Kosteneffectieve, natuurgebaseerde waterzuivering met kunstmatige drijvende wetlands
Credit: Universiteit van Zuid-Australië
Een nieuwe internationale studie heeft kunstmatige drijvende wetlands goedgekeurd als een duurzame en kosteneffectieve oplossing voor het verbeteren van de waterkwaliteit in rivieren, meren en afvalwatersystemen.
Onder leiding van wetenschappers van het nationale wetenschapsagentschap van Australië, CSIRO, en de Universiteit van Zuid-Australië, heeft het team van onderzoekers 11 internationale projecten met aangelegde drijvende wetlands (CFW) geanalyseerd in Australië, Pakistan, Canada en de VS. Kunstmatige of aangelegde drijvende wetlands bestaan uit het planten van natte vegetatie op drijvende vlotten, wat een natuurlijk ecosysteem nabootst dat voedingsstoffen, sedimenten en andere verontreinigingen uit het ontvangende waterlichaam verwijdert.
De onderzoekers ontdekten dat de kapitaalkosten voor drijvende wetlands varieerden van slechts A$22 per vierkante meter tot meer dan A$3.800 per vierkante meter, afhankelijk van ontwerp, locatie en doel. De operationele kosten varieerden van A$0,76 tot A$274 per vierkante meter per jaar.
Het artikel “Assessing the costs of constructed floating wetlands for the treatment of surface waters and wastewater” is gepubliceerd in ACS ES&T Water. Hoofd auteur, CSIRO-onderzoeksingenieur en adjunct-onderzoeksmedewerker aan UniSA, Dr. John Awad, zegt dat de bevindingen gemeenten, nutsbedrijven en waterbeheerders zullen helpen om de economische haalbaarheid van drijvende wetlands beter te begrijpen in vergelijking met conventionele behandelingssystemen die fysieke, chemische en biologische processen gebruiken.
“Drijvende wetlands bootsen de functies van natuurlijke ecosystemen na, waarbij ze voedingsstoffen en verontreinigingen filteren via plantwortels en microbiele gemeenschappen,” zegt Dr. Awad.
“Maar tot nu toe was er beperkte data over wat het kost om ze op grote schaal te bouwen, te onderhouden en te bedienen. Onze studie toont aan dat, hoewel de kosten variëren, drijvende wetlands concurrerend kunnen zijn met andere ingenieursbehandelingsopties, vooral voor de verwijdering van stikstof.”
Gemiddeld lagen de kosten voor het verwijderen van stikstof tussen A$15 en A$183 per kilogram, wat consistent goedkoper was dan de verwijdering van fosfor, die varieerde van A$23 tot A$4.979 per kilogram.
“Schaal is belangrijk,” zegt Dr. Awad. “Grotere wetlands verlagen de kosten per kilogram verwijderde voedingsstoffen, waardoor ze op de lange termijn economischer zijn. Het klimaat speelt ook een rol. Wetlands in warmere regio’s hadden langere groeiseizoenen en hogere verontreinigingsverwijderingspercentages.”
Drijvende wetlands worden steeds vaker getest voor de behandeling van huishoudelijk afvalwater, regenwater en vervuilde stedelijke rivieren. In Australië hebben projecten in de Sunshine Coast-regio en Victoria zich gericht op afvalwater en regenwater, terwijl projecten in de Verenigde Staten gemeenschappelijke ruimtes, ecologische restauratie en zelfs drijvende loopbruggen hebben geïntegreerd.
Studie co-auteur, UniSA professor Simon Beecham, zegt dat de technologie extra voordelen heeft naast waterkwaliteit. “Drijvende wetlands kunnen worden toegevoegd aan bestaande meren en regenwaterbassins zonder dat dure grondverwervingen nodig zijn,” zegt prof. Beecham.
“Ze bieden ook habitat voor vogels en aquatisch leven, verbeteren de stedelijke leefomgeving en kunnen zelfs bijdragen aan koolstofvastlegging.”
Het onderzoeksteam benadrukte aanzienlijke kostenverschillen tussen projecten in ontwikkelde en ontwikkelingslanden. Zo kostten wetlands die in Pakistan zijn gebouwd slechts A$13–$20 per vierkante meter, een fractie van de kosten in Australië en Noord-Amerika, dankzij lagere arbeids- en materiaalkosten.
“Begrip van deze variaties helpt overheden en planners om de technologie aan te passen aan lokale omstandigheden,” aldus Dr. Awad. “Het toont ook aan dat drijvende wetlands een bijzonder waardevolle optie kunnen zijn in landen met lage en middeninkomens, waar betaalbare, energiezuinige behandelingssystemen dringend nodig zijn.”
De auteurs zeggen dat drijvende wetlands geen wondermiddel zijn, maar als onderdeel van een bredere suite van waterbehandelingsopties moeten worden overwogen.
