Vergelijkende prestaties van geactiveerde slib- en afvalstabilisatievijvers voor de verwijdering van verontreinigingen en pathogenen in grootschalige rioolwaterzuiveringsinstallaties in Egypte

Waarom het reinigen van rioolwater van belang is voor het dagelijks leven

In veel droge landen, waaronder Egypte, wordt gezuiverd rioolwater steeds vaker hergebruikt voor de beregening van gewassen en openbaar groen. Dat is begrijpelijk in een wereld die opwarmt en waar zoetwatervoorraden krimpen, maar het roept een belangrijke vraag op voor de volksgezondheid: hoe schoon is dat water daadwerkelijk, vooral wanneer het nog ziekteverwekkers kan bevatten? Deze studie volgt het parcours van rioolwater door twee grote zuiveringsinstallaties in Egypte en vergelijkt hoe goed elk van beide verontreiniging, nutriënten en microben die ziekten veroorzaken verwijdert voordat het water wordt geloosd of hergebruikt.

Twee verschillende werkwijzen om vervuild water te behandelen

De onderzoekers richtten zich op twee volwaardige installaties die honderden duizenden tot miljoenen mensen bedienen. Eén installatie, WWTP‑A genoemd, gebruikt een geactiveerd slib-systeem, waarbij afvalwater wordt belucht en gemengd met dichte bacteriegemeenschappen die organische verontreiniging snel afbreken. De andere, WWTP‑B, vertrouwt op een reeks open afvalstabilisati vijvers. In deze vijvers reinigen zonlicht, algen en van nature aanwezige microben het water geleidelijk terwijl het van het ene naar het andere bassin stroomt. Beide installaties werken in hetzelfde algemene klimaat en verwerken vergelijkbare soorten afvalwater, waardoor ze ideaal zijn voor een zij-aan-zij vergelijking.

Hoe goed verwijderen ze verontreiniging?

Het team nam elke maand gedurende zeven maanden monster van inkomend en uitgaand water en mat gangbare indicatoren voor verontreiniging. Daartoe behoorden chemische en biochemische zuurstofvraag (COD en BOD), die aangeven hoeveel organisch materiaal aanwezig is, evenals nutriënten zoals stikstof en fosfor die algengroei kunnen aanwakkeren als ze in rivieren of kanalen terechtkomen. De geactiveerde slibinstallatie verwijderde bijna 90% van de COD en meer dan 80% van de BOD, wat een veel helderder effluent met een laag organisch gehalte opleverde. Het vijversysteem daarentegen verwijderde gemiddeld slechts ongeveer 56% van zowel COD als BOD, en de prestaties varieerden sterk in de tijd. Hoge concentraties algen en verrottend plantmateriaal in de vijvers hielden waarschijnlijk het organische gehalte aan de uitloopleiding hoger. Voor nutriënten verminderden beide installaties stikstof en fosfor, maar het geactiveerd slib-systeem presteerde opnieuw beter, vooral voor fosfor, dat zowel via biologische opname als chemische binding werd verwijderd.

Wat gebeurt er met schadelijke bacteriën?

Naast de basiswaterkwaliteit volgde de studie grote groepen bacteriën die wijzen op fecale besmetting, zoals totale coliformen en Escherichia coli, evenals specifieke pathogenen waaronder Salmonella, Pseudomonas, Staphylococcus en Listeria. Beide installaties verlaagden het bacterieniveau met meerdere grootteorden, dankzij bezinking, natuurlijke afsterving en in het geval van geactiveerd slib, efficiënte agglomeratie en verwijdering van bacteriën met het slib. De geactiveerde slibinstallatie behaalde consequent iets hogere log-reducties dan de vijvers, vooral voor ziekteverwekkende soorten die de neiging hebben aan deeltjes te hechten. Toch bleven zelfs na behandeling meetbare aantallen bacteriën en pathogenen aanwezig in het uiteindelijke water van beide systemen, wat aangeeft dat lozing of hergebruik zonder aanvullende waarborgen nog steeds een infectierisico kan inhouden.

De verborgen uitdaging: virussen die door glippen

Aangezien virussen klein en vaak resistenter zijn dan bacteriën, maten de onderzoekers ook verschillende door de mens gerelateerde virussen en virusachtige markers, waaronder adenovirussen, rotavirussen, een bacteriofaag genaamd crAssphage en somatische colifagen. Ze vonden dat de virusconcentraties slechts met ongeveer één tot drie grootteorden daalden, veel minder dan de reducties voor bacteriën. De geactiveerde slibinstallatie presteerde over het algemeen beter voor sommige virussen, zoals adenovirus, terwijl de vijvers voor andere virussen beter presteerden, maar geen van beide technologieën verwijderde virussen consequent tot zeer lage niveaus. Statistische tests toonden aan dat gangbare bacteriële indicatoren niet betrouwbaar voorspelden hoeveel virus overbleef, wat benadrukt dat het voldoen aan huidige bacteriële normen niet automatisch betekent dat het water veilig is tegen virale infecties.

Wat dit betekent voor veilig hergebruik van water

Voor landen die behandeld rioolwater moeten hergebruiken om schaarste het hoofd te bieden, geeft deze studie een duidelijke boodschap. Moderne geactiveerde slibinstallaties kunnen betere prestaties leveren dan eenvoudige vijvers bij het verwijderen van organische verontreiniging, nutriënten en bacteriën, maar beide benaderingen hebben moeite met het verwijderen van hardnekkige humane virussen. Uitsluitend vertrouwen op traditionele bacteriologische controles in regelgeving kan een vals gevoel van veiligheid scheppen, omdat virussen kunnen blijven bestaan zelfs wanneer bacteriële aantallen acceptabel lijken. De auteurs pleiten ervoor dat waterbeheerders virus-specifieke doelen en markers, zoals crAssphage, opnemen bij de beoordeling van behandelingsprestaties. Het toevoegen van extra behandelingsstappen of beschermende maatregelen — vooral op plaatsen waar mensen in contact kunnen komen met of druppels van hergebruikt water kunnen inademen — zal essentieel zijn om van rioolwater een betrouwbare hulpbron in plaats van een gezondheidsrisico te maken.

Bronvermelding: Kamel, M.A., Rizk, N.M., Gad, M. et al. Comparative performance of activated sludge and waste stabilization ponds for the removal of pollutants and pathogens in full-scale wastewater treatment plants in Egypt. Sci Rep 16, 5266 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35933-4

Trefwoorden: rioolwaterzuivering, geactiveerd slib, stabilisati vijvers, hergebruik van water, watergedragen virussen