EW04 Omslag 600
Juli/Augustus 2019

Foutaansluitingen opsporen met de RioolScan

24 01

Ongeveer een derde van de rioolstelsels voert regenwater en vuilwater gescheiden af. De gedachte hierachter is dat regenwater relatief schoon is en daarom niet gezuiverd hoeft te worden. Maar wat blijkt? Vaak zijn er foutaansluitingen waardoor afvalwater in de sloot belandt en regenwater naar de zuivering wordt afgevoerd. Heleen de Man ontwikkelde de RioolScan, waarmee deze foutaansluitingen eenvoudiger en goedkoper zijn op te sporen.

In Nederland worden twee typen rioleringsstelsels toegepast; gemengd en gescheiden. Bij een gemengd rioleringsstelsel worden zowel regenwater als vuilwater, afkomstig van woningen en bedrijven, in één stelsel opgevangen en afgevoerd naar een waterzuiveringsbedrijf. Omdat regenwater eigenlijk niet hoeft te worden gezuiverd, wordt bij dit type riolering onnodig veel water verpompt en gezuiverd. Om die reden zijn de gescheiden stelsels ontwikkeld, waarvan bijna alle gemeentes in Nederland inmiddels gebruik maken.

Foutaansluitingen

Een gescheiden rioleringsstelsel kenmerkt zicht door twee aparte buizenstelsels. In het ene stelsel wordt vuilwater afkomstig van woningen en bedrijven naar de waterzuivering getransporteerd. In het andere stelsel wordt regenwater opgevangen en direct op het oppervlaktewater geloosd. Problemen ontstaan wanneer abusievelijk de afvoer van vuilwater op het regenwaterstelsel wordt aangesloten en andersom. En dat gebeurt relatief vaak weet Heleen de Man, eigenaar van adviesbureau Sanitas Water. Als civiel ingenieur, gepromoveerd op micro-organismen als bron voor gezondheidsrisico’s van stedelijk water, is zij al jaren betrokken bij bovenstaande problematiek. ‘Onderzocht is dat bij oplevering van een nieuwbouwwijk er gemiddeld al direct twee procent foutaansluitingen inzitten. Daar komen in de loop der tijd nog foutaansluitingen bij, doordat mensen verbouwen en bijvoorbeeld per ongeluk hun wasmachine aansluiten op de regenpijp. Foutaansluitingen gebeuren ook bij onderhouds- en renovatiewerkzaamheden aan het riool of bij de ombouw van een gemengd naar een gescheiden stelsel.’

Proef in Zeist

De put- en buissensoren zijn voor het eerst getest in een woonwijk van de gemeente Zeist. Hier zijn putsensoren geplaatst en vervolgens metingen verricht. Uit dit onderzoek bleek dat in slechts één streng een foutaan-sluiting aanwezig was. Na het plaatsen van de Rioolbuissensor tussen deze twee putten bleek dat op 17 meter afstand van de put het verontreinigde (warmere) water binnenkwam.

Gevolgen

Nu is de vraag of de ruim twee procent aan vuilwaterlozingen op het oppervlaktewater een schokkend probleem is in een land dat over zoveel water beschikt als Nederland? Berekeningen leren dat één foutieve huisaansluiting jaarlijks verantwoordelijk is voor de lozing van ongeveer 200 kg ontlasting, 1.500 liter urine (met hierin onder meer antibiotica en andere medicijnresten) en 40 kg wasmiddelen op het oppervlaktewater. ‘Ook al wordt dit water verdund door regenwater en het oppervlaktewater zelf, dan nog is de kans groot dat je ziek wordt wanneer je ermee in contact komt’, geeft De Man aan. ‘Bijvoorbeeld als je in een waterplein speelt dat verontreinigd is door foutaansluitingen. Het RIVM heeft berekend dat er gezondheidsrisico’s zijn voor kinderen die spelen in water dat verontreinigd is als gevolg van foutaansluitingen. Uit hun onderzoek bleek dat 4 van de 5 kinderen die daar spelen een infectie kunnen oplopen, ofwel 80 procent.’

Eén foutieve huisaansluiting loost jaarlijks 200 kg ontlasting, 1.500 liter urine en 40 kg wasmiddelen op het oppervlaktewater

Andersom leidt het lozen van regenwater op het vuilwatercircuit ook tot problemen. Zo daalt het rendement van de zuivering door het overschot aan relatief schoon water. Dit betekent dat het water dat de zuivering verlaat van slechtere kwaliteit is en er uiteindelijk meer afvalstoffen op het oppervlaktewater worden geloosd. Bovendien draagt deze foutieve lozing bij aan mogelijke wateroverlast en het lozen van water via overstorten op het oppervlaktewater.

24 02Door lozing van vuilwater in oppervlaktewater kan zuurstofloosheid ontstaan, waardoor vissen sterven.

Opsporen

Met de kennis dát er foutaansluitingen zijn en de wetenschap dat er winst te behalen valt bij het opsporen van deze foutaansluitingen, zijn gemeenten er echter nog niet. Het opsporen van de foutaansluitingen is een arbeidsintensieve en daardoor dure klus. In veel gemeenten wordt daarom vaak pas actie ondernomen wanneer de gevolgen van de foutaansluiting zichtbaar zijn of aantoonbare andere problemen opleveren. Hierbij valt te denken aan wc-papier dat in de sloot drijft of een pomp die draait terwijl het al dagen droog is. Stuk voor stuk signalen dat er íets mis is. Zodra besloten is dat onderzoek naar foutaansluitingen noodzakelijk is, volgt een arbeidsintensieve periode waarin alle aansluitingen rondom het probleemgebied worden gecontroleerd. Hiervoor zijn verschillende methoden beschikbaar. Door rook in het vuilwaterstelsel te blazen is onder meer te controleren of een vuilwaterafvoer is aangesloten op het regenwatercircuit. In dat geval komt de rook namelijk via de dakgoot naar buiten. Een andere methode werkt met het wegspoelen van een gekleurde vloeistof in het toilet, waarna een inspectiecamera controleert waar het naar buiten komt. Meer geavanceerd is de DTS-methode waarbij een glasvezelkabel – van enkele kilometers – in het regenwaterstelsel wordt gelegd. Door deze kabel wordt licht gestuurd, waarvan de reflectie verandert als gevolg van temperatuurveranderingen. Deze treden vooral op wanneer een vuilwaterlozing op het regenwaterstelsel plaatsvindt, omdat de temperatuur van vuilwater hoger is dan regenwater. En tot slot zijn foutaansluitingen op te sporen met behulp van een bovengrondse methode, gebaseerd op geluidsmetingen.

RioolScan

‘Het zijn verschillende methoden met een wisselende betrouwbaarheid en nauwkeurigheid en in alle gevallen met een relatief hoog kostenplaatje’, geeft Heleen de Man aan. ‘Ik had het idee dat dit eenvoudiger zou moeten kunnen. Binnen mijn eigen bedrijf Sanitas Water ontwikkelde ik in de afgelopen maanden daarom de RioolScan. Een methode waarbij foutaansluitingen van grof naar fijn worden opgespoord.’ De methode is gebaseerd op het nemen van monsters uit de riolering in combinatie met het plaatsen van putsensoren. Deze putsensoren meten geleidbaarheid en temperatuur in putten, waarmee is vast te stellen of er door dit stelsel water stroomt en welke temperatuur dit water heeft. Wanneer de sensor detecteert dat er überhaupt water stroomt in een regenwaterstelsel gedurende een periode dat het al langere tijd droog is, dan staat eigenlijk al vast dat dit vuil water moet zijn. Monstername zal dit bevestigen.

De ­sensoren in de Rioolbuissensor zijn ­gebaseerd op ­IoT-techniek

Om vervolgens te achterhalen bij welke woning het uiteindelijke euvel zit, maakt de methode gebruik van een Rioolbuissensor, een buisvormig element waarin sensoren zijn opgenomen die eveneens temperatuur meten. Deze wordt – net als bij DTS – in het riool gelegd. Hier meten de sensoren op korte afstanden van elkaar de temperatuur van het water. Omdat regenwater een andere temperatuur heeft dan afvalwater, is hiermee nauwkeurig vast te stellen waar zich een foutaansluiting bevindt. Heleen de Man: ‘Deze methode levert in vergelijking met DTS belangrijke voordelen op. Bij DTS wordt een kilometerslange kabel in het riool gelegd, waarbij het inbrengen vaak veel problemen oplevert. Verder is bij deze methode een relatief grote bovengrondse unit nodig om de data uit te lezen. Doordat je met de RioolScan van grof naar fijn werkt, hoeven we de veel kortere Rioolbuissensor alleen te plaatsen in een streng waar vermoedelijk een foutaansluiting aanwezig is. Dit scheelt aanzienlijk veel werk.’

Veel winst te behalen

De sensoren in de Rioolbuissensor zijn gebaseerd op IoT-techniek. Zij communiceren draadloos met elektronica die is opgenomen in een klein koffertje waar alle data worden verzameld. Na het uitvoeren van de meting zijn de sensoren eenvoudig weer te verwijderen en op een volgende locatie te plaatsen. Heleen de Man: ‘Voorheen was het onderzoek naar foutaansluitingen duur (10 tot 15 euro per meter riool). Dat werd dan ook uitsluitend uitgevoerd bij klachten. De kosten van de RioolScan bedragen slechts 1 tot 7 euro per meter riool en maken de methode geschikt voor het scannen van in principe het hele rioolstelsel. In elk geval op locaties waar problemen worden gedetecteerd, maar de methode is ook zinvol bij de oplevering van nieuwe wijken en wanneer de focus ligt op het verminderen van de hoeveelheid regenwater die naar de zuivering wordt getransporteerd.’ De sensoren zijn op dit moment volcontinu in gebruik in tien gemeenten. Daarnaast wordt volop gewerkt aan de productie van nieuwe sensoren om meer metingen gelijktijdig te kunnen uitvoeren. De Man: ‘Ik hoop dat gemeenten de kracht van deze innovatie ontdekken en beseffen dat het hiermee eenvoudig mogelijk is om de waterkwaliteit van stadswater te verbeteren en om minder regenwater naar de zuivering af te voeren. Er is nog zoveel winst te halen op dit gebied.’

Tekst: Marjolein Blok- de Wit
Fotografie/Illustraties: Heleen de Man

Meer weten over de nieuwste installatietechnieken en de laatste richtlijnen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis tweewekelijkse nieuwsbrief.