Uploaded by felisanvlc

samenvatting watermanagement 1

advertisement
Samenvatting Watermanagement 1
1. Gezondheidstechniek
De riolering wordt in Nederland verzorgd door de gemeente
De waterschappen in Nederland zijn primair verantwoordelijk voor het peil van het oppervlaktewater
(‘polderpeil’) en de kwaliteit hiervan.
belangrijkste kennisgebieden van de gezondheidstechniek zijn dan ook: - waterkwaliteit zuiveringsprocessen – hydraulica; Specifieke aandachtsgebieden zijn waterwinning, waterzuivering
en watertransport met ondersteunende disciplines als waterchemie en watermicrobiologie.
In Nederland gebruiken we dagelijks gemiddeld 135 liter drinkwater per persoon.
bronnen van drinkwater: - regenwater; - putwater; - oppervlaktewater.
Rioolwaterzuiveringsinstallaties: gericht op het verwijderen van bezinkbare en zuurstofbindende
stoffen + reductie van de nutriënten stikstof en fosfaat.
wezenlijke verbeteringen op het gebied van duurzaamheid alleen dan bereikt kunnen worden als op
huisniveau anders met water wordt omgegaan
aanpassingen in watercyclus: * 2e waterleidingnet voor huishoudwater (50% van het drinkwater
wordt gebruikt voor doeleinden waartoe ook water van geringere kwaliteit benut zou kunnen
worden) * Lokaal gebruik regenwater * Gescheiden inzamelen van urine(80 % van de stikstofvracht
en 50 % van de fosfaatvracht) * Waterbesparing * afkoppelen verhard oppervlak *
2. Drinkwatervoorziening
De openbare drinkwatervoorziening en kwaliteit drinkwater is gereguleerd via nationale en
internationale (World Health Organisation) wetgeving. In Nederland is hiervoor de Waterleidingwet
(VROM) van toepassing, waarbij de specifieke kwaliteitsnormen verder zijn omschreven in het
Waterleidingbesluit (drinkwaterwet/ drinkwaterbesluit). Deze regelen rechten (o.a. monopolie) en
plichten (o.a. leveringsplicht) van waterleidingbedrijven
minimale druk van 20 m
winning -> zuivering -> opslag -> transport -> opslag -> distributienet
Grondwater
-> vereisten:
omvangrijke poreuze ondergrond aanwezig + toestroming vanaf het oppervlak mogelijk is, maar ook
afgesloten is van de bovengrond (tegen verontreiniging) + in waterwingebied, waar strenge regels
gelden qua olie, bestrijdingsmiddelen, .. + minimale verblijftijd in de ondergrond van 50 jaar. +
onttrekkingsvergunningen tegen beinvloeding grondwaterstand
-> samenstelling:
water is microbiologisch betrouwbaar en vrijwel constant van kwaliteit. * grote verschillen in
chemische samenstelling (zuurstofgehalte van het water (aëroob / anaëroob)(ligt aan soort bodem
en verblijftijd in bodem-> bepaalt mate waarin ongewenste stoffen uit de bodem worden
opgenomen (ijzer, mangaan, ammonium, methaan, waterstofsulfi de (H2 S))) * zuurgraad groot
invloed (in industrieel gebied zure regen) * kans op Verontreinigingen bij bodemgebruik
Oevergrondwater
Zowel opmenging met grondwater, de afvlakking door verblijftijdsspreiding, als de filterende werking
van het grondwaterpakket heeft een kwaliteitsverbetering tov oppervlaktewater tot gevolg gehad.
Verschil oevergrondwater : zelfde eigenschappen grondwater, 1km van rivier en verblijftijd > 1 jaar
En oeverfiltratie: rivierwater vooral, verblijftijd in grond = 1 maand
Nadelen: kans verontreiniging rivier + Oevergrondwaterputten kunnen verstopt raken door menging
aeroob en anaeroob water (-> vorming ijzer vlokken).
Oppervlaktewater met directe zuivering
-> omvangrijke zuivering (zwevend stof, bacterien, schadelijke stoffen) in bekkens + uitvoerige
nazuivering (‘directe zuivering’) : stofdeeltjes zinken naar de bodem, maar colloidale deeltjes niet
omdat ze negatief geladen zijn en elkaar afstoten. Daarom zouten toevoegen (coagulatie) om ze
positief te maken en ze dan vlokken vormen die verwijderbaar zijn (door bezinking of met
luchtbelletjes naar boven laten drijven (flotatie)). + daarna kleine vlokken en pathogene microorganismen verwijderen met snelfitratie
Door lozing van ammonium kan oppervlaktewater zuurstofloos worden
-> nadelen: sterk fluctuerend debiet als een variabele kwaliteit van het ruwe water + zeer gevoelig
voor calamiteiten + ver verwijderd van het distributiegebied
Oppervlaktewater met infiltratie
voorzuivering, infiltratie in de bodem, terugwinning en beperkte nazuivering (‘duininfiltratie’)
meertjes zijn vaak infiltratiepanden, die gevoed worden door regenwater. voorgezuiverd
oppervlaktewater (ínfiltratiewater afkomstig uit groterivieren en ijsselmeer) infiltreren in de duinen
met het doel het zoute water terug te dringen om zo een zoetwaterbel te onderhouden.
Na terugwinning wordt het duinwater nagezuiverd omdat het water tijdens bodempassage anaëroob
is geworden en er ijzer, mangaan en ammonium in opgelost is. Vervolgens getransporteerd naar
reservoir van distributiegebied.
Oppervlakte water: coagulatie of actieve kool
Anaeroob water: Droogfiltratie
Aeroob grondwater: Marmerfiltratie
Anaeroob/anoxisch water: Beluchting
Transport
De druk in een transportsysteem wordt alleen bepaald door de hoogteligging van de waterstand in
het opslagreservoir en de hydraulische weerstand in de leidingen
Opslag
In reservoirs of ‘reinwaterkelders’
verzorgen de afvlakking van de dagelijkse fluctuatie van het verbruik van de afnemers, zodat
productie en transport op een min of meer constante capaciteit kunnen worden bedreven
benodigde inhoud = 25% van het dagverbruik
Watertorens zorgen vooral voor een afvlakking van de druk bij sterk schommelend verbruik.
Distributienet
met ‘hogedrukpompen’ in het distributienet gepompt.
afleverdruk van 20 m boven maaiveld (200 kPa)
omgeving met hoogteverschillen van meer dan 30 meter,wordt het distributienet verdeeld in
meerdere drukzones. Hierdoor voorkomt men hoge distributiedruk in laaggelegen gebieden en
wordt pompenergie gespaard
Watertorens zijn nu vervangen door Toerengeregelde pompen
Vanaf de straat huisaansluiting of dienstleiding naar de watermeter in je huis
Voor kleine leidingen vroeger giet ijzer gebuikt, nu kunststof (PVC en PE).
Capaciteit
huisaansluiting is gedimensioneerd op het maximale momentane verbruik van een woning. Dit is
minder dan de som van de capaciteiten van de verschillende tappunten, omdat nooit gelijktijding alle
tappunten in gebruik zijn
jaarcapaciteit (piekfactor = 1,08) -> ontwerpdebiet maximale dag (daggemiddelde jaarverbruik *
piekfactor (=1,4)) -> ontwerpdebiet maximale uurverbruik (uurgemiddelde dagverbruik * piekfactor
(=1,8) => uurgemiddelde dagverbruik * 2,7
Organisatie
Nederlandse waterleidingbedrijven zijn verenigd in de VEWIN (+ publieke toezicht op de
bedrijfsvoering)
keuring en certificering van artikelen die met drinkwater in contact komen wordt uitgevoerd door
Kiwa (+hoofduitvoerder van het gezamenlijke bedrijfstakonderzoek, het BTO)
deze instellingen zijn voortgekomen uit KVWN (Koninklijke Vereniging voor Waterleidingbelangen in
Nederland
3. Afvalwaterbehandeling
Afvalwaterzuivering door WWTP
wanneer ongezuiverd huishoudelijk en industrieel afvalwater op oppervlaktewater wordt geloosd. ->
verstoring van de natuurlijke functies optreedt, wat bijvoorbeeld tot zuurstoftekort in het
oppervlakte en daarmee tot vissterfte kan leiden
Droogweerafvoer : afvalwater bestaat uit huishoudelijk afvalwater, industrieel afvalwater en
lekwater (wnr leiding onder grondwaterspiegel)
hoeveelheid van de afgevoerde neerslag is afhankelijk van de duur en de intensiteit van de regen,
van de dichtheid van de bebouwing en van de geografische situatie (ca. 20% van de totale aanvoer
op de RWZI toe te schrijven aan neerslag.)
soorten verontreinigingen:
Biologisch afbreekbare (zuurstofbindende) verbindingen: - koolstofverbindingen; ammonium-stikstofverbindingen; - andere verbindingen (bijvoorbeeld fosfaten en sulfiden).
Niet of moeilijk biologisch afbreekbare verbindingen: - anorganische verbindingen (zouten,
zuren, basen, mineraal slib); - organische verbindingen, te onderscheiden in natuurlijke stoffen, zoals
humusverbindingen, en milieuvreemde stoffen, zoals gechloreerde koolwaterstoffen en andere
persistente verbindingen. (vooral fosfaten)
Anorganische voedingsstoffen: - fosforverbindingen; - stikstofverbindingen; - andere
plantennutriënten, bijvoorbeeld kalium.
Toxische stoffen: - anorganische toxische stoffen, zoals verbindingen van sommige metalen
en metalloïden; - organische toxische stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen en carcinogene
verbindingen. - Radioactieve stoffen. - Pathogene organismen. - Hormonen en medicinale
bestanddelen.
Effluenteisen: De normstelling ten aanzien van het effluent van rioolwaterzuiveringsinrichtingen
heeft zich in eerste instantie vooral gericht op de zuurstofbindende stoffen
bij biologische zuivering: actief slib: als water belucht wordt vormen er zich vlokken die zinken, als je
deze vlokken toegevoegd aan nieuw afvalwater (‘retourslib’), gebeurt dit proces sneller (primair slib > surplusslib)
bij chemische behandeling: dmv neutralisatie, ontgifting, coagulatie/flocculatie, flotatie,
ionenwisseling en adsorptie. Voor huishoudwater: vooral verwijdering van fosfaat dmv toevoeging
van zouten
Slibbehandeling = indikking -> slibstabilisatie -> slibontwatering -> verdere slibverwerking
Wettelijk:
Waterwet: waaronder : *Wet Verontreiniging Oppervlaktewater (WVO) met tot doel de
kwaliteit van oppervlaktewateren beschermen
Kernenergiewet, bestrijdingsmiddelenwet, Wet milieubeheer, ..
Afvalstoffen die aan de heffing zijn onderworpen bij lozing op de riolering of op oppervlaktewater
zijn: zuurstofbindende stoffen * zware metalen * bemestende stoffen (fosfaat&stikstof)
BOD = Biochemical Oxygen Demand
COD = Chemical Oxygeen Demand
4. Waterverbruik
grote waterketen: wordt water gebruikt voor: * terugdringen zoutintrusie bij de monding van
rivieren * wateraanvoer voor peilbeheersing van gronden oppervlaktewater (vanwege ‘verbruik’
zoals verdamping, irrigatie etc.) * doorspoelen van waterwegen (kanalen, sloten etc.) voor
kwaliteitsbeheer. * centrale watervoorzieningen voor bevolking en industrie (waterleidingbedrijven)
* individuele watervoorzieningen (eigen winning industrie, eigen winning land- en tuinbouw,
koelwatervoorziening bij elektriciteitsbedrijven)
industrie en elektriciteitscentrales verbruiken meeste water (vooral koelwater), maar halen dit zelf
uitoppervlaktewater. Waterleidingbedrijven dekken kleine bedrijven en huishoudens
vanaf 1970 -> toenemend waterverbruik door toenemend wooncomfort
vanaf 1990 -> afnemend watergebruik door campagnes waterbesparing
soorten water: leidingwater * koelwater * spoelwater * ketelvoeding * gietwater
Bij de bepaling van de afvlakking bij de afname van een hoeveelheid water wordt er gebruik gemaakt
van de foutenvoortplantingswet uit de statistiek. = maximale gelijktijdige capaciteit
Voorspelling jaarverbruik: extrapolatie (veronderstelling dat er een vaste groeifactor is) van het
totaal verbruik / extrapolatie en sommatie van de verbruiken per verbruikersgroep
Bij de planning van de behoeftedekking is het van belang om vast te stellen wanneer een
capaciteitsuitbreiding noodzakelijk is (wettelijke leveringsplecht van belang)
5. Pomp in leidingsysteem
Pomp -> overwinnen van de leidingverliezen en voor het verhogen van de potentiële energie van de
vloeistof
Waaierpomp, verdringerpomp
hydraulische eigenschappen gegeven in vier basis pompkarakteristieken(voor een vast toerental)
a) De Q-H karakteristiek (=opvoerhoogtelijn)
b) De Q-ƞ karakteristiek (=rendementskromme)(de verhouding van de door de vloeistof
opgenomen hydraulische energie en de via de aandrijfas door de motor geleverde mechanische
energie)
c) De Q-P karakteristiek (=vermogenskromme)
d) De NPSH-karakteristiek (=cavitatiekarakteristiek)( benodigde marge tussen het absolute
energieniveau aan de zuigzijde van de pomp en het dampdrukniveau van de verpompte vloeistof,
opdat een zekere mate van (ontoelaatbare) cavitatie in de pomp niet overschreden wordt.)
(Cavitatie is het verschijnsel dat in een turbulent bewegende vloeistof de plaatselijke druk lager
wordt dan de dampdruk van de vloeistof. Waar water bij atmosferische druk pas bij 100°C gasvormig
wordt, treedt dit bij lagere druk, bij een lagere temperatuur op)
Specifiek toerental ns -> een pomp met een laag specifiek toerental in het algemeen een relatief
klein debiet zal leveren bij een relatief grote opvoerhoogte + geeft maximaal haalbare hydraulisch
rendement weer + Vorm van de Q-H-karakteristiek en Q-P karakteristiek + Cavitatiegevoeligheid van
de pomp = eenn hoger specifiek toerental, geeft een hogere NPSH en vereist dus een grotere
zuigdruk
Systeemkarakteristieken van pomp en pijpleiding
statische opvoerhoogte is het verschil tussen het perspeil (drukhoogte perszijde pomp) en het
zuigpeil (drukhoogte zuigzijde pomp) = hoogte waarbij water niet naar de ene of andere kant zal
stromen
dynamische opvoerhoogte als gevolg van wrijving = hoogte zodat water naar gewenste kant stroomt
wanneer lucht in tank wordt samengedrukt, zal de statische opvoerhoogte vergroten, en Q bijgevolg
verkleinen
Pompen met een vlakke karakteristiek leveren bij relatief kleine veranderingen in de totale
opvoerhoogte grote veranderingen in debiet op. Dit kan heel nuttig zijn wanneer voor een systeem
een groot verschil in debiet opgelegd moet kunnen worden. Pompen met een steile karakteristiek
zorgen voor een kleine verandering in debiet bij relatief grote variatie in opvoerhoogte. Dit kan nuttig
zijn wanneer een grote variatie in debiet ongewenst is.
Als er iets met het water gebeurt, zal de pompcurve hetzelfde blijven en het werkpunt verschuiven
over de pompcurve.
‘’Bedenk dat met een vaste toerenpomp een nieuw werkpunt altijd op de pompcurve gevonden wordt, omdat de
pomp alleen combinaties van druk en debiet kan leveren die op de pompcurve ligt. Dit is niet het geval met een
variabele toerenpomp, hier past de pomp het aantal toeren aan waardoor het minder of meer druk kan leveren bij
een bepaald debiet.”
Waterkwaliteit
Regenwater bestaat uit N2, O2, CO2 (opgeloste gassen, opgeloste vaste stoffen)
Verontreiniging door zure regen + vermesting
Aeroob grondwater: afbraak organisch materiaal + ammoniak met zuurstof; filtratie zwevend stof
door bodem passage (onttrekking -> conditionering -> reinwaterkelder)
Indamping: toename concentratie zouten
Anoxisch grondwater: afbraak organisch materiaal met nitraat (beluchting -> nafiltratie ->
reinwaterkelder)
Anaeroob grondwater: afbraak organisch materiaal met vorming van methaan en H2S (winning ->
beluchting -> droogfiltratie -> beluchting -> (ontharding) -> snelfiltratie -> reinwaterkelder)
Algemeen: grondwaterwinning -> filtratie -> reinwaterkelder -> watertoren -> distributienet
Duinwater: (ontrekking -> beluchting -> snelfiltratie -> reinwaterkelder)
Oevergrondwater: (rivier -> oevergrondwater -> beluchting -> zandfiltratie -> actieve koolfiltratie ->
UV-disinfectie)
Hardness van water = mmol/L
Saturation Index (SI)
SI < 0 aggressive water SI > 0 scaling water
IJzer komt vooral voor in zuurstofloos grondwater
Ammonium + natrium komt vooral voor in anoxisch grondwater
E-coli komt vooral voor in oppervlakte water
Waterstof komt voor in regenwater
Aeratie
Met beluchting wordt vooral ijzer en mangaan (methaan) verwijderd (doordat deze vlokken vormen
in het water.
Paperclip 1 (fully adaptive forecasting model for short-term drinking water demand)
•Wat is het doel van het model beschreven in het paper?
De watervraag van de komende 48 uur met 15 minuten sprongen te voorspellen, zodat watertoevoer
efficienter kan en er kosten en energie worden bespaard
•Hoe complex is het model?
Geen weervoorspellingen in model, want dat maakt het model te complex
•Welke 4 verschillende typen dagen kunnen worden onderscheiden?
Weekend, weekdagen, nationale feestdagen (net als zondag), dagen wanneer tuinen worden
besproeid
•Hoe wordt het gemiddelde debiet over dag geschat?
-watervraag van afgelopen twee dagen keer elk een factor
-3 fases: 1) gemiddelde watervraag voor 48 uur, normale watervraag over 15 min tijd 3) extra
sproeiwater in 15 min stappen gewet
•Wat is de invloed van de grootte van het gebied?
De nauwkeurigheid van de MAPE test is groter
•Kunnen lekken worden opgespoord?
Lekken hebben geen invloed op de test
*Nauwkeurigheid verbeterde niet na paar maanden, maar na sensitivity test kon geconcludeerd
worden dat de factoren constant bleven
* model is handig door de nauwkeurigheid van 15 min sprongen, door het aanpassingsvermogen, en
door het vooruit weten wanneer tuinen worden besproeid
Paperclip 2 (advanced control of a water supply system)
*Wat is het doel van de studie beschreven in het paper?
Kijken of de 48 uur forecasting model tot veranderingen heeft geleid in waterdistributie
•Wat was het resultaat van de studie?
Lagere druk zorgt voor minder lekken (energiebesparing); fluctuaties in productieniveau zijn
verlaagd; energieconsumptie is lager doordat opslag beter gebruikt wordt en daardoor water snachts
geleverd kan worden wnr kosten lager zijn; meer debiet bij lagere pomp druk, hierdoor ook 20%
minder lekken
•Wat was het neveneffect van de nieuwe aansturing?
‘the availability of reliable measurements was presumebly more important than the introduction of
an advanced controller. Maar wel meer te weten gekomen over efficientie pomp
Paperclip 3 (microbial risks associated with exposure to pathogens in contaminated
urban flood water)
*Wat wordt bedoeld met “urban flooding”
Water op straat door intense regenval en niet voldoende capaciteit in rioolnetwerk, hierdoor komt er
bacterien van de riool op straat
•Hoe wordt het risico bepaald van “urban flooding”?
Overstorten mag 1 keer per 1/2 jaar voorkomen
Samples werden geanalyseerd op Ecoli(=bromaat : kankerverwekkende stof), crypto.., giardia en
campylo… in 2 situaties: iemand die water op zich krijgt gesproeid door voorbij rijdende auto & kind
die in het water speelt en toevallig water naar binnen krijgt
Ook werd gemeten wat het jaarlijkse risico is van 1 exposure in 10 jaar tot 1 jaar
•Wat is het risico van “urban flooding” in verhouding met het overstorten van gemengd afvalwater
en regen water in een gemengd systeem?
Hoge concentratie van Ecoli en intestinal enterococci werd in flood water gevonden, maar lager dan
concentratie in gemengd rioolwater
Maar toch conclusie dat risico om ziek te worden van urban flooding vs gemengd rioolwater even
hoog is
Download
Random flashcards
mij droom land

4 Cards Lisandro Kurasaki DLuffy

Test

2 Cards oauth2_google_0682e24b-4e3a-44be-9bca-59ad7a2e66a4

Test

2 Cards peterdelang

Create flashcards