In een rioolwaterzuivering, kortweg rwzi, haalt het waterschap in een paar stappen het vuil uit het rioolwater. Een rooster vangt grof afval op, in bezinktanks zakken zand en slib naar de bodem, en daarna breken bacteriën de opgeloste vervuiling af. Het gezuiverde water gaat naar kanalen, beken en rivieren; het slib wordt vergist of verwerkt. De waterschappen beheren volgens de Unie van Waterschappen ruim 300 van deze installaties. Medicijnresten halen de meeste zuiveringen nog maar voor een klein deel uit het water.
Aankomst: rioolwater, regen en het rooster
Het rioolwater van de gemeenten komt bij de waterschappen binnen op zogeheten overnamepunten. Vanaf daar pompen rioolgemalen het door persleidingen naar de zuivering, soms over grote afstand. Grote bedrijven kunnen rechtstreeks op een rwzi zijn aangesloten. Hoe het water tot aan dat overnamepunt reist, staat in het artikel over de riolering.
In gebieden met een gemengd riool komt bij een bui ook het regenwater naar de zuivering. Dat water is schoner, maar het vult de installatie wel. Volgens RIONED wordt het afvalwater beter schoongemaakt als de rwzi niet met grote hoeveelheden regenwater wordt belast. Dat is een van de redenen waarom gemeenten regenwater afkoppelen en nieuwe wijken een gescheiden stelsel krijgen.
Op de zuivering zelf is de eerste stap mechanisch. Een rooster zeeft het grove afval uit het water. De Unie van Waterschappen noemt als voorbeelden bladeren, plastic, billendoekjes en maandverband. Dat afval hoort eigenlijk niet in het riool. Vochtige doekjes met plastic veroorzaken ook onderweg verstoppingen, in riolen en bij gemalen. Welke spullen het meeste werk opleveren, staat in wat niet in het riool hoort.
Daarna volgt de zandvanger. Het water stroomt er zo langzaam doorheen dat zand en grind bezinken. Rooster en zandvanger zuiveren nog weinig; ze zijn er vooral om de installaties verderop te beschermen.
Bezinken en de bacteriën aan het werk
In de voorbezinktank blijft het water een tijd bijna stil staan. Fijnere vaste deeltjes, het primaire slib, zakken naar de bodem en worden weggepompt. Wat overblijft is water met veel opgeloste vervuiling: resten van ontlasting, urine, zeep en voedsel.
Voor dat opgeloste deel zijn bacteriën nodig. In de beluchtingstank wordt lucht door het water geblazen, zodat de bacteriën zuurstof krijgen. Ze gebruiken de organische stoffen als voedsel, of zoals RIONED het omschrijft: ze eten de afvalstoffen als het ware op. Dit heet het actief-slibproces. De basis ervoor werd rond 1913 gelegd, en het is volgens de beschrijving op Wikipedia nog altijd de meest gebruikte zuiveringstechniek.
Door de omstandigheden in de tanks te variëren, met en zonder zuurstof, halen de bacteriën ook stikstof en fosfaat uit het water. Die meststoffen zouden in sloten en meren anders algenbloei veroorzaken. Volgens RIONED wordt ongeveer 85% ervan verwijderd.
De volgegeten bacteriën klonteren samen tot vlokken. In de ronde nabezinktank zakken die vlokken naar de bodem. Een deel gaat terug naar de beluchtingstank om het proces op gang te houden, de rest gaat naar de slibverwerking. Het heldere water dat bovenin overloopt, is het effluent.
Niet elke rwzi ziet er zo uit. Bij de Nereda-methode, sinds 1999 ontwikkeld door onder meer de TU Delft en het kennisinstituut STOWA, vormen de bacteriën compacte korrels die snel bezinken. Daardoor is volgens de Unie van Waterschappen minder ruimte nodig.
Wat eruit komt: water, slib en biogas
Het effluent gaat naar het oppervlaktewater: kanalen, beken en plassen. Het is veel schoner dan wat binnenkwam, maar geen drinkwater.
Het slib is het tweede product. Het wordt ontwaterd en vaak vergist. Bij het vergisten ontstaat biogas, dat kan worden omgezet in elektriciteit om de rwzi zelf van energie te voorzien. Enkele waterschappen maken er groen gas van. Wat de zuiveringen zelf niet verwerken, gaat per vrachtwagen naar slibverwerkingsbedrijven.
De waterschappen zien afvalwater steeds meer als een bron van grondstoffen. De Unie van Waterschappen noemt de terugwinning van fosfaat, het opwerken van restwarmte uit rioolwater en zonnepanelen op de terreinen van rwzi's. Om die reden gebruiken de waterschappen zelf liever niet de term afvalwaterzuivering.
Wat er nog doorheen glipt
Een rwzi is gebouwd om ziekteverwekkers, organische vervuiling en meststoffen aan te pakken. Stoffen die in heel lage concentraties voorkomen, zoals medicijnresten, gaan er grotendeels doorheen. Volgens de Unie van Waterschappen belandt jaarlijks minstens 190 ton medicijnresten via de zuiveringen in rivieren, kanalen en sloten. Anticonceptiemiddelen kunnen het geslacht van vissen veranderen, en medicijnen tegen psychose het gedrag van kleine waterkreeftjes en vissen.
Een extra zuiveringsstap kan een groot deel ervan tegenhouden. In februari 2024 opende waterschap Amstel, Gooi en Vecht op de rwzi Horstermeer een installatie met ozon en actieve kool, die volgens het waterschap 80% van de medicijnresten verwijdert. Het waterschap wil alle 11 zuiveringen vóór 2035 zo'n stap geven.
De Europese regels schuiven dezelfde kant op. Op 1 januari 2025 is de herziene Europese richtlijn stedelijk afvalwater in werking getreden. Volgens het Informatiepunt Leefomgeving worden de eisen voor stikstof en fosfor strenger, moet een deel van de zuiveringen een vierde zuiveringsstap krijgen tegen medicijn- en cosmeticaresten, en komen er eisen voor energieneutraliteit. Producenten van geneesmiddelen en cosmetica moeten de bouw en het beheer van die vierde stap financieren.
Ook PFAS en microplastics worden gemeten in het binnenkomende rioolwater. De waterschappen pleiten voor een bronaanpak: zorgen dat zulke stoffen niet in het riool komen. Meer over die stoffen staat in PFAS, medicijnresten en microplastics.
Rioolwater als meetpunt, en wie de zuivering betaalt
Het rioolwater dat binnenkomt, zegt ook iets over de mensen die het hebben geloosd. Tijdens de coronapandemie gingen de waterschappen rioolwatermonsters van alle rwzi's analyseren op resten van het virus. Zo is te zien waar een virus zich ophoudt, zonder dat iemand zich hoeft te laten testen. De Unie van Waterschappen noemt dat soort gegevens Big Brown Data.
De kosten van het zuiveren betalen huishoudens via de zuiveringsheffing van het waterschap, die los staat van de drinkwaterrekening. De heffing wordt berekend in vervuilingseenheden. Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier omschrijft een vervuilingseenheid als de hoeveelheid vervuiling die één persoon per jaar gemiddeld veroorzaakt. Een alleenstaande betaalt voor 1 eenheid, een huishouden van 2 of meer personen voor 3, ongeacht of er 2 of 5 mensen wonen. Het tarief per eenheid verschilt per waterschap.