Factsheet Thermische reiniging grond

1 PRINCIPE VAN DE TECHNIEK

De werking van thermische grondreiniging berust op de verwijdering van water in de drogersectie van de installatie en vervolgens van de verontreinigende stoffen vanaf/ -uit de bodembestanddelen in de verdampingssectie. Deze verwijdering wordt tot stand gebracht door de temperatuur in beide secties te verhogen tot boven de temperatuur waarbij de evenwichtsdampspanning van de verontreinigende stof hoger is dan één atmosfeer. In de praktijk wordt de verdamping gerealiseerd bij atmosferische druk. Indien de evenwichtsdampspanning boven de één atmosfeer komt is de verdamping onafhankelijk van de concentratie in de gasfase en zal alle verontreinigende stof verdampen.

De organische verontreinigende stoffen worden via de gasfase verwijderd uit de grond en vervolgens op hoge temperatuur volledig verbrand tot de atmosferische componenten koolzuur en water en sporen overige componenten. De verontreinigende stoffen in deze verbrandingsgassen worden verwijderd in een rookgasreiniger, evenals het nog aanwezige stof.
De gereinigde verwarmde grond wordt gekoeld en bevochtigd en is na eindcontrole gereed voor hergebruik dan wel nuttige toepassing.

Thermische reiniging is geschikt voor reiniging van alle organische verontreinigende componenten, alsmede enkele anorganische als cyaniden, kwik en kwikverbindingen. Thermische reiniging is in staat vastgestelde eindconcentraties te bereiken onafhankelijk van de ingangsconcentraties.

2 TOEPASSINGSGEBIED EN VALIDATIE

2.1 Toepassingsvoorwaarden

Voorwaarden voor toepassing van thermische reiniging hebben met name te maken met de mate van reinigbaarheid van de te verwerken partij grond. De reinigbaarheid is afhankelijk van de (fysische en chemische) samenstelling van de partij, de technische mogelijkheden en criteria uit de ministeriële ‘Regeling beoordeling reinigbaarheid grond bodemsanering’ en het ‘Bouwstoffenbesluit bodem- en oppervlaktewaterenbescherming’.

2.2 Toepassingsgebied

Het toepassingsgebied voor thermische reiniging is vrij scherp aan te geven vanwege het grote aantal partijen (tonnen grond) dat een thermische reiniging heeft ondergaan en de jarenlange ervaring ermee. Uit praktijkervaringen blijkt dat de toepasbaarheid van thermische reiniging wordt bepaald door de:

• aanwezigheid van zware metalen in relatie tot hergebruikswaarden (Achtergrondwaarden, interventie-/ grenswaarden: de maximale waarden bodemfunctieklassen industrie) en;
• vergunningstechnische eisen voor organische verontreinigende stoffen.

Het toepassingsgebied van thermische reiniging is weergegeven in tabel 1, uitgaande van de productie van toepasbare grond. De in de tabel aangegeven grenzen zijn gebaseerd op de expertkennis van Bodem+ en de NVPG, opgedaan met de beoordeling van de reinigbaarheid van 8900 partijen (ruim 38 mln. ton) en de evaluatie van de reiniging van circa 600 partijen (1,2 mln. ton).

Voor thermische en natte reiniging geldt dat bij de toetsing van gehalten op verschillende manieren rekening moet worden gehouden met de verandering van humus- en/ of lutumgehalte door de reiniging. Bij thermische reiniging verbrandt de humus, zodat na reiniging rekening moet worden gehouden met 0-2 % humus en daarnaast vanwege de afname van de hoeveelheid droge stof door het verdwijnen van de humus, met een verhoging van de gehalten aan anorganische verontreinigingen (indien uitgedrukt in mg/kg d.s.).

Indien tabel 1 wordt gebruikt voor de toetsing van een specifieke partij grond, dan geldt dat de slechtst scorende parameter aangeeft in hoeverre deze techniek toepasbaar is.

Tabel 1 Toepassingsgebied thermische reiniging leidend tot herbruikbare grond (invoer)

2.3 Toelichting tabel

2.3.1 Fysische samenstelling

Het vochtgehalte is niet kritisch voor de toepassing (het economische doelmatigheidscriterium wordt vrijwel nooit overschreden), maar wel een belangrijk kostenaspect. Bij een te hoog gehalte wordt de verwerkbaarheid (via de transportbanden) wel een probleem, maar dat is door samen draaien met een vergelijkbare maar wel drogere partij te verhelpen, hetgeen uiteraard wel kostenverhogend werkt.

Het humusgehalte is vanwege de calorische waarde bij hogere gehalten wel technisch beperkend, omdat dan in de installatie oncontroleerbare processen kunnen gaan optreden.
Fijn (puin)/ afval (2-32 mm) kan beperkend zijn vanwege de daarin opgenomen anorganische contaminanten. Daarnaast worden vanuit de praktijk eisen gesteld ten aanzien van het maximale gehalte aan bodemvreemde materialen. Afhankelijk van de chemische samenstelling kan het om financiële redenen zinvol zijn grof puin (>32 mm) mee te laten reinigen. Het puin zal dan eerst moeten worden gebroken.

2.3.2 Chemische samenstelling

Voor alle metalen geldt dat overschrijding van de Grenswaarde kritisch werkt. Voor Kwik (Hg) geldt een kritische vergunningstechnische beperking, vanwege de emissie-eisen aan de rookgasreiniginginstallaties.

Verbrandbaar zwavel (elementair, organisch en sommige metaalsulfiden) en cyaniden zijn bij hoge gehalten een punt van aandacht vanwege de emissie-eisen aan de rookgasreiniginginstallaties.

Voor de organische verontreinigende stoffen gelden kritische vergunningstechnische beperkingen. Naarmate meer praktijkgegevens over emissies bij het reinigen van grond met gehalogeneerde koolwaterstoffen vrijkomen worden ook de maximaal toegestane concentraties in de acceptatiecriteria van de thermische reinigers door het bevoegd gezag geleidelijk verhoogd.

2.4 Hergebruiksmogelijkheden / kwaliteitsborging

2.4.1 Hergebruik / toepassing

Thermisch gereinigde grond is soms geschikt voor hergebruik als bodem. In het algemeen wordt deze echter nuttig toegepast in werken zoals: in geluidswallen; in de wegenbouw; verwerking in de beton- en asfaltindustrie; (tussen)-afdeklaag op stortplaatsen. Grond kan behalve op milieuhygiënische samenstelling (schoon, herbruikbaar) vanwege eisen voor grondwerken ook civieltechnisch worden gekwalificeerd, conform de criteria (Standaard RAW bepalingen) in tabel 2.

Tabel 3 Civieltechnische criteria

De categorie waarin de thermisch gereinigde grond valt is afhankelijk van het uitgangsmateriaal. Afgezien van de verwijdering van de organische fractie uit de grond, verandert door reiniging de samenstelling niet. Thermisch gereinigde grond blijkt een lagere stijfheid te hebben dan ongereinigde grond. Dit kan gevolgen hebben voor de toe te passen verhardingsconstructie. Door het soms hoge gehalte aan deeltjes <63 mm is het materiaal veel gevoeliger voor vocht (verpapping na regenval). Dit is te ondervangen door het materiaal na aanvoer direct te verwerken en te verdichten.

4.2.2 Kwaliteitsborging
In de praktijk blijken keuringsmethoden voor (gereinigde) grond te worden toegepast waarvan onbekend is in welke mate ze een representatief beeld geven van de feitelijke kwaliteit van de (gereinigde) grond.

In de beoordelingrichtlijn 9335 ’Grond’ en de daarbij behorende protocollen zijn alle relevante eisen opgenomen met betrekking tot de milieuhygiënische eigenschappen en prestaties van grond voor toepassingen zoals omschreven in het Besluit bodemkwaliteit. Deze BRL is bedoeld voor de kwalificatie van grond. De BRL 9335 is op 1 januari 2005 inwerking getreden

Door de brancheorganisatie voor grondreinigingsbedrijven NVPG (Nederlandse Vereniging van Procesmatige Grondreinigingsbedrijven) zijn ter bevordering van de integriteit in de loop van 2001 gedragsregels vastgesteld, waarin de wijze waarop met verontreinigde grond (en baggerspecie) wordt omgegaan is geüniformeerd, alsmede transparant gemaakt. In 2002 is het proces gestart om de (branche-eigen) gedragsregels om te werken tot een nationale beoordelingsrichtlijn en de daarbij behorende technische protocollen. Dit proces heeft geleid tot de BRL SIKB 7500 “Bewerken van verontreinigde grond en baggerspecie”. Deze beoordelingsrichtlijn is op 28 september 2005 vastgesteld.

De BRL 7500, met de bijbehorende protocol(len), beschrijft de wijze waarop gecertificeerde bedrijven invulling geven aan de huidige wet- en regelgeving (Wbb, Wm, Wbm e.d.) en op basis waarvan kan worden vastgesteld dat de aangevoerde grond / baggerspecie correct wordt bewerkt.

Thermische reiniging valt onder protocol 7510, 'Procesmatige ex-situ reiniging van grond en baggerspecie' (zie de site van SIKB).

4.2.3 Uitloging
Ten behoeve van bovengenoemde BRL 9335 voor het NL-Bsb-certificaat ‘Grond’ is onderzocht in hoeverre voor bepaalde categorieën grond een verkorte procedure (zonder bepaling van de uitloging met de kolomtest) kan worden gehanteerd. De conclusies van dat onderzoek zijn:

• de categorie-indeling van partijen grond is sterk afhankelijk van de beoogde toepassingshoogte. Dit geldt in veel sterkere mate voor ongereinigde, nat gereinigde en biologisch gereinigde grond dan voor thermisch gereinigde grond;
• er moet dus onderscheid worden gemaakt tussen de soorten grond: ongereinigd/ biologisch gereinigd, nat gereinigd of thermisch gereinigd;
• deze ‘soorten’ grond hebben ieder hun eigen ‘probleem’ parameters;
• de uitloging van metalen uit grond kan niet rechtstreeks worden afgeleid uit de samenstelling: ook concentraties beneden de tussengrenswaarde kunnen leiden tot overschrijding van de U2-norm voor grond!

3 KOSTEN

Het commerciële tarief voor de thermische reiniging van grond in Nederland ligt anno 2005 in de bandbreedte van € 40 tot € 60 per ton verwerkte grond. Voor relatief droge zandige grond zonder (veel) chloorhoudende verbindingen liggen de marktprijzen in de orde van € 40 tot € 45 per ton. Voor grond met een hoger vochtgehalte (kleiachtige grond en veen) ligt de bandbreedte in de orde van € 45 tot € 60 per ton. Voor grond die verontreinigd is met gehalogeneerde koolwaterstoffen liggen de marktprijzen in de orde van € 50 tot € 60 per ton.

4 TRENDS EN ONTWIKKELINGEN

De techniek van thermische reiniging van verontreinigde grond is voor het overgrote deel uitontwikkeld. De in Nederland geïnstalleerde productiecapaciteit is zodanig, dat het niet te verwachten is dat nieuwe grondreinigingsbedrijven zich zullen vestigen. Deze situatie verhoogt de drempel voor nieuwe technologieën.

Vanwege de koerswijziging in het bodemsaneringsbeleid van medio 1997 (o.a. functiegericht saneren), krijgen in-situ technieken meer kans op toepassing. Daarbij worden soms alleen nog de zeer ernstig verontreinigde kernen verwijderd. Ook door de zich inmiddels ontwikkelde markt voor de toepassing van categorie 1-grond, wordt vaker ernstig verontreinigde en minder vaak licht verontreinigde grond aangeboden op de grondreinigingsmarkt.