Afvalwater zuiveren met moerasplanten: zo werkt een helofytenfilter

Steeds hogere temperaturen en minder neerslag zorgen wereldwijd voor een zoetwatertekort. Ook in Nederland. Zo bedreigt een ondiepe Maas onze drinkwatervoorziening. Maar er is ook goed nieuws: er zijn talloze manieren om slimmer en zuiniger met water om te gaan. Door om te beginnen geen druppel drinkwater teveel weg te laten vloeien (hallo zandloper onder de douche), door regenwater op te vangen en te hergebruiken en tenslotte door het zuiveren en hergebruiken van ons afvalwater.

Normaal gesproken stroomt dat via het riool weg om door een rioolwaterzuiveringsinstallatie gezuiverd te worden. Relatief gezien kost dit systeem veel energie (voor transport en technische installaties) en er zijn chemicaliën nodig bij het zuiveren. Een natuurlijk alternatief om ons afvalwater te filteren is het helofytenfilter, ook wel rietbedfilter genoemd. Je kunt het zien als een stukje moeras dat supereffectief water zuivert.

Zo werkt een helofytenfilter

Een helofytenfilter is een ingegraven bak met voornamelijk zand waar moerasplanten (helofyten) op groeien, zoals riet en lisdodde. De magie gebeurt onder de grond, rond de wortels van de planten. Daar leven bacteriën die dol zijn op de organische stoffen in het vuile water. Door ze op te eten zuiveren ze het water. De bacteriën vormen dus het échte filter. De planten hebben een belangrijke bijrol: ze transporteren zuurstof naar de wortels zodat de bacteriën hun werk kunnen doen.

Om te voorkomen dat het filter verstopt, loopt afvalwater eerst door een septic tank en vetvanger. Zo blijven vaste bestanddelen en vetachtige substanties achter. Het voorbehandelde water belandt in een put en wordt vervolgens een paar keer per dag over het filter (het rietbed) gepompt. Hiervoor liggen er leidingen vlak onder de bovenste laag, die vaak uit grind bestaat. Het water zakt langs de wortels van de planten omlaag, waar het door de bacteriën gezuiverd wordt. Alles bij elkaar genomen blijft het afvalwater ongeveer een week in het systeem. Helemaal onderin het helofytenfilter ligt een drainageleiding die het gezuiverde water afvoert. Richting oppervlaktewater, zoals een sloot, of als het water wordt hergebruikt, naar een ondergronds opslagreservoir met daarin een pomp.

Hoe zuiver wordt het water?

Huishoudelijk afvalwater mag in Nederland niet zomaar geloosd worden. Rijkswaterstaat en de waterschappen waken over de kwaliteit van ons oppervlaktewater en stellen strenge eisen waar afvalwater aan moet voldoen. Helofytenfilters zuiveren zo efficiënt dat ze aan de strengste eis (IBA klasse III) kunnen voldoen. ‘De meeste van die eisen halen we met helofytenfilters op onze sloffen,’ zegt helofytenexpert Frank van Dien van ECOFYT. Al dertig jaar ontwerpt en bouwt hij helofytenfilters. ‘Eén van de belangrijkste dingen die moeten gebeuren als je water gaat zuiveren, is het in contact brengen met zuurstof. Want in zuurstofarm water kunnen weinig organismen leven en dat is noodzakelijk voor gezond oppervlaktewater. Dat werkt met helofyten fantastisch, met rendementen tot 99 procent.’

Een helofytenfilter kan veel maar niet alles: het kan bijvoorbeeld wel ziekteverwekkers verwijderen maar heeft moeite met fosfor (een bestanddeel van poep en urine). Een teveel aan fosfor kan leiden tot een wildgroei aan algen, die op hun beurt weer zuurstof uit het water halen, iets waar vissen uiteindelijk last van hebben. Frank: ‘Fosfor kun je niet afbreken, maar moet je ergens aan binden. In kwetsbare natuurgebieden geldt een strenge fosfor-eis, in die gevallen voegen we bindende stoffen als ijzer en kalk toe aan het filter.’

De wc doorspoelen met hergebruikt afvalwater

Water dat uit een helofytenfilter komt kan op verschillende manieren worden hergebruikt. Boeren kunnen er hun land mee besproeien, particulieren de planten in hun tuin. Een andere toepassing die volgens Frank ‘superlogisch’ is, is het water gebruiken om de wc mee door te spoelen. ‘Het is gekkenwerk dat wij in Nederland fantastisch drinkwater gebruiken om de wc door te trekken. Water uit een helofytenfilter bevat geen zwevende delen, stinkt niet en laat ook geen bruine strepen achter. Er is een maar: op kleine schaal ben je wel al gauw een paar duizend euro kwijt aan installaties om het water terug de wc in te krijgen. Omdat water in Nederland relatief goedkoop is - in Duitsland betaal je bijvoorbeeld al snel vier keer zoveel - verdien je dat pas na vele jaren terug.’

Na boerenland en wc is er nog een verrassende toepassing van het gezuiverde water: de wasmachine. Zit er dan geen kleur aan het gezuiverde water? Frank: ‘Het kan een gele kleur hebben door humuszuren uit de grond die deel uitmaakt van het filter. Niks mis mee, behalve voor je witte lakens. In het Haagse wooncomplex De Waterspin hebben de bewoners daar iets op gevonden. In de gezamenlijke wasruimte zijn twee van de drie wasmachines aangesloten op het helofytenfilter om de bonte was mee te doen, en één op een normale kraan voor de witte was. Draait al sinds 1998.’

Hoe zit het met drink- en douchewater? Kun je water uit een helofytenfilter daar ook voor gebruiken? ‘Niet doen,’ zegt Frank resoluut. ‘Je kunt wel zwaar technische installaties toevoegen aan het filter om het water tot drinkwaterniveau te zuiveren. Maar dan nog heb je geen constante controle over de waterkwaliteit en dat vormt een gezondheidsrisico. Bij kraanwater zitten er continu mensen bovenop de kwaliteitscontrole. Voor douchen geldt hetzelfde: door de damp adem je kleine deeltjes in. Daarom moet dit drinkwater zijn.’

Hoe kun je een helofytenfilter (laten) aanleggen?

Een helofytenfilter heeft een diepte van 1,25 meter. Voor huishoudelijk afvalwater heb je per persoon drie tot vier m2 van je voor- of achtertuin nodig. Je kunt het filter ‘turn key’ laten opleveren, in dat geval verzorgt een bedrijf het totaalpakket, van ontwerp tot uitvoering en onderhoud. Je kunt ook kiezen om een deel van het werk zelf te doen. Bij ECOFYT kun je bijvoorbeeld alleen een ontwerp laten maken en het filter vervolgens zelf aanleggen. Eventueel met begeleiding. Voor doe-het-zelvers heeft het bedrijf een bouwpakket met daarin alle benodigde materialen en een uitgebreide handleiding. Bouwtijd: ongeveer 4,5 dag, met twee bekwame personen en een graafmachine.

Naast ECOFYT zijn er de volgende bedrijven die helofytenfilters ontwerpen en bouwen: Kilian Water, Rietland en Wetlantec.

Kosten van een helofytenfilter

De kosten van een helofytenfilter zijn sterk afhankelijk van de situatie ter plekke. Verschillende factoren spelen daarbij een rol: de afstand van de woning tot het filter, de hoeveelheid en mate van vervuiling van het afvalwater, maar ook de grootte van een huishouden. Over het algemeen geldt: hoe meer personen zijn aangesloten, hoe lager de prijs per persoon. Om toch een indicatie te geven: kosten worden geschat op € 6.000 tot €11.000 per huishouden van vijf personen.

Een compleet doe-het-zelf bouwpakket voor een huishouden van twee tot drie personen kost om en nabij  € 6.300 inclusief btw bij ECOFYT. Voor een pakket voor een huishouden van zes tot acht personen betaal je ongeveer € 10.300 inclusief btw.

Een helofytenfilter onderhouden

Helofytenfilters zijn behoorlijk robuust, ze bedruipen zichzelf (nou ja, bijna, op de pomp na). Wel zijn het levende filters, wat betekent dat je ze tevreden moet houden. Ze lusten bijvoorbeeld absoluut geen chloor, dat doodt de bacteriën die het zuiverende werk doen. En ze moeten genoeg te eten hebben (lees: de voedingsstoffen uit ons vervuilde water).

Joan Kramer van de geWoonboot, een bijna zelfvoorzienende drijvende vergaderlocatie in Amsterdam, heeft sinds 2007 een drijvend helofytenfilter van ECOFYT. ‘Het werkt nog steeds goed. We gebruiken alleen ecologische schoonmaakmiddelen die de bacteriën in leven houden. En speciaal toiletpapier voor de septic tank. Verder bestaat het onderhoud vooral uit snoeien, in ons geval van het bamboe. De stoffen in het afvalwater zijn supervoedsel voor de planten, er valt soms niet tegenaan te snoeien, zo hard groeien ze.’

De geWoonboot hergebruikt al zijn afvalwater (!), van het toilet, de vaatwasser én de gootsteen. Dat wordt via het helofytenfilter gezuiverd en hergebruikt om de wc mee door te spoelen. Joan: ‘Daarmee besparen we tot duizend liter drinkwater per dag.’

Een helofytenfilter kan eindeloos meegaan. Daarvoor is wel een jaarlijkse onderhoudsbeurt nodig. Frank: ‘Dat is ook een dienst die wij aanbieden. We controleren vooral de technische kant; kijken of de pomp het nog doet en de leidingen goed doorlopen. Na zo’n twintig jaar kan de toplaag van het filter verstopt raken, bij een aantal filters hebben we die moeten vervangen. Dit kunnen mensen overigens ook zelf doen met behulp van de handleiding die we bij ieder filter leveren.’

Helofytenfilters in Nederland

Sinds de jaren ‘90 is het helofytenfilter in Nederland aan een opmars (in druppeltempo) bezig. Je vindt ze van oudsher vooral in buitengebieden waar mensen ver van de bestaande riolering af wonen. In die gevallen is een helofytenfilter voordeliger dan het aanleggen van riolering. Ook veel tiny housebewoners kiezen voor een helofytenfilter, om zoveel mogelijk off-grid te leven.

• Golfbaan Bentwoud: het clubhuis van deze golfbaan in Benthuizen loost al het afvalwater op een helofytenfilter van driehonderd m². Het gezuiverde water stroomt weg naar het oppervlaktewater. Het zou ook gebruikt kunnen worden voor het bewateren van de golfbaan, maar in de polder waar de baan ligt is aan water geen gebrek.
• Vuurtoreneiland: Sinds 2016 is het Vuurtoreneiland in het Markermeer toegankelijk voor bezoekers. Ze worden met een boot naar het eiland gebracht om daar te dineren bij Restaurant Vuurtoreneiland. Het eiland is zoveel mogelijk zelfvoorzienend en heeft helofytenfilters met riet die het afvalwater van de bezoekers gezuiverd afvoeren in het Markermeer.
• Bussumse watertoren: Het afvalwater van dit kantoorgebouw (ca. 140 werknemers) wordt gezuiverd met een helofytenfilter en hergebruikt als spoelwater voor de toiletten. Bijzonder: wegens ruimtegebrek in de omgeving ligt het filter (meer dan tweeduizend kilo per vierkante meter) bovenop het - flink verstevigde - dak van het bijgebouw. Door de toepassing van dit filter is het drinkwatergebruik 65 tot 80% minder ten opzichte van gangbare kantoren.
• Kloosterhotel ZIN: dit voormalige klooster (nu hotel en conferentiecentrum) in Vught heeft al sinds 1999 twee helofytenfilters, die nog altijd het afvalwater van de toiletten, badkamers, wasmachines en keuken zuiveren - tot 8.000 liter afvalwater per dag. De filters liggen midden in de tuin van het complex, omringd met siergrassen.
• Woongemeenschap Iewan in Lent: een duurzaam complex met 24 sociale huurwoningen, opgetrokken uit stro, leem en hout. In de gemeenschappelijke tuin ligt een helofytenfilter met rietplanten dat het huishoudelijk afvalwater van de bewoners - 44 volwassenen en 9 kinderen - filtert. Met het gezuiverde water worden de toiletten doorgespoeld.

Ethiopië: hergebruik pure noodzaak

Frank is ook in Ethiopië actief: ‘In Nederland, waar bijna iedereen is aangesloten op het riool, is het aanleggen van helofytenfilters spelen in de marge. Dat is in Ethiopië anders. Met de extreme droogte is het daar noodzakelijk om water te hergebruiken. De laatste twee helofytenfilters die we daar maakten waren voor de afvalwaterzuivering van vier flatgebouwen, allemaal sociale woningbouw. De bewoners begonnen meteen met het aanleggen van een groentetuin. Met het gezuiverde afvalwater kunnen ze nu jaarrond groente verbouwen en zo toegang hebben tot voldoende voedsel.’ 

Dichterbij, in Vlaanderen, zijn bijna een half miljoen woningen niet op het riool aangesloten. In de Vlaamse gemeente Ledegem loosden veertien huizen hun afvalwater zelfs ongefilterd in een gracht. Tot voor kort. Nu ligt daar in de gracht een zeventig meter lang helofytenfilter dat het huishoudelijk afvalwater van de huizen zuivert voordat het wordt geloosd.

Helofytenfilters maken wereldwijd bekeken dus een groot verschil voor mens én milieu!