Slimme monitoring van rietvelden voor natuurlijke waterzuivering
Het rioolnetwerk krijgt steeds meer water te verwerken. Meer dan dat het vaak aankan. Daarom is het van groot belang dat grote producenten van afvalwater of grijswater dit water zo veel mogelijk kunnen zuiveren op eigen grond. Dit gezuiverde water wordt nadien in de grond geïnfiltreerd.
Een relatief eenvoudige en bovendien natuurlijke methode van waterzuivering is het gebruik van rietvelden, ook wel helofytenfilters genoemd. Slimme monitoring met sensoren helpt je om het waterzuiveringsproces nauw op te volgen.
Afvalwater zuiveren met riet
Een helofytenfilter is een manier om water door de natuur te laten zuiveren. Helofyten zijn waterplanten die hun wortelstelsel in de bodem hebben, maar hun stengels boven het wateroppervlakte laten uitsteken. Een goed voorbeeld van een helofyt die vaak gebruikt wordt in de waterzuivering is riet.
Riet, Phragmites australis, vormt een zeer uitgebreid wortelstelsel bestaande uit wortelstokken (rizomen). Deze plant is in staat om zuurstof op te nemen via zijn bladeren, dit via zijn stengels naar het wortelstelsel te transporteren en zo zuurstof in de bodem te introduceren.
Het rizoomstelsel is daardoor een aangename leefomgeving voor een grote verscheidenheid aan bacteriën en andere micro-organismen. Deze organismen vormen een biofilm rond de rizomen van het rietveld en/of het substraat (lava, grind, argex, hydrokorrels) waarin het rietfilter werd aangeplant. Afvalwater wordt zeer langzaam door het veld heen gestuurd zodat deze organismen zich kunnen voeden met de afvalstoffen (zwevende deeltjes, organische stoffen, voedingsstoffen) en het water zo op natuurlijke wijze gezuiverd wordt.
Afbeelding: © Saniwijzer | Nieuwe sanitatie in de praktijk | Conventioneel helofytenfilter
Er bestaan verschillende vormen plantenfilters om water te zuiveren op een natuurlijke manier: vloeivelden en wortelzonevelden (horizontale stroming) en percolatievelden (verticale stroming).
Natuurlijke waterzuivering monitoren met sensoren
Een waterzuivering rietveld hebben is één ding, maar in de gaten houden of deze correct functioneert is iets anders.
Er zijn verschillende manieren om de werking van riet waterzuivering te monitoren. Aangezien handmatige opvolging erg arbeidsintensief is, veel tijd inneemt en vaak vergeten wordt, is het opzetten van automatische metingen door middel van sensoren een goed idee.
Waterkwaliteitsensoren: deze meten watertemperatuur, zuurtegraad (pH), oxidatiereductiepotentieel (ORP) en elektrische geleidbaarheid (EC).
Temperatuur heeft invloed op de snelheid van het zuiveringsproces waarbij hogere temperaturen doorgaans het proces versnellen. EC is daarnaast een geschikte parameter om de zuiverheid van het water te meten, EC is namelijk een goede indicator van de hoeveelheid opgeloste stoffen in het water.
Waterniveausensoren: deze meten of er te veel of te weinig water in het rietveld staat. Kies bijvoorbeeld een radar niveau transmitter, een radarniveausensor of een ultrasone afstandssensor.
Debietmeters: deze meten hoeveel water er in het plantenveld geïntroduceerd wordt en aan welke snelheid en hoeveel water er uit het veld stroomt. Hiermee kan gecontroleerd worden of er ergens verstoppingen aanwezig zijn, dit is van groot belang als de natuurlijke waterzuivering vanop afstand gemonitord moet worden.
Daarnaast kan de wateraanvoer aangepast worden aan de hand van de gemeten zuiverheidsgraad (via EC). Wanneer het water niet zuiver genoeg is aan het einde van het waterzuivering rietveld, kan verondersteld worden dat de aanvoer wellicht te hoog is en verlaagd dient te worden.
Regensensoren: deze meten hoeveel neerslag er is gevallen, wat handig is om mee te nemen in berekeningen van totale waterhoeveelheid in het rietfilter.
Plantensensoren: deze sensoren geven een beter beeld van hoe de waterfilter planten hun omgeving ervaren. Een voorbeeld is een PAR-sensor, deze meet aan hoeveel bruikbaar zonlicht de plant blootgesteld wordt. PAR geeft een indicatie van fotosynthese (plantengroei) en fotolyse (moleculaire afbraak door licht) in het rietveld.
Bodemvochtsensoren: hiermee kan de hoeveelheid water in aanpalende grond gemeten worden.
Monitoring van waterzuivering op een natuurlijke manier
Afvalwater zuiveren met riet is perfect op te volgen door een variatie aan sensoren in het helofytenfilter te plaatsen, maar om gemakkelijk verschillende types sensoren met een monitoringssysteem te combineren heb je een sensormodule nodig.
Bij Crodeon specialiseren we ons in gebruiksvriendelijke plug & play remote monitoring door middel van slimme sensoren. Wij ontwikkelden Reporter, een sensormodule die remote sensing en data toegankelijk maakt voor bedrijven van elk formaat.
Reporter heeft vier poorten waar je dankzij onze sensor adapter bijna elke sensor op kunt aansluiten. Zo stel jij eenvoudig zelf je perfecte monitoringskit samen om je riet waterzuivering te monitoren met de parameters naar jouw keuze.
Moet jij je waterzuivering rietveld monitoren op een afgelegen plek in the midde of nowhere? Geen probleem. Qua stroomvoorziening is Reporter overal op voorzien. Sluit het systeem aan op netstroom, zijn eigen zonnepaneel of een batterypack. Dankzij Reporter's ingebouwde simkaart is het systeem verbonden met het internet via het mobiele datanetwerk (2G/4G).
Alle data wordt in real-time doorgestuurd naar de cloud (Crodeon Dashboard), waar je alle live data kunt inzien, alarmnotificaties kunt configureren en meetintervallen kunt aanpassen aan jouw behoeften. Daarnaast kan je met de API alle meetdata ook automatisch doorsturen naar je eigen systemen en in wetenschappelijke modellen integreren.
Maak jouw rietfilter voor natuurlijke waterzuivering slimmer met Reporter
Reporter staat klaar om het monitoringsproces van jouw helofytenfilter te automatiseren. Neem contact op als je nog vragen voor ons hebt over het gebruik van sensoren in een rietveld.
Bronnen
Maurice, N., Pons, M., Adouani, N., & Pochet, C. (2022). Development of a monitoring environment for a large-scale Surface-Flow constructed Wetland. IFAC-PapersOnLine, 55(7), 459–463. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.07.486
Pinho, H., Barros, M., Teixeira, A., Oliveira, L., Matos, P., Ferreira, C., & Mateus, D. (2023). Smart monitoring of constructed wetlands to improve efficiency and water quality. In Environmental science and engineering (pp. 189–197). https://doi.org/10.1007/978-3-031-31289-2_15
Kleinschalige biologische zuivering | EMIS. (n.d.). https://emis.vito.be/nl/bbt/bbt-tools/selectiesystemen/wass/technieken/kleinschalige-biologische-zuivering
Cordis, C. (2015, August 20). Longer life for water treatment reed beds. CORDIS | European Commission. https://cordis.europa.eu/article/id/169474-longer-life-for-water-treatment-reed-beds
