Helofytenfilters

Een helofytenfilter is een zandpakket beplant met helofyten. Helofyten zijn waterplanten die kunnen groeien in een drassige of permanent ondergelopen bodem. De onderste plantendelen staan onder water, terwijl bladeren en bloemen boven het water uitsteken. Toegepaste helofytensoorten zijn riet, mattenbies, zegge en grote lisdodde.

In een helofytenfilter zorgen micro-organismen in de bodem voor de biologische zuivering. De filtrerende en absorberende werking van het zandpakket zorgt voor een fysisch chemische zuivering.

Een helofytenfilter is meestal opgebouwd uit grind en zand. Het zand kan ijzer- of kalkhoudend zijn. Door ijzer, aluminium of kalk aan het filter toe te voegen, is de bindingscapaciteit voor fosfor te verhogen. De toevoegingen kunnen worden gemengd of in een laag worden aangebracht. Vrijwel elke helofytenfilter bestaat uit een gegraven of opgehoogd bassin met een bodem van polyethyleenfolie. Vóór het helofytenfilter komt een ruim gedimensioneerde voorbezinkingstank.

Drie typen helofytenfilter

Er zijn drie typen helofytenfilter:

een verticaal helofytenfilter (of: rietinfiltratieveld);
een vloeiveld;
een horizontaal helofytenfilter (of: rietwortelzonesysteem).

Verticaal helofytenfilter

Een verticaal helofytenfilter is in feite een beplant zandfilter. Dit systeem verdeelt voorbehandeld afvalwater over het filteroppervlak, waarna het water infiltreert in het filter. Vervolgens voeren drains het water op 80 tot 110 cm diepte af. De toevoer van afvalwater vindt intermitterend plaats.

In figuur A ziet u een verticaal helofytenfilter met een septictank als voorbehandeling en pompput. Kenmerkend voor dit type helofytenfilter is dat het bedmateriaal een verticale waterbeweging creëert. Hierdoor komen water en de daarin opgeloste stoffen in contact met het bedmateriaal, dat uit zand of fijn grind bestaat. Het bedmateriaal fungeert als dragermateriaal voor populaties micro-organismen. Behalve voor biologische zuivering zorgt het bedmateriaal ook voor een filterende werking.

Voor een snelle biodegradatie (afbraak) van organische stoffen is zuurstof nodig. In tegenstelling tot wat vaak wordt beweerd, geven de helofyten maar erg weinig zuurstof af in de wortelzone. Dit is voor het afvalwater niet genoeg. Daarom pompt het systeem het afvalwater in onderbroken intervallen naar het filter. Met elk laagje water op de bovenlaag komt er zuurstof in het helofytenfilter. Door infiltratie van het water door de filterlagen komt zuurstof vanuit de atmosfeer mee naar binnen. Voor een goed verloop van dit proces moet de bovenlaag volkomen horizontaal liggen. Het filter moet bovendien voldoende doorlatend zijn en het afvalwater moet gelijkmatig worden verdeeld over de bovenlaag. Helofytenfilters gebruiken alleen energie voor de pomp die het water aan- en afvoert.

Van de drie typen komt het verticale helofytenfilter in de praktijk het meest voor. Hiervan zijn er drie gecertificeerd volgens BRL K10005.

Figuur A Verticaal helofytenfilter met septictank en pompput

Vloeiveld

Vloeivelden zijn meestal bedoeld als nazuivering, dus na een ander biologisch zuiveringssysteem. Een vloeiveld is een sloot of vijver beplant met helofyten. Hierin stroomt het water horizontaal langs de bovengrondse plantendelen. Het afvalwater wordt meestal gemengd met oppervlaktewater of al gezuiverd water en doorloopt het vloeiveld in ongeveer tien dagen. Nabehandeling is niet nodig.

Het vloeiveld zuivert door:

bezinking van zwevende stof;
diffusie van opgeloste stoffen naar de bodem;
mineralisatie (afbraak) van organisch materiaal;
nutriëntenopname door micro-organismen en vegetatie;
bacteriële omzettingen en vastlegging in de bodem.

Als het vloeiveld afwisselend onder water staat en droog valt, is een tot twee maal hoger verwijderingspercentage voor stikstof en fosfaat te bereiken.

Horizontaal helofytenfilter

Horizontale helofytenfilters (rietwortelzonesystemen) worden minder vaak gebruikt dan verticale. In een horizontale heofytenfilter zijn de wortels van riet sterk in horizontale en verticale richting vertakt. Dit is gunstig voor het hydraulische transport door de bodem (een mengsel van zand en klei). Door het afsterven van wortels ontstaan buisvormige kanaaltjes, waardoor het afvalwater horizontaal door de bodem zijn weg vindt. In tegenstelling tot het verticale helofytenfilter stroomt hier vrijwel continu afvalwater naar het filter. Hierdoor komen in het filter naast aërobe omstandigheden vaak anaërobe condities voor. Daardoor neemt de snelheid van de biodegradatie af.

Systemen voor de biologische behandeling