Deze geschiedt in Nederland en België nagenoeg geheel (>99,5%; voor de industrie is dit ca. 35%) door de openbare waterleidingbedrijven, die het door hen bereide drinkwater met pompen onder druk brengen en via het distributienet naar de afnemers transporteren. De eigenlijke levering geschiedt via de dienstleiding in het binnenleidingnet van de geabonneerde.
Om verbruiksschommelingen op te vangen, moet het distributienet van reservoirs zijn voorzien, die als bodem- of als hoogreservoirs (zie watertoren) kunnen worden uitgevoerd. Is geen aansluiting op het openbare net aanwezig, dan moet van regenof grondwater gebruikt worden gemaakt. Regenwater is steeds sterk verontreinigd en hygiënisch onbetrouwbaar. Mits op deugdelijke wijze gewonnen, kan grondwater van voortreffelijke kwaliteit zijn. Winning hiervan geschiedde vroeger met gegraven putten, thans met geslagen of gespoten putten. Er waren in 1974 in totaal 115 openbare waterleidingbedrijven met een totale produktie van ca. 1 mrd. m3.
Van deze hoeveelheid werd 60 % of gemiddeld 120 liter/hoofd-dag (lphpd) voor huishoudelijke en 40 % of 80 lphpd voor industriële doeleinden gebruikt. Daarnaast werden door de industrie zelf grote hoeveelheden water gewonnen, ca. 0,8 mrd m3.In België worden jaarlijks ca. 580 mln. m3 (1973) of gemiddeld 162 1 phpd drinkwater gedistribueerd door 600 openbare waterleidingbedrijven. Hiervan is 60 % voor huishoudelijk, 34 % voor industrieel gebruik bestemd. Door de industrie wordt ca. 180 mln. m3 grondwater gewonnen. Grondwaterwinning is duurder en gecompliceerder dan winning van oppervlaktewater; hiermee kan een hygiënisch betrouwbaar water worden verkregen en zo mogelijk moet daaraan de voorkeur worden gegeven. Het gedistribueerde drinkwater bestaat in Nederland voor 2/3 deel, in België voor 69 % uit grondwater, terwijl dit in landen als Denemarken en Oostenrijk zelfs voor meer dan 98 % het geval is.
Grondwater kan worden gewonnen met horizontale en verticale middelen, dan wel met een combinatie hiervan. Horizontale winmiddelen moeten worden toegepast wanneer de watervoerende laag slechts een geringe dikte heeft. In ongeconsolideerde formaties kunnen draineerleidingen echter alleen worden gebruikt wanneer de grondwaterstand op geringe diepte beneden maaiveld is gelegen, terwijl in geconsolideerde formaties tunnels ook kunnen worden toegepast wanneer het grondwater pas op grotere diepte wordt aangetroffen. Verticale winmiddelen moeten worden gebruikt wanneer het grondwater zich op grotere diepte bevindt; zij kunnen alleen worden toegepast wanneer de watervoerende laag voldoende dikte heeft. Gebruikelijk is deze verticale winmiddelen onder te verdelen in:
1. gegraven putten met grotere diameter (1—10 m) en geringe diepte (5—25 m);
2. buisvormige putten van kleine diameter (0,03—m), die van enkele tientallen tot enkele honderdtallen meter diep kunnen worden aangebracht. Buisvormige putten kunnen op tal van manieren worden aangebracht. Voor kleinere en geringere diepte door slaan en spuiten; voor alle diameters en diepten door boren, waarbij nog kan worden onderscheiden tussen stotend en draaiend boren, terwijl het vergruisde materiaal discontinu door pulsen of continu met een waterspoeling kan worden verwijderd. Voor de winning van drinkwater in Nederland en België werd veel gebruik gemaakt van pulsboren, dat thans echter geheel door hydraulisch rotaryboren is vervangen. Vergeleken met olieboringen wordt hierbij echter een omgekeerde spoelrichting toegepast en het mengsel van water en boorgruis door de holle boorstang omhoog gezogen dan wel met een luchtlift naar boven gebracht. In ongeconsolideerde formaties moet het geboorde gat nog tegen instorten worden beschermd: in de laag waaraan water zal worden onttrokken door een geperforeerde buis (filter) en in de lagen daarboven door een waterdichte buis (stijgbuis). Stijgt in deze buis het water tot geringe diepte onder maaiveld, dan kunnen de individuele putten door een zuigleiding worden verbonden en het water door een in het midden geplaatste pompinstallatie aan de laag worden onttrokken. In andere gevallen moet elke put van een onderwaterpomp worden voorzien en het gewonnen water door persleidingen worden afgevoerd.
Bevindt de watervoerende laag zich op grotere diepte onder maaiveld en heeft zij slechts een geringe dikte, dan kan waterwinning alleen met radiale putten geschieden. In principe bestaan deze uit een verticale schacht die op dezelfde wijze als gegraven putten omlaag wordt gebracht door de grond binnenin met grijpers te verwijderen. Na het bereiken van de gewenste diepte wordt onder water een betonvloer gestort, de put drooggepompt en via in de wand gespaarde en voorlopig met houten proppen afgesloten openingen, filterbuizen horizontaal naar buiten geperst volgens verschillende systemen. Door het grote aantal filterstrengen (8—24) en de grote lengte per stuk (50-100 m) is het contactoppervlak met de watervoerende laag uitzonderlijk hoog en kunnen enorme hoeveelheden water aan de laag worden Onttrokken.
Oppervlaktewater. Bij de winning moet onderscheid worden gemaakt tussen stromend water in rivieren en bijna stilstaand water in meren en reservoirs, terwijl bij de laatste de diepte nog een grote rol speelt. Door de waterstroming treedt in rivieren een sterke menging op en is de watersamenstelling over de volle breedte en diepte dezelfde. Onttrekking kan nu geschieden langs de oevers, ongeveer in het midden van de waterdiepte om drijvend materiaal en bodemtransport te ontwijken. In ondiepe meren is de variatie in watersamenstelling over de diepte ook niet groot en kan onttrekking weer het best op halve hoogte geschieden, nu echter op grotere afstand van de oevers in verband met de sterke vervuiling die door het contact met de mens doorgaans aanwezig is. Bij diepere meren en reservoirs zal door temperatuurverschillen een stratificatie (gelaagdheid) optreden met het warmere en lichtere water aan het oppervlak en het koudere en zwaardere water nabij de bodem.
In de bovenlaag is het water door contact met de lucht aëroob en treedt onder invloed van het licht algengroei op. Afgestorven algen zakken echter omlaag en zullen op grotere diepten ontleden, waarbij zuurstof wordt verbruikt die door de stratificatie nu niet uit de atmosfeer kan worden aangevuld. Dit water wordt dus anaëroob en ongeschikt voor de bereiding tot drinkwater, zodat wateronttrekking op geringere diepte onder de waterspiegel, aan het epilimnion boven de spronglaag (thermokline) moet geschieden. Koelt in het najaar het bovenwater echter af tot een temperatuur beneden die van het diepere water (hypolimnion), dan ontstaat een labiele toestand waarbij zwaarder water op lichter water drijft. In een enkele nacht kan de gehele inhoud van het meer zich omdraaien, komt het zuurstofloze water aan de oppervlakte en moet voor de winning van aëroob water onttrekking op grote diepten geschieden. Bij diepe meren en reservoirs geschiedt waterwinning meestal met torens, voorzien van inlaatopeningen op verschillende hoogten, waarmee de beste kwaliteit water wordt onttrokken.
DRINKWATERZUIVERING
Deze heeft tot doel de fysische, chemische en bacteriologische hoedanigheid van in de natuur voorkomend grond- of oppervlaktewater zodanig te veranderen, dat het voor de openbare watervoorziening kan worden gebruikt. Welke werkwijzen daarbij moeten worden toegepast, hangt geheel van de ruwwaterkwaliteit af, maar het afgeleverde water zal altijd beter zijn, naarmate minder correctie nodig is. Steeds zal dan ook naar een zo goed mogelijk uitgangsprodukt moeten worden gezocht, desnoods op een grotere afstand van het voorzieningsgebied.
Grondwater, mits op deugdelijke wijze gewonnen, is hygiënisch betrouwbaar, een bacteriologische zuivering kan worden gemist. Wordt het bovendien aan schone zandgronden onttrokken, dan bevat het voldoende zuurstof, geen ijzer of mangaan van betekenis en is geen enkele bereiding nodig. Bevat de bodem wel organisch materiaal (duinen), dan wordt de zuurstof verbruikt en omgezet in koolzuur, waarna in de ondergrond ijzer, mangaan, calciumen magnesiumverbindingen kunnen worden opgelost. Het gewonnen water moet nu worden belucht (afb.19) voor toevoer van zuurstof, verwijdering van koolzuur en oxidatie van ijzer, mangaan en opgeloste organische stof (aëratie). De hierbij gevormde onoplosbare verbindingen maken het water troebel en zullen door bezinking of filtratie moeten worden weggenomen. De vaak hoge hardheid van het water wordt in Nederland en België doorgaans niet gecorrigeerd, in het buitenland wel.
Heeft het grondwater op zijn weg naar beneden veenlagen gepasseerd, dan kan het een geel-bruine hoge kleur en een hoog ammoniakgehalte bezitten. De ammoniak kan met oxidatie door beluchting en snelfiltratie (filtratie) worden verwijderd, in extreme gevallen door droogfiltratie. Een geelbruine hoge kleur kan met ozon worden weggenomen, maar dit is kostbaar.
Oppervlaktewater, ook wanneer het in een geheel ontoegankelijk gebied wordt gewonnen, behoeft steeds een verbetering van de bacteriologische kwaliteit. Vroeger stonden hiervoor alleen langzame zandfilters ter beschikking, bij een meer troebel water nog voorafgegaan door microzeven of snelfilters. Is het ruwe water overigens helder en van goede chemische samenstelling, dan kan ook desinfectie met chloor of ozon worden toegepast en de geringe hoeveelheid zwevende stof zonodig met microzeven of snelfilters worden tegengehouden. Heeft het ruwe water een hoog slibgehalte, dan zal coagulatie moeten worden gebruikt, waarna de gevormde vlokken door bezinking en snelfiltratie, of door snelfiltratie alleen, kunnen worden tegengehouden. Voor de bacteriologische betrouwbaarheid moeten deze bewerkingen worden gevolgd door langzame zandfiltratie of desinfectie met chloor of ozon. Bevat het ruwe water veel organische afvalstoffen en een groot ammoniakgehalte (b.v. de Rijn), dan is oxidatie met in het water opgeloste luchtzuurstof onvoldoende en zal nu door chloor moeten geschieden.
In het water zullen dan ook veel reuken smaakstoffen aanwezig zijn, die door oxidatie met ozon en/of adsorptie met actieve kool kunnen worden tegengehouden. De nieuwe waterzuivering van Rotterdam op de Berenplaat omvat microzeven, coagulatie met ijzer, kalk en wisprofloc (een zetmeelderivaat), adsorptie met actieve kool, fluoridering, bezinking, snelfiltratie, overchlorering, beluchting en dechlorering.
In plaats van oppervlaktewater rechtstreeks tot drinkwater te verwerken, kan het ook eerst in de bodem worden geïnfiltreerd. Bij de stroming door de ondergrond treedt nu een aanmerkelijke kwaliteitsverbetering op, waardoor niet alleen met een eenvoudiger en goedkopere zuivering kan worden volstaan (b.v. beluchting en snelfiltratie), maar vooral ook een beter produkt kan worden afgeleverd. Deze werkwijze wordt kunstmatige grondwateraanvulling genoemd en in Nederland o.a. toegepast door de duinwaterleidingbedrijven van Leiden, ’s-Gravenhage, Amsterdam en de prov. NoordHolland. [prof.ir.L.Huisman] ‘
De kunstmatige grondwateraanvulling is in België wel bekend, maar wordt nog niet toegepast. Deze techniek wordt bestudeerd door o.a. de Nationale Maatschappij der Waterleidingen (NMDW), die proeven op half industriële schaal neemt.
LITT. J.Brix, H.Heyd, E.Gerlach, Die Wasserversorgung (1963); G.M.Fair, J.C.Geyer, A.Okun, Water and wastewater engineering (1964); J. Mutschmann en F.Stimmelmayr, Taschenbuch der Wasserversorgung (1966).
WETGEVING
Met betrekking tot de drinkwatervoorziening en de kwaliteit van het drinkwater zijn in Nederland twee wettelijke regelingen van kracht, de Grondwaterwet Waterleidingbedrijven (ter bevordering van een doelmatige en verantwoorde wateronttrekking aan de bodem ten behoeve van de openbare drinkwatervoorziening) en de Waterleidingwet, regelende het hygiënisch toezicht op de waterleidingbedrijven.
De drinkwatervoorziening valt in België onder enige wetten, waarvan de voornaamste zijn: de wet op de kwaliteit van het drinkwater, de wet ter bescherming van het oppervlaktewater en die ter bescherming van het grondwater. Op Europees niveau is een richtlijn opgesteld omtrent de eigenschappen waaraan oppervlaktewater moet voldoen voor de produktie van drinkwater. Een tweede richtlijn ten aanzien van water bestemd voor menselijke consumptie en voor de voedingsbedrijven wordt verwacht vóór mrt. 1977.
