Effecten op de RWZI

In voorgaande blogs werd beschreven wat het rendement is van de douchewarmtewisselaar en welke invloeden dit heeft op de huishoudelijke installatie. Hieruit is gebleken dat de temperatuur van het huishoudelijke afvalwater afneemt met ongeveer 8 °C. Wat is het effect van 8 °C temperatuur daling bij de huishoudens op het riool en vervolgens op de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI)? In deze blog zien we wat de gevolgen zijn van een lagere afvalwatertemperatuur (influent) op (afval)waterketen. Daarnaast wordt een schatting gedaan van de temperatuurdaling van het afvalwater, en tot slot is er een schatting gedaan van de effecten van een lagere temperatuur op de zuivering.

Huidige temperaturen in de waterketen

Het belangrijkste proces waar de afvalwatertemperatuur invloed op heeft is het verwijderen van stikstof. Daarnaast is duidelijk wat de minimum temperatuur kan zijn zonder dat dit schadelijk is. Om nu een goed overzicht te geven wordt eerst de temperatuur van het afvalwater behandeld en daarna de belangrijkste invloed factoren van deze temperatuur. In de volgende grafiek is de temperatuur van het afvalwater weergegeven en de stikstofconcentratie in het effluent. De stikstof concentratie wordt uitgedrukt in N-totaal waarin alle stikstofverbinding gemeten worden.

Figuur 1: Zuiveringsefficiëntie N-totaal

Het jaargemiddelde van 2012 was 6,8 mg/l en de rwzi voldoet dus in dit jaar aan de gestelde eisen. De norm van 10 mg/l is over het jaargemiddelde niet overschreden. Voornamelijk bij lage temperaturen en bij plotselinge temperatuurdaling is de concentratie stikstof boven de 10 mg/l.

Figuur 2: Overzicht temperaturen in de waterketen.

Toekomstige temperaturen in de waterketen

De afvalwatertemperatuur is bepaald door de afkoeling in het rioolstelsel. Dit kan zijn door: rioolvreemd water, instroom van regenwater en warmte uitwisseling met omgeving. Daarnaast is in figuur 48 te zien dat de temperatuur van het afvalwater een jaarlijks patroon van seizoenen heeft. Om een goed inzicht te geven van de huidige temperatuur in de waterketen is het volgende overzicht gemaakt (zie Figuur 2: overzicht temperaturen in de waterketen). In het figuur zijn de temperaturen weergegeven van de volgende onderdelen: drinkwater, grondwater, afvalwater en buitentemperatuur. Naast afvalwater heeft ook drinkwater en grondwater dit terugkerende patroon. De riolering is grotendeels in het grondwater aangelegd. Dat betekent is dat er uitwisseling plaatst vindt, van warmte tussen het grondwater en het afvalwater. Hiervoor is het temperatuurverschil belangrijk voor de overdracht. Hoe groter het verschil, hoe meer warmte is overgedragen. Hoe kleiner het verschil, hoe minder er is overgedragen. Daarnaast is er te zien dat het afvalwater afkoelt tot een minimum van 13 °C. Dit geeft een marge van 1 °C ten opzichten van de ontwerpcriteria van 12 °C.

Effecten daling afvalwater op RWZI

In deze paragraaf wordt duidelijk wat de effecten zijn van de afvalwatertemperatuur op de zuivering. Daarnaast worden de processen inzichtelijk waar de temperatuur invloed op heeft. Om te beginnen de eisen die worden gesteld aan effluent van de zuivering. Het effluent is de lozing van het gezuiverde afvalwater op een watersysteem. De gestelde eisen worden omschreven in figuur 3: lozingseisen RWZI.

Figuur 3: Lozingseisen rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI)

Voor de afbraak van BZV en CZV is vooral het zuurstof gehalte in de zuivering van belang. Bij een voldoende hoeveelheid opgelost zuurstof zullen deze organische en chemische stoffen verwijderd worden uit het afvalwater. Daarnaast wordt het fosfaat (P) in RWZI verwijderd door gebruik van ijzer en/of aluminiumchloride. Het restproduct is onbruikbaar en er worden methodes gezocht om het fosfaat in de vorm van strufiet terug te winnen. Op de bovengenoemde processen heeft de temperatuur van het afvalwater geen c.q. nauwelijks negatieve effecten.

De verwijdering van stikstof (N) uit het afvalwater is een temperatuurgevoelig proces. In de winterperiode (oktober tot maart) wordt de waarde van 10 mg/l gehanteerd en bij overschrijving kan deze in de zomer periode gecompenseerd worden. Het gaat bij de stikstofverwijdering om het jaargemiddelde wat niet overschreden mag worden. Dit komt doordat de gevolgen van stikstof niet direct effect hebben op de waterorganismes. Echter kunnen deze op termijn wel sterk gaan groeien wat ten koste kan gaan van andere waterorganismes, het kan dus de biodiversiteit aantasten.

Conclusie: Naar mijn mening kunnen we in heel Nederland douchewarmtewisselaars installeren zonder dat die gevolgen heeft op de waterketen.