Drinkwatervoorsiening

Drinkwatervoorsiening behels 'n groot aantal prosesse, handelings en infrastruktuur wat nodig is om drink- en huishoudelike water op so 'n wyse te voorsien dat die verbruiker uiteindelik net 'n kraan in die huis kan oopdraai en dadelik drinkwater tot sy beskikking het.

Die ontginning van grond- of oppervlakwater behels meer as net die installasie van 'n pomp, omdat veral oppervlakwater nie sonder meer geskik is as drinkwater nie. Omdat water aan higiëniese vereistes moet voldoen, is verskeie suiweringsprosesse nodig. In Suid-Afrika, soos in talle ander lande ter wêreld, is die natuurlike varswaterbronne boonop beperk en bestaan die gevaar van oorontginning. Naas doeltreffender gebruik van die bestaande bronne, moet ernstige aandag gegee word aan die skepping van nuwe bronne, die hergebruik van water en die beperking van verliese deur verdamping.

In bv. Windhoek word rioolwater reeds vir drinkwatergebruik gesuiwer, en die ontsouting van see- en brakwater word op verskeie plekke aangewend.

Geskiedenis

Valens se akwaduk in Istanboel

Een van die eerste metodes van drinkwatervoorsiening het van 'n akwaduk gebruik gemaak waardeur water van die hoër geleë bronne na die laerliggende stede vervoer is. ('n Akwaduk is 'n oop waterleiding op gemesselde boë.) Veral die Romeine het talle akwadukte gebou, maar ook die Inkas het daarvan gebruik gemaak om hul heilige stad Machu Picchu van water te voorsien. In die Middeleeue is waterkrag gebruik om waterpompe aan te dryf en aan die einde van die 18e eeu het die uitvinding van stoomenjins en gegote ysterpype dit vir die mens moontlik gemaak om huise van water te voorsien. Aanvanklik is die water nie gesuiwer nie, maar weens die besoedeling van die riviere is daar in die tweede helfte van die 18e eeu eksperimente begin doen oor die reiniging van water deur besinking en filtrasie. Die besef dat siektes soos byvoorbeeld cholera deur besmette water oorgedra word, het die ontwikkelings gestimuleer. Die groei van stede in die 19e eeu het die aanlê van openbare waterleidings bevorder.

Ontginning

Water word gewoonlik uit twee bronne, naamlik grondwater en oppervlakwater, ontgin. Die ontginning van grondwater is duurder en ingewikkelder, maar die water is higiënieser. Water uit damme en riviere kan wei makliker ontgin word maar moet baie deeglik gesuiwer word. Grondwater is in Suid-Afrika meestal diep onder die oppervlak geleë.

Boorgate, enigiets van 30 tot 250 m of selfs dieper, moet gesink en die water in staalpype na die oppervlak gepomp word. By die ontginning van oppervlakwater word daar 'n onderskeid getref tussen stromende water in 'n rivier en stilstaande water in 'n dam. In riviere is die samestelling van die water feitlik oral dieselfde weens vermenging deur die sterk strominge en kan pompe op geskikte plekke langs die oewers aangebring word. In mere of damme wissel die temperatuur en vind 'n skeiding van warmer en kouer water plaas.

Die water op 'n groot diepte is gewoonlik ongeskik vir drinkdoeleindes omdat dooie alge daarin afsak en ontbind. Gewoonlik word watertorings, wat openinge op verskillende hoogtes het, in die dam opgerig, sodat net die beste gehalte water ontgin word. In Suid-Afrika is 'n groot deel van die land afhanklik van boorgatwater, hoewel die ondergrondse water slegs 'n klein persentasie van die land se totale watervoorraad uitmaak. Opgaardamme in riviere voorsien die grootste persentasie van die water aan stede.

Suiwering

Watersuiwering

Deur die suiwering van die water wat ontgin is, kan die eienskappe van die water sodanig verander word dat dit geskik is as drinkwater. In Suid-Afrika moet die verskillende waterrade voldoen aan die vereistes wat deur die Suid-Afrikaanse Buro vir Standaarde gestel word. Volgens dié spesifikasies moet die water onder meer higiënies betroubaar wees, aan sekere temperatuurvereistes voldoen en 'n bepaalde suurbalans en kleur handhaaf. Die hardheid van die water word beperk, asook die toelaatbare aantal en konsentrasie van opgeloste minerale. Wanneer die water aan hierdie vereistes voldoen, is dit gewoonlik geskik vir huishoudelike en nywerheidsgebruik. In sommige gevalle kan nywerhede van 'n swakker kwaliteit water gebruik maak.

Van oudsher af word grondwater bo oppervlakwater vir huishoudelike gebruik verkies omdat dit baie meer higiënies is. As grondwater byvoorbeeld uit skoon sandgrond ontgin word, bevat dit voldoende suurstof en feitlik geen yster en mangaan nie en hoef dit dus min gesuiwer te word.

Vir grootskaalse watervoorsiening word chloor gewoonlik in Suid-Afrika by grondwater gevoeg. Soms bevat die grond organiese verbindings waardeur die suurstof verbruik word en yster-, mangaan- of magnesiumverbindings in die water opgelos word.

Suurstof moet dan (deur belugting) toegedien word, waardeur die opgeloste stowwe oksideer en daarna deur besinking of filtrasie deur 'n bed van korrelrige sand verwyder word. In sommige gevalle word jodium by die gesuiwerde water gevoeg om siektes van die skildklier te bestry, en soms ook fluoor om tandbederf te voorkom. Oppervlakwater moet altyd eers gesuiwer word voordat dit gebruik kan word. Die metodes verskil van waterbron tot waterbron. Onder gunstige omstandighede kan in die opslagplekke reeds selfreiniging van die water plaasvind deur belugting.

Ander metodes is die toevoeging van kalk, stadige sandfiltrasie, waar biologiese suiwering plaasvind deur die werking van bakterieë wat in die sandbed aanwesig is, snelfiltrasie waar meganiese, elektrostatiese en bakteriologiese suiwering in 'n sandbed plaasvind, of suiwering deur draaiende tromme wat met fyn gaas bespan is. Wanneer die water baie slik bevat, kan yster– of aluminiumsoute bygevoeg word sodat vlokke ontstaan wat afsak. Kaliumkarbonaat kan gebruik word om die water se hardheid te verminder.

Bevat die water te veel organiese afvalstowwe, word oksidasie deur middel van chloor bewerkstellig. Smaak– en reukstowwe word deur middel van osoon en geaktiveerde koolstof verwyder. Die laaste stap in die suiweringsproses is gewoonlik die toedien van chloor om die water te ontsmet. Dit is ook moontlik om oppervlakwater eers in die grond te laat infiltreer en daarna as grondwater na bo te pomp. Daardeur word die gehalte van die water reeds grootliks verbeter. Navorsing om ook besoedeling met toksiese oganiese stowwe soos bromo- of chloorbenseen af te breek het gewys dat dit met kaliumferraat moontlik is. Die reaksieprodukte van ferraat is nie-toksiese yster(III)verbindings wat kolloïede vorm wat uitvlok en uitsak. Die vlokke adsorbeer baie ander onsuiwerhede wat so ook verwyder word.

Verdamping

Sonkragaanleg op 'n kanaal in Indië

Veral in droë gebiede speel verdamping van die beskikbare oppervlaktebronne 'n belangrike rol. 'n Nuwe ontwikkeling wat dit teenstaan is om kanale wat water vir gebruik in die landbou of vir drinkwater vervoer te bedek met sonselle. Dit het die voordeel dat geen land vir 'n sonkragaanleg aangekoop hoef te word nie. Die water word behoed vir verwarming deur die son en verdamp minder. In Indië en in Kalifornië word dit in 2023 reeds toegepas.

Windhoek se waterherwinning

In Suid-Afrika moet alle nywerheidsafloop volgens wet eers gesuiwer word voordat dit terug in 'n rivier gestort word. Vroeg in die vyftigerjare het dit egter duidelik geword dat Windhoek, tans die hoofstad van Namibië, kort voor lank 'n ernstige waterprobleem sou hê en na deeglike oorweging is besluit om rioolwater te suiwer vir gebruik as drinkwater.

Die projek was 'n deurbraak en het jare se voorbereiding en ondersoeke gekos. Die water, wat teen die einde van 1968 by die stad se watertoevoerstelsel ingeskakel is, het voldoen aan die vereistes van die Wêreldgesondheidsorganisasie en die van die Buro vir Standaarde. In Suid-Afrika is die ontwikkeling baie noukeurig dopgehou omdat die land se watervoorrade baie beperk is en daar voortdurend na nuwe tegnieke gesoek word om in die toekomstige vraag na water te kan voorsien. Die eerste stap in die suiwering van Windhoek se rioolwater is die verwydering van groter afvalmateriaal deur die water oor 'n rooster te lei.

Daarna word kleiner materiaal soos sand, klippies, glasstukke, ensovoorts verwyder deur die water stadig deur 'n gruiskanaal te laat vloei sodat die stukke kan afsak. Die volgende proses vind plaas in 'n besinktenk waar die slyk na die boom afsak. Die boonste water stroom deur 'n biologiese sypelbedding, wat volgepak is met klippe waarop mikroörganismes lewe wat die organiese materiaal afbreek. Die mikroörganismes wat doodgaan, word in 'n tweede besinktenk verwyder. Hierna word die water deur 'n reeks verouderingsdamme met welige algegroei gestuur. Die alge suiwer die water sodat die uitvloeisel van die damme organies en bakteriologies reeds goed gesuiwer is. Vanaf die suiweringswerke word die water na die herwinningswerke gepomp en met koolsuurgas behandel om die suurstofgehalte reg te stel.

Die fyn gasborreltjies wat vrygestel word, help om die alge na die oppervlak te bring. Die algelaag word verwyder en die helder water afgetrek. Die wasmiddels wat huisvroue gebruik, is egter nog in die water aanwesig. In 'n skuimtenk word lug van onder in die water ingeblaas en die dik skuimlaag wat daardeur ontstaan, word net soos die alge afgeskep. Daarna word die water met kalk behandel om die suurbalans te normaliseer. Bakterieë en virusse word met chloor vernietig en die water word weer eens in 'n besinktenk gelei om kalsiumkarbonaat, wat tydens die kalkbehandeling gevorm het, te laat uitsak. Die laaste oorblyfsels van onsuiwerhede word in geaktiveerdekoolstoffilters verwyder. As 'n laaste veiligheidsmaatreël word die water weer met chloor behandel. Hierna is dit gereed om na die stad gevoer te word. Die herwonne water is deurgaans van 'n beter gehalte as die van onderwaterbronne en smaak selfs beter. Boonop vergelyk die prys van gesuiwerde rioolwater gunstig met dié van ander water.

Suid-Afrika

In Suid-Afrika is drinkwater veilig om te drink en mee te kook wanneer dit in stedelike gebiede uit krane kom. Nie alle kraanwater in landelike gebiede is veilig vir verbruik nie, daarom word aangeraai om dit indien nodig te kook. Sommige landelike gebiede maak gebruik van boorgatstelsels. Die water wat verkry word word geberg voordat dit gesuiwer word deur die waterstelsel wat aan jou kraan gekoppel is.

Die departement van waterwese en bosbou verklaar dat Suid-Afrika se nasionale standaard van watersuiwerheid vergelyk kan word met dié van die Wêreldgesondheidsorganisasie se standaarde.

Volgens statistieke het ongeveer 89,4% van Suid-Afrikaanse huishoudings toegang tot pypwater. Op nasionale vlak; 62 % van die huishouding het die kwaliteit van waterverwante dienste wat hulle ontvang het as "goed" beoordeel. Die instandhouding van skoon water word verskaf deur plaaslike waterdiensowerhede, wat gereeld die kwaliteit van drinkwater in Suid-Afrika dophou.

By Rand Water se watersanitasiespilpunt ondegaan rou water 'n uitgebreide suiweringsproses wat verseker dat burgers water ontvang wat vry is van skadelike mikro-organismes en besoedeling.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409451 band

Eksterne skakels

• Die Wêreldbank oor private waterbedrywighede in landelike gemeenskappe
• Die Wêreldbank oor subsidies vir watervoorsiening
• Die WGO se webwerf oor water
• Die OESO se webwerf oor water