project

Onderzoek naar de mogelijkheden voor een hydraulische optimalisatie van ontwerp van vuilwaterriool voor huishoudelijk afvalwater

Ontwerprichtlijnen voor riolering voor huishoudelijk afvalwater

Expert(s):
ing. Ton van Leerdam, dr. Laura Snip

  • Startdatum
    01 jan 2014
  • Einddatum
    30 jun 2016
  • samenwerkingspartner(s)
    KWR Watercycle Research Institute, Waternet en Wavin

De stedelijke omgeving kent twee belangrijke waterafvoerstromen: de droogweerafvoer en het afstromende regenwater. De volumestroom van huishoudelijk afvalwater is grotendeels gekoppeld aan het drinkwaterverbruik met een zekere tijdsverschuiving. Recent is veel kennis ontwikkeld over verbruikspatronen van drinkwater gebaseerd op het eindgebruik (zoals douchen, toiletspoeling, (af)wasmachines etc). Met deze kennis wordt het mogelijk om de aard en de omvang van de stroom huishoudelijk afvalwater op een tijdschaal van minuten te modelleren.

Technologie

Dit project onderzoekt de mogelijkheden voor een hydraulische optimalisatie van het ontwerp van het vuilwaterriool voor huishoudelijk afvalwater. In de huidige praktijk wordt de dimensionering van de leidingen volledig bepaald door de mogelijkheden voor inspectie. Het idee is dat de hydraulische benadering een leidingnet op zou kunnen leveren dat korter zal zijn en bestaan uit leidingen met kleinere diameters. Door in de ontwerpfase rekening te houden met het beheer én door de betere hydraulische vormgeving wordt bovendien verwacht dat de onderhoudsbehoefte (en daarmee de exploitatiekosten) lager zullen zijn. Het idee is de dat nieuwe ontwerpuitgangspunten kunnen worden toegepast in nieuwe wijken, en ook bij het renoveren van bestaande systemen.

Daarnaast wordt gekeken naar de effecten van het bijmengen van organisch materiaal, bijvoorbeeld door vermalen van keukenafval, waardoor de behandelingsmogelijkheden van de afvalwaterstroom kunnen verbeteren. Binnen het onderzoek wordt ook gekeken of een ‘dikkere’ stroom ingezameld kan worden met het nieuwe concept.

Uitdaging

Doel van het project is om ontwerpregels te bepalen voor een specifiek inzamelingsleidingnet voor huishoudelijk afvalwater onder vrij verval, gebaseerd op een hydraulische optimalisatie en analoog aan de hydraulische optimalisatie van drinkwaterdistributienetten. Dit zijn de zogenaamde ‘last and first mile’ van het drinkwater- en afvalwaternet. Tevens wordt een scenario bepaald waarbij de hydraulische consequenties worden geanalyseerd als het huishoudelijk afvalwater wordt verrijkt met keukenafval.

Dit project beoogt de volgende resultaten te realiseren:

  • Inzicht in de achtergronden van de huidige ontwerprichtlijnen voor droog weer afvoer riolen;
  • Hydraulische modellering van een riool voor uitsluitend huishoudelijk afvalwater, gebaseerd op de dynamiek van het drinkwaterverbruik;
  • Experimentele verificatie van de modellen, ook met een ‘dikkere’ stroom met vermalen keukenafval;
  • Herziene ontwerpregels voor riolen voor huishoudelijk afvalwater.

Het project is op 1 januari 2014 van start gegaan. De eerste modelberekeningen zijn uitgevoerd en geven de randvoorwaarden voor de experimentele verificatie. De inventarisatie van de bestaande praktijk vindt plaats aan de hand van diverse interviews en literatuurstudie.

Oplossing

Er zijn twee testopstellingen beproefd om het afvoerend vermogen van een kleinere leiding te testen en om het transport van objecten door een kleinere leiding te vergelijken met een grotere.

De eerste proef gaf aan dat de capaciteit van een rond 110 mm leiding voldoende is om het afvalwater van ruim 200 huizen af te voeren, terwijl de tweede proef aan heeft gegeven dat een kleinere leiding objecten effectiever kan transporteren dan een grotere leiding. Beide resultaten geven aanleiding om een nieuwe overweging te maken bij het ontwerpen van een afvoerleiding voor huishoudelijk afvalwater die aanmerkelijk goedkoper zal zijn. De vervolgstap is om deze bevindingen in een werkelijk pilot project uit te voeren.