Comelko & Sonsbeekpark

in opdracht van

in het belang van

Hoofdstuk 2 Waterzuiveringssysteem op labschaal Blz. 3

Hoofdstuk 3 Het oppervlaktewater van de Jansbeek Blz. 5

Hoofdstuk 4 Kosten van verschillende lozingen Blz. 7

Kort samengevat gaat dit verslag over het project Comelko^®. Dit in opdracht van Rijn IJssel College Arnhem unit Laboratoriumtechniek, in het belang van Gemeente Arnhem en Comelko^®. In dit project hebben we bekeken wat er gebeurt bij verschillende soorten lozingen van afvalwater in de Bron of de Jansbeek. Er is een zuiveringsinstallatie op labschaal gebouwd en daar zijn verschillende metingen aan verricht waaronder de zuurstofconcentratie, stikstofconcentratie, fosforconcentratie en het chemisch zuurstofverbruik. Uit deze metingen is onder andere gebleken dat lozingen op de Jansbeek grote gevolgen heeft op het aquatisch ecosysteem, en de recreatie in Sonsbeekpark ernstige hinder ondervindt bij de vestiging van Comelko^®. Hieruit is geconcludeerd dat het zuivelbedrijf Comelko^® zich niet mag vestigen in Sonsbeekpark.

Volledig zuiver water komt in de natuur niet voor, er zitten altijd natuurlijke water verontreinigingen in het water. Het oppervlakte water wordt echter niet alleen door

natuurlijke stoffen belast maar ook door lozingen van afvalwater en koelwater en vele andere handelingen waardoor de mens het water vervuilt. Door de vervuiling van het oppervlakte water veranderen de abiotische en biotische milieufactoren. In sommige gevallen belast de samenleving het oppervlakte water zodanig dat het aquatisch ecosysteem wordt aangetast of zelfs vernietigd.

Door het lozen van stoffen kan het oppervlakte water vervuilt raken. Het lozen van bijvoorbeeld koelwater veroorzaakt een stijging van de temperatuur in het oppervlakte water. Hierdoor kan er minder zuurstof in het water oplossen en in het algemeen zal de biologische activiteit toenemen. Het blijft echter een feit dat bij stijging van de temperatuur een aantal organismen in hoeveelheid zullen afnemen of zelfs verdwijnen omdat er een tekort aan zuurstof is. Ook voor een groot aantal biologische processen zoals bijvoorbeeld nitrificatie is de temperatuur van belang. Naast de temperatuur bepaald de saliniteit in grote mate de zuurstof concentratie in het water. Onder saliniteit verstaat men de totale som van alle aanwezige ionen concentraties. Door het lozen van afvalwater kan de hoeveelheid opgeloste ionen in het oppervlakte water stijgen met als gevolg een daling van de zuurstof concentratie. Ook lozing van chemische stoffen waardoor het chemisch zuurstofverbruik stijgt en het lozen van zure stoffen waardoor de pH lager wordt kan invloed hebben op de hoeveelheid zuurstof in oppervlakte water.

Vermesting of eutrofiëring is de verrijking van het milieu met voedingsstoffen, met name nitraat en fosfaat. Als gevolg van vermesting ontstaat er in open water algen bloei, hierdoor sterven veel planten aan een tekort aan licht en veel vissen aan een gebrek aan zuurstof.

Het bedrijf Comelkoâ is een melkfabrikant en wil een zuivel fabriek in het Sonsbeekpark bouwen. Het bedrijf beweert dat ze erg milieu vriendelijk zijn en dat er geen schadelijke afvalstoffen in het milieu terecht zullen komen. Ze hebben een aanvraag ingediend bij de gemeente en de gemeente wil weten of de zuivelfabriek inderdaad geen invloed heeft op het milieu en met name op de Jansbeek.

Lozing van het afvalwater van Comelkoâ , waarin onder andere ondermelk en wei zit, brengt enkele milieu belastende stoffen in het water:

-zuurstofbindende stoffen (koolhydraten, eiwitten en vetten)

-eutrofiërende stoffen

-misschien basische stoffen door afvalwater van de reiniging van leidingen en vaten.

Door het verrichten van analyses op het afval water en aan de Jansbeek onderzoeken wij of het lozen van dit (voorgezuiverde) afvalwater invloed heeft op de Jansbeek en of het bedrijf zich in het Sonsbeekpark zou mogen vestigen.

Het bedrijf Comelkoâ kan twee waterzuiveringssystemen toepassen, een actiefslib installatie zonder denitrificatie of een actiefslib installatie met denitrificatie. Bij het opstellen van de hypothese is er van uit gegaan dat het bedrijf één van deze installaties zou gaan gebruiken en dat deze installaties optimaal functioneren.

Als de zuivelfabriek Comelkoâ een actiefslib installatie zonder denitrificatie heeft komt er

54 mg/l stikstof in het water en 6-12 mg/l fosfor. Dit ligt ver boven de MTR-waarden.

Bij het lozen van afval water dat gezuiverd is door de actiefslib installatie met denitrificatie komt er 14 mg/l stikstof en 6-12 mg/l fosfor in het water. Ook bij deze installatie liggen de waardes ver boven de MTR-waarden.

Op grond hiervan kan er verwacht worden dat lozing van het afvalwater invloed zou kunnen hebben op het milieu en met name op de Jansbeek. Het bedrijf zou zich alleen in het Sonsbeekpark mogen vestigen als het afvalwater niet in de Jansbeek geloosd zou worden maar op het riool waarna het water op een andere plaats nog eens gezuiverd wordt.

Dit hoofdstuk gaat over de biologische waterzuiveringsinstallatie op laboratoriumschaal. Hieraan doen we verschillende metingen aan het influent en effluent van deze waterzuivering. In de opstelling zijn twee verschillende systemen gecombineerd. Beide zijn een actief-slib installatie; waterzuivering B heeft geen aparte denitrificatiestap en waterzuivering A wel.

V = p ^. r^{2 .} h = p ^. (16cm/2)^{2 .} 10 cm = 2011 cm³ = 2011 ml

Er zijn nog verschillende manieren om de verblijftijd te vergroten zoals het totaalvolume vergroten of de pomp langzamer laten pompen.

Het bezinksel dat in het effluent zichtbaar is, is het actief slib. Daarom wordt vers genomen effluent voor een bepaling ook gefilterd, om eventuele vaste deeltjes van actief slib uit het effluent te halen.

Het oppervlaktewater van de Jansbeek heeft vele functies. Ten eerste is de Jansbeek een

deel van de natuur wat ook recreatie met zich meebrengt, het is erg prettig om door het Sonsbeekpark te lopen en daar een leuk riviertje te zien stromen. Hier naast heeft het water een aquatisch ecosysteem en functioneert de Jansbeek als afvoer van bronwater dat op enkele plaatsen in het Sonsbeekpark omhoog komt.

We moeten erg zuinig zijn op het water dat we hebben, want zonder water zou er waarschijnlijk geen leven op aarde mogelijk zijn. Daarom is het erg belangrijk dat er wetten en normen zijn om het water zo schoon mogelijk te houden. In de onderstaande tabel staan de normen met daarnaast de meetresultaten van de bron en einde Jansbeek.

Het beoordelen van de huidige waterkwaliteit van de Jansbeek wordt gebaseerd op

de analyses die de klas heeft gedaan aan de bron en aan het einde van de Jansbeek.

Deze analyseresultaten zullen vergeleken worden met de MTR-waarden, aan de hand

hiervan wordt de huidige waterkwaliteit van de Jansbeek beoordeeld.

Temperatuur

In eerste instantie zou je denken dat de temperatuur in de bron juist lager zou moeten zijn omdat hier grondwater omhoog komt. Toch is de temperatuur in de bron is iets hoger dan in de Jansbeek. Dit zou kunnen komen doordat het water in de bron niet zo diep is als het water in de Jansbeek, hierdoor gaat verwarming door de zon sneller en wordt de temperatuur dus ook hoger. De temperatuur die gemeten is in de Jansbeek en de bron ligt onder de MTR-waarde dit houdt in dat de temperatuur niet te hoog is.

Zuurstofgehalte

Het zuurstofgehalte in de Jansbeek is hoger dan in de bron. Dit komt doordat het water in de bron net uit de grond omhoog komt borrelen, in grondwater zit namelijk geen zuurstof. Ook het contact oppervlak met de lucht is in de Jansbeek groter, voornamelijk van wegen de watervalletjes en in de Jansbeek zitten planten die zuurstof produceren. De temperatuur, die in de bron iets hoger is, is ook van invloed op het zuurstofgehalte omdat er bij een hogere temperatuur minder zuurstof oplost in het water. Het elektrisch geleidend vermogen (EGV) geeft de totale hoeveelheid opgeloste ionen aan in de bron het EGV 0.370 m S/cm en in de Jansbeek 0.262 m S/cm. Dit zou dus ook een verklaring kunnen zijn want als er meer deeltjes in het water opgelost zijn is het zuurstof gehalte in het water kleiner.

Het zuurstofgehalte ligt boven de MTR-waarde dit houdt in dat er genoeg zuurstof in het water zit. Om een goed beeld te krijgen hoe goed het zuurstofgehalte in de Jansbeek is zou je ook in de zomer een meting moeten doen, in de zomer is de temperatuur van het water hoger waardoor de oplosbaarheid van zuurstof minder wordt. Maar er groeien natuurlijk ook weer meer planten in de zomer, deze planten produceren dus ook meer zuurstof.

De pH-waarde in de bron ligt onder de ondergrens van de MTR-waarde. Toch is het niet verontrustend want als er gekeken wordt naar de Jansbeek valt de pH-waarde boven de ondergrens en onder de bovengrens. Waarschijnlijk ligt de pH- waarde in de bron lager omdat

er in de bron geen planten zitten die koolstofdioxide opnemen en omzetten in zuurstof. In de Jansbeek zitten wel planten, die dus ook het koolstofdioxide omzetten in zuurstof. In de bron is waarschijnlijk pH-lager omdat het koolstofdioxide samen met water een zuur vormt (koolzuur).

Het fosfaatgehalte in de Jansbeek ligt onder de MTR-waarde, maar boven de streefwaarde in de bron licht het fosfaatgehalte onder de streefwaarde. Het is niet verontrustend dat het fosfaatgehalte in de Jansbeek boven de streefwaarde ligt, het fosfaatgehalte zou iets hoger kunnen zijn omdat er ontlasting, van de vele dieren die in het water leven, in de Jansbeek terechtkomt. Als er echt teveel fosfaat in het water zou zitten dan zou het fosfaatgehalte in de bron ook boven de streefwaarde moeten liggen.

Het stikstofgehalte in de bron is lager dan in de Jansbeek dit komt omdat er in de bron geen Kjeldahl stikstof zit. Maar dan nog ligt het stikstofgehalte in de bron en in de Jansbeek ver boven de MTR-waarde. Dit zou kunnen komen door het jaargetijde, in de zomer wordt er namelijk stikstof verbruikt door de planten. Ook zijn er meer denitrificerende bacteriën in de zomer deze bacteriën zetten nitraat om in vrije stikstof (denitrificatie). Om dus een beter beeld te krijgen van het stikstofgehalte in de Jansbeek zou er dus ook in de zomer een meting gedaan moeten worden.

De waterkwaliteit van de Jansbeek is in het geheel gezien redelijk, maar toch kan er geen goed beeld verkregen worden door alleen in de winter te meten.

Voor het vaststellen van de waterkwaliteit van het gezuiverde en ongezuiverde afvalwater van Koemelk hebben we doormiddel van verschillede proeven vastgesteld dat als je het ongezuiverde afvalwater direct op de Jansen zou lozen dan zou dat ernstige gevolgen hebben op de waterkwaliteit van de Jansen omdat de concentratie organisch stikstof 73,5 mg/l bedraagt. Dat is ruim 70 mg/l hoger dan het maximaal toelaatbaar risico. Dit zal tot gevolg hebben dat door de afbraak van organisch stikstof grote hoeveelheden zuurstof zullen worden verbruikt en daar door zal het leven in de Jansen langzamerhand afsterven. Maar als ze dat op het riool zouden lozen dan moeten ze daarvoor een bedrag van f60.158, 19 per dag aan het waterzuiveringsschap moeten betalen. Dit bedrag hebben we als volg berekend:

136 136

 

ve Is de hoeveelheid vervuilingseenheden. 1 vervuilingseenheid kost f 103,20. Q Staat voor de hoeveelheid afvalwater dat er gemiddeld geloosd wordt per dag. Voor Comelko is dat 152 m³/dag, maar Comelko draait maar 5 dagen per week en 47 weken per jaar dus152 · 5 · 47/ 365 dagen is 97,863 m³/dag.

Voor het zuiveren van afvalwater zijn twee manieren. Dat is een zuivering met actief slib zonder denitrificatiestap en een zuivering met actief slib met denitrificatiestap. Uit ons onderzoek is gebleken dat het grote verschil tussen de twee zuiveringen is dat degene zonder denitrificatie een vele male hogere organisch stikstofgehalte heeft en dat met name het verschil in het nitraatgehalte erg groot is. Als je dus het gezuiverde water zonder denitrificatie zou lozen op de Jansbeek dat een concentratie stikstof van 33,2 mg/l bevat, dan zal er alsnog veel zuurstof verbruikt worden. Om deze hoeveelheid organisch stikstof af te breken is wel vele male minder zuurstof nodig dan als je het ongezuiverde water zou lozen op de Jansbeek.

Het beste zou nog zijn om het afvalwater te zuiveren met actief slib en met denitrificatietrap omdat dat de kleinste concentratie organisch stikstof uiteindelijk zal bevatten. Die concentratie is namelijk 8.4 mgN/l en dus het laagste van allemaal, maar dan is de hoeveelheid zuurstof dat verbruikt wordt alsnog veel te hoog. Het ligt namelijk nog steeds boven het maximaal toelaatbaar risico. Als de ze het met actief slib maar zonder denitrificatie gereinigde water op het riool zouden lozen dan zouden ze daarvoor f15.833, 13 aan het waterzuiveringsschap moeten betalen. Dit hebben we als volgt berekend:

Als ze het met actief slib en met denitrificatie gereinigde water zouden lozen op het riool dan zou daarvoor f4.192, 76 aan het waterzuiveringsschap moeten betalen. Dit hebben we als volgt berekend:

Lozingen op de Jansbeek heeft ernstige gevolgen op de waterkwaliteit en hiermee dus ook op het aquatisch ecosysteem. Lozingen op het riool is erg duur maar als het bedrijf dit zelf kan betalen zou het bedrijf zich mogen vestigen. Maar dan nog is het vestigen van een bedrijf in een gebied als het Sonsbeekpark een verstoring van de rust en een vervuiling van de horizon wat dus een groot deel van de recreatie wegneemt.

Aan de hand van de gegevens die we verzameld hebben kan de conclusie getrokken worden dat de zuivelfabriek Comelkoâ zich niet mag vestigen in het Sonsbeekpark.

De samenwerking tussen de groepsleden ging erg goed, er is bijna gelijk al afgesproken wie welke taak zou gaan doen. Alle groepsleden hebben hun eigen taak gedaan. Op vrijdag 24 maart is er afgesproken dat op maandag 3 april ieder groepslid zijn deel af heeft. Dan wordt er voor de laatste keer alles doorgesproken en kan er een conclusie getrokken worden.

Milieutechniek, water voor MT5

Milieukunde, voor M2C; Alberts, Grevink; 1999/2000:

Het milieu van de natuur, Herkennen van verzuring, vermesting en verdroging in de natuur;

Rolf Roos & Volkert Vintges; tweede druk

Internet

Voor het aantal vervuilingeenheden: http://www.zsr.nl/profiel/cijfers.html