Foutaansluitingenonderzoek met waterkwaliteitssensoren

Bemonstering of sensoren U kunt (het verloop van) de waterkwaliteit meten met waterkwaliteitssensoren of via bemonstering en analyse. Grofweg gezegd kunt u met bemonstering meer verschillende stoffen en parameters meten, met sensoren kunt u het verloop in de tijd beter volgen. Locatiekeuze Een waterkwaliteitsmeting geeft informatie over eventuele lozingen bovenstrooms van de meetlocatie. Hoe meer meetlocaties (putten) u kiest, hoe meer inzicht u krijgt in de ruimtelijke variatie, wat meer aanwijzingen kan opleveren voor foutaansluitingen. Ga bij de keuze van de meetlocaties na in hoeverre deze locaties voldoende representatieve metingen opleveren voor het hele bovenstroomse stelsel. Is het hemelwaterstelsel op meerdere plaatsen verbonden met het oppervlaktewatersysteem, dan is de stroomrichting vaak veranderlijk en is op veel plaatsen 'bovenstrooms' en 'benedenstrooms' niet duidelijk bepaald. In plaats van een beperkt aantal representatieve meetlocaties moet u dan werken met een dichter meetnet. Houd er verder rekening mee dat de lozing vermengt met water dat al in het riool aanwezig is. Hierdoor zwakt de invloed van de lozing in het rioolstelsel af naarmate u verder van de lozingslocatie verwijderd bent en dan wordt detecteren moeilijker. U kunt het aantal meetlocaties vergroten door meer sensoren te gebruiken of door sensoren na elkaar op verschillende meetlocaties in te zetten. Meetperiode en -frequentie U kunt een kortdurende meting uitvoeren, maar in de regel haalt u hier onvoldoende informatie uit. Een langere meetperiode waarin u de variatie van de waterkwaliteit kunt volgen, biedt veel meer informatie. Kies een periode waarin u meerdere lozingsgebeurtenissen verwacht. Als u foutaansluitingen van vuilwater op de hemelwaterriolering onderzoekt, kiest u een meetperiode van enkele dagen of weken. Treden binnen die periode regelmatig plotselinge veranderingen op in de waterkwaliteit, dan is dit een indicatie voor foutaansluitingen van afvalwater. Wanneer u foutaansluitingen van hemelwater op de vuilwaterriolering onderzoekt, kiest u een periode waarbinnen enkele malen (significante) neerslag valt. Meet met een hoge frequentie: eens per minuut tot eens per vijf minuten. Dat is nodig omdat de waterkwaliteit door lozingen snel kan veranderen en het effect van kleinere lozingen vaak maar korte tijd meetbaar is. Combineren met waterkwantiteitsmetingen U moet de waterkwaliteitsmetingen combineren met neerslagmetingen, om de invloed van neerslag op de gemeten variatie in de waterkwaliteit te kunnen uitsluiten (zie figuur A). Niveau- en debietmetingen kunnen aanvullend inzicht geven in de variatie in de waterkwantiteit. Typen waterkwaliteitssensoren Om foutaansluitingen te onderzoeken, kunt de waterkwaliteit monitoren door de geleidbaarheid, de temperatuur of de concentratie van ammonium te meten. Hierna volgt een korte beschrijving per type meting, meer informatie vindt u in het kennisbankonderdeel Waterkwaliteitssensoren. Geleidbaarheidsmetingen om foutaansluitingen te detecteren Vers hemelwater heeft een soortelijke geleidbaarheid van 20 - 50 μS/cm. Bij afstroming neemt het water ionen op en neemt de geleidbaarheid toe. Bij normaal verontreinigd afgestroomd hemelwater is de soortelijke geleidbaarheid een paar honderd μS/cm. Afvalwater heeft een variabele soortelijke geleidbaarheid die hoger kan zijn dan een paar duizend μS/cm. Een gemeten variatie van de geleidbaarheid in het hemelwater- of vuilwaterriool kan duiden op de invloed van foutaansluitingen. Door verdunning van afvalwater met hemelwater neemt de geleidbaarheid af, verontreiniging van hemelwater met afvalwater zorgt voor een hogere geleidbaarheid. N.B. Dit is geen wetmatigheid. In de winterperiode kan bijvoorbeeld de geleidbaarheid van afgestroomd hemelwater ook erg hoog zijn door strooizout. U moet de metingen dus interpreteren om er conclusies aan te verbinden over de waarschijnlijkheid van foutaansluitingen. Toch is een geleidbaarheidsmeting een goedkope en eenvoudige methode om u een indicatie te geven of sprake is van foutaansluitingen. Ammoniummetingen om foutaansluitingen te detecteren Ammonium is een stikstofverbinding die in huishoudelijk afvalwater zit, vooral in toiletspoeling. Hoge concentraties van ammonium (> 2 mg/l) in de hemelwaterriolering zijn een sterke aanwijzing voor foutief aangesloten toiletten. Lozing van ammonium in het oppervlaktewater kan leiden tot waterkwaliteitsproblemen als eutrofiëring  . Ammoniumsensoren bestaan in twee gangbare typen: een ionselectieve elektrode en een colorimetrische analyser. Wanneer u de waterkwaliteit tijdelijk wilt monitoren om foutaansluitingen op te sporen, is de ionselectieve elektrode het meest geschikt. Dit komt door de lagere aanschafkosten en de eenvoudigere installatiemogelijkheden. Helaas zijn ionselectieve ammoniumsensoren kwetsbaar en falen zij bij inzet in de riolering relatief snel doordat het membraan vervuild raakt. U moet bij dit type metingen dus rekening houden met een hoge onderhoudsinspanning, een grondige data-analyse en de kans dat een deel van de metingen niet bruikbaar is. Als alternatief kunt u bemonstering en analyse met een ammoniumcuvettest overwegen, maar daarmee kunt u de variatie in de tijd minder goed onderzoeken. Temperatuurmetingen om foutaansluitingen te detecteren De temperatuur van afvalwater en afgestroomd hemelwater in de riolering is variabel tegen een achtergrondtemperatuur (de bodemtemperatuur) die vrij stabiel is. Met een eenvoudige en robuuste temperatuursensor kunt u het verloop van de rioolwatertemperatuur meten. Een plotselinge verandering in de temperatuur wijst op een lozing in een bovenstroomse leiding. Vuilwater is vaak warmer dan de achtergrondtemperatuur, afstromend hemelwater vaak kouder (zie figuur A), maar dit geldt niet altijd! Regelmatig voorkomende temperatuurpieken, in het bijzonder in de ochtend- en avonduren, duiden waarschijnlijk op lozingen van bijvoorbeeld douches of wasmachines. Tussen het lozingspunt en het meetpunt treedt temperatuurverlies (of juist opwarming) op, waardoor lozingen slechts op een beperkte afstand vanaf het lozingspunt meetbaar zijn. U moet dus veel meetpunten op relatief korte afstand van elkaar kiezen, bijvoorbeeld elke put in het stelsel. Het temperatuurverlies is in verdronken stelsels het grootst, deze techniek is daarom niet toepasbaar in verdronken stelsels (zie ook hieronder bij de beperkingen). Figuur A Voorbeeld van het verloop van de temperatuur in een hemelwaterriool met foutaansluitingen tijdens droge en natte dagen (Bron: RIONEDReeks 15) Vergroot afbeelding Beperkingen Niet in verdronken stelsels De invloed van een foutieve lozing met afwijkende kwaliteit kunt u het best meten in een riool dat niet geheel gevuld is en onder voldoende verhang ligt. In verdronken stelsels met een lage stroomsnelheid dempen waterkwaliteitsvariaties (vooral temperatuur) te veel uit door menging en diffusie. De invloed van een lozing is daardoor op korte afstand van het lozingspunt al te klein om te meten. Geen uitsluitsel Wanneer u geen waterkwaliteitsvariaties meet, is dat geen garantie dat er geen foutieve lozingen plaatsvinden. Vooral bij temperatuurmetingen kan de variatie tussen lozing en meetpunt al zoveel uitgedempt zijn dat de lozing niet meer opgemerkt wordt. U kunt dit probleem deels ondervangen door heel veel meetpunten te kiezen (tot elke put), maar dat kost ook veel meer geld en inspanning. Vervolgonderzoek nodig Waterkwaliteitsmetingen met sensoren zijn puntmetingen die geen inzicht geven in het type of de exacte locatie van de afwijkende lozingen. Als u precies wilt weten waar de foutaansluitingen zitten, moet u dus vervolgonderzoek doen met een techniek die zich daarvoor wel leent. Figuur B Bevestiging van een tijdelijke sensor in een put van een hemelwaterstelsel (Bron: Partners4UrbanWater) Vergroot afbeelding Een voorbeeld De gemeente IJsselstein heeft in 2015 in het hemelwaterriool van een verbeterd gescheiden stelsel (vgs) op een industrieterrein gemeten met CTD-divers (om de grondwaterstand, temperatuur en geleidbaarheid te meten), gecombineerd met waterkwantiteitsmetingen om de aanwezigheid van foutaansluitingen te kunnen vaststellen. Uit de metingen van temperatuur en geleidbaarheid bleek dat inderdaad foutieve lozingen optraden. Deze lozingen zijn niet gelokaliseerd, maar de kennis over de frequentie en het debiet van foutieve lozingen heeft de gemeente gebruikt om een nieuw gemaal te dimensioneren en in te regelen, waarmee het vgs is omgebouwd naar een vgs 2.0. De vuilwaterpomp van het nieuwe gemaal zorgt ervoor dat de droogweerafvoer nog steeds naar de rwzi gaat. Een uitgebreidere beschrijving van dit project vindt u op de pagina Vgs 2.0 Over Oudland gemeente IJsselstein.