Nieuws

Nieuws

Publicatie geselecteerd als Editor’s Choice in Water Science and Technology

Model brengt toekomstscenario’s riolering in kaart

Eerder dit jaar selecteerde de redactie van het tijdschrift Water Science and Technology een publicatie van de University of Bath, KWR en de TU Delft als Editor’s Choice, vanwege het wetenschappelijk belang ervan. Onder aanvoering van de Britse universiteit ontwikkelden de samenwerkingspartners een model waarmee op basis van het huishoudelijk waterverbruik de waterafvoer en waterkwaliteit in rioleringen is te voorspellen. Met het model zijn de effecten van verschillende toekomstscenario’s voor het waterverbruik in de riolering in kaart gebracht. Volgens de editor is het artikel een uitstekend voorbeeld dat illustreert hoe belangrijk het is om alle gevolgen van zulke scenario’s te kunnen overzien, inclusief onbedoelde en eventueel ongewenste bijeffecten.

Ambities voor verlaging waterverbruik

Het onderzoek speelt in op de ambitie van waterbedrijven om het waterverbruik verder te verlagen dan de huidige hoeveelheid van 120 liter per persoon per dag. In de jaren negentig van de vorige eeuw gebruikten we in Nederland ruim 200 liter drinkwater per persoon per dag (CBS), Duurzaam watergebruik en waterbesparing zijn al vele jaren onder de aandacht, en algemeen wordt gevoeld dat het verbruik verder omlaag moet.

Al veel gerealiseerd

Veel is al gerealiseerd door bijvoorbeeld waterbesparende douchekoppen, perlators op de kraan en waterbesparende toiletten met spoelonderbreking of spaarknop. Naast waterbesparing wordt er ook steeds meer gekeken naar alternatieve concepten voor watergebruik in huis. Voorbeelden hiervan zijn het hergebruik van douchewater of water van de wasmachine voor het spoelen van het toilet. Ook wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van regenwater in en om het huis. Als gevolg van deze maatregelen is het drinkwaterverbruik in Nederland de laatste decennia flink gedaald. In Engeland is een vergelijkbare trend in waterbesparing waar te nemen. Engelse waterbedrijven hebben de ambitie om het waterverbruik verder te reduceren. Anglian Water heeft zichzelf een doel gesteld om te komen tot een niveau van 80 liter per persoon per dag.

Minder water door het riool

Het gevolg van deze waterbesparingen is dat er ook minder water door het riool stroomt. De hoeveelheid afval die in het riool getransporteerd moet worden, blijft echter gelijk. We gaan nog steeds even vaak naar het toilet en we gebruiken evenveel toiletpapier. De vraag is daarom of de huidige riolering blijft functioneren. Het transport van de vaste stof wordt moeilijker naarmate er minder water stroomt, waardoor sneller verstoppingen kunnen ontstaan. Het betekent ook dat de concentraties van stoffen in het rioolwater toenemen. Dit kan juist weer gunstig zijn, omdat het de effectiviteit van de rioolwaterzuivering kan verbeteren. Ook zijn er wellicht mogelijkheden om het riool een rol te geven in de behandeling van het afvalwater.

Modelleren biedt uitkomst

Om de effecten van waterbesparing op de riolering goed in beeld te brengen is modellering noodzakelijk. Waterverbruik in huis is heel dynamisch en bestaat meestal in kortstondige pieken waarin water verbruikt wordt: je draait een kraan open en na korte tijd ook weer dicht. Om het huishoudelijk waterverbruik te simuleren heeft KWR het SIMDEUM-model ontwikkeld. Met dit model kan het totale waterverbruik in een straat of woonwijk worden voorspeld op grond van gesimuleerde verbruikspatronen.

Overzicht van de opbouw van het huishoudelijk waterverbruik en de lozing op het riool in de verschillende scenario’s. Voor een gedetailleerde beschrijving van de scenario’s wordt verwezen naar het gepubliceerde artikel.

Uitbreiding SIMDEUM-model

Het SIMDEUM-model is uitgebreid om naast het huishoudelijk patroon in waterverbruik ook per huis de samenstelling van het afvalwater te voorspellen, op elke plek in het netwerk, op elk moment van de dag. Voor dit doel rekent het model met het debiet, de waterhoogte en de samenstelling van het rioolwater. Het model is gekalibreerd en gevalideerd aan de hand van data die door Wessex Water ter beschikking zijn gesteld.

Toekomstscenario’s

Met het model is een aantal toekomstscenario’s voor het Engelse waterverbruik onderzocht. Artesia Consulting heeft deze scenario’s in opdracht van de Engelse overheid (OFWAT) opgesteld. Ze geven een beeld van het huishoudelijk waterverbruik in het Verenigd Koninkrijk die passen bij verschillende sociaaleconomische ontwikkelingen in de komende 50 jaar. De resultaten zijn vergelijken met het huidige waterverbruik. Uit het onderzoek blijkt dat bij een reductie van het huishoudelijk waterverbruik tussen de 15 en 60 % (afhankelijk van het scenario), de afvoer in de ochtendpiek in het riool afneemt met 1 tot 48 %. Ook is er een toename van de concentraties voorspeld: het chemisch zuurstofverbruik neemt toe met 55-180%, stikstof met 19-116% en fosfor met 55-180%.

Metingen in Amsterdam

Het project is in het afgelopen jaar voortgezet in samenwerking met Waternet en de TU Delft in het kader van het TKI-Project ‘New Urban Water Transport Systems’ (NUWTS). In Amsterdam is het model toegepast voor het Prinseneiland. Het onderzoek is hierbij aangevuld met waterkwaliteitsmetingen in het riool, waarmee het model verder gevalideerd is. De resultaten van dit onderzoek zullen binnenkort in een nieuw artikel gepubliceerd worden. Hiermee zal het onderzoek dat door Olivia Bailey, PhD studente aan de University of Bath, zijn afgerond. Ze zal haar proefschrift binnenkort verdedigen.

Acknowledgement: Dit onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het WISE Centre for Doctoral Training, gefinancierd door the UK Engineering and Physical Sciences Research Council, Grant No. EP/L016214/1. Olivia Bailey ontving een onderzoeksbeurs van de EPSRC WISE CDT.