Waterzuivering

Waterzuivering

De waterzuivering

Een rwzi (in Madurodam)
Een rwzi (in Madurodam)

Dit is de WikiWijs van de onderzoeksmodule 'Waterzuivering' voor klas 2 van de Academische Route van het Ichthus College. In deze module gaan jullie leren over en onderzoeken aan verschillende aspecten van het schoonmaken van het oppervlakte water.

In Nederland wordt hier een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) voor gebruikt. Tijdens deze module gaan we met z'n allen ook een kijkje nemen bij de rwzi in Zwolle.

Wij wensen jullie allemaal veel plezier met deze module.

Mevrouw Van Leeuwen en meneer Boot.

Werken aan en met deze onderzoeksmodule

Bij het vak Science en ook bij Mens en Natuur (biologie) staat er per thema, of hoofdstuk vaak een groep van ideeën of concepten centraal. Bij een onderzoeksproject staat echter één toepassing of probleem van de wetenschap centraal. In dit geval is dat dus de waterzuivering. En alle kanten van deze zuivering zal aan bod komen. Misschien is hier wel een deel van krachten voor nodig, of een deel over micro-organismen, of iets van energie..

Werken met een schrift of projectdocument

Omdat er heel veel verschillende onderdelen, vragen en onderzoeken langs zullen komen, is het van groot belang dat je voor jezelf en ook je groepje een duidelijke structuur houdt. Voor dit project gebruik je dus een nieuw schrift of maak je een nieuwe map op je laptop aan zodat je alles kan terug vinden wat je hebt gemaakt en onderzocht binnen het onderwerp over de waterzuivering.

Werken met een mind-map

In klas 1 hebben jullie ook gewerkt met een mind-map om je te orienteren op een thema (duurzaamheid). Dit keer gaan jullie werken met een mind-map als manier van voortgang en notitieblok. Je zult starten met een klein mind-mapje waar alleen termen in staan die jullie al kennen, maar gedurende de module wordt deze mind-map aangevuld met nieuwe termen en resultaten uit onderzoek- en ontwerpopdrachten. Docenten en begeleiders zullen regelmatig vragen om de mind-map te laten zien, en natuurlijk moet iedereen van het groepje beschikking hebben tot de mind-map, niet alleen één persoon.

Beoordeling

Dit onderzoeksproject wordt niet met een cijfer beoordeeld en ook zullen de theorieën en termen niet getoetst worden. Beoordeling van het gemaakte werk, maar vooral ook de weg naar alle producten en het samenwerken zal worden gedaan met een nieuw digitaal portfoliosysteem: Peppels.

Hoe dit werkt en wat je hier moet doen wordt tijdens de lessen uitgelegd en is ook nieuw voor je docenten :).

Inleiding deel A

Open en lees de Inleiding van de onderzoeksmodule met je groepje. Bestudeer vooral ook de leerdoelen aan het einde van dit document. Stel je vragen aan een docent als er dingen niet duielijk zijn.

De inleiding

Inleidende opdracht

Zet de woorden uit de woordenlijst hieronder in een woordspin, die ook wel ‘mind-map’ wordt genoemd. Groepeer woorden waarvan je de betekenis kent bij elkaar. Geef in je mind-map aan wat volgens jou de relatie van die woorden is met afvalwaterzuivering. Zet de woorden waarvan je de betekenis nog niet kent in een lijstje op jullie laptop.

Werk in de loop van deze module je mind-map regelmatig bij. Dus zorg dat je voldoende ruimte in je mind-map overhoud voor de woorden die nog komen. In deze module krijg je ook regelmatig een vraag waarvan je het antwoord zelf op internet opzoekt. Verwerk kernwoorden van deze opdrachten ook deze mind-map, noteer dan ook de URL van de internetpagina waar je je antwoorden hebt gevonden.

Voor het maken van de mindmap kan je de website http://mindmapfree.com/ gebruiken. Deze is gratis en zonder account. Begin met je mindmap met RIOOLWATERZUIVERINGSINSTALLATIE in het midden.

De woordenlijst

Belangrijk om elke keer te doen

Wanneer je voor nu klaar bent met de mind-map, sla deze dan wel op. De veiligste manier om dit te doen is om er een nieuw .json bestand van te maken op je eigen harde schijf. Dit kan je doen via het 'Mindmap' menu en dan naar 'Save..'. Dan in het menu kies je voor 'To file'. Als je dit vergeet te doen, heb je kans dat je de hele mind-map kwijt bent en opnieuw kan beginnen.

Hoofdstuk 1 - Het riool

In dit hoofdstuk gaan jullie alles wat met het riool te maken heeft bestuderen. Een bezoek aan de rwzi in Zwolle staat hierbij op het programma.

Open het bestand van hoofdstuk 1 en lees het met je groep, vraag naar vraag en opdracht naar opdracht door. Denk er aan om steeds de mind-map bij te werken en om de antwoorden op de vragen netjes en overzichtelijk op je laptop te verzamelen. Deel alles met je groepsgenoten en zorg voor een goede verdeling van taken.

Hoofdstuk 1

Extra links en bestanden voor hoofdstuk 1

Video's over het zuiveringsproces (voor vraag 5)

Hoofdstuk 2 - Op weg naar de rwzi

In dit hoofdstuk komt het riool aan bod en vooral wat hier allemaal wel niet inkomt. Hoe belangrijk is het voor de mens en waar moeten wij rekening mee houden? Je gaat een grootschalig onderzoek doen aan toiletpapier. Wat is goed? Wat is slecht... en voor wie?

Hoofdstuk 2

Onderzoeksdocumenten

Onderzoeksdocument: Toiletpapier

Extra links en bestanden voor hoofdstuk 2

Excelbestand toiletpapieronderzoek

Inleiding deel B

In de vorige twee hoofdstukken hebben we gekeken wat er zoal in het riool komt en hoe het vervuilde water naar de RWZI wordt gebracht.  In de volgende hoofdstukken kijken we hoe het vervuilde water in stappen weer schoon wordt. Dit proces wordt uitgevoerd in 4 reinigingsstappen:

Stap 1 Harken en zeven: het verwijderen van grote voorwerpen die vaak per ongeluk in het riool terecht zijn gekomen. Als deze vaste delen uit het water zijn gehaald blijft er nog behoorlijk verontreinigd water over, wat nog beslist niet geloosd mag worden op het oppervlaktewater.

Stap 2 Massascheiding: zand en andere vaste stoffen bezinken in de voorbezinktank. Het water dat daarna overblijft is nog steeds niet schoon, het bevat namelijk veel stoffen die, zoals je in het programma Meer hebt gezien, grote gevolgen kunnen hebben voor het ecosysteem. Dus ook dit water is nog niet klaar om geloosd te worden.

Stap 3 Biologische zuivering: via anaërobe gistingsprocessen en aerobe afbraak breken bacteriën die van nature in het afvalwater voorkomen een heleboel stoffen af. Deze bacteriën groeien en vormen slib. Het water dat voortvloeit nadat de bacteriën veel stoffen hebben opgegeten is behoorlijk schoon, maar soms nog niet schoon genoeg om te lozen.

Stap 4 Chemische reiniging: er volgen dan nog enkele stappen met chemische processen om het water zo schoon en helder te maken dat het mag uitstromen naar het oppervlaktewater.

Opdracht

Bekijk de film op SchoolTV voor een film van reinigingsstappen die op een iets andere manier zijn beschreven. Herken je de vier hoofdstappen, zoals ze in de opsomming hierboven staan vermeld? Zet de namen van de reinigingsstappen zoals die in zijn genoemd in je mind-map.

Hoofdstuk 3 - Massa-scheiding

In dit hoofdstuk gaan jullie kijken naar de verwijering van grote en kleine deeltjes in het afvalwater. Hoe wordt dit er uit gehaald en tegen welke problemen kom je dan aan? Wat zijn de wetenschappelijke principes die gebruikt worden?

Hoofdstuk 3

Pratica- en onderzoeksdocumenten

Practicum bezinken

Onderzoek: Oproomsnelheidsverandering

Hoofdstuk 4 - Zwevende deeltjes scheiding

In dit hoofdstuk worden de deeltjes die in het afvalwater zitten en te klein zijn voor massa scheiding behandeld. Hoe gaan we die er uit krijgen?

Hoofdstuk 4

Ontwerp- en onderzoeksdocumenten

Ontwerpopdracht: Floteeropstelling

Hoofdstuk 5 - Biologische zuivering

In dit hoofdstuk gaan we kijken naar hoe bacteriën ons afvalwater verder schoonmaken. Onder welke omstandigheden doen ze dit?

Hoofdstuk 5

Onderzoeksdocumenten

Onderzoek (an)aeroob zuiveren

Hoofdstuk 6 - Chemische zuivering

In dit laatste hoofdstuk gaan we kijken naar hoe het afvalwater tot slot ook een chemische behandeling krijgt om de opgeloste maar ongewenste scheikundige stoffen er uit te krijgen.

Hoofdstuk 6

Onderzoeksdocumenten

Ontwerpopdracht: Actieve koolfilter

Colofon

Dit is de WikiWijs van de onderzoeksmodule De waterzuivering. De module is zwaar gebaseerd op de NTL module “waterzuivering” en wij willen de oorspronkelijke auteurs (Francine Behnen, Zwanneke van Meekeren-Ottow en Ger-Jan Goedvriend) dan ook vriendelijk bedanken voor hun werk. De module is opgeknipt in verschillende onderdelen, hoofdstukken en opdrachten.

Bij dit opknippen is gekeken of de vragen en het aangeboden materiaal door een groepje van onderzoekende Vwo 2 leerlingen te beantwoorden zijn en indien nodig aangepast of weggelaten. Stijl van de hoofdstukken en theoriestukken zijn zo veel mogelijk in de NLT opmaak gelaten.

Deze module bestaat uit theorie en experimenten, waarbij voor de meer theoretische hoofdstukken internet veelvuldig gebruikt moet worden en de experimentele onderdelen herschreven zodat zij meer in de onderzoekend leren methode van het van Science (Ichthus College Kampen) passen.

Voor deze onderzoeksmodule geldt een Creative Commons Naamsvermelding-Niet-commercieel-Gelijk delen 3.0 Nederland Licentie (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/nl)