Meer weten over de CoP Online Sensoring?
Bekijk de projectpagina op stowa.nl

Waterschapslaboratorium AQUON voert voor negen waterschappen waterkwaliteitsanalyses en sensormonitoring uit. Innovatiemanager Eppe Nieuwenhuis vertelt waarom AQUON meedoet met de CoP Online Sensoring. “Wij willen vanaf het begin af aan betrokken zijn bij nieuwe ontwikkelingen. Het staven van sensormetingen met laboratoriumanalyses is zeker in deze beginfase essentieel. Sensoren meten minder nauwkeurig, maar zij leveren tijdreeksen. Daarmee kun je zien of en wanneer rare dingen optreden, waardoor je gericht monsters kunt nemen. De betrouwbaarheid van de sensormetingen staat of valt overigens met goed beheer en onderhoud van de sensoren. Samen met andere partijen werken wij aan nieuwe meetmethoden en aan standaardisatie en normalisatie daarvan, is leerzaam en inspirerend.”

Nieuwenhuis licht de brede betrokkenheid vanuit de waterschapslaboratoria toe: “De thema’s waar in de CoP aan wordt gewerkt, sluiten heel erg aan bij wat wij in de praktijk doen. Er zijn ook meerdere waterschapslaboratoria aangesloten. We kunnen onze ervaringen dus delen en van anderen leren. Samen kunnen we de dagelijkse praktijk van monitoring op de rwzi’s een stap verder brengen en optimaliseren.”

In de CoP wordt met alle deelnemers gewerkt aan standaarden voor het verrichten van sensormetingen in afvalwater. Denk bijvoorbeeld aan de locaties waar de sensoren op de rwzi’s moeten worden geplaatst, voor de meest betrouwbare uitkomsten. Hanneman: “We zijn aan het pionieren. Op de rwzi’s komen ook steeds meer nieuwe stoffen binnen. Om de betrouwbaarheid van de sensormetingen verder te verbeteren is het van groot belang dat alle waterschappen zich aansluiten bij deze Community of Practice.”

De zuiveringsdatabase Z-Info bevat meetgegevens van bijna alle ruim 300 rioolwaterzuiveringsinstallaties van negentien waterschappen. Hanneman: “Daar kunnen we de werking van de zuiveringen zien en rapportages uitdraaien. Dan kun je dus achteraf bepalen wat er op een zeker moment aan de hand was. De sensormetingen zouden ook kunnen dienen om verstoringen op de rioolwaterzuivering te voorkomen. Als er bijvoorbeeld drugsafval wordt geloosd, zou dit afvalwater tijdelijk gebufferd kunnen worden. Met behulp van extra waterbuffers voor ernstig vervuild afvalwater zou je vuilwaterpieken kunnen afvlakken, zodat je het mondjesmaat aan het afvalwater kunt toevoegen. Zo verklein je het aantal normoverschrijdingen in het effluent.”

Saskia Hanneman is innovatietechnoloog bij Waterschapsbedrijf Limburg en vanaf het begin betrokken bij de CoP Online Sensoring. “Wij hadden met IMD al een influent-sensoringtraject gedaan op de rwzi in Weert en ik kreeg in coronatijd een uitnodiging om de webinars bij te wonen. Dat was heel laagdrempelig en interessant. Wij meten op dit moment weinig online in het influent, we nemen wel monsters met een groot analysepakket. Met behulp van online sensoring kunnen we onderzoeken of we beter kunnen gaan anticiperen in het zuiveringsproces als we eerder zien wat er in het afvalwater gebeurt. Nu stellen we vast dat er in huishoudelijk afvalwater weinig variatie zit. De kwaliteit van industrieel afvalwater is veel grilliger. Misschien moeten we in de toekomst overwegen om die afvalstromen te scheiden. Om het zuiveren efficiënter en doelmatiger te maken.”

Op dit moment heeft de CoP zo’n twintig deelnemers. Dekker: “Het zou mooi zijn als meer waterschappen en waterschapslaboratoria zich aansluiten. Hoe meer data we op verschillende zuiveringen kunnen verzamelen, hoe betrouwbaarder de online technologie wordt. Nu aarzelen waterschappen soms om sensoren te introduceren, omdat we eerst een lange tijd metingen en monsters op een zuivering moeten verrichten om de technologie te valideren. Je kunt dus niet van de ene op de andere dag overstappen en verwachten dat de meting dan nauwkeurig is.”

Het was al bekend dat je met sensoren stabiel kunt meten. De belangrijkste conclusie van de proef in Almere was dat je met sensoren ook vrij precies kunt meten. Dekker: “Tussen de metingen op de rwzi’s in Winterswijk en Almere bleken er wel verschillen te zijn. In Almere had het afvalwater een stabiele matrix van vervuiling. In Winterswijk was er wat meer variatie in het afvalwater en was er ook een deelstroom die in het begin verstorend werkte. Dankzij de sensoren hebben we al bij veel rwzi’s interessante lozingspatronen ontdekt. Als je elke week op woensdag en op vrijdag op bepaalde tijdstippen afwijkende pieken ziet, kun je daar monsters van nemen die je laat onderzoeken. Die kunnen we dan toetsen aan een database met ‘fingerprints’ met lozingen van bedrijven. Een mooie combinatie van sensormetingen en labanalyses. Zo bouwen we steeds meer ervaring op.”

Na corona volgde een excursie naar de rioolwaterzuivering in Almere, waar een proef met online metingen is uitgevoerd. Deze proef maakte onderdeel uit van Waterkracht, een initiatief van de gezamenlijke waterschappen uit Oost-Nederland. “In het kader van Waterkracht vonden metingen plaats op de rwzi’s van Almere en Winterswijk. Op beide zuiveringen testten we Total Organic Carbon (TOC) analyzers, analyzers voor fosfaat en slimme sensoren. Daarnaast werden ook de monsters in het laboratorium geanalyseerd. Zo konden we zien of de resultaten van de metingen van de sensoren en analyzers valide en betrouwbaar waren.”

Sensoren en analyzers hebben volgens velen de toekomst. Maar “Voordat je sensoren betrouwbaar in kunt zetten, heb je data nodig van traditionele analyses en sensormetingen zodat we de sensormetingen kunnen kalibreren.” Aan het woord is Tom Dekker, mede-eigenaar van IMD, een bedrijf dat zich al meer dan vijftig jaar bezig houdt met meten in afvalwater. Dekker is één van de initiatiefnemers van de CoP die in juli 2021 van start ging. “Bert Palsma van STOWA en ik constateerden in 2020 al dat het goed zou zijn om de overgang van bemonstering naar sensoring te stroomlijnen. We zijn in coronatijd de CoP gestart met een aantal thematische webinars waarbij waterschappen en waterschapslaboratoria aansloten. Bijvoorbeeld over het vervangen van monsternamekasten en over de juridische implicaties van online sensoring van in- en effluent. Technisch gezien kunnen we veel, maar voor sensoring is er nog niet veel geregeld. De nieuwe technologie moet in wet- en regelgeving worden ingebed. Er is nu nog geen officiële accreditatie, er zijn geen NEN-normen of gestandaardiseerde processen. Kortom: er is werk aan de winkel.”

De Community of Practice Online Sensoring van STOWA richt zich op de transitie van het traditioneel meten, bemonsteren en analyseren van afvalwater naar online metingen met sensoren en analyzers. Sensormetingen kunnen een goedkoper alternatief zijn voor het nemen en analyseren van watermonsters.

Een type analyser dat gebruikt wordt bij online sensoring

Analyzers zijn een soort mini-laboratoria. Ze doen feitelijk hetzelfde als een echt laboratorium, maar dan direct ter plekke. Zo kun je bij de dokter je een verwijzing geven voor een bloedafname in het ziekenhuis, waar het wordt ingestuurd naar een apart laboratorium. Maar hij kan ook zelf een buisje bloed aftappen en dat direct analyseren.

De sensoren op rioolwaterzuiveringen meten het Chemisch Zuurstof Verbruik (CZV), Totaal Organische Koolstof (TOC), Nitraat (N), Fosfaat (P) en onopgeloste bestanddelen (SS). Het gaat daarbij om de parameters voor het aangevoerde en gezuiverde afvalwater (resp. het influent en effluent) uit het Activiteitenbesluit.

Sensoren werken met licht/kleur. Eenvoudig gezegd komt het erop neer dat sensoren kleurenfoto’s maken van het afvalwater. Sommige van die kleuren (i.c. golflengtes van licht) worden geabsorbeerd door bepaalde stoffen. Zo absorbeert CZV golflengtes van 256 nM. Een sensor maakt een foto en vergelijkt deze originele kleurenfoto met de ‘geabsorbeerde’ foto. De uitkomst ervan wordt teruggerekend naar een concentratie.