1997
Van efflluent naar oppervlaktewater donderdag 10 mei 2005, 13.45 – 14.45 Ruud Kampf Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier
1
2
Inhoud PAO-cursussen
• Effluenten en oppervlaktewater • De Waterharmonica
• 1999: Meer dan effluent
• Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband
• 2003: Effluent van de toekomst
• Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek
• 2005: Op weg naar een nieuw effluent
• Biodiversiteit, toxiciteit • Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur? 3
4
Schema effect organisch effluent op een rivier
Inhoud • Effluenten en oppervlaktewater
A: fysisch-biochemisch
• De Waterharmonica B: chemisch
• Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband
C: micro-organismen
• Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek • Biodiversiteit, toxiciteit
D: “grotere” dieren
• Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur? 5
6
Afstand na lozing
1
Strategie bij oppervlaktewaterbeheer:
Effluenten Rwzi´s
tweesporen aanpak (combined approach) Emissie aanpak
Waterkwaliteitsaanpak
brongericht
oppervlaktewater
zwarte lijststoffen zuurstofbindende stoffen
aquatische ecosystemen
best bestaande technieken best uitvoerbare technieken
watersystemen
actieprogramma's en regelgeving (AMvB's
algemene maatregelen gebiedsgerichte maatregelen
Grote ontwikkelingen C, N, P
Regionale rwzi´s - invloed bij lozingspunt – Slibdeeltjes, vlokken – Veel bacteriën
vergunningverlening handhaving
– Geur, schuim – Laag O2
integrale benadering maatregelenpakket belangen partijen
Maximum effluent percentage van rwzi Drachten en bijdrage aan nutriëntenconcentratie in de Leijen
Foto: Annie Kreike, HHNK
7
“Dood water”, niet tevreden met kwaliteit Lijkt (nog) niet op oppervlaktewater
8
0.60
Helder effluent
Initial P concentration (mg/l)
0.50
IJsselmeer Kleipolders
0.40
Zandpolders Veenpolders
0.30
Lateral inflow Boundary flow
0.20
Rendac 0.10
`rwzi Drachten
Overige rwzi's RWZI Drachten
0.00 fxPapr-mei
fxPjun-jul
fxPaug-sept
regionale rwzi’s, dus mooiste water uit een groot
7.0 Initial
N concentration (mg/l)
6.0
het was het mooiste water dat we “hadden” “je maakt het van drinkwater en regenwater”
IJsselmeer Kleipolders
5.0
Zandpolders 4.0
gebied gecentraliseerd
Veenpolders Lateral inflow
3.0
Boundary flow 2.0
Rendac
`rwzi Drachten
1.0
Overige rwzi's RWZI Drachten
0.0 fxNapr-mei
fxNjun-jul
bevat ook nog veel bruikbare nutriënten zonde om weg te gooien…..
fxNaug-sept
9
10
De Waterharmonica:
Inhoud
van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater de natuurlijke schakel tussen Waterketen en Watersysteem
• Effluenten en oppervlaktewater
Theo Claassen
• De Waterharmonica:
Wetterskip Fryslân
– verkorte weergave Stowa workshops november 2004 • • • •
Korte geschiedenis Waterharmonica (Theo Claassen) Stowa project 2003 – 2004 (Johan Blom) Praktijk (Ruud Kampf) Waterharmonica in the developing world: LeAF, AquaforAll, NOVIB Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband
Ruud Kampf Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier
• Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek • Biodiversiteit, toxiciteit • Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur?
11
12
2
Emissie ........Waterkwaliteit “Schakelsysteem”
Schema effect organisch effluent op een rivier
Rwzi geoptimaliseerd
Oppervlaktewater optimaliseren?
Speciaal ingericht oppervlaktewater tussenschakelen
A: fysisch-biochemisch Waterharmonica B: chemisch
C: micro-organismen
D: “grotere” dieren
Moerassysteem 13
14
Afstand na lozing
Ontbrekende schakel in Nederlands waterbeheer
Het Waterharmonica project • Lopend STOWA project 2003-2004: •
onderzoek en toepassing
Zie www.waterharmonica.nl voor rapporten , papers, conferences, etc
LeAF 16
15
Waterharmonica in ontwikkelingslanden
STOWA Waterharmonica workshops
• Uitvoering door Lettinga Associates Foundation LeAF • i.s.m. AquaforAll en Novib • Overzicht haalbaarheid van de Waterahrmonica • Voornaamste: milieubeheer in arme landen is onbetaalbaar, behalve als er geld te verdienen is door hergebruik • Project Matagalpa in Nicaragua – Trekker Louis Bijlmakers`, De Dommel
• Afstudeeropdracht Chanzi Hamidar uit Tanzania 17
23 november 2004 Hapert 25 november 2004 Almelo
18
3
Bestaand Elburg • Everstekoog • proefveld Everstekoog •Land van Cuijk •Sint Maartensdijk •Waterpark Groote Beerze •Klaterwater Efteling
19
Rwzi en moerassysteem Everstekoog
21
NB: Elburg niet weer in gebruik vanwege grote natuurwaarden oud rietveld !!!!
20 Royal Haskoning
Land van Cuijk
Land van Cuijk
22
Land van Cuijk - N verwijdering
N-tot = 10 mg/l
23
24
4
Kosten moerassystemen Everstekoog
Land van Cuijk
1.250.000
3.150.000
200.000
600.000
debiet (m3/jaar) Investering (Euro)
Hapert, De Dommel Waterpark Groote Beerze
Kosten in (€cent/m3) kapitaal
1,6
1,9
onderhoud
0,9
0,6
begeleiding/toezicht/monitoring
0,9
2,1
totaal kosten (€cent/m3)
3,3
4,6
http://www.waterharmonica.nl/publikaties/index.htm en Stowa-rapport 2004/45
25
26
Sint Maartensdijk - Tholen
Groote Beerze
Hapert 27
28
Nieuwe initiatieven •Uitbreiding Everstekoog •(+ De Cocksdorp?) •Wervershoof •Geestmerambacht (13 ha!) •Grou •Ameland •Ootmarsum •Gieten •Apeldoorn •Arnhem ? 29
•Kerkwerve •Onderzoek Horstermeer
30 Royal Haskoning
5
rwzi Apeldoorn, Waterpark Schoonbroek ? •Capaciteit 340,000 i.e. •DWA 3000 m3/h; max. 12,000 m3/h •Overstort water vijvers vijversmet met ondergedoken ondergedokenwaterplanten waterplanten
vijvers vijversmet met rietzomen rietzomen slotensysteem slotensysteem (ca. (ca.15 15ha) ha)
infiltratieveld infiltratieveld (ca. (ca.77ha) ha)
voorbezinkbassin voorbezinkbassin (ca. (ca.77ha) ha) efflu
en t
Totaal zoekgebied 200 ha • Polishing effluent • Natuur • Recreatie • Groene wig in stadplanning • Schoon water Veluwe massief naar rivier de Grift
Moerassysteem Grou??? • “harmonica” tussen boezemwater, polderwater en rwzi – – – – – –
paaiplaats vis natuurlijke inrichting boezem nazuivering effluent gebruik effluent in de polder vistrap boezem polderwater natuurlijke inrichting rond rwzi
In voorbereiding 31
Aqualân te Grou !
32
Grou
vispaaiplaats
inrichtingsschets
rwzi
rietsloten
Ca. 25 % van effluent Voorbereiding 2004 Keuze inrichting begin 2005 Realisatie 2005 Monitoring vanaf 2006 Schetsontwerp
Daphnia unit
Bestuursbeslissing?
http://www.interregnorthsea.org/project-details.asp?id=1-16-31-7-37-04
33
Grou: Combinatie met paaiplaats snoek
34
Empuriabrava, Costa Brava
Beheerde oevers voor paaiplaats
Brasem-Snoek
Snoek
Snoek-Voorn
35
36 From Lluis Sala, Concorsi de la Costa Brava
6
WATERHARMONICA - PROJECTEN
Belasting 0.1 tot 1.7 m/dag
Dimensioneringsrichtlijnen Waterharmonica Belasting
System
HVT
Hydr. belasting
Opp.
(dagen)
(m3/m2.d)
(ha)
Diepte
Verblijftijd
Oppervlakte
(dagen)
(m i.e)
(aantal/ml)
< 100
(gemiddeld)
m/dag
2/
Ecoli
Everstekoog
VS
2,2
0,24
1,3
0.75
1.5
2
0,3
Elburg
VS
6,0
0,13
15
0.30
1.5
5
0,6
Land van Cuijk
VS
6,0
0,17
3,85
0.25
0.5
2
Groote Beerze
VS
0,23
1,70
1,4
0.10
0.5
5
0,5
< 10
VDS
2,3
0,14
0,825
0.05
0.5
10
1-2
< 1
HDS/VS
2,0
0,24
1
GVS
1,5
0,37
--
Efteling Sint Maartensdijk Kwekelbaarsjes
Vijvers
Moeras`systeem
< 10 < 100
38
Stand van zaken
Evaluatie
Samenwerking Stroomlijnen Werkgroepen Coordinatie Leren
de eerste lessen zijn geleerd
De Waterharmonica:
Stowa…..
resultaten rechtvaardigen verdere implementatie nog een lange weg te gaan
– brengt lozer en oppervlaktewaterbeheerder bij elkaar
verder onderzoek en ontwikkeling met de nadruk op: monitoring van chemische en (micro)biologische parameters onderzoek naar hydraulische, hydromorfologische en ecologische aspecten
– verbindt de Waterketen en het Watersysteem: gericht op sluiten van de waterkringloop – combineert processen, belangen, inpassing in het landschap, etc: aantrekkelijk, ook economisch
optimalisatie van beheer en onderhoud introductie van het concept als dé duurzame, integrale oplossing om RWZI-effluent KRW-proof te maken 39
40 Royal Haskoning
Rwzi en helofytenfilter
Inhoud • Effluenten en oppervlaktewater • De Waterharmonica • Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband • Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek
•Oxidatiesloot •Helofytenfilter / moerassysteem: ·voorbezinkvijver ·9 paralelle sloten met riet/lisdodde en waterplanten ·afvoersloot
• Biodiversiteit, Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur? 41
42
7
Rwzi en moerassysteem Everstekoog rwzi
voorbezinkvijver 9 parallelle sloten met riet en lisdodde afvoersloot
De Waterharmonica 43
Onderzoeks project 1995 - 1999
Everstekoog Texel
45
46
De zon en zuurstofritmiek
E.coli
5 4
20
3
16
7.7
12
5.7
8
O2 - einde sloot (mg/l licht (lux)
3.7
Log E. coli /ml
9.7
2 1 0 -1
0
2
4
6
8
10
12
-2
4
1.7
-3
0
-0.3
-4
176
177
178
179
180
181
182
HRT (dagen)
Dag 1996
Everstekoog, Texel
47
lente
zomer
herfst
winter
lente regressielijn
zomer regressielijn
herfst regressielijn
winter regressielijn
48
Everstekoog, Texel
8
NH4
NO3 5
5 4
NO3-N (mg/l)
NH4-N (mg/l)
4 3 2
3
2
1
1
0
0 0
2
4
6
8
10
0
12
2
4
6
8
10
12
-1
HRT (dagen)
HRT (dagen)
lente
zomer
herfst
w inter
lente regressielijn
zomer regressielijn
herfst regressielijn
w inter regressielijn
Everstekoog, Texel
lente
zomer
herfst
winter
lente regressielijn
zomer regressielijn
herfst regressielijn
winter regressielijn
49
Everstekoog, Texel
N-verwijdering april 97 tot maart 1998
50
N - verwijdering • Vooral denitrificatie • Processen vooral in “biofilms” op bodem en aan planten • N - afvoer in biomassa is “onbelangrijk”
Beginwaarden: NH4: 1.0 mg/l NO3: 2.6 mg/l
51
52
Everstekoog, Texel
Everstekoog, Texel
Natuurlijke moerassen
N – verwijdering in moerassen
N
Everstekoog bij verschillende HRT
Belasting Kg N/ha.jaar
Natuurlijke depositie 30 - 75
Bemesting landbouw 400 - 800
Totaal N in lucht boven landbouwgrond 80000
Opname in gras Stikstof- leverend vermogen
140 - 600 53 Gebaseerd op Toet, 2003
Waterboeren: hoeveel moeras kunnen we voeden met nutriënten 54 uit afvalwater ?
Gebaseerd op Toet, 2003 en www.agriton.nl
9
Natuurlijke moerassen
P - totaal
P
2,5
Everstekoog bij verschillende HRT
Totaal-P (mg/l)
2
1,5
1
0,5
0 0
2
4
6
8
10
12
HRT (dagen) lente
zomer
herfst
winter
lente regressielijn
zomer regressielijn
herfst regressielijn
winter regressielijn
Everstekoog, Texel
55
Resultaten 4-jaar onderzoek • Dag patroon O2
• geurt niet meer • minder slibdeeltjes ( = desinfectie) • maar meer, ander zwevend stof
– genoeg om 2 - 3 mg O2/l te nitrificeren
• Een duidelijk effect van HRT en seizoen – N-verwijdering beter bij lange HRT, zelfs in de winter
• levend water:
– P-verwijdering is onduidelijk, chemisch? – Toename turbiditeit door biologische processen
• algen, watervlooien • ‘torren”
HRT of 4 dagen < 1/ml (in de winter c. 10/ml)
rapportage: http://www.waterharmonica.nl/publikaties/index.h tm
Na moerassysteem ander water • verbetering zuurstofhuishouding
– O2 inbreng afhankelijk van licht
• E.coli:
56
Gebaseerd op Toet, 2003
• vis • vogels 57
58
Everstekoog, Texel
Procestechnologie moerassystemen
Stikstof kringloop
• Oxidatiesloot: – nabootsing van vervuild oppervlaktewater
• Moerassysteem: – nabootsing van schoner oppervlaktewater
• Processen zijn vergelijkbaar
Fototrofe biofilms!
– bezinking, adsorptie, biofilmprocessen, diffusie, groei, afsterving, etc.
combinatie van (bio)procestechnologie, landbouw, biologie, etc. ecological engineering: www.IEES.CH 59
60 http://www.riza.nl/ecopeilbeheer/paginas/rapport_peilbeheer.pdf
10
Fototrofe biofilms
Bekend, maar onbemind!
•licht als energiebron (ingevangen protonen) •reductie van CO2 – heterotrofe biofilms •fototrofe en heterotrofe microben: •extracellulaire matrix van polymere verbindingen (EPS) •(s)lijmerige matrix voor aanhechting / invanging 61
62
http://www.itqb.unl.pt:1141/~webpages/mainpage/
PHOBIA: biofilm rwzi voor studie van de groei van fototrofe biofilms
Bekend, maar onbemind!
• Horizontal doorstroomde incubator • 4 kanalen: – lichtensiteiten 15, 30, 60 en 120 umol photons m-2 s-1.
• Groei fototrofe biofilm – 2 mm dikke waterfilm Opnamesnelheid nitraat per eenheid contactoppervlak in fotrotrofe biofilm (PBI)
mg N cm-2 d-1
0.4
= 14600 Kg N/ha.jaar
0.3 0.2 0.1 0
63
0
Bron: Jan Rijstenbil, NIOO, Yerseke
50
100
150
lichtintensiteit umol photons m-2 s-1
64
San Servolo, 1 May 2005
Inhoud
NO3 – omzetting PHOBIA biofilmreactor
• Effluenten en oppervlaktewater • De Waterharmonica • Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem:
Belasting Kg N/ha.jaar
Everstekoog in een wijder verband • Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek
Natuurlijke depositie 30 - 75
Bemesting landbouw 400 - 800
Totaal N in lucht boven landbouwgrond 80000
– Wat is er gedaan? – Belangrijkste resultaten
• Biodiversiteit, toxiciteit • Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur?
Opname in gras Stikstof- leverend vermogen
140 - 600
65
Gebaseerd op Toet, 2003 en www.agriton.nl
66
11
Voorbezinkvijver Everstekoog moerassysteem
HRT ca 1.3 dag
Everstekoog Texel
67
• Vraag: hoe komt het dat er watervlooien zijn zonder algen als voedsel? • Veronderstelling: Watervlooien gebruiken actief slibdeeltjes als voedselbron
68
Het Kwekelbaarsjes project “verkennend/vernieuwend onderzoek”
69
70
Vis in Everstekoog moerassysteem • Vis houdt niet van effluent rwzi – in grote vijver geen vis
• in moerassysteem wel vis: – pas na 3 dagen verblijftijd – na 10 dagen veel vis (tot 15 stekelbaars per m2)
Stekelbaarsjes 71
NB Biodiversiteit Everstekoog: er zijn nog veel onuitgewerkte data
72
12
Voedselketens!
73
74
http://www.intarttiles.com/robertekennedy.htm
Lepelaars in Europa Nederland
Lepelaars Een van de zeldzaamste vogels in Europa 95 % West-Europese populatie
Annex I European Bird directive Symbool van goed waterbeheer 75
Het kwekelbaarsjesproject
76
RWZI
Voeding met actief slib
Effluent
opkweken van watervlooien op effluent
Water
watervlooien
Kwekelbaarsjes systeem De Cocksdorp
daphnia oogst
Effluent naar vispassage of oppervlakte water
om stekelbaarsjes op te laten groeien
Helofytenfilter om "vissenwater" te maken
als voedsel voor lepelaars 77
lepelaars stekelbaarsjes kweek 78
13
Doel van het praktisch onderzoek
Daphnia - trivia • Length:
0.3 - 5 mm
• Wet weight: 0.5 - 2 mg • Filtration capacitity: 4 ml/ind.hour (1000 Daphnia/l filtrates water 4 times per hour)
Ontwikkeling van de Daphnia kweek in het kwekelbaarsjes proces
• Size of food particles between 1 - 40 m Protein: 60 % Fat 10 % Carbohydrates 6 % C = 44 % N=8% 79
P = 1.4 %
Veldonderzoek Texel
Onderzoek 1998-2004 – e.v. laboratorium exp TNO onderzoek bakken onderzoek vijvers modellering watervlo ontwikkeling stowa onderzoek ecotox biomassakweek ontw. digitale telmethode Daphnia voedselstudies UvA, proeven Horstermeer
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
81
82
83
84
2004: nieuw proefveld Everstekoog
Bakken - Mesocosms
Vijvers
14
85
86
Onderzoek in “bakken” • diverse kortlopende onderzoeken in de bakken (HRT = 0.5; 1.5; 1.5, 3 en 10 dagen): – 1998: verkennend onderzoek • Twee bakken in serie, “zakkenproef”
– 2001: veel; korte experimenten, veel mislukkingen • Invloed beluchting • Invloed oogsten • Invloed verduisteren • Invloed extra slib toevoer
• ontwikkeling watervlooien in bakken: – lange termijn proeven – 2002: parallel, verblijftijden (3 en 10 dagen). – 2003, 2004, 2005: in serie vier maal 1 dag 87
88
Onderzoek in vijvers “handen op de rug onderzoek, beperkt ingrijpen” • 2001 - 2002: vier parallele vijvers
Resultaten: Nu alleen “enkele” high-lights !
– 2001: HRT elk 1.5 dag – 2002: HRT: 3 en 4,5 dag • Invloed waterplanten (2 met, 2 zonder)
• Vanaf 2003: lange termijn proeven, in serie vier maal 1 dag – Vijver 1 zonder waterplanten, overige met ! – Onderhoud: kroos en overvloedige waterplanten worden verwijderd 89
90
15
150
170
190
210
230
150
170
190
210
230
250
2 ay /0
un /0 2 03 /J ul/ 02 24 /J ul/ 02 19 /A ug /0 2 10 /S ep /0 2 15 /O ct/ 02
0
Vijver 3, chlfl
1000
Vijver 4, Daphnia
600
Vijver 4, chlfl
1000
600
30
30
0
0 130
150
170
190
210
230
250
Daphnia (n/l)
200
100
0
0 ep /0 2 15 /O ct/ 02
ul/ 02
ul/ 02
ug /0 2
24 /J
10 /S
03 /J
/0
2
13 /J
un /0 2
0
19 /A
100
ep /0 2 15 /O ct/ 02
23 /M
10
10 100
ay /0
2
200
200
0 ul/ 02
0
23 /M ay
20
ul/ 02
HRT 10
300
300
100
ug /0 2
20
400
500
250
24 /J
HRT 10
300
200 250
10 /S
400
300
19 /A
400
500
Chlorofyl-a (µg/l)
500
500
500
750 400
un /0 2
600
Daphnia (n/l)
Daphnia Chlorophyl 40
03 /J
600
750
Bak 4
13 /J
Daphnia Chlorophyl 40
Chlorofyl-a (µg/l)
Daphnia (n/l)
100 0
500
Bak 3
Vijver 4 Verblijftijd 4.5 dagen
13 /J
ul/ 02
ul/ 02
Vijver 3, Daphnia
dag_nr_2002
dag_nr_2002
250
0
2 ay /0
0 130
250
200
Chlorofyl-a (µg/l)
130
300
100
0
10
0
400 500
23 /M
0
600 500
ep /0 2 15 /O ct/ 02
0
200
250
20
100
300
ug /0 2
HRT 3
300 200
10 100
500
24 /J
20
200
400
10 /S
HRT 3
300
30
400
Vijver 2, chlfl
750
19 /A
400
Vijver 2, Daphnia 1000
600 500
Daphnia (n/l)
30
Vijver 1, chlfl
750
un /0 2
500
500
Vijver 1, Daphnia 1000
Daphnia Chlorophyl 40
03 /J
Bak 2 600
13 /J
Daphnia Chlorophyl 40
23 /M
Bak 1 600
2002: algen vs watervlooien Chlorofyl-a (µg/l)
2002: bakken HRT 3 en 10 dagen
0 130
150
170
190
210
230
250
dag_nr_2002
dag_nr_2002
• Bij deze langere verblijftijden algenbloei • Oorzaak: periodiek te weinig Daphnia (voedselgebrek?)
• Algen hebben duidelijk een relatie met watervlooien • Algen worden door vlooien gegeten, ze ontwikkelen zich bij aanwezigheid van weinig vlooien.
2003- 2004:
92
Bakken 2003 - 2004
NH4 en NO3: verschil bakken en vijvers
• N-verw. beter in vijvers dan in bakken: – Invloed waterplanten in de vijvers 2, 3 en 4 •
• NH4-verwijdering: tot 60 % • NO3-verwijdering tot 30 %
93
Sterke verbetering, goede e.coli verwijdering!
Daphnia grootteverdeling voorbeeld
Daphnia per liter in bakken 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
2003
94
Variable b1 b2 b3 b4
2004
Bak 1 - grootte Daphnia (mm) 120
Daphnia > 5 mm Daphnia =<1 1> Daphnia =<2 2> Daphnia Daphnia 3 - 4=<3 mm: oudere groeien 3> Daphnia =<4 4> Daphnia Daphnia 2 - 3=<5 mm
100 80 60 40
Daphnia 1 - 2 mm
20
100
200 300 400 500 600 700 select(dag_2003, ondz_gewoon=1)
0 500 550 600 650 700 750
800 95
dag_2003
Daphnia < 1 mm: geboorten 96
16
winter 2004 - 2005
winter 2004 - 2005 Ecoli_bakken
Daphnia bakken
20 16 12 8
1 2 3 4
200
4
0
0 250
300
350
400
450
600
nr
250
300
dag_2004
350
400
450
dag_2004
500
E_Coli
nr 1000 0 1 800 2 3 600 4 400
24
Daphnia
Veldtemperatuur
temperatuur_bakken
400 300 200 100 0 0
1
2
3
4
bak nr.
97
Algemene conclusies “Daphnia unit”
98
Inhoud
•
Watervlooien groeien goed op effluent, extra slib is niet nodig voor “laag belast, ecologisch bedreven systeem”
• Effluenten en oppervlaktewater
•
Helderheid effluent belangrijk: goede lichtintreding: energiebron
• De Waterharmonica
– Pas opmengen met oppervlaktewater als het “bruikbaar oppervlaktewater is”
• Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een
•
Voedselketen benadering is bruikbaar, vergroten stabiliteit door beheer (o.a. oogsten)
•
Werking bij lage temperaturen veel beter dan verwacht
•
Algen vormen additionele voedselbron, vooral bij langere verblijftijden
• Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek
•
Eco-toxiciteit geen reden tot angst, wel zorg!: Daphnia unit is goede bewaker van eco-tox
• Biodiversiteit, toxiciteit
moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband
• Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur?
Verhoging biodiversiteit
Kader Richtlijn Water………………… 99
Biologische beoordeling kwaliteit oppervlaktewater
100
Kiezelwieren
• HHNK: 10-tallen jaren ervaring – Niet met blote oog te zien: • Kiezelwieren (van Dam index) • Quickscan fytoplankton
– Bewegend, met blote oog te zien: • Zoöplankton
– Inrichting, waterplanten, etc 101
Kiezelwieren gehecht op draadwier
102
17
Wat zijn kiezelwieren
Waarom kiezelwieren ? • Altijd aanwezig
• eencelligen plantaardige
• Goedkope analyse: microscopie
organismen
• Snelle reactie op veranderingen
• skelet van kiezelzuur • grootte 0,005 tot 0,5 mm 103
104
Vijvers 2004: van Dam-index
Fytoplankton
Vijvers:
• Eencellige plantaardige organismen • Zweven vrij in het water
6 pH zout/zoet org. N O2-beh saprobie trofie
5 4
• • •
Saprobie (“vervuilingsgraad”) org. N de zuurstofbehoefte
– geven beeld van “waterkwaliteit – veel verschillende groepen organismen – grote variatie in levensvormen:
– aanzienlijke verbetering van de biologische waterkwaliteit
3
• 2 1
2
3
nr. vijver
4
•
Trofie (voedselrijkdom) vermindert minder, vooral P ??. Lage score voor zout/zoet duidt, zoals verwacht op zoet water.
• Eenmalig, intensieve meetperiode 2004
• • • •
kiezelwieren groenwieren blauwwieren “overige”
105
106
• Bakken weinig verandering, vijvers duidelijke verandering
Quickscan fytoplankton
Ecotoxicologische aspecten
intensieve meetweek 2004
Weinig Daphnia: Meer groenwieren
Toename kiezelwieren vooral in vijvers NB: ook Quickscan phytoplankton uit eerdere jaren!
107
Stowa onderzoek, 2003
108
18
Rwzi Den Helder effecten effluent op kanaalwater in mesocosmos bakken
Den Helder: Belangrijkste resultaten • Toxiciteit effluent beperkt: – Net als bij Stowa onderzoek – Vooral – incidenteel – op algen
• Invloed troebelheid kanaalwater overtreft effecten effluent:
2003 – 2004 Concept-rapport
– Bevestiging “kwekelbaarsjes“ – Meng effluent pas op met “troebel” oppervlaktewater als het al “oppervlaktewater” geworden is
109
Inhoud
110
Water Frame Work Directive
• Effluenten en oppervlaktewater
Zeer strenge nieuwe effluenteisen!!
• De Waterharmonica
Oplossing: “dure” zand- en membraanfiltratie ???
• Van effluent tot bruikbaar oppervlaktewater in een moerassysteem: Everstekoog in een wijder verband • Kort overzicht Kwekelbaarsjesonderzoek
Engineering vs natuurlijke processen ?????
• Biodiversiteit, toxiciteit
Of
• Kaderrichtlijn, Techniek of/en Natuur? – Onderzoek 2005 e.v. 111
Engineering plus natuurlijke processen ????? 112
Effluent wordt naar de Vecht verpompt
rwzi Horstermeer
113
effluenkelder
noodoverstort effluent – helder !!
114
19
Horstermeer proefhal 2005 – 2008
115
116
Uitgangspunten Horstermeer • Doel: mogelijkheid van P_tot, N_tot, zwevende stof, zware metalen en prioritaire stoffen verwijdering uit RWZI-effluent onderzoeken • MTR voor P_tot, N_tot, zwevende stof, en zware metalen in 4e nota waterhuishouding en kaderrichtlijn water • Nastreven MTR is een inspanningsverplichting voor RWZI Horstermeer !? 117
Gezamenlijk onderzoeksproject polishing effluent rwzi Horstermeer 2005 – 2008 ??? • • • • •
a. b. c. d. e.
“zelfde opstelling als Beverwijk, Utrecht”
118
In voorbereiding op rwzi Horstermeer: Hoe kunnen we de “Texel kennis” gebruiken als aanvulling of als alternatief voor vergaande technieken om te voldoen aan de Water Frame Work directive ??
Ruw effluent na zandfiltratie: bevat nog bacteriën na membraan filtratie: alleen nog kleine deeltjes na ultrafiltratie: zonder deeltjes na een biologische actieve koolfiltratie
– (om diverse redenen voor dit onderzoek niet interessant)
kleine deeltjes, steekwoorden: EPS. poly-sachariden, proteïnen
• maar: Daphnia zijn ook goed in filtratie van kleine deeltjes ! • combinatie van techniek en natuur •Ecological engineering als aantrekkelijke optie!
119
•Partners wanted!
120
20
3.3 TUSSEN WATERKETEN EN WATERSYSTEEM
Conclusies • Nieuw effluent is van nu en niet meer van de toekomst: – volgende PAO wordt terugkijken
• Gooi uw effluent niet weg: – het was drink- en regenwater
• Beheers de kwaliteit • Meng effluent pas met oppervlaktewater als het er op lijkt • Combinatie van techniek en natuur is aantrekkelijk voor Kader Richtlijn Water 121
Ook uit dit onderzoek is gebleken dat een moerassysteem een betere overgang vormt tussen RWZI en watersysteem. Ecologisch gezien is het moerassysteem Land van Cuijk misschien niet een locatie om lyrisch van te worden: er zijn nauwelijks waterplanten (laat staan bijzondere soorten) en de macrofaunasamenstelling indiceert overduidelijk een zeer eutroof systeem. Maar niettemin is het ook zeker geen effluent meer: de aard van het zwevend materiaal is ingrijpend veranderd en er is een natuurlijke zuurstofdynamiek. Het moerassysteem Land van Cuijk past dan ook uitstekend binnen het concept van de Waterharmonica (zie afbeelding 3.1 en lit. 6). Omdat het geen effluent meer is, is het ecologisch beter inpasbaar en komt daarmee beter tegemoet aart de eisen vanuit de Kaderrichtlijn Water.
www.waterharmonica.nl
122
21
