Afvalwater, een opportuniteit

In Toamasina (Madagaskar) werkt Protos samen met de ngo Practica en de stad aan een ruimingsdienst met een behandelingsstation voor opgehaald slib. © Protos

In het laatste World Water Development Report (UN-Water, maart 2017) wordt gepleit voor een beter beheer van afvalwater. Geavanceerde behandelingstechnieken, bewustwording, regelgeving en aandacht voor duurzaam afvalwaterbeheer bieden kansen om zowel waterschaarste als milieuverontreiniging aan te pakken.

Dit is een samenvatting op basis van de Executive Summary, Facts & Figures, en Chapter 2, 15 en 16 van het World Water Development Report 2017. Redactieteam: Jana Martens, Sander Mortelmans, Rhea Verbeke, Wouter Viroux, Dries Moorthamers.

Probleem voor mens en milieu

Op het land, in fabrieken, in huizen… Overal wordt afvalwater ‘geproduceerd’. Hoge-inkomenslanden zuiveren ongeveer 70% van hun afvalwater. In lage-inkomenslanden is dat slechts 8%, door een gebrek aan infrastructuur, technische ondersteuning en financiering. Wereldwijd wordt naar schatting 80% van het afvalwater ongezuiverd terug in de natuur geloosd, waardoor de algemene waterkwaliteit van oppervlakte- en grondwater daalt, met een lagere beschikbaarheid van bruikbaar zoetwater als gevolg.

Figuur 1. De hoeveelheid onbehandeld afvalwater (percentage) in 2015 en het nagestreefde percentage tegen 2030, vastgelegd in de Sustainable Development Goals (SDG 6.3). © UN-Water

Afvalwater bevat uitwerpselen van mens en dier, chemische stoffen uit landbouw- en industriële activiteiten, en nutriënten zoals stikstof, fosfor en kalium. Enerzijds worden kostbare ecosystemen simpelweg vervuild. Anderzijds leidt een overmaat aan nutriënten tot eutrofiëring: toxische algen nemen de bovenhand in een ecosysteem waardoor de biodiversiteit daalt. De meeste grote meren in Latijns-Amerika en Afrika hebben een hoge concentratie aan fosfor, door toedoen van de mens.

Een derde van de rivieren in Afrika, Azië en Latijns-Amerika bevat ziekte veroorzakende organis-men, afkomstig van menselijke en dierlijke uitwerpselen. Dat houdt een gezondheidsrisico in voor miljoenen mensen.

Vier fasen in afvalwaterbeheer

Afvalwater wordt in vier fasen beheerd. Om de hoeveelheid afvalwater te verminderen moet in de eerste plaats vervuiling aan de bron vermeden worden (i). Het gebruik van schadelijke, verontrei-nigende of ziekte veroorzakende stoffen (zoals metalen, medicijnen, hormonen, meststoffen, …) moet worden gecontroleerd of volledig verboden.

Na gebruik van water door huishoudens, industrieën of openbare instellingen, wordt het afvalwa-ter ingezameld en gezuiverd (ii). Dat gebeurt in grote gecentraliseerde afwaterzuiveringsinstalla-ties ofwel in kleine, gedecentraliseerde systemen. Er wordt steeds vaker ingezet op die tweede categorie.

Het afvalwater kan gebruikt worden als een alternatief voor zoetwater (iii): verdund of (deels of niet) gezuiverd kan het worden aangewend als irrigatiewater, maximaal gezuiverd is het geschikt als drinkwater. Er moet dan minder zoetwater ontgonnen worden, wat zeker in periodes van wa-terschaarste interessant is. Hergebruik van afvalwater wordt echter pas economisch aantrekkelijk wanneer het punt van gebruik dichtbij het punt van productie ligt en het water gezuiverd is op maat van de gebruiker (het irrigatiewater voor een boer vraagt een andere zuivering dan het water voor huishoudelijk gebruik). Wil men gezuiverd afvalwater succesvol vermarkten als drinkwater, dan moet de prijs lager zijn dan die van regulier bronwater of moet er een probleem zijn met de permanente beschikbaarheid van de bron over het jaar.

Tijdens het zuiveringsproces kunnen energie en nutriënten (stikstof, fosfor) worden teruggewon-nen (iv). Stikstof en fosfor terugwinnen uit urine kan in de toekomst ‘hot’ worden. Beide komen er in hoge mate in voor, en de bronnen met winbare fosfor worden schaars in de komende decennia.

Afvalwatercollectie: gemengd, gescheiden, gecentraliseerd of gedecentraliseerd

Wereldwijd werd in eerste instantie gerekend op het zelfreinigend vermogen van waterlopen en rivieren: huishoudelijk afvalwater werd in de waterlopen geloosd. Onder meer door de sterke be-volkingstoename werd de vervuilingsdruk te hoog, met ecologische degradatie en ziekteversprei-ding tot gevolg.

De laatste decennia zijn er enorme inspanningen geleverd om deze lozingspunten aan te sluiten op een rioleringsstelsel dat het vervuilde water naar waterzuiveringsinstallaties leidt. Het aandeel re-genwater in deze ‘gemengde rioleringsstelsels’ is vaak echter zo groot dat er enorme leidingen moeten worden aangelegd. Grote volumes regenwater maken het zuiveringsproces bovendien energetisch heel inefficiënt, wat zich vertaalt in een hoge kost voor de maatschappij. Om bij hevige buien wateroverlast te voorkomen, moet vervuild water nog steeds naar de waterlopen worden afgeleid. Om dat te voorkomen, werd overgeschakeld op ‘gescheiden rioleringsstelsels’. Hierbij wordt het regenwater apart van het afvalwater naar de waterloop afgevoerd en zo veel mogelijk ter plaatse gehouden door infiltratie en buffersystemen.

Het aanleggen en onderhouden van een uitgebreid rioleringsnetwerk en het intensief zuiveren van het afvalwater zijn een kostelijke zaak. Om de kosten te drukken, zijn verschillende systemen uit-gewerkt voor gedecentraliseerde waterzuivering. In Vlaanderen bijvoorbeeld, worden IBA’s (Indi-viduele Behandelingsinstallaties voor Afvalwater) aangelegd bij woningen die te ver van het riole-ringsstelsel liggen. Ook in ontwikkelingslanden zijn gedecentraliseerde systemen aangewezen, zeker in de periferie van snel groeiende steden en in dun bevolkte regio’s. De onderhoudskost ligt lager en de systemen kunnen sneller inspelen op lokale noden. Ze worden vaak gecombineerd met low-cost ontwerpen: de leidingen liggen minder diep onder de grond en hebben een kleinere dia-meter. Daardoor zijn ze vaak niet geschikt voor vast afval. Regenwater moet bovengronds worden afgevoerd en dat is lang niet overal een werkbare oplossing.

In drogere gebieden waar de toegang tot water beperkt is, of op plaatsen waar de grondtafel hoog staat, kiest men steeds vaker voor sanitaire voorzieningen zonder water. Een mooi voorbeeld hier-van zijn de EcoSan-latrines die Protos en zijn partners plaatsen. Hierbij worden urine en vaste uit-werpselen apart opgevangen om later als meststof te gebruiken voor het kweken van groenten en fruit. Op die manier wordt er niet alleen water bespaard, de natuurlijke meststoffen verhogen ook de oogst van de landbouwers. Een win-win situatie.

Wereldwijd nood aan infrastructuur en investeringen

Uitgebreide, moderne rioleringssystemen komen enkel voor in hoge-inkomenslanden, in midden-inkomenslanden in Latijns-Amerika, en in stedelijke regio’s in China. Geschat wordt dat 60% van de wereldbevolking aan een of andere vorm van rioleringssysteem is aangesloten. In ontwikkelings-landen zijn mensen vaak aangewezen op een lokale ruimingsdienst, soms met hulp van ngo’s, maar vaak ontbreekt ook maar enige ondersteuning door de overheid. In deze landen zijn (kleinere) gedecentraliseerde systemen aangewezen, zeker in gebieden waar de bevolking verspreid woont. De collectiekosten van een gecentraliseerd systeem zijn immers al vaak goed voor 60% van de tota-le kosten voor afvalwaterbeheer.

In een wereld waar de druk op het beschikbare zoetwater steeds toeneemt – door de bevolkings-groei, vervuiling, klimaatverandering – is het ondenkbaar om de mogelijkheden te negeren die een adequaat afvalwaterbeheer biedt. Beleidsmakers moeten overtuigd worden van de ‘kost van het niets doen’ op vlak van socio-economische ontwikkeling, milieu en menselijke gezondheid. Inves-teringen in ge(de)centraliseerde waterzuiveringsinfrastructuur, vooral in de minder ontwikkelde landen, zijn dan ook noodzakelijk. De WHO becijferde dat elke dollar die men investeert in sane-ring, 5,5 dollar oplevert voor de maatschappij.

De industrieën in Afrika (mijnen, olie, gas, houtkap, fabricage) zullen een tandje moeten bijsteken, want momenteel lozen ze het afvalwater in de meeste gevallen onbehandeld in de natuur. De ste-delijke bevolking zal op dit continent verviervoudigen tegen 2037. Dat betekent niet alleen een grotere watervraag, maar ook een enorme toename van de hoeveelheid afvalwater.

Hoewel in Azië het belang van afvalwater voor verschillende doeleinden erkend wordt, wordt 80 tot 90% onbehandeld in de natuur geloosd. Case studies in Zuidoost-Azië tonen nochtans aan dat de verkoop van bijproducten, afkomstig uit de behandeling van afvalwater, een winstgevende activiteit kan zijn.

Europa en Noord-Amerika staan het verst in de behandeling van afvalwater, maar sommige grote gecentraliseerde systemen zijn niet meer efficiënt door demografische en economische verande-ringen. Vaak zijn de tarieven voor afvalwaterbehandeling te laag, waardoor er te weinig inkomsten zijn om de investeringsbehoeften in te lossen.

In Latijns-Amerika woont 80% van de bevolking in steden. Hoewel 88% van de stedelingen toegang heeft tot sanitaire voorzieningen, wordt in de meeste Latijns-Amerikaanse landen amper 20 à 30% van het rioolwater behandeld.

Afvalwater en de duurzame ontwikkelingsagenda

Afvalwaterbeheer is opgenomen in de Sustainable Development Goals (de SDG’s). SDG 6.3 voor-ziet een halvering van het aandeel onbehandeld afvalwater en een toename in hergebruik ervan. Om de voortgang te meten worden twee indicatoren opgevolgd: het percentage afvalwater dat effectief behandeld wordt, en het percentage watervoorraden van goede kwaliteit.

Behalve investeringen en monitoring van indicatoren is er ook nood aan een strategische aanpak met het oog op het realiseren van de duurzame ontwikkelingsagenda. Er zijn immers synergiën, maar ook conflicten te vinden tussen SDG’s onderling, maar ook binnen de doelstellingen van een-zelfde SDG:

  • Synergiën met de andere targets binnen SDG 6. Verhoogde toegang tot sanitaire voorzie-ningen (SDG 6.2) vereist een duurzaam afvalwaterbeheer (SDG 6.3), waardoor de kwaliteit van de watervoorraden op peil blijft (SDG 6.3), wat op zijn beurt positief is voor de drinkwa-tervoorziening (SDG 6.1). Door recyclage en hergebruik te promoten (SDG 6.3) en door effi-ciënt om te springen met water (SDG 6.4), is er meer water beschikbaar voor drinkwater (SDG 6.1), en verkleint de druk op het leefmilieu (SDG 6.6).
  • Synergiën met andere SDG’s. Een goed afvalwaterbeheer speelt een sleutelrol in het ban-nen van watergebonden ziekten (SDG 3.3 en 3.9). Minder ziekte geeft meer economische mogelijkheden, wat duidelijk bijdraagt aan de uitroeiing van armoede (SDG 1), voorkomba-re sterfte bij kinderen daalt (SDG 3.2) en kinderen doen het beter op school (SDG 4.7). Te-gen 2030 wil men de landbouwproductiviteit en de inkomens verdubbelen voor kleinschali-ge producenten (SDG 2.3), maar daarvoor is zoetwater nodig: dit kan komen van afvalwater (SDG 6.3), maar vooral efficiënt gebruik van water (SDG 6.4) dringt zicht op. Daarnaast zorgt een goed afvalwaterbeheer voor een circulaire economie, die ecologisch beter presteert en lagere productiekosten impliceert (SDG 8.2 en 8.4). SDG 6.3 draagt ook bij tot behoud van leven onder water (SDG 14) en op het land (SDG 15).
  • Conflicten met andere SDG’s. Bannen van honger en ondervoeding (SDG 2) kan een con-flict opleveren met SDG 6.3. Meer landbouwactiviteit kan leiden tot een verhoogde water-opname en meer vervuiling door pesticiden en meststoffen. Ook het promoten van eco-nomische groei (SDG 8) kan bij gebrek aan een adequaat beheer tot een daling van de kwa-liteit en kwantiteit van de watervoorraden leiden. Om dat te voorkomen kan de toegang tot financiële diensten (voor het opstarten van een economische activiteit) gelinkt worden aan conformiteit met water- en andere ecologische reglementeringen.   

Hergebruik en bijproducten

Afvalwater wordt vandaag al (her)gebruikt voor verschillende toepassingen, voornamelijk in de landbouwsector. Omdat veel lage-inkomenslanden niet voldoende middelen hebben om afvalwa-ter op een gepaste wijze te behandelen, heeft de Wereldgezondheidsorganisatie richtlijnen opge-steld voor hergebruik van afvalwater in de landbouw, de zogenaamde ‘multi-barrier approach’. Doel van deze benadering is de gezondheid van de bevolking te garanderen, door eventuele be-smetting in elke schakel van de voedselproductieketen te minimaliseren.

Figuur 2. De multi-barrier approach voor hergebruik van afvalwater in de landbouw. © UN-Water

Maar om tegemoet te komen aan de wereldwijde vraag naar (zoet)water is het belangrijk om op een geplande, gereguleerde en veilige manier op zoek te gaan naar meer aanwendingen voor af-valwater. Bij meer geavanceerde behandelingsprocessen kunnen nutriënten en mineralen (stik-stof, fosfor) en waardevolle bijproducten zoals metalen (bv. afvalwater uit mijnen), gedeeltelijk teruggewonnen worden. Hoewel de behandeling van afvalwater een energie-intensief proces is, zijn er technologieën die ervoor zorgen dat afvalwater als energiebron ingezet kan worden, bij-voorbeeld voor de productie van biogas. Het optimaliseren van de waterbehandelingsprocessen is een belangrijke stap in het energie-efficiënt behandelen van afvalwater.

Sensibilisering en regulering

Momenteel leeft twee derde van de wereldbevolking in gebieden die minstens 1 maand per jaar moeten afrekenen met waterschaarste. Afvalwater kan een antwoord bieden op die schaarste. Helaas gaat het hergebruiken van afvalwater vaak gepaard met publieke weerstand, ook al is dat water na geavanceerde behandelingsprocessen veilig voor gebruik. Afvalwater dat behandeld is, kan een ietwat vreemde kleur, geur of smaak hebben en dat blijkt een drempel te zijn. Ook zijn er nog steeds zorgen over de veiligheid van behandeld afvalwater. Om de kennis over het belang en de voordelen van afvalwaterhergebruik te verhogen, is het belangrijk dat er geïnvesteerd wordt in bewustzijnscampagnes en educatie. De ‘soft’ kant van het afvalwaterverhaal is dus minstens zo belangrijk. Anderzijds moet ook meer gesensibiliseerd worden over de mogelijke risico’s bij ge-bruik van onbehandeld afvalwater, voor welke doeleinden ook.

Ook regelgeving is van belang om potentiële risico’s voor mens en milieu te vermijden. Kwaliteits-standaarden, gepaste behandelingsmethodes en monitoring van de omgeving zijn essentieel om de publieke gezondheid te beschermen.

 

Bron: World Water Development Report 2017, UN-Water