H1: ALGEMEEN
Op schriftelijk, gesloten boek examen: formularium, geen rekenmachine.
Punten evenredig verdeeld over water 25%, afval/materialen 25%, bodem 25%, lucht 25%
Slagen door: 10/20 en min 8/20 per onderdeel ➔ slaag kans = 67 – 80%
H2: BEHEER VAN MILIEUVERVUILING(DIY)
MILIEUVERVUILING EN TECHNOLOGIE, CLEANTECH EN DUURZAME
ONTWIKKELING
Duurzaamheid
Duurzame ontwikkeling: “Voldoen aan de behoeften vh heden zonder het
vermogen van toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien
in gevaar te brengen.” (Brundtland commission, Our Common Future, 1987)
Milieuvervuiling:
Verspilling/verwijdering van:
• Gassen (rookgassen…)
• Vaste stoffen (vast afval…)
• Vloeistoffen (afvalwater…)
En/of blootstelling aan:
• Straling
• Geluid/ruis
In of op:
• Het milieu: bodem, atmosfeer, water, biota
• Mensen
1
,Beheer van onze (leef)omgeving
Curatieve aanpak Preventieve aanpak
• Behandeling: end-of-pipe controle van emissies • Hulpbronnenefficiënte processen voor de
naar lucht, water en bodem productie van materialen, chemicaliën, energie,
• Sanering vd vervuilde omgeving, vb. bodem voedsel, water,…
• Historisch lineaire processen, maar tegenwoordig • Gebruik van hernieuwbare bronnen
steeds meer aandacht voor recycling • Minimale productie van schadelijke afvalstromen
en emissies
• Circulariteit met betrekking tot bruikbare
nevenstromen/bijproducten
Duurzame milieu engineering en cleantech: een ‘3R -strategie’
Milieutechnologie en cleantech: bijdragen aan ongeveer de helft vd Sustainable Development Goals (SDG) vd
Verenigde Naties (VN): 3, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15
SDG6: Schoon water en sanitair
2
,H3: WATERPARAMETERS DIE RELEVANT
ZIJN VOOR AFVALWATERZUIVERING
1. CHEMISCHE SAMENVATTING: MOLAIRE MASSA
C, H, N O, P en S zijn de 6 belangrijkste elementen in biomassa en
milieutechnologie.
Voorbeelden van moleculen:
• Koolhydraten bevatten C, H, O
• Eiwitten bevatten C, H, N, O, S
• Lipiden bevatten C, H, O, P
• Nucleïnezuren (DNA & RNA) bevatten C, H, N, O, P
Molaire massa van CcHhOoNnPpSs (g/mol) = c . 12 + h . 1 + o . 16 + n . 14 + p . 31 + s . 32
Vb.: C6H12O6: 6 . 12 + 12 . 1 + 6 . 16 = 180 g/mol
2. PH, ZUREN EN BASEN
pH of zuurtegraad
Water dissocieert in een proton (H+, zuur) en een hydroxide-ion (OH-, base): H2O + H2O ⇌ OH- + H3O+
o Hydronium ion H3O+ = water + proton, dus vereenvoudigd: H2O ⇌ OH- + H+
Schaal om aan te geven hoe zuur of basisch (= alkalisch) een oplossing op waterbasis is: 'kracht of potentieel
van waterstof': pH = − 𝐥𝐨𝐠 𝟏𝟎 [𝑯+ ]
o Hoe hoger (resp. lager) de protonconcentratie, hoe lager (resp. hoger) de pH-waarde.
o Bij 25°C is de pH-waarde van zuiver water 7
(neutraal).
o pH < 7: zuur
o pH > 7: basisch (alkalisch)
pH kan gemeten worden met een pH probe.
Sommige processen gaan niet goed door bij een extreme pH. Vele biologische processen gaan bvb enkel door
bij een neutrale pH.
Dissociatie van zuren en basen
• In veel waterbehandelingsprocessen zijn zuur-base-evenwichten belangrijk.
• Een zuur HA dissocieert in zijn geconjugeerde base A- (= anion = neg ion) en een waterstofion (proton) H+:
o HA ⇌ H+ + A-
o Vbn:
▪ Waterstofchloride: HCl ⇌ H+ + Cl-
▪ Fosforzuur (↔ diwaterstoffosfaat): H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4-
▪ Azijnzuur: CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-
▪ Diwaterstoffosfaat (↔ waterstoffosfaat): H2PO4- ⇌ H+ + HPO42-
3
, • Een base B of A- dissocieert in zijn geconjugeerd zuur (= kation= pos ion) BH+ of AH en een hydroxylion OH-:
o B + H2O ⇌ OH- + BH+ of A- + H2O ⇌ OH- + AH
o Vbn:
▪ Natriumhydroxide: NaOH (+ H2O) ⇌ OH- + Na+ (+ H2O) (gebruikt om zuur water te neutraliseren
▪ Ammoniak: NH3 + H2O ⇌ OH- + NH +
▪ Fosfaat (↔ waterstoffosfaat): PO43- + H2O ⇌ OH- + HPO42-
▪ Carbonaat (↔ bicarbonaat): CO32- + H2O ⇌ OH- + HCO3-
3. ANORGANISCHE KOOLSTOF IN WATER
Evenwicht tussen anorganische koolstofsoorten in een waterige oplossing in contact met een gasfase (meestal
de atmosfeer):
• Oplosbaarheid van gasvormig CO2 in water: CO2 (g) ⇌ CO2 (aq)
• Hydratatie van opgelost CO2: CO2 (aq) + H2O ⇌ H2CO3
• Dissociatie van koolzuur in bicarbonaat en carbonaat: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- ⇌ 2 H+ + CO32-
• Oplosbaarheid (neerslag, niet goed oplosbaar) van carbonaat, afh vd aanwezige kationen,
bv: Ca2+ + HCO3- ⇌ CaCO3↓ + H+
Bij pH 7 is 20% CO2 en 80% bicarbonaat. De pH bepaalt waar het evenwicht zal liggen.
4. BUFFERCAPACITEIT EN ALKALINITEIT
De volgende parameters zijn belangrijk om het effect op de pH te begrijpen voor processen die H +/OH-
toevoegen/verwijderen (bijv. nitrificatie/denitrificatie, neutralisatie,...)
• Bufferende capaciteit: Mogelijkheid om weerstand te
bieden tegen veranderingen in pH door toevoeging van
base (alkaliniteit) of zuur (zuurgraad)
→ hoe hoger het bufferend vermogen, hoe kleiner de pH-
verandering als er een zuur of base wordt toegevoegd
• Alkaliniteit
o Vermogen om zuur te neutraliseren: hoeveelheid
H+ die nodig is om de pH te verlagen tot een
bepaalde pH-doel
o Alkaliniteit = Som van alle titreerbare basen
o Voornamelijk een functie van vrije hydroxylionen
(OH-), carbonaat (CO32-) en bicarbonaat (HCO3-)
Als alkaliniteit hoog is, dan zal bij het toevoegen ve beetje zuur de pH niet veranderen.
→ titratiecurve voor een hydroxide-carbonaatmengsel. Hoe trager de curve daalt, hoe beter het systeem
gebufferd is en hoe hoger de alkaliniteit.
Eenheden voor alkaliniteit
Er zijn 3 eenheden in gebruik voor alkaliniteit:
1) De equivalente molaire concentratie van OH-: milli-equivalenten (meq) OH-/L
2) De equivalente massaconcentratie van HCO3- of CO32- (als CaCO3): mg HCO3-/L of mg CaCO3/L
4
