Zuiver water — een wonder der natuur

WATER is niet iets dat slechts eenmaal gebruikt kan worden. Duizenden jaren lang hebben mensen hetzelfde water gebruikt dat u nu nog iedere dag gebruikt!

Het natuurlijke zuiveringsproces dat in de schepping plaatsvindt, waardoor generatie na generatie van zuiver water kan genieten, weerspiegelt grote wijsheid. Terzelfder tijd draagt de mens de verantwoordelijkheid met dit systeem samen te werken zodat het zonder al te veel verstoring zijn werk kan doen.

Een systeem van zelfreiniging

De warmte van de zon verdampt water van de oppervlakten van oceanen, meren en andere watermassa’s, alsook van vochtige oppervlakken. Door deze verdamping worden iedere dag enorme hoeveelheden waterdamp in de atmosfeer gebracht. Zelfs als deze wateren of hun oppervlak vuil of zout mochten zijn, is toch het verdampte water praktisch zuiver.

Na verloop van tijd keert dit water als regen (of sneeuw) naar de aarde terug. Dit draagt tegelijk bij tot de zuivering van de lucht doordat stof en andere substanties worden meegevoerd. Wanneer het water de grond bereikt, geeft het de vegetatie en andere oppervlakken een goede schoonmaakbeurt. Een deel van het water vloeit af in de rivieren, en een ander deel zakt weg in de grond.

Toch is het grondwater dat u uit een goede bron omhooghaalt, niet vuil. Het is goed, zuiver drinkwater geworden! Wat is ermee gebeurd dat het zo schoon is geworden?

Als het water in de grond wegzakt, ondergaat het allereerst een mechanische zuivering, doordat de bodem als een filter werkt. Vaste deeltjes die in het water zaten, blijven in de bodem achter als het water erdoorheen zakt.

In het water bevinden zich echter ook organische en andere verontreinigingen die niet door de filterwerking van de bodem worden verwijderd. Maar ook voor het verwijderen van deze stoffen uit het water is gezorgd.

Biologische zuivering

De verontreinigingen die nog aanwezig zijn nadat de grond zijn filterende werk heeft gedaan, worden door een biologisch zuiveringsproces onschadelijk gemaakt. Bij dit proces gaan talloze verschillende micro-organismen in de bodem de verontreinigingen te lijf. Terwijl het water langzaam in de grond wegzakt, gebruiken bacteriën en andere organismen de verschillende onzuiverheden in het water als voedsel. Hun spijsverteringsstelsel breekt deze verontreinigingen af tot stoffen die door planten als voedsel kunnen worden gebruikt.

Terwijl het water op deze manier wordt gezuiverd, neemt het verscheidene nuttige mineralen uit de bodem op. Deze dragen er ook toe bij de smaak van het water te verbeteren. Dit is dus de reden waarom het grondwater op veel plaatsen goed drinkwater is dat geen verdere zuivering behoeft.

Een soortgelijk, wonderbaarlijk ontworpen waterzuiveringsproces vindt ook plaats in de rivieren, meren en oceanen. Het grootste deel van de vaste verontreinigingen zinkt naar de bodem van zulke wateren, en het biologische proces ontfermt zich over de andere verontreinigingen. Met het regenwater spoelen grote hoeveelheden voedingsstoffen uit de bodem mee, zoals verschillende stikstof- en fosforverbindingen, alsook talloze andere substanties. Micro-organismen in de rivieren, meren en oceanen werken op deze stoffen in en breken ze af tot voedingsstoffen die door waterplanten als voedsel kunnen worden gebruikt. Wanneer dergelijke wateren voldoende van deze voedingsstoffen ontvangen, handhaaft zich een evenwicht en blijft het water voldoende zuiver.

Bovendien produceren waterplanten, als ze zonlicht krijgen, zuurstof in het water. Micro-organismen en vissen hebben deze zuurstof nodig om te kunnen leven. De hele regeling is dus een wonder van orde, samenwerking en doeltreffendheid.

Door de mens veroorzaakte problemen

Duizenden jaren lang heeft het zelfreinigingsproces van de natuur probleemloos kunnen functioneren. Maar geleidelijk gingen de mensen dicht opeen in zich steeds uitbreidende steden wonen, en creëerden daardoor problemen met het natuurlijke evenwicht.

Al vroeg kwamen er in de steden rioleringsstelsels. Deze loosden onbehandeld afvalwater rechtstreeks op de rivieren. Men zou dit het begin van waterverontreiniging kunnen noemen. Na verloop van tijd was het natuurlijke zelfreinigingsproces hier niet meer tegen opgewassen. Vele door steden stromende rivieren werden langzamerhand tot stinkende open riolen.

Wat gebeurt er wanneer een rivier of meer te veel afval te verwerken krijgt? In het begin vermenigvuldigen de micro-organismen en de planten zich snel. Hierdoor begint het water troebel te worden. Voor het produceren van zuurstof in het water hebben de planten zonlicht nodig. Maar doordat het water troebel is, kan het licht er niet diep in doordringen. De dieper in het water groeiende planten beginnen af te sterven en gaan tot ontbinding over.

Bij dit rottingsproces wordt de zuurstof in het water sneller verbruikt dan ze door de levende planten geproduceerd kan worden. Geleidelijk raakt de zuurstofvoorraad uitgeput. Dit betekent vervolgens dat de micro-organismen en vissen, die van zuurstof afhankelijk zijn, sterven.

De toenemende bevolking en de industriële groei hebben op veel plaatsen tot dit soort problemen geleid. Deels vanwege onwetendheid en deels vanwege onverschilligheid zijn enorme hoeveelheden afval en giftige stoffen in het water geloosd. Het natuurlijke zelfreinigingsproces kan deze stoffen niet snel genoeg neutraliseren.

Het gevolg is geweest dat enkele zeer gevaarlijke stoffen hun weg hebben gevonden naar planten, vissen, vogels en mensen. Geleidelijk werd het duidelijk dat er wetten moesten komen die de verwerking van afval regelden. En waar stappen zijn ondernomen om de watervervuiling terug te dringen, is een opvallende verbetering het resultaat geweest. Maar hoe wordt dit tot stand gebracht?

Het zuiveren van afvalwater

Het zuiveren van afvalwater vormt hierbij de belangrijkste factor. De toegepaste methoden maken gebruik van het natuurlijke biologische zuiveringsproces. Laten wij eens zien wat er met het afvalwater gebeurt wanneer het een zuiveringsinstallatie doorloopt.

Daar afvalwater ook grote brokken vaste stof bevat, passeert het eerst een rooster dat deze grovere onopgeloste stoffen tegenhoudt. Dan stroomt het water langzaam door een klein bassin waar de zware bestanddelen, zoals zand, naar de bodem zinken, vanwaar ze worden verwijderd. Dit bassin wordt een zandvanger genoemd.

Vervolgens stroomt het water in een groot bezinkingsbassin waar het in één à twee uur traag doorheen stroomt. Hier zinkt het in het water aanwezige vuil of slib naar de bodem vanwaar het eruit gepompt kan worden.

Op dit punt zitten er echter nog steeds heel wat organische stoffen in het afvalwater. Dus komt het water vervolgens in de biologische zuiveringsfase, waarin de verontreinigingen door micro-organismen aangepakt gaan worden. In grote zuiveringsinstallaties wordt dit gewoonlijk gedaan door een geconcentreerde hoeveelheid micro-organismen aan het afvalwater toe te voegen wanneer het in de beluchtingstank komt. Zoals de naam van de tank al suggereert, wordt hier lucht of zuivere zuurstof in het water geblazen. De micro-organismen hebben nu een overvloed van zowel zuurstof als voedsel in het afvalwater. Dus vermenigvuldigen ze zich snel en breken ze de verontreinigingen doeltreffend af.

Hierna is een nabezinkingstank nodig om de micro-organismen te scheiden van het gezuiverde water. Ze zinken naar de bodem van deze tank en het betrekkelijk schone water kan nu in de meren of rivieren worden geloosd. Zulk water kan echter nog steeds veel bacteriën bevatten, waarvan sommige ziekten zouden kunnen veroorzaken. Daarom wordt dit water gewoonlijk gedesinfecteerd met bijvoorbeeld chloor of ozon om gevaarlijke bacteriën te doden.

Verbeterde zuivering

In de afgelopen paar jaren hebben veel landen geprobeerd hun afvalwaterzuivering te verbeteren. Wat zij hiermee beogen, is het doeltreffender verwijderen van fosfor- en stikstofverbindingen uit het water. Menselijke uitwerpselen en veel wasmiddelen bevatten heel wat fosfor, en slechts ongeveer een derde daarvan wordt door biologische zuivering verwijderd.

Als fosfor niet werd verwijderd, zou het de groei van algen in het water bevorderen. Derhalve wordt er, nadat de biologische zuivering is uitgevoerd, een chemische stof aan het water toegevoegd die meer dan 90 procent van de fosfor in het water neerslaat of bindt. Dan kan het als sediment van de bodem van de tank worden verzameld. Voor dit doel kan gebruik worden gemaakt van aluminiumsulfaat of ijzersulfaat, beide afvalprodukten van industriële processen.

Er zijn ook andere chemisch-fysische methoden toegepast om een grotere mate van zuiverheid te verkrijgen, zoals adsorptie aan actieve kool of een ander adsorbens, omgekeerde osmose, ionenwisseling en distillatie.

Het is duidelijk dat het bouwen van installaties voor afvalwaterzuivering en het zuiveringsproces op zich kostbare zaken zijn. Maar het is een deel van de prijs die betaald moet worden voor de bevolkingsconcentraties en de toenemende industrialisatie. Beseffend hoe waardevol zuiver water is, zullen de meeste mensen ongetwijfeld bereid zijn enige offers te brengen zodat de natuurlijke kringloop van deze voor het leven zo belangrijke vloeistof betrekkelijk ongestoord kan blijven bestaan.

[Diagram op blz. 23]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

VEREENVOUDIGD MODEL VAN EEN WATERZUIVERINGSINSTALLATIE

AFVALWATER

CENTRALE BEDIENINGSPOST

ROOSTER

ZANDVERWIJDERING

SURPLUS-SLIB

VIJZELGEMAAL

VOORBELUCHTING

VOORBEZINKING

BELUCHTINGSBASSIN

NABEZINKING

OVERLAAT

NAAR MILIEU