig ondergedoken waterplanten. Een allereerste vraag die we ons moeten stellen is : Wat is verontreiniging? Al wat in het water terecht komt en er moet uit verdwijnen, is voor ons ´waterverontreiniging´. Wat via de natuur zelf in het water terecht komt, bijv. dode water- en oeverplanten, is eveneens verontreiniging.

Je kunt nog wel onderscheid maken tussen menselijke en natuurlijke verontreiniging, en tussen organische en anorganische verontreiniging. De organische stoffen kunnen we nog eens verder indelen naar hun oorsprong: natuurlijk of synthetisch. Onder natuurlijke organische stoffen verstaan we stoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong, terwijl synthetische aardolie derivaten zijn, zoals bijvoorbeeld detergenten.

Andere mogelijke indelingen zijn giftig of niet-giftig, en afbreekbaar of niet-afbreekbaar. Het giftig of niet-giftig zijn van een stof is eigenlijk een slechte indeling, aangezien het giftig karakter van een stof afhankelijk is van de concentratie van deze stof. In huishoudelijk afvalwater is het overgrote deel van de aanwezige stoffen echter ´niet-giftig´. Stoffen kunnen zeer langzaam of snel afbreken zo breken eiwitten zeer snel af, terwijl cellulose traag afbreekt.

Het element koolstof neemt ongeveer 50 % van het organisch materiaal voor zijn rekening en is dus het belangrijkste element wanneer we over normaal verontreinigde stoffen spreken. De natuur reinigt zichzelf, met behulp van bacteriën en andere micro-organismen, door deze verontreinigende stoffen als energiebron te gebruiken. Deze stoffen worden dan afgebroken tot CO2-gas en water. De meeste micro-organismen hebben O2 nodig voor deze afbraak. Aangezien zuurstof niet in hoge concentratie in water is te vinden, is dit een limiterende factor.

De concentratie van zuurstof in water is eveneens afhankelijk van de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe lager de oplosbaarheid (bijv. 10 °C Ü 11,28 mg O2 per liter). In de natuur wordt de gebruikte zuurstof in water door langzame diffusie vanuit de atmosfeer weer aangevuld.

Deze organismen zijn op hun beurt weer voedsel voor andere organismen en op deze manier ontstaat er een kringloop.

De afbraak gebeurt niet allen door micro-organismen die zuurstof nodig hebben maar ook door anaërobe. De aërobe micro-organismen zetten alles om in H₂O, CO₂, … terwijl de anaërobe CH₄, H₂S,… als eindproduct hebben. Eén van de gevolgen van aërobe afbraak is een pertinent aanwezige geurhinder. De waterzuiveringsinstallaties, zowel de alternatieve als de ´klassieke´, maken gebruik van deze kringlopen om tot zo zuiver mogelijk water te komen.

PARAMETERS

Hoe kunnen we nu de vervuiling vaststellen? Het is praktisch onmogelijk om alle mogelijke verontreinigende stoffen, die in het water voorkomen, te vermelden met hun respectievelijke hoeveelheden. Om deze redenen gaat men enkel uit van enkele parameters die een vrij goed beeld weergeven van de verontreiniging.

Een eerste parameter is het Biologisch Zuurstof Verbruik ( B.Z.V.of B.O.D. Biological Oxygen Demand). Deze wordt uitgedrukt in milligram zuurstof per liter afvalwater, m.a.w. het aantal milligram zuurstof dat op een biochemische manier (door werking van bacteriën) verbruikt wordt om het afval, aanwezig in een staal van 1 liter, af te breken.

Om deze B.O.D. te bepalen gaat men als volgt te werk. We nemen een gekende hoeveelheid water en zetten deze bij 20 °C gedurende 5 dagen in een donkere ruimte. We meten bij aanvang de hoeveelheid zuurstof en we doen hetzelfde na 5 dagen. Het verschil tussen beide en omgerekend naar 1 liter, geeft ons de B.O.D. Hoe hoger de B.O.D., hoe vuiler het staal was. Deze bepaling geeft geen 100 % nauwkeurige weergave van de realiteit. Men werkt immers onder labo omstandigheden, een waterloop zit meestal ver onder de zuurstofverzadiging, na 5 dagen stopt men de proef, de temperatuur blijft altijd op 20 °C,…. .

Toch is deze test een goede basis om verschillende afvalwaters te kunnen vergelijken. Enkele voorbeelden: huishoudelijk afvalwater heeft een B.O.D. van 300 mg per liter brouwerijen van 400 à 1.200 mg per liter, melkhuisjes 500 – 1.100 mg per liter.

Een tweede belangrijke parameter is het Chemisch Zuurstof Verbruik ( C.Z.V. of C.O.D. = Chemical Oxygen Demand). De B.O.D. test stopt na 5 dagen maar eigenlijk zou men nog verder moeten meten ( 1 maand, …). Aangezien dit niet haalbaar is heeft men een test ontwikkeld die toelaat om snel het totale zuurstofverbruik te kunnen schatten. Deze test bestaat erin om met agressieve reactie (hoge T ° en met een sterk zuur) alle verontreinigingen af te breken, zodat de nodige zuurstof kan berekend worden. Dit getal zegt niets over de werkelijke afbreekbaarheid in de natuur. De verhouding echter van C.O.D.of B.O.D. geeft wel een indicatie over de afbreekbaarheid van het afval. Hoe hoger de verhouding, hoe meer moeilijk afbreekbare stoffen er in het afvalwater aanwezig zijn.

Een derde parameter is het gehalte aan fosforverbindingen. De belangrijkste vorm en tegelijk de best opneembare vorm is fosfaat ( PO4 3- ). De concentratie van fosfaat moet onder een bepaalde hoeveelheid blijven, want anders ontstaat er een wildgroei van algen in het water. Deze algen verbruiken enkel ‘s nachts zuurstof, zodat er tijdelijk een tekort kan ontstaan en er mogelijk vissterfte kan optreden. Als deze algen afsterven wordt er ook nog eens zuurstof verbruikt door de bacteriën, waardoor het zelfreinigende karakter van het oppervlaktewater danig in het gedrang komt.

De hoeveelheid P kan uitgedrukt worden in # mg PO4 3- per liter of # mg PO4 3- – P per liter. In het eerste geval is het uitgedrukt in hoeveelheden PO4 3- en in het tweede geval in P. Wil men deze twee vergelijken moet je het tweede vermenigvuldigen met 3 [ P vertegenwoordigd 33 % van PO4 3- ] .

De stikstof cyclus is vrij ingewikkeld, hieronder is dit eenvoudig weergegeven.

De concentratie stikstof kan eveneens op verschillende manieren worden uitgedrukt:

# mg NO₃^– per liter, # mg NO₃^– – N per liter, # mg NH₄⁺ per liter en # mg NH₄⁺.

Voorbeeld

1 mg NO₂ ^– – N per liter ê 3.3 mg NO₂ ^– per liter [ N vertegenwoordigd 30 % van NO₂ ^– ] .

Een kort overzicht van de belangrijkste waarden van N kan wel eens handig zijn. Wanneer ammonium (NH4+) meer dan 0,3 mg per liter NH4+ – N bedraagt, kan er een algenbloei optreden. Deze ammonium wordt omgezet in nitraat en bij hoge T en pH zal ammonium omgezet worden in het giftige ammoniak. Nitraat boven 0,3 mg N per liter zal eveneens leiden tot algenbloei en een te hoog nitraatgehalte kan tot blauwziekte leiden bij baby’s.

In het water zijn er nog zwevende deeltjes aanwezig die door een simpele centrifugatie of filtratie bepaald kunnen worden.

Zowel de ´klassieke´ als de ´alternatieve´ zuiveringsinstallaties maken gebruik van de hierboven beschreven reacties. De klassieke installaties verwerken de vuilvracht van gemiddeld 30.000 gezinnen. Hiervoor moet men lange leidingen aanleggen waardoor de kans op lekkages toeneemt. Bij de kleinschalige waterzuiveringsinstallaties zijn al deze leidingen overbodig en kan men zelf de dimensionering van het systeem bepalen. Deze systemen vragen minder energie en onderhoud en kunnen beter in het landschap geïntegreerd worden. Dit alles heeft meestal tot gevolg dat men bewuster gaat omspringen met de hoeveelheid water.

WETGEVING (1999)

Voor het aanleggen van dergelijke systemen zijn er enkele wettelijke bepalingen waaraan men zich moet houden. Wanneer men een hinderlijke inrichting wil uitbaten is men verplicht hiervoor een milieuvergunning aan te vragen of de hinderlijke activiteit te melden. Een hinderlijke inrichting moet men wel ruim bezien, dit kunnen zowel fabrieken, werkplaatsen, toestellen als handelingen zijn die op de indelingslijst van VLAREM voorkomen.

Deze lijst kunt u terugvinden in VLAREM, met telkens de vermelding tot welke klasse ze behoort. Er zijn namelijk drie klassen : de eerste klasse zijn alle inrichtingen die zowel mens als milieu belasten, terwijl de derde klasse de minst hinderlijke inrichtingen bevat. Voor de eerste klasse moet men een milieuvergunning aanvragen bij de provincie, voor de tweede klasse bij de gemeente en voor klasse 3 moet men dit enkel melden bij de gemeente.

Een kleinschalige waterzuiveringsinstallatie valt onder klasse 3 en hiervoor moet men enkel een getekend schrijven richten naar het college van Burgemeester en Schepenen. In dit schrijven moeten de volgende gegevens zeker vermeld worden:

• naam, voornaam, adres en hoedanigheid van de persoon die de melding doet
• het adres
• de vermelding of het gaat om het uitbaten van een nieuwe inrichting of het veranderen van een bestaande
• de aarde van de meldingsplicht
• een schets die de ligging van de inrichting aangeeft.

De dag na de melding kan men de uitbating starten.

Het lozen van het afvalwater valt onder de milieuvergunningsplicht. Daarbij worden ook sommige individuele lozingen van huisafvalwater gerekend. Sommige situaties zijn niet ingedeeld zoals het lozen van huishoudelijkafvalwater in de openbare riolen, voor zover het afkomstig is van een wooneenheid en verder nog de afvalwaterzuiveringsinstallaties die horen bij individuele wooneenheden.

Al de volgende vermelde artikels zijn overgenomen uit VLAREM.

Wat wel ingedeeld is, zijn de industriële lozingen van huisafvalwater in een oppervlakte wateren de kunstmatige afvoerwegen voor hemelwater. De individuele lozingen van huishoudelijk afvalwater in grondwater binnen de waterwingebieden en de beschermingszones type I, II en III behoort tot klasse 2 (52.1.1.1°).

De indirecte lozing van huishoudelijk afvalwater in grondwater buiten de waterwinningsgebieden en de beschermingszones type I, II en III behoort tot klasse 3 (52.2.1.1°).

Concreet moet je dus eerst weten op welke manier het water geloosd gaat worden. Men kan bijvoorbeeld lozen in de openbare rioleringen. Deze lozingen zijn niet onderworpen aan een meldings- of vergunningsplicht, zolang het water afkomstig is van een normale bewoning. Bij lozingen in het gewoon oppervlaktewater moet men dit melden bij de gemeente. Lozingen in een KAH (kunstmatige afvoerweg voor hemelwater: grachten, duikers, leidingen voor bodem- , grond- en hemelwater, … ) zijn ook onderhevig aan een meldingsplicht. Wanneer men loost in de bodem, moet er nagegaan worden of de woning niet in een waterwingebied of beschermingszone is gelegen. Wanneer dit het geval is, valt men onder klasse 2, indien dit niet het geval is, is er enkel een meldingsplicht.

Hierna volgen enkele belangrijke begrippen:

• Zuiveringszone A: Operationele afvalwaterzuiveringsinstallatie met inbegrip van riolen en collectoren. Hierbij rekent men ook de zone van 50 meter gelegen rond dit stelsel.
• Zuiveringszone B: Een zone bestaande uit riolen en collectoren die binnen de 5 jaar aangesloten worden op een afvalwaterzuiveringssysteem.
• Zuiveringszone C: idem B, maar deze wordt niet binnen de 5 jaar aangesloten.

De Vlaamse regering legt dergelijke zones vast.

Hier volgen enkele cijfers i.v.m. de wettelijke lozingsvoorwaarden:

• pH van het geloosde water mag niet meer dan 9 of niet minder dan 6,5 bedragen
• B.O.D. in vijf dagen bij 20 °C moet lager dan 25 milligram bedragen of lager dan 50 milligram indien de lozingen afkomstig zijn van privé woningen waarin minder dan 20 personen wonen

Þ C.O.D. : 250 mg per l

Þ zwevende stoffen : 60 mg per l

Het geloosde water mag geen stoffen bevatten die behoren tot de families en groepen van stoffen vermeld in bijlage 2C (VLAREM), noch alle andere stoffen met een gehalte dat rechtstreeks of onrechtstreeks schadelijk zou kunnen zijn voor de gezondheid van de mens, voor de flora of fauna. Het afvalwater mag geen oliën, vetten of andere drijvende stoffen bevatten in zulke hoeveelheden dat een drijvende laag op een ondubbelzinnige wijze kan vastgesteld worden (art 4.2.7.1.1)

Het is verboden huishoudelijk afvalwater te lozen in het gedeelte van een gescheiden riolering bestemd voor de afvoer van hemelwater. De lozing van hemelwater is verboden in het gedeelte van een gescheiden riolering bestemd voor de afvoer van afvalwater (art 6.2.1.2.§1).

Het is verboden hemelwater te lozen in de openbare riolering wanneer het technisch mogelijk of noodzakelijk is dit hemelwater gescheiden van het afvalwater te lozen in een oppervlaktewater of een kunstmatige afvoerweg voor hemelwater (art 6.2.1.2.§2)

art. 6.2.1.3.

§1 De lozing van huishoudelijk afvalwater in de openbare riolen, gelegen in een zuiveringszone A of B, is onderworpen aan de volgende voorwaarden:

het geloosde water mag geen textielvezels, noch verpakkingsmateriaal in plastic, noch vaste huishoudelijke van organische of niet organische aard bevatten

het geloosde mag niet bevatten:

• minerale oliën, ontvlambare stoffen en vluchtige solventen
• ander stoffen extraheerbaar met petroleumether, met een gehalte van hoger dan 0.5 g per l
• andere stoffen die het rioolwater giftig of gevaarlijk kunnen maken.

§2 In een zuiveringszone A of B wordt het huishoudelijk afvalwater bij voorkeur rechtstreeks geloosd in de openbare riolering. Indien de afwateringssituatie of de aard van de toegepaste zuiveringstechnologie dit vereist, kan door het gemeentebestuur opgelegd worden dat het afvalwater via een individuele voorbehandelingsinstallatie moet worden geleid alvorens te lozen in een openbare riolering.

§3 Lozingen van huishoudelijk afvalwater in openbare rioleringen in een zuiveringszone C moeten beantwoorden aan de voorwaarden van artikel 4.2.7.1.1.

§4 Voor bestaande lozingen moet de in artikel 4.2.7.1.1 bedoelde installatie in werking zijn binnen de 5 jaar vanaf de datum van in werking treden van dit besluit.

§5 Indien een zuiveringszone B geheel of gedeeltelijk overgaat in een zuiveringszone A worden de bestaande septische putten in het veranderde gedeelte bij voorkeur ontkoppeld.

Hoe moeten we deze lozingsvoorwaarden nu naleven ?

Om aan de lozingsvoorwaarden te voldoen, voor het lozen in de riool, volstaat het erop te letten dat men geen motorolie, frituurvet, … en dergelijke in het afvalwater brengt. Het komt er dus op aan om de vuilnisbak en de milieubox te gebruiken zoals het hoort.

De voorwaarden voor lozing in het oppervlaktewater, houden in dat het afvalwater vergaand gezuiverd moet worden vóór de lozing. Voor lozingen van woningen mag de B.O.D. van het geloosde water maximaal 50 mg per l bedragen, bij rechtstreekse lozing in het oppervlaktewater. Ongezuiverd heeft men een B.O.D. waarde van 300 à 500 mg per l. Door bezinking kan men een reductie bekomen van 25 à 40 %. Op deze manier kan men dus niet voldoen aan de gestelde voorwaarden.

VLAREM bepaalt dat de controle op inrichtingen van klasse 2 en klasse 3 door de gemeente gebeurd. De controle op klasse 1 gebeurt door ambtenaren van het ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, die tevens hoog toezicht op de inrichtingen van klasse 2 en 3 uitvoeren. Momenteel behoort de controle op huishoudelijke lozingen niet tot de prioriteiten. De controles beperken zich meestal tot de gevallen van klachten.

Elke lozer van afvalwaters is verplicht om elk jaar een heffing te betalen aan de Vlaamse MilieuMaatschappij (V.M.M.). Deze heffing heeft wel invloed of men zijn afvalwater zelf zuivert of niet. Als men zelf zuivert kan men een vermindering bekomen van 50 %. De heffing zelf wordt berekend aan de hand van het waterverbruik en niet aan de hand van het watervervuiling.

We bespreken hieronder enkel de helofytenfilters. Met de nodige creativiteit kan zo’n helofytenfilter mooi worden ingepast in de tuin. Het grootste werk in zo’n filter wordt verzet door bacteriën, zoals hierboven beschreven, en wat eveneens gebeurd in een klassiek station. Bij een helofytenfilter komt nog de werking van de bodem: adsorptie en vorming van slecht oplosbare zouten. De aanwezigheid van planten betekent eveneens een extra troef: de opname van nutriënten. Als belangrijkste gewas wordt gebruik gemaakt van riet. Riet heeft enkele belangrijk voordelen zoals:

1. produceert veel dunne stengels met andere woorden een groot vasthechtingsoppervlakte voor microscopische organismen en er kan algengroei optreden
2. produceert stevige stengels die stormen kunnen doorstaan en de winter moeiteloos overleven
3. het biedt goede weerstand tegen ´chemische stoten´.

De belangrijkste nadelen zijn de lange opbouwfase vooraleer het rietveld goed werkt en de gevoeligheid voor vraat tijdens de opbouwfase.

Andere planten die veel worden gebruikt zijn: mattenbies (Scirpus lacustris), lisdodden (Typha spp), gele lis (Iris pseudacorus), rietgras (Phalaris arundinacea), egelskop (Sparganium spp).

Er worden op dit ogenblik 3 types van helofytenfilters gebruikt, namelijk vloeivelden met oppervlaktestroming, vloeivelden met onderstroming en percolatievelden.

Vloeivelden met oppervlaktestroming

Aan een dergelijk vloeiveld worden de volgende eisen gesteld:

• de bodem moet ondoorlaatbaar zijn, een hoge grondwaterstand of in andere omstandigheden is het nodig om een anti-worteldoek en een ondoordringbare folie op de bodem te leggen
• langwerpige, gelijk blijvende vorm
• constante waterdiepte
• vrij dichte begroeiing.

De planten zelf dragen hier weinig bij tot de zuivering, deze activiteit nemen de micro-organismen voor hun rekening.

Prestatie

De pathogene kiemen worden vrij goed gedood (tot 99,9 %). Het verlies aan activiteit gedurende de winter is laag maar dit wordt gecompenseerd door de grotere plantdichtheid. De inpassing in het landschap verloopt zeer makkelijk. Men moet in de zomer (hogere temperaturen) wel rekening houden met enige geurhinder. Het is daarom ook aan te raden de velden niet te dicht bij de woningen te installeren en, indien dit mogelijk, een haag of een rietscherm aan te leggen. Meestal hebben vloeivelden de structuur van een beek.

Hieronder volgen twee voorbeelden van vloeivelden met oppervlaktestroming. Voorbeeld 1 kan toegepast worden in een vlak landschap, terwijl voorbeeld 2 in een heuvelachtig landschap zijn toepassing vindt.

Bij vloeivelden nestelen de bacteriën, die instaan voor de afbraak van het organisch materiaal, zich rond de rietstengels. Deze bacteriën breken de vervuiling op aërobe wijze af. De vloeivelden staan vooral in voor een sterke vermindering van de BOD-belasting, maar slechts in geringe mate voor de reductie van N- en P-verbindingen.

Naast de bacteriën die zich rond de rietstengels nestelen, zijn het vooral die, die zich aan de worteluiteinden bevinden, die instaan voor de zuiverende werking. Doordat riet een holle stengel heeft, is ze in staat om zuurstof te transporteren naar de worteluiteinden. Ter hoogte van deze worteluiteinden bevinden zich aërobe bacteriën die de N-verbindingen gaan nitrificeren. Verder van de worteluiteinden bevinden zich de anaërobe plaatsen waar denitrificatie kan optreden om uiteindelijk N₂-gas vrij te geven.

Ook de P-verbindingen die in het afvalwater aanwezig zijn, worden uit het water gezuiverd. In dit proces speelt de bodem een belangrijke rol. De aanwezige kalkdeeltjes in het zand zorgen ervoor dat de P-verbindingen eraan gebonden worden.

Onderhoud

De rietstengels moet men liefst elk jaar maaien, zodat de nutriënten worden afgevoerd en de zuivering optimaal kan verlopen. Hoe meer stengels er zijn hoe meer plaats er is voor de micro-organismen en deze zuiveren het water. De stengels die in het najaar neervallen worden volledig aëroob vernietigd. Bij andere planten (gele lis, lisdodden, egelskop, …) kan men best de zaadkolven verwijderen om het neervallen van de plant te vermijden. Deze planten kan men wel best maaien, maar niet te laag, anders kunnen de onderliggende plantendelen niet meer uitlopen. Bij het maaien moet er in elk geval op letten dat de planten na het maaien nog boven de waterspiegel blijven.

Werking

Voor de goede werking van het veld is het wel nodig om een voorbezinktank te installeren voor de verwijdering van gemakkelijk vlottend en bezinkbaar vuil. Het is wel nodig dat deze tank op regelmatige tijdstippen wordt geledigd. Bij een waterstand van 40 cm kan een vloeiveld theoretisch een capaciteit verwerken van 2.000 IE per ha (IE = inwoners equivalent, gemiddelde hoeveelheid water die per persoon wordt verbruikt). In werkelijkheid mag men dit halveren, zodat we op een capaciteit van 1.000 IE zitten.

Een optimale werking vereist een constante waterhoogte, zodat een ondoordringbare bodem een noodzaak is. In de zomer zal men eveneens water moeten bijpompen als dit tot de mogelijkheden behoort.

Hierboven zijn twee voorbeelden weergegeven, maar de keuze van de constructie is natuurlijk nog groter. In het tweede voorbeeld zijn er in het systeem watervalletjes geïnstalleerd, zodat er meer zuurstof in het water terecht kan komen.

Vloeivelden met onderstroming

Bij dit systeem vloeit het water horizontaal en onder het bodemoppervlakte doorheen de wortelmassa. Men gaat er vanuit dat de door de wortels afgestane zuurstof voor bacteriologische verwijdering van de organische stoffen zal instaan. Gezien de schommeling van de zuurstofinbreng van de planten kan het soms onvoldoende zijn voor de afbraak van de aangeboden stoffen. Hierdoor komt de afbraak nagenoeg stil te liggen. Als dit gebeurt loopt het water over het veld en krijgen we een vloeiveld met oppervlakte stroming.

Het veld moet genoeg hellend zijn en de ondergrond moet volledig ondoordringbaar zijn. Hiervoor gebruikt men best een ondoordringbare folie. Naar het einde toe creëert men een V- vormige sleuf die gevuld wordt met kiezelstenen. In het begin van het veld heeft men een gelijkaardige sleuf.

Men kan per oppervlakte eenheid meer water zuiveren met dit systeem dan met oppervlaktestroming. Met een grondbehoefte van 2 m² per IE komt men aan 5.000 IE per hectare wat vijf keer efficiënter is als voorgaande.

Hieronder staat een schematische voorstelling van een dergelijk vloeiveld.

Percolatieveld

Bij dit type wordt het water via een bovengronds verdeelsysteem (kleine installaties) op het veld gepompt. Het water dringt in de bodem, hierbij komt er ook lucht (O₂) mee in de bodem. Het zuiveringssysteem is nu niet meer enkel afhankelijk van de zuurstof die de planten in de bodem brengen, maar ook van de zuigkracht van het percolatieveld. Op ongeveer 1 m diepte wordt het water opgevangen in drains zodat het kan afgevoerd worden naar een waterloop. Indien de waterkwaliteit zeer goed is kan men het gewoon in de grondwaterlagen laten doordringen zodat drains en ondoordringbare folies niet meer nodig zijn.

Opmerking: niet alle waters die gezuiverd worden voldoen aan deze normen. Zo is het zelfs na een percolatieveld nog niet mogelijk om gezuiverd water te bekomen ook met de wettelijkheid van de rietvelden zijn er nog problemen.

Ook een veel toegepast systeem is eerst een bezinkput installeren (om de zwaarste deeltjes, vlokken te laten zinken), gevolgd door een vloeiveld zodat hier de kleinere deeltjes botsen tegen de stengels van het riet en dus door de stilstand naar de bodem zinken. Uiteindelijk komt het water dan terecht in een percolatieveld.

Prestatie

De pathogene kiemen worden nagenoeg totaal verwijderd en met het ouder worden van het veld zal het steeds verbeteren. Bij dit systeem is de seizoensgebondenheid nagenoeg onbestaande. Men rekent hier eveneens op 5.000 IE per hectare. Men mag niet uit het oog verliezen dat, wanneer een veld volgroeid is, het meestal onmogelijk zal zijn om een verstopping te verhelpen wat bij een onbegroeid veld wel het geval zal zijn. Hieruit kan men het belang afleiden van een degelijk primaire voorbehandeling van het afvalwater (zeven, bezinken, drijven).

De inpassing van een percolatieveld in het landschap verloopt zeer vlot, aangezien de lage bermen, die een percolatieveld omgeven, zeer snel gekoloniseerd worden door het aanwezige riet, zodat een extra beplanting totaal overbodig is. De vorm van het veld heeft geen enkel belang.

Het positieve effect op de hydraulische doorlaatbaarheid en de stabilisatie van de grond door de begroeiing treedt pas na enkele jaren op. Indien de bodem niet voldoet voor infiltratie en percolatie moet men er ook niet aan beginnen. Het is dus best om, voor men met de aanplanting begint, het veld gedurende enkele weken te belasten. Als er zich dan geen infiltratiemoeilijkheden voordoen kan men met de aanplanting beginnen.

Een percolatieveld kan men dus bijgevolg direct in gebruik nemen, men moet niet wachten vooraleer de planten volledig zijn ontwikkeld.

Hieronder volgt een schematische voorstelling van een percolatieveld.

Dit was in het kort een overzicht van de mogelijke waterzuiveringssystemen die met waterplanten kunnen worden aangelegd.

Hierna volgt nog in het kort de aanleg van een rietgracht.

Men moet een grondige inventarisatie maken van de afvalstromen. De helling en het bodemprofiel waar de gracht moet komen zijn vrij belangrijk. Bij de berekening van de nodige oppervlakte moet men rekening houden met het debiet van het te reinigen water en de vuilvracht (10 m² per IE voor vloeivelden en 7,5 m² voor een percolatieveld)

Om de overlevingskansen van de planten te optimaliseren, moet bij het aanplanten rekening gehouden worden met de weersomstandigheden, het uitgangsmateriaal, het tijdstip van planten en de plantmethode. Het beste tijdstip is gelegen tussen mei en juni, maar het mag zeker geen schraal, droog en zonnig weer zijn. Men plant best ongeveer 8 à 10 planten per m².

Om de concurrentiekracht van de aanplantingen te bevorderen, moet er gezorgd worden voor een onkruidvrije berm door ruimen en  of chemische behandeling. Men plant het best aan in een vochtige bodem. Gedurende de maanden die volgen mogen de planten niet onder water komen te staan.

Nog een gouden raad voor de zelfbouwer. Het is belangrijk alles eerst goed te overwegen vooraleer men begint. Tijdig beginnen aan de uitvoering, dit wil zeggen in april het veld klaarleggen en in mei het riet planten, garandeert een gesloten dek op het einde van het jaar. Uiteraard is het gebruikte zand cruciaal voor de goede werking van het veld. Daarom is het aan te raden zich te bevoorraden in een zandgroeve i.p.v. bij een kleine verdeler. In het algemeen is dan de granulometrie (zandkorrels) beter gekend.

BEREKENINGEN

Als laatste onderdeel volgen hier enkele berekeningen voor de dimensionering van een veld. Om een idee te krijgen van de grootte van het veld kan men gebruik maken van de vergelijking opgesteld door Gloyna (1968 en 1971). Deze vergelijking geldt enkel voor de aanleg van een lagune (lagunering).

V = 3,5 * 10 ^-5 * b_c * q * I * Q ^{( 308 – Tm)}

waarin V = het volume ( m³ )

b_c = de B.Z.V. ( mg per l )

q = de hoeveelheid afvalwater geproduceerd per inwoner en per dag ( l per inw dag)

I = het aantal inwoners

Q= de temperatuurscoëfficient (Q = 1,085)

Tm = de gemiddelde watertemperatuur in de koudste maand van het jaar uitgedrukt in Kelvin (0 °C = 273,15 K, 20 °C = 273,15 + 20 = 293,15 K ).

* = vermenigvuldigen

Voorbeeld

V = 3,5 * 10 ^-5 * 300 mg per liter * 111 liter per (inwoners dag ) * 4 inwoners dag * 1,085 ^{( 308 – 280 )}

waarbij 111 liter per inwonders dag = gemiddeld waterverbruik in Vlaanderen

300 mg per liter = gemiddelde B.Z.V. van huishoudens

4 inwoners = 4 mensen in een gezin

280 K = ± 7 °C watertemperatuur

V = 4,662 * 1,085 ²⁸ : deze 28 is afkomstig van 308 – 280

= 4,662 * 9,8182179 = 45,77 m³

Een volgende dimensionering is voor vloeivelden met onderstroming. Het volume wordt hier bepaald door:

V= Q * ( ln Co – ln Ce ) per Kt * n

waarin Kt = K20 * ( 1,06) ^{( T – 20 )}

T = temperatuur ( °C )

Deling van het volume door de diepte D geeft ons de oppervlakte:

As = Q * ( ln Co – ln Ce ) per ( Kt * D * n )

waarin Q = te zuiveren debiet ( m³ per d )

n = porositeit ( = volume vrije ruimte in de bodem)

D = diepte 0,3 m voor lisdodde 0,6 m voor riet en 0,76 m voor mattenbies: waarden steunen op proeven van Gersberg et al (1985), deze waarden kunnen variëren naargelang de diepte van de plaatselijke grondwatertafel.

K20 = specifieke afbraaksnelheid ( 0,70 per dag als oriënterende waarde)

Kt = specifieke afbraaksnelheid bij temperatuur T

Ce = B.Z.V. waarmee we eindigen

Co = B.Z.V. waarmee we beginnen

Voorbeeld

4 inwoners 111 liter per inwoners dag
Co = 300 mg per liter Ce = 50 mg per liter n = 0,3

As = Q * ( ln Co – ln Ce ) : ( Kt * D * n )

V = Q * ( ln Co – ln Ce ) : ( Kt * n ) : formule voor enkel het volume te berekenen

ln Co – ln Ce = 1,7918 : deel van de formule
ln = Neperiaans logaritme

Kt = 0,7 per d * 1,06 ^{( 5 – 20 )} = 0,292 : berekening van 1 factor

Q = 111 liter * 4 = 444 liter = 0,444 m³ : omzetting naar m³

V = 0,444 m³ * 1,7918 : ( 0,292 * 0,3 )

V = 9.08 m³

As = V : D = 9,08 m^{3 :} 0,76 m = 11,95 m² » 12 m² .

Dit was in het kort een overzicht van de mogelijkheden van waterzuivering met waterplanten en nog enkele berekeningen voor het bepalen van de grootte van een veld. Deze laatste formules kunnen vrij moeilijk overkomen, maar zijn tot mijn spijt de enige correcte formules voor het bepalen van de grootte van het veld.

Bronnen

– Kweken van water – en oeverplanten (1995) De Maeseneer J., De Vlieger V.

– Hogere Planten in de waterzuivering ( 1995) De Maeseneer J., Europlant show, Gent.

– Helofytenfilters: Een natuurlijk waterzuiveringssysteem dat kansen heeft, F. Vanisna, Citec nv.

– Waterzuivering met helofytenfilters, onbekend.

– Kleinschalige Waterzuivering Ivo Aerts, Krista Verliet vormingscentrum Dialoog vzw.

– Wesemael Peter, Afdeling Milieu – inspectie, dienst Oost-Vlaanderen.