DeutschEAUTARCIE EnglishEAUTARCIE EspañolEAUTARCIE FrançaisEAUTARCIE MagyarEAUTARCIE NederlandsEAUTARCIE
Eautarcie - Joseph Országh Site d'information basé sur les travaux de Joseph Országh Site d'information basé sur les travaux de Joseph Országh
Eautarcie EAUTARCIE Eautarcie- Joseph Országh
HomepageInleidingEcologische afwateringRegenwater opvangenGrijswaterbeheerWaterloze toilettenEAUTARCIE wereldwijdHet gezamenlijke beheer van water en biomassaBezinningen over waterbeleidSitemap EAUTARCIE, Duurzaam waterbeheer voor de wereld
Ecologische sanitair beheer
Ecologisch sanitair beheer en EAUTARCIE

Misvattingen binnen de wetenschappelijke wereld van de sanitaire techniek

De zes principes van ecologisch sanitair beheer

Aspecten van het ecologisch sanitair beheer

De leidende gedachte achter EAUTARCIE is het samenbrengen van het beheer van de natuurlijke grondstoffen water en biomassa van dierlijke en plantaardige oorsprong, en het verschaffen van inzicht hoe deze twee elementen die onderling aan mekaar vasthangen, invloed uitoefenen op de klimaatverandering. Dankzij de erkenning van deze onderlinge verbondenheid kan men vanaf heden een mondiaal programma voorstellen om de mensheid, in minder dan 50 jaar, van zijn voedsel- en waterproblemen af te helpen, door het herstel van beschadigde ecosystemen. Dit programma (dat aanzienlijk goedkoper is dan de huidige voorstellen die bovendien enkel het probleem van het drinkwater in de wereld willen aanpakken), bezit het potentieel om de klimaatverandering te vertragen en zelfs een halt toe te roepen, zeker indien men het laat samenvallen met een evenredige vermindering van het energieverbruik.

Om de mening van een landbouwingenieur in verband met de kwalijke gevolgen van de intensieve «chemische» landbouw te beluisteren (in het Frans), klik hier.

Hier kunt u een getuigenis uit Andalousië (Spanje) lezen over de weldadige invloed van Eautarcie in een droogtegevoelige streek.

Eerste publicatie van de tekst op deze bladzijde op www.eautarcie.com: november 2007

Dit hoofdstuk is aangepast en vertaald uit het Frans door Jos Debouvere. De Nederlandse versie werd voor het eerst op deze pagina gepubliceerd www.eautarcie.org:
2011-01-06

Bijgewerkt: 2017-01-18

De verschillende aspecten van het ecosanitaire beheer

Klassiek sanitair beheer versus vs ecosanitair beheer

Klassiek sanitair beheer

Saneren = gezond maken. De basisfilosofie van het klassieke sanitaire beheer vindt zijn oorsprong in het antropocentrisme en in de hygiëne-ideologie. In het klassieke sanitair beheer beperkt men zich tot het gezond maken van de bewoonde omgeving. Men neemt de zorg voor de gezondheid van de gebruiker op zich door de bevolking van alle contact met mogelijke ziekteverwekkende kiemen te vrijwaren. Daar draait het voor hen allemaal om. Om deze doelstelling te kunnen bereiken, doet men een beroep op chemische (chloor) en fysische (bestraling) ontsmetting.

Men doet ook hard zijn best om een goed gezuiverd water te lozen in het ontvangende milieu. Waterzuivering heeft dus een voetje voor op gelijk welke andere techniek. Daartoe bouwt men collectieve installaties (waterdistributie, -zuivering) die verkozen worden boven gedecentraliseerde technieken. Zonder het met zoveel woorden te zeggen, geeft men feitelijk de voorkeur aan hersteltechnieken (zoals zuivering) in plaats van aan preventietechnieken (regenwater, waterloze toiletten).

Zuivering is de techniek bij uitstek binnen het klassiek sanitair beheer. Het gezuiverde water wordt bij voorkeur geloosd in waterlopen. Men minimaliseert de milieu-impact bij de verwijdering van het zuiveringsslib. Om de kwaliteit van een klassieke technologie te beoordelen, maakt men gebruik van het begrip zuiveringsprestaties, terwijl men niet spreekt over milieuprestaties. In het beste geval voert men een milieu-effectenstudie uit.

Zuivering door middel van planten maakt ook deel uit van het klassieke sanitair beheer. Deze beantwoordt aan exact dezelfde doelstellingen en vereisten : zo goed mogelijk zuiveren zonder zich om iets anders te bekommeren.

In het klassieke waterbeheer houdt men het publiek voor dat er voornamelijk waterbesparingen mogelijk zijn op gezinsniveau. Men hamert vooral op onbeduidende besparingen:

Keuzes die de druk op onze waterreserves drastisch verminderen, zoals…

…worden jammer genoeg nauwelijks in rekening gebracht, of alleszins veel te weinig.

Ecologisch sanitair beheer (volgens EAUTARCIE's ECOSAN)

Het gaat hier over een nieuwe visie op sanitair beheer, een visie die op vele punten verschilt van de klassieke visie, want hij behandelt de hele problematiek van zowel duurzaam water- als duurzaam biomassabeheer in steden, woningen en in de landbouw. Het gezamenlijk beheer van water en biomassa (het organische gedeelte van gebruikt water, groenresten, het organische gedeelte van het stedelijk afval, enz.) is een absolute noodzaak.

Ecologisch sanitair beheer verbreedt het toepassingsveld voor zowel de behandeling van vuil water als voor de watervoorziening van gezinnen, maar ook voor wat de leefmilieu-impact betreft aan weerszijden van de vuilwaterbehandelings- en/of –zuiveringsinstallaties. Om de kwaliteit van een ecologische sanitaire technologie te beoordelen, moet het begrip milieuprestatie gedefinieerd worden. Hier ligt dus één van de grote verschillen tussen de klassieke en de ecologische sanitaire visie.

Het eerste principe van ecologisch sanitair beheer is de inzameling en de selectieve behandeling van zwart water (fecaal water) en grijs water (zeepwater). Zwart water zal men met koolstofhoudende plantaardige resten mengen om er compost van te maken. In landelijke en voorstedelijke gebieden heeft de gebruiker de keuze tussen een waterloos toilet en een te ledigen septische put, uitsluitend voorbehouden aan zwart water. Grijs water laat men in de bodem van de tuin insijpelen. In steden wordt grijs water verzameld met behulp van de reeds bestaande riolering, terwijl men voor het zwart water, afkomstig van uiterst zuinige spoelwc’s, een apart rioleringsnet voorziet. Via dit net wordt het zwart water dan geleid naar een doordrenkings- en composteercentrum.

Men moet ook letten op de invloed van sanitaire installaties op de waterhuishouding van een regio.

Eén van de fundamentele doelstellingen van het ecologisch sanitair beheer is het integreren van de huishoudelijke activiteit in de grote natuurlijke cycli. De klassieke zuivering veroorzaakt een breuk in de cycli van stikstof, koolstof en ook water. Hij haalt onze huishoudelijke activiteit uit de biosfeer en veroorzaakt terzelfdertijd vervuiling door nitraten. Daartegenover staat dat het respecteren van deze cycli door middel van ecologisch sanitair beheer een invloed heeft op de klimaatveranderingen, maar ook op het mondiaal waterbeheer en op de werking van ecosystemen.

Waterhuishouding

De waterhuishouding is de manier waarop neerslagwater zich verdeelt over een bepaald gebied via afvloeiing, insijpeling in de bodem en verdamping. In die zin maakt de waterhuishouding integraal deel uit van de watercyclus.

De waterhuishouding in het klassieke sanitair beheer

Het klassieke sanitair beheer richt zich vooral op het water dat door woningen passeert voor huishoudelijk gebruik. Volgens de klassieke visie moet men water uit de reserves (grondwater, oppervlaktewater) onttrekken om het vervolgens als leidingwater beschikbaar te stellen. Na gebruik wordt dit water verzameld en geleid naar de zuiveringsstations die het gezuiverd in het omringende milieu lozen (in de overgrote meerderheid van de gevallen in rivieren).

De vele ondoordringbaar gemaakte oppervlakken begunstigen de afvloeiing van water ten nadele van de voeding van de grondwaterlagen (ondergrondse waterreserves). In het klassieke sanitaire beheer moet het regenwater afkomstig van daken gekanaliseerd worden naar een verzamelpunt. In de praktijk voegt dit water zich bij het afvalwater in de riolen. Daardoor verdunt het neerslagwater het te zuiveren afvalwater et verstoort aldus de werking van de zuiveringsstations. Aangezien de verblijftijd van het water in het zuiveringsstation slechts enkele uren bedraagt, kan een zware stortbui de te behandelen vuilvracht in het station bijna geheel en ongezuiverd de rivier in spoelen. De verdunning van het afvalwater vermindert de efficiëntie van de zuivering.

Om aan deze situatie te verhelpen, voorziet men in zuiveringsstations omleidingscircuits om het water van plensbuien direct af te voeren naar de rivier (samen met de ongezuiverde vuilvracht die zich op het moment van de stortbui in de riolen bevindt).

Een andere oplossing bestaat erin de kanalen te ontdubbelen (gescheiden riolering). Het afvalwater en het afvloeiende water worden opgevangen in twee aparte rioleringen. Het eerste komt in het zuiveringsstation terecht, terwijl het tweede in een regenwateropvangbekken belandt, alvorens te worden geloosd in een rivier.

De deskundigen van het klassieke sanitaire beheer staan terughoudend en zelfs vijandig tegenover het uitgebreide gebruik van regenwater voor het huishouden. De nieuwe wet in Frankrijk die het gebruik van regenwater aan banden legt is daar het duidelijke bewijs van. Volgens deze wet mag regenwater enkel toegepast worden als besproeiing voor de tuin en voor reiniging buiten. Men raadt het gebruik ervan zelfs af om het toilet door te spoelen !

In het klassieke sanitaire beheer lijkt het wel alsof regenwater een rampzalig ding is dat zo snel mogelijk naar een rivier moet afgevoerd worden. Om het huishoudelijk gebruik ervan zoveel mogelijk te beperken («ongeoorloofde» concurrentie voor de gecentraliseerde leidingwaterdistributie), beveelt men de plaatsing van veel te kleine regenwaterputten aan. Men maakt de bevolking ook bang door met het hele spectrum aan ziekteverwekkende bacteriën te zwaaien.

Resultaat : bijna alle neerslagwater dat op daken valt wordt snel afgevoerd naar de dichtstbijgelegen waterloop.

Het water dat zich op die manier vanuit al dan niet gescheiden riolering bij het rivierwater voegt, vertegenwoordigt in het geval van een stad het debiet van een gemiddelde rivier. Dit debiet voegt zich dus bij dat van de betreffende waterloop. In geval van hoge waterstanden vergroot daarmee de kans op overstromingen.

Waterhuishouding in het ecologisch sanitair beheer

Het ecologisch sanitair beheer bekommert zich ook om de toestand van onze waterreserves:

Vanuit deze visie komt het water dat een gezin in een ecologisch huis gebruikt uitsluitend (of voor het grootste deel) van water dat op het dak valt. Na filtering dient het voor alle huishoudelijke toepassingen. Dankzij het gebruik van een goed waterloos toilet of van een TT, daalt de behoefte aan water met 25 à 35 % en het gebruikte water bestaat enkel nog uit grijs water (zeepwater, zonder fecaal water). Na passage doorheen een grijswatergracht, verspreidt het water zich in de bodem.

Dankzij de ecologische toiletten wordt de organische stof, die zich in de uitwerpselen bevindt, gecomposteerd en omgevormd tot grondverbeteringsmiddel voor de landbouw, zonder uitspoelbare stikstof. Dus geen vervuiling door nitraten, fosfaten of detergenten.

Vanuit de waterhuishouding bekeken, weegt een ecologische woning niet (of zeer weinig) op onze waterreserves en vervuilt ze het water niet meer. Eigenlijk is het alsof hij voor de waterkringloop gewoonweg niet bestaat.

Een dergelijk huis hoeft vaak ook niet aan het leidingwaternet te worden aangesloten. De (ondichte, dus goedkope) riolering die voor het huis loopt moet enkel het water van het wegennet naar een natte zone leiden. Een zuiveringsstation is niet meer nodig. Door de eenvoudigere infrastructuur ligt de kostprijs verbonden aan het ecologisch sanitair beheer een stuk lager dan die van het klassieke sanitair beheer, en dat terwijl de bescherming van het milieu een heel stuk beter is.

Herstel- versus preventietechnieken

In tegenstelling tot wat in het klassieke sanitair beheer gebeurt, geeft men in het ecologisch sanitair beheer voorrang aan preventietechnieken om vervuiling en milieuhinder aan de bron te bestrijden, in plaatse van de toepassing van hersteltechnieken. Als voorbeeld kunnen we de zuivering van zwart water (fecaal water) nemen, wat een hersteltechniek is, terwijl het gebruik van waterloze toiletten een preventietechniek is waarmee vervuiling  vermeden wordt. Het integrale gebruik van regenwater, van nature zacht, laat toe het gebruik van detergenten te verminderen. Met deze techniek vermindert men ook de vervuiling aan de bron. Gefilterd regenwater drinken vermindert het gebruik van wegwerpflessen (vermijden van vervuiling) en is een belangrijke factor ter verbetering van de gezondheid (ziektepreventie).

In het klassieke sanitair beheer zuivert men alles, met als gevolg een snelle afvoer van grote hoeveelheden water via het rioleringsnet naar rivieren. Om het gecentraliseerde leidingwaternet van deze grote hoeveelheden water te kunnen voorzien, worden grondwaterreserves aangesproken en, na gebruik en zuivering, wordt het water in waterlopen geloosd. In het ecologisch sanitair beheer (of EAUTARCIE’s ECOSAN) wordt een aanzienlijk deel van het gebruikte grondwater vervangen door regenwater dat men, na gebruik, niet via riolering afvoert, maar daarentegen zoveel mogelijk in de bodem laat insijpelen (met of zonder behandeling, naargelang het geval).

Alle regenwaterputten van een stad met een juiste dimensionering (150 liter per m² dakoppervlak) vertegenwoordigen een zeer doeltreffend regenwaterbekken.Opmerking: de voorstanders van vegetatiedaken rechtvaardigen de plaatsing ervan onder meer met het argument dat daardoor minder water naar rioleringen afgevoerd wordt. Welnu, het is juist in de kritische periodes van zware regenval dat het vegetatiedak niet meer in staat is om het regenwater nog langer vast te houden. Men mag ook niet uit het oog verliezen dat het vegetatiedak de recuperatie van regenwater voor huishoudelijk gebruik onmogelijk maakt.

Zuiverings- versus leefmilieuprestaties

De zuiveringsprestatie

De zuiveringsprestatie of het zuiveringsvermogen is een fysieke grootheid zonder eenheid, die een zuiveringssysteem beoordeelt op zijn verwijderingsvermogen van de vuilvracht uit een vervuild water. Het is de verhouding tussen de vuilvracht die de installatie binnenkomt en deze die het station verlaat samen met het gezuiverde water, uitgedrukt in percent.

P = (1 – Xs/Xe).100

waarin:

P = zuiveringsvermogen

Xs = vuilvracht die de installatie verlaat

Xe = vuilvracht die de installatie binnenkomt

Het zuiveringsvermogen van een installatie die slecht functioneert zal nul zijn, want de vuilvracht die het station verlaat zal gelijk zijn aan deze die binnenkomt : Xs = Xe, dus P = 0.

Een installatie die vlekkeloos werkt zal een zuiveringsvermogen hebben van 100 %. In dat geval is Xs = 0, de totaliteit van de vuilvracht wordt uit het water verwijderd, en P = 100.

De leefmilieuprestatie

De leefmilieuprestatie omvat een geheel van factoren die de leefmilieu-impact van een activiteit in het algemeen of van een sanitair systeem in het bijzonder bepalen.

In het ecologisch sanitair beheer wordt het begrip zuiveringsprestatie enkel gebruikt in het geval dat grijs water afkomstig van steden selectief wordt behandeld, en daarbij alleen maar met het oog op het lozen van dit water in waterlopen. In alle andere gevallen heeft het begrip zuiveringsprestatie geen enkele betekenis binnen het systeem van EAUTARCIE’s ECOSAN, omdat men daar zuivering juist vermijdt.

Als het ecologisch sanitair beheer dan toch «het terrein moet delen» met het klassieke beheer, dan is het noodzakelijk dat dit laatste aan een leefmilieuprestatiebeoordeling onderworpen kan worden. Dit zou dan wel om een voorlopig beoordelingsinstrument gaan, want de systemen voor waterbehandeling die niet aan de vijf eerste principes van EAUTARCIE’s ECOSAN voldoen, worden geleidelijk aan geëlimineerd. Om dus de leefmilieuprestaties van de klassieke systemen te beoordelen, zal men met volgende factoren rekening houden:

Sommige van deze factoren, maar niet allemaal, worden in rekening gebracht in milieu-effectenstudies die de bouw van een openbaar zuiveringsstation voorafgaan. Om de leefmilieuprestaties van verschillende toilettypes te beoordelen, zal men ook nog met een aantal andere factoren rekening houden :

Huishoudelijk gebruikt water

Zwart en grijs water

Het gebruikte water afkomstig uit woningen is vandaag een mengeling van grijs en zwart water. Volgens de klassieke visie op sanitair beheer moeten deze twee watertypes met elkaar gemengd worden en samen behandeld. Volgens het concept van het ecologisch sanitair beheer volgt het «alles-in-het-riool»-systeem dezelfde logica als dat van het «alles-in-de-vuilbak»-systeem, en dat maakt het onaanvaardbaar. Aangezien de samenstelling van de twee watertypes geheel verschillend is, biedt de selectieve behandeling ervan een aantal voordelen.

De samenstelling van de twee types huishoudelijk gebruikt water

Zwart water Grijs water
Water afkomstig uit toiletten en urinoirs Water voor de was, de vaat, het bad, reiniging

Stikstof- en fosforhoudende organische stof.
Ongeveer 98% van de stikstof in afvalwater bevindt zich in zwart water, uitsluitend in organische vorm.
Organische stikstof : ongeveer 9 kg per jaar per persoon.

Organische stof zonder stikstof, maar met zwavel en fosfor.
Tensio-actieve stoffen: zepen, detergenten

Organische fosfor afkomstig uit stofwisseling,

ongeveer 1 kg per jaar per persoon.
Minerale fosfor afkomstig van wasproducten in de vorm van minerale fosfaten, voor zover het gaat om wasmiddelen die fosfaten bevatten.
Zeer zwaar besmet met fecale bacteriën Weinig fecale bacteriële besmetting.
Microverontreinigingen: geneesmiddelenresidu’s, antibiotica, oestrogeenmoleculen, biociden voor onderhoud van het wc.

Microverontreinigingen: additieven bij was-, vaatwas- en onderhoudsproducten.

Wasverzachters, optische witmakers, enzymen, enz.
Altijd koud Warm of lauw (belangrijk voor behandeling)
Vertegenwoordigt ongeveer de helft van de globale vuilvracht van huishoudelijk afvalwater, uitgedrukt in CZV (=chemisch zuurstofverbruik).

Vertegenwoordigt ongeveer de helft van de globale vuilvracht van huishoudelijk gebruikt water, uitgedrukt in CZV.

Producten van de klassieke zuivering:
Organische stikstof en fosfor worden geoxideerd tot nitraten en fosfaten.

Zij bevinden zich in het zuiveringsslib en in het gezuiverde water.

Producten van de klassieke zuivering:

Water, koolstofdioxide, sulfaten, fosfaten, detergentenresidu’s.
De organische stof in onze mest maakt integraal deel uit van de biosfeer. Binnen de optiek van duurzaam beheer, moet hij als humus aan de bodem teruggegeven worden. De macromoleculen van de vuilvracht in grijs water vormen een bedreiging voor onze waterlopen in geval van lozing na zuivering.

Lozingstechnieken voor gezuiverd water

De lozingstechnieken voor gezuiverd water hebben vaak een grotere impact op het omringende leefmilieu dan de zuiveringstechniek of de behandeling zelf. In het kader van een ecologisch sanitair beheer moet men zoveel mogelijk vermijden om gezuiverd water in waterlopen of in natuurlijke oppervlaktewateren te lozen.

Zelfs in geval van een efficiënte zuivering vormt de overblijvende vuilfractie in meerdere of mindere mate een bedreiging voor het waterleven. Bij insijpeling in de bodem kent men deze problemen niet.


Behandeling van zwart water

Selectieve zuivering van zwart water

Met de vandaag aangewende technieken biedt de selectieve zuivering van zwart water weinig voordelen. Bio-oxidatie van stikstofhoudende organische stof betekent een aantasting, een vernietiging van de organische stof, van potentiële humus. Het lozen van uitwerpselen in water leidt tot een onomkeerbare milieuverknoeiing, zelfs in geval van een efficiënte zuivering. In het kader van duurzame ontwikkeling moet onze mest zonder water behandeld worden, als vaste mestfractie en vooral samen met onze andere organische restafval. In die zin is het principe zelf van de klassieke zuivering onverenigbaar met het begrip duurzame ontwikkeling.

Infiltratie van zwart water in de bodem

Vóór zuivering bestaat de vuilfractie uit organische stikstofhoudende macromoleculen, en uit ureum (stikstofhoudende organische verbinding). Door hun dipoolmoment hebben deze moleculen een nauwe verwantschap met bodemdeeltjes. Eenmaal door deze deeltjes gebonden, worden ze door bodemfauna afgebroken waarbij organische stikstof geleidelijk aan wordt vrijgegeven in de vorm van nitraten. Dit gaat om een vrij langzaam proces, zodat de nitraten die vrijkomen een vrij grote kans hebben om door planten te worden opgenomen. Daarom moet men volgende fundamentele regel respecteren :

De klassieke individuele zuivering versnelt de nitraatvorming door bio-oxidatie. In geval van insijpeling van gezuiverd water hebben de planten de tijd niet om de nitraten op te nemen waardoor deze naar het ondergrondse water doorsijpelen. Op die manier kan men stellen dat – en dit geldt voor de grote meerderheid van de installaties die door de wetgever worden opgelegd – hoe beter een klassiek zuiveringssysteem werkt, hoe meer hij het leefmilieu vervuilt. Vandaar de volgende fundamentele regel die men zou moeten respecteren :

Lozing van zwart water, zelfs indien goed gezuiverd, vormt een bedreiging voor een waterloop omdat deze kan verstikken door eutrofiëring.
Daartegenover staat dat de infiltratie van zwart water zonder behandeling slechts een klein probleem vormt in vergelijking met de klassieke zuivering die zeer duur, vervuilend en energieverslindend is. De infiltratie van zwart water maakt echter geen deel uit van het ecologisch sanitair concept waarin men, dankzij de waterloze toiletten, dergelijk water simpelweg niet produceert.

Zuivering door planten

Als me de doelstellingen en de beoordelingscriteria van plantenzuiveringssystemen wat nader bekijkt, dan stelt men vast dat het hier feitelijk om een klassieke sanitaire techniek gaat.

Sommigen beschouwen zuivering van gemengd zwart en grijs water met behulp van planten ook als een ecologische sanitaire techniek. Ik denk dat zij ongelijk hebben. Zuivering door planten kan enkel gerechtvaardigd worden als het spoeltoilet behouden blijft. Welnu, het gebruik van dat laatste is onverzoenbaar met het concept ecologisch sanitair beheer.

De productie van zwart water (water afkomstig van spoeltoiletten et van urinoirs) vereist de plaatsing van een zuiveringssysteem dat in staat is water te behandelen dat veel organische stikstof en ook fosfor bevat. Zuivering met behulp van planten is een techniek om stikstof en fosfor te verwijderen – net zoals de klassieke tertiaire zuivering. Dit soort zuivering is in zekere zin ook een hersteltechniek. De opname in de natuurlijke cyclus van de stikstof en de fosfor uit mest via compostering van planten die zuiveren gebeurt met veel verliezen en er is een extra solaire cyclus voor nodig in vergelijking met de directe compostering van effluent uit waterloze toiletten.

Lees ook het hoofdstuk gewijd aan het probleem van zuivering door planten.

Behandeling van grijs water

Selectieve zuivering van grijs water

Als er geen zwartwaterproductie meer is, door de afschaffing van het spoeltoilet, wordt de selectieve zuivering van grijs water vanzelfsprekend. Echter, selectieve zuivering van grijs water is, ondanks zijn uitzonderlijke prestaties binnen gebieden met collectieve zuivering, bij wet verboden.

De selectieve zuivering van grijs water door middel van een elektromechanisch micro-zuiveringsstation (bio-oxidatie) heeft weinig zin, alhoewel deze techniek door de wet wordt opgelegd. Bovendien verbruikt dit behoorlijk dure type installatie ook nog eens elektrische energie. Binnen het geheel van lozingstechnieken lijkt bodeminfiltratie de verstandigste oplossing.

Zepen en detergenten zijn elektrisch gepolariseerde organische macromoleculen die zich gemakkelijk aan bodemdeeltjes hechten (adsorberen). Daar worden ze onder handen genomen door micro-organismen die ze omzetten in water en koolstofdioxide. De organische zwavel wordt vrijgegeven in de vorm van sulfaten. Samen met de fosfaten uit wasmiddelen worden sulfaten neergeslagen in de bodem met behulp van calciumionen, die praktisch altijd aanwezig zijn, in de vorm van weinig of niet oplosbare zouten.

Een verspreidingssysteem lijkt de meest eenvoudige oplossing voor de behandeling van grijs water. De aanwezigheid van vetten vormt echter wel een risico tot dichtslibben van het systeem. Om dat te vermijden is het wenselijk om het grijze water aan een anaerobe (afwezigheid van lucht) behandeling te onderwerpen in een ondergrondse kuip, die men een grijswaterput noemt. Na een verblijf van 2 tot 3 weken in deze put is het risico op dichtslibben geëlimineerd en lijkt de simpelste en goedkoopste oplossing de lozing in een bezinkput zonder bodem te zijn.

Steden voorzien van turbotoiletten of TT’s, zouden hun grijs water (van zwart water gescheiden ingezameld) moeten zuiveren, ofwel in kleine gedecentraliseerde installaties, ofwel in grote installaties die natuurlijke natte zones voeden. In voorstedelijke gebieden kan het grijs water, na passage doorheen een grijswaterput, door een greppel bezet met filterplanten geleid worden om uiteindelijk in een siervijver of een natuurlijke natte zone terecht te komen.

Lees ook het hoofdstuk gewijd aan de selectieve zuivering van grijs water.

Infiltratie van grijs water in de bodem

Om het dichtslibben van het systeem te vermijden, moet het grijs water eerst gedurende twee à drie weken in een grijswaterput verblijven. Daarna kan het in een bezinkput zonder bodem geloosd worden, ofwel verspreid via een afwateringsbuis voorzien van gaten. Op die manier behandeld, vervuilt grijs water het milieu niet langer. Opmerking : als alleen grijs water gezuiverd moet worden, dan is zuivering door planten duur, er gaat zeer veel water verloren door verdamping en het systeem is bovendien waardeloos als het op bescherming van het leefmilieu aankomt.

In overstromingsgebied (grondwaterspiegel tot aan de oppervlakte) of op rotsige en gescheurde bodem is insijpeling in de bodem onmogelijk. In dat geval moet water dat uit de grijswaterput voortkomt volgens het zuiveringsprincipe TRAISELECT gebeuren: daarbij passeert het doorheen een greppel met filterende planten (0,5 m² per persoon) en eindigt het in een vijver (1 m² per persoon).

Bezinkput zonder bodem

Dit gaat om een put van enkele meter diep langs waar het geloosde water in de bodem sijpelt of «zinkt». De diepte van een goede bezinkput is nooit lager dan de grondwaterstand (hoogte van het ondergrondse water). Wegens het gevaar op vervuiling van grondwater verbiedt de wetgeving in de meeste landen het gebruik van bezinkputten.

In het kader van ecologisch sanitair beheer, kunnen bezinkputten onder bepaalde voorwaarden een doeltreffende en betaalbare oplossing zijn voor lozing van behandeld grijs water.

In het geval dat de put boven het niveau van het grondwater blijft, komt de enige bedreiging voor het grondwater van de eventuele aanwezigheid van zwart water. Dit laatste bevat grote hoeveelheden nitraat, zeker na zuivering. Deze heel kleine ionen banen zich een weg doorheen de geologische lagen om uiteindelijk in het grondwater terecht te komen. Grijs water, dat geen stikstof meer bevat (zeker na anaerobe behandeling in een grijswaterput) veroorzaakt geen vervuiling meer, zelfs niet na lozing in een bezinkput.

Eutrofiëring

Eutrofiëring is de buitensporige vermenigvuldiging van algen in het water van een rivier, een meer of de zee. Hij is het resultaat van een te hoog gehalte aan nitraten in het water. Voor eutrofiëring moeten er ook kleine hoeveelheden fosfaat aanwezig zijn. Zelfs zonder fosfaathoudende wasmiddelen treedt eutrofiëring op van zodra men zwart water zuivert. Onze ontlasting bevat immers ongeveer 1 kg fosfor P per jaar per persoon, die na zuivering 3 kg fosfaat vertegenwoordigt (dit staat gelijk aan 5,3 kg natriumfosfaat dat gebruikt wordt in wasmiddelen). Zie de problemen veroorzaakt door fosfor in de documentatie van EAUTARCIE.

Een eutroof natuurlijk water kan er nog altijd helder uitzien. In erge gevallen wordt het water groen van kleur, waarbij het bedekt kan zijn met eendenkroos. In alle gevallen zijn de stenen op de bodem van het water bedekt met een slijmachtige of gladde biofilm. Draadalgen kunnen er zich ook op hechten. Na lozing van gezuiverd water van een  openbaar zuiveringsstation in een waterloop doet het fenomeen eutrofiëring zich altijd voor. De nitraten en fosfaten zijn het resultaat van bio-oxidatie tijdens zuivering van de vuilvracht afkomstig van wc’s.

Daardoor gaan algen (vooral ‘s nachts) de in het water opgeloste zuurstof verbruiken. Men spreekt bijgevolg van verstikking van het betreffende aquatische milieu. Vissen hebben het almaar moeilijker om op die plaatsen te overleven.

Om te groeien gebruiken algen de opgeloste nitraten en fosfaten. Dit fenomeen draagt dus bij aan de zelfzuivering van waterlopen. Daardoor kan de eutrofiëring verder stroomafwaarts van het zuiveringsstation wat minder worden en zelfs verdwijnen. In de praktijk overstijgt de opeenvolging van zuiveringsstations langs een rivier het zelfzuiverend vermogen van de waterloop. Een belangrijk deel van de gemetaboliseerde (afkomstig van uitwerpselen) nitraten en fosfaten komt in zee terecht en veroorzaakt er buitensporige algengroei. Zolang men het gebruik van spoeltoiletten in stand houdt, zal de afschaffing van fosfaten in wasmiddelen niet veel uithalen met betrekking tot de vermindering van de eutrofiëring.

De veralgemening van waterloze toiletten en eenvoudige bodeminsijpeling van grijs water zou de natuurlijke zuiverheid van alle niet door industrie of landbouw vervuilde rivieren herstellen.

Het gebruik van waterloze toiletten

Elke installatie die menselijke mest verwijdert zonder deze in water te lozen, wordt een waterloos toilet genoemd. Maar in tegenstelling tot de klassieke visie hierop, hebben niet alle waterloze toiletten dezelfde impact op de leefomgeving. Waterloze toiletten kunnen volgens verschillende criteria ingedeeld worden. Sommigen spreken van interne en externe composttoiletten. Men kan ze ook indelen volgens hun werkingsprincipe. Volgens deze indeling zijn er drie generaties waterloze toiletten.

Als preventietechniek maken waterloze toiletten in principe deel uit van het ecologisch sanitair beheer. Het gebruik van deze toiletten heeft een driedubbel doel :

  1. Vervuiling door lozing van zwart water in waterlopen vermijden;
  2. Zuiniger met water omspringen door afschaffing van de spoeltoiletten;
  3. De stikstofhoudende organische stof uit onze mest weer in de grote natuurlijke cycli opnemen en in het bodemvormingsproces gebruiken.

Deze doelstellingen worden in verschillende mate gehaald door de waterloze toilettypes in gebruik. De eerste doelstelling wordt door alle waterloze toiletten gehaald. De zogenaamde «Scandinavische» toiletten die de urine van de vaste fractie scheiden en deze op de grond verspreiden halen echter de tweede doelstelling slechts gedeeltelijk, en de derde helemaal niet. De verplichting om de urine te verdunnen vóór gebruik voor landbouwdoeleinden doet immers de waterbesparingen door afschaffing van spoeltoiletten teniet, terwijl het uitrijden van gestockeerde urine op het land lijkt op het uitrijden van dierlijke gier. Er wordt dus bijna geen organische stof in de grote natuurlijke stikstofcyclus opgenomen. Om dat te kunnen verwezenlijken, moet de totaliteit van de mest (urine + vaste fractie) in het humusvormingsproces opgenomen worden. Volgens de huidige staat van onze kennis kan alleen het principe van het strooiseltoilet ook de derde doelstelling waarmaken.

Lees ook het hoofdstuk gewijd aan strooiseltoiletten.

Ecologisch sanitair beheer in de stad

Stel je het bekken van een kleine rivier voor, omgevormd tot open riool door het vuil water van meerdere residentiële wijken.

Een residentiële wijk volgens (EAUTARCIE's ECOSAN) ecologische opvatting

De plaatsing van riolering en de bouw van een zuiveringsstation betekent hier een hoge kost voor een mager resultaat. Ondanks de zuivering zal het rivierwater van middelmatige kwaliteit blijven (eutrofiëring). Ongeveer 90% van de stikstof en een groot deel van de fosfor blijft in het zuiveringsslib achter. Toegepast in de landbouw zal dit slib in grote mate meespoelen met het afvloeiende en met het insijpelende water. De kosten voor het onderhoud van het sanitair systeem zullen doorheen de jaren terugkeren en hoog blijven.

Een residentiële wijk volgens de ecologische opvatting (EAUTARCIE's ECOSAN)

Het integrale gebruik van regenwater in combinatie met waterloze toiletten en selectieve behandeling van grijs water zou een inwerking hebben op het leefmilieu die zo gunstig is dat hij de stoutste verwachtingen overtreft, en dat tegen een zeer lage kostprijs. Lees in dit verband de beschrijving van de ecologische woning.

Het water uit de omgeving zou eenvoudig afgevoerd kunnen worden via goten bedekt met opengewerkte betonnen platen. De niet-plaatsing van waterdichte rioolbuizen en de niet-bouw van een zuiveringsstation zou al grotendeels de kost voor de selectieve zuivering van grijs water en zelfs die van de plaatsing van regenwaterputten kunnen dekken. De onderhoudskosten van een dergelijk sanitair systeem zijn verwaarloosbaar in vergelijking met het klassieke systeem.

De rivier zou snel zijn oorspronkelijke zuiverheid terugvinden met onder meer de mogelijkheid om op forel en zalm te vissen. Dankzij het vermogen van humus om water vast te houden, zou het gebruik van de gecomposteerde mest in tuinen de nood aan sproeiwater doen dalen. Hij zou het gebruik van chemische meststoffen uitschakelen en de behoefte aan fytosanitaire producten sterk doen afnemen, met als gevolg minder vervuiling. Het integrale gebruik van regenwater zou het verbruik van detergenten doen verminderen en ook het gebruik van wegwerpflessen voor mineraalwater. In droge streken is ecologische sanitair beheer een acute noodzaak en het is de eerste belangrijke stap om uit de watercrisis te geraken. In dit verband is het interessant een getuigenis uit Andalousië (Spanje) te lezen.

In tegenstelling tot de gangbare en handig in stand gehouden opvattingen, is ecologisch sanitair beheer perfect toepasbaar in een stedelijke omgeving.

Lees ook het hoofdstuk over het systeem TRAISELECT in de stad.

Duurzaam bodembeheer

Ecologisch sanitair beheer is niet mogelijk zonder er ook een duurzaam bodembeheer aan te koppelen.

Pedogenese

Pedogenese is het proces van bodemvorming. Hij gebeurt in twee fasen : de verbrokkeling van rotsen, gevolgd door plantaardige en ook bacteriële activiteit. Er gaan honderden, zoniet duizenden jaren overheen vooraleer er op deze manier enkele centimeters vruchtbare grond ontstaan waarop planten kunnen gedijen. Zonder vegetatie kunnen wind en water de aarde snel eroderen waardoor enkel woestijnen van steen overblijven.

Het belang van humus

Humus ligt aan de basis van alle bodemleven, en de vorming ervan maakt integraal deel uit van de pedogenese. Humus is een zeer complexe organische stof met een zwarte kleur, altijd aanwezig in akkergronden. Deze stof wordt vaak «het zwarte goud van de aarde» genoemd, want hij vormt de basis voor de natuurlijke vruchtbaarheid van de bodem. In feite is woestijnvorming niks anders dan het verdwijnen van de humus uit de bodem.

Humus wordt gevormd uit organische stoffen via een lang omzettingsproces waar bacteriën, microscopische schimmels en ook regenwormen bij betrokken zijn. Hij is een geheel van vervlochten macromoleculen die verwantschap hebben met eiwithoudende stoffen (die aminozuren bevatten). Deze macromoleculen worden chemisch door bodemdeeltjes gebonden. Kleideeltjes (aluminosilicaten) hebben een grote gelijkenis met humus, maar humus kan zich ook hechten aan silicium (zuiver siliciumzand), of aan sulfaten (gips of pleister). Op carbonaten, zoals kalk, is de hechting minder stabiel. Wanneer humus zich heeft vastgezet op een substraat van aluminosilicaten, spreken we van klei-humuscomplexen, die uitzonderlijk stabiel en van groot belang voor het behoud van de natuurlijke bodemvruchtbaarheid zijn.

Van nature ontstaat humus vooral in bossen uit bladeren, takken en afgestorven plantenmateriaal, alsook uit de mest van wilde dieren. Dit proces is gedetailleerd beschreven voor bodems van loofbossen (Lees in dit verband onder meer het boek van P. Pesson en coll., Actualités d'écologie forestière, sol, flore, faune, Éditions Gauthier-Villars, 1980).

Wanneer voldoende humus aanwezig is, krijgt zandgrond een zekere consistentie en wordt hij iets compacter, zodat hij tegen wind- en watererosie beschermd wordt. Bij kleigronden heeft de aanwezigheid van voldoende humus het effect dat zij kruimeliger worden en makkelijker te bewerken zijn. In eender welk geval fungeert humus als een enorme spons. Een bodem met veel humus heeft een groot vermogen om water vast te houden: humus kan 10 tot 50 keer zijn massa aan water vasthouden. Water dat in een humushoudende bodem sijpelt, wordt er vastgehouden en daarna ofwel aan planten afgegeven naargelang van hun behoefte, ofwel langzaam vrijgegeven aan het grondwater om op die manier putten en bronnen te voeden. Teelten hebben zo minder bevloeiingswater nodig. Afvloeiing van water en, daaruit volgend, erosie nemen eveneens af.

De plantaardige en dierlijke elementen in humus

In de natuur is de hoeveelheid biomassa van plantaardige oorsprong – rijk aan koolstof – groter dan deze van dierlijke oorsprong (huid en dierlijke mest) – rijk aan stikstof. Deze twee vormen van biomassa zijn de bouwstenen van humus, die ontstaat na een proces dat enkele jaren kan duren.

De directe opname van organische stof in de bodem zorgt maar voor een heel klein beetje humusvorming. Plantaardig materiaal bevat te weinig stikstof, en zal geneigd zijn de humusreserves in de bodem aan te spreken, waardoor zich het fenomeen van de stikstofarmoede voordoet. Opname van dierlijke biomassa (mest, gier) brengt te veel stikstof in de bodem die snel wordt omgevormd tot ammoniak of nitraat, wat de grote bemestingswaarde ervan verklaart. Het teveel aan stikstof gaat in de vorm van nitraat het grondwater vervuilen. Dat is één van de redenen waarom zelfs slecht beoefende biologische landbouw vervuilend kan worden.

Om humus te vormen, moeten cellulose, plantaardige lignine, dierlijke eiwithoudende stoffen (mest) en de carbamide (ureum) uit urine allemaal gelijktijdig aanwezig zijn. Opgepast, deze drie (of vier) elementen moeten aanwezig zijn, in aërobe omstandigheden (dus bij aanwezigheid van lucht), vanaf het begin van het proces. Urine apart bewaren zorgt ervoor dat de carbamide teloorgaat door enzymatische hydrolyse en met behulp van urease, die allemaal in urine aanwezig zijn. Het koolstofskelet van cellulose zet de carbamidemoleculen vast, en verhindert op die manier de hydrolysereactie die (slechtruikende) ammoniak voortbrengt. De carbamide die zich heeft vastgezet op de cellulose vormt, na meerdere chemische reacties, peptideverbindingen, dus zeer grote moleculen die verwant zijn met aminozuren. Dit zijn de eerste voorlopers van humus die men gewoonlijk humuszuren noemt (Wanneer men urine of mest apart stockeert, vindt dit proces niet plaats : de carbamide wordt spontaan ontbonden in ammoniak en in koolstofdioxide. Op die manier wordt de poort naar vervuiling van water opengezet).

Compostering

Correct uitgevoerde compostering bootst het natuurlijke humusvormingsproces in de bodem na. Om die reden bevat een evenwichtige compost zowel plantaardige als dierlijke biomassa.

De tuinier maakt zijn eigen humus door alle tuinresten (dode bladeren, verwijderd onkruid, grasmaaisel, snoeisel, enz.) op een hoop te werpen, vermengd met resten uit de keuken (maaltijdresten, schillen, bedorven voeding, enz.). Naast deze resten die alle van plantaardige oorsprong zijn, is het aan te raden ook dierlijke en/of menselijke mest in het composteerproces te betrekken.

De koolstof/stikstof- of C/N-verhouding van een evenwichtige compost vóór rijping bedraagt ongeveer 60 (dus rijk aan plantaardige cellulose en arm aan dierlijke stikstof). In de loop van de compostering (duur ongeveer een jaar) verandert de koolstof/stikstof-verhouding naar ongeveer 14. De zo verkregen zwarte materie is nog geen humus. Het vormingsproces voltrekt zich in de bodem door interactie met de natuurlijke bodemfauna (micro-organismen en andere) en met de minerale bodemdeeltjes. Stabiele humus is de via een echte scheikundige verbinding aan de bodemdeeltjes vastgehechte zwarte materie. Dan spreekt men over klei-humuscomplexen. Deze geven de zwarte kleur aan rijke bodems die een groter vermogen hebben om water vast te houden. Dankzij de klei-humuscomplexen (ook wel silico-humuscomplexen genaamd) worden zware kleigronden kruimeliger terwijl zandgronden «kleveriger» worden. De vorming van klei-humuscomplexen tijdens de compostering wordt bespoedigd door aan de compost wat kleipoeder toe te voegen, dat men zo fijn mogelijk over de hoop verdeelt.

Lees ook het hoofdstuk over de compostering van menselijke mest.

De ontbinding van humus

Humus in de bodem verdwijnt weer spontaan door een traag, maar natuurlijk «verbrandings- of oxidatieproces». In een goed onderhouden landbouwgrond wordt de natuurlijke verdwijning van humus opgevangen door een regelmatige aanvoer van organische bodemverbeteraar.

Humus in de bodem wordt spontaan ontbonden, maar voedt tegelijkertijd de planten. De snelheid waarmee hij ontbindt, neemt sterk toe met de stijging van de temperatuur. Meer in het bijzonder neemt hij exponentieel toe met de vierkantswortel van de ionische kracht van het interstitieel water (=water dat zich tussen de bodemdeeltjes bevindt). De ionische kracht van dit water is proportioneel met de concentratie aan oplosbare zouten (oplosbare meststoffen, kalk, houtasse, bepaalde minerale grondverbeteraars, enz.). Hoe meer zouten er aanwezig zijn, hoe sneller de humus ontbonden wordt, en hoe sneller voedingsstoffen voor de planten aangevoerd worden. Dit verklaart de verhoogde opbrengsten na bekalking, na toevoeging van houtasse of van het digestaat van biogasproductie, van urine, van drijfmest, van verse mest, enz., die alle de ionische kracht doen toenemen. Het gebruik van synthetische meststoffen (de zogenaamde «chemische» meststoffen) versnelt op die manier het natuurlijke proces van de verdwijning van humus.

In de industriële landbouw is het eerste effect van deze praktijk de spectaculaire verhoging van de landbouwopbrengsten. Deze verhoogde opbrengsten worden echter gehaald ten koste van de humusreserve van de bodem. De plantaardige productie kan maar in stand gehouden worden door de massale inzet van chemische meststoffen of van drijfmest, die anorganisch van samenstelling zijn. Op bodems met weinig of geen humus zullen de opbrengsten zonder toevoeging van deze meststoffen ineenstorten, waardoor men in een eindeloze spiraal van bemesting met behulp van synthetische meststoffen verzeild geraakt.

Wanneer de humus uit de bodem verdwijnt, doen zich steeds meer erosieverschijnselen voor. Kleigronden worden steeds compacter, vertonen grote scheuren bij droogte en maken steeds krachtiger machines noodzakelijk die op hun beurt de bodem nog meer doen dichtslempen. Zonder humus heeft neerslag er de neiging om af te vloeien, waardoor hij overstromingen veroorzaakt. De bodem wordt uiteindelijk door erosie weggespoeld. Zandgrond wordt los zand dat door wind en water wordt meegevoerd. In geval van droogte is ook het waterpeil van rivieren aan grote veranderingen onderhevig door een gebrek aan in humus opgeslagen water. Hun debiet verandert sterk in functie van de neerslag. Bronnen drogen op, periodes met overstromingen en met grote droogtes wisselen elkaar geregeld af. Vegetatie verdwijnt hoe langer hoe meer, landbouwopbrengsten stuiken ineen. Zonder humus wordt de naakte bodem die geen bedekking door planten meer heeft steeds helderder (zijn albedo of reflectiefactor neemt toe), waardoor stijgende luchtstromingen ontstaan die wolken verder weg houden. De bodem wordt meegevoerd met wind en water. Er komt steeds minder regenval. Kortom, dit is het begin van het woestijnvormingsproces.

Dit is allemaal het uiteindelijke resultaat van de industriële landbouw die op dit moment teert op de laatste humusreserves van de landbouwgronden. De (zogenaamde «chemische») intensieve landbouw compromitteert ernstig de natuurlijke vruchtbaarheid van onze bodems, en daarmee ook de toekomst.

Om de mening hierover van een landbouwingenieur te beluisteren (in het Frans), klik hier.

Anderzijds is het mogelijk om door het herstel van het humusgehalte van de bodem van een verwoestijnd gebied de waterhuishouding weer te normaliseren. Bronnen beginnen zich weer te vullen en het debiet van rivieren wordt weer regelmatiger. De bodem raakt weer met vegetatie bedekt en die verandert geleidelijk aan weer het klimaat, omdat ook de neerslag weer toeneemt.

De verdwijning van humus uit onze bodems, of het nu gaat over buitensporige ontbossing of nefaste landbouwpraktijken, ligt aan de basis van de steeds vaker voorkomende overstromingen die onze planeet teisteren.

Duurzaam biomassabeheer

Om het tij te keren, is het absoluut noodzakelijk dat er een wereldwijd programma opgezet wordt voor duurzaam beheer van biomassa.

Eerst en vooral moet men beginnen inzien dat dierlijke en menselijke mest geen afval is dat men moet verwijderen. Zij maken deel uit van ecosystemen die onze voeding voortbrengen. Ons voedsel komt voort uit de aarde, en om de natuurlijke cycli te sluiten, moet onze mest  naar die aarde terugkeren onder de vorm van stabiele humus. Dit proces vindt niet plaats wanneer dierlijke en menselijke mest in water geloosd worden : de verspilling is een  feit en hij is onomkeerbaar. Alle mest (dierlijk of menselijk) g eloosd in water onttrekt kostbare stikstofhoudende organische materie aan het humusvormingsproces en leidt uiteindelijk altijd tot vervuiling van het water door nitraat.

Bovendien is het zo dat elke kilogram plantaardige stof (cellulose bevattend, met inbegrip van papier en karton) een biologische waarde bezit als potentiële humusgrondstof die veel hoger in te schatten is dan die van de energie die verkregen wordt door  de verbranding ervan. Houtpellets verbranden in ketels of biogas en andere brandstoffen voortbrengen betekent dus een grove aanslag op de biosfeer. Het gebruik van landbouwgrond voor energiegewassen tegenover dat voor voedingsgewassen is maar een klein onderdeel van het probleem. Met de verbranding van biomassa is men vandaag op intensieve wijze bezig met het voorbereiden van de woestijnen van morgen, alsook van de veralgemeende hongersnood.

Lees ook het hoofdstuk over het energetische gebruik van biomassa.

BOVEN

Home - Inleiding - Ecologisch sanitair beheer en EAUTARCIE - Regenwater opvangen - Grijswaterbeheer - Waterloze toiletten - EAUTARCIE wereldwijd - Het gezamenlijke beheer van water en biomassa - Bezinningen over waterbeleid - Sitemap