Natte reiniging grond, uitvoeringsvormen en apparaten

3 UITVOERINGSVORMEN EN APPARATEN

De in Nederland aanwezige natte grondreinigingsinstallaties maken gebruik van de in hoofdstuk 2 beschreven technieken. In de praktische uitvoering bestaan echter grote verschillen. In de praktijk blijkt dat de verscheidene technieken op verschillende wijzen na en naast elkaar geschakeld worden. Soms wordt zelfs in een installatie per project een andere volgorde van bewerkingen gekozen omdat die meer geëigend is voor het betreffende te reinigen materiaal. Voor elke uitvoeringsvorm zijn argumenten pro en contra aanwezig.
De verschillen zijn terug te voeren op:
- de samenstelling van de grond en de verschijningsvorm van de verontreinigende stoffen;
- de eisen die door de betreffende grondreiniger aan het product worden gesteld;
- het acceptatiebeleid van de betreffende grondreiniger.

Een installatie die zeer ernstig verontreinigd materiaal tot lage eindconcentraties moet reinigen zal uit een groter aantal en andere procesonderdelen bestaan dan een eenvoudige installatie voor het wassen van licht verontreinigd zand.

Omdat er zoveel verschillende uitvoeringsvormen bestaan, wordt afgezien van een gedetailleerde beschrijving van alle in Nederland aanwezige natte grondreinigingsinstallaties.

Alle installaties bevatten echter als hoofdonderdelen:
- voorbehandeling van het te reinigen materiaal;
- zandbehandeling;
- slibbehandeling.
In het navolgende zal een aantal uitvoeringsvormen volgens dit stramien worden besproken.

Figuur D3.5 Hoofdonderdelen natte installaties

3.1 Voorbehandeling

Voordat het te reinigen materiaal in de eigenlijke reinigingsinstallatie wordt ingevoerd, wordt het door middel van een grofzeef (de zeefmaat varieert, meestal ca. 80 mm) eerst ontdaan van bodemvreemde materialen als grof puin, hout en plastic.
Via een transportband, waarboven een magneetafscheider is gemonteerd wordt het materiaal daarna naar een zeefinstallatie geleid. Hier wordt de grove fractie, waaronder o.a. hechtgebonden asbesthoudende materialen afgescheiden (> 20, 40, 50 mm). Deze zeefinstallatie kan zowel een natte als een droge zeefinstallatie zijn.
De grove fractie kan vervolgens behandeld worden in een wasinstallatie, mits niet verontreinigd met asbesthoudende materialen en afhankelijk van de kwaliteit van de grove fractie. Hechtgebonden asbesthoudende materialen in deze fractie kunnen door droog zeven of handpicking worden verwijderd.
Wanneer wordt afgezeefd op een kleinere zeefmaat, 2 - 4 mm, wordt vrijwel altijd gebruik gemaakt van een natte zeefinstallatie. Deze natte zeefinstallatie heeft als nevenfunctie de deagglomeratie, de eerste stap van de zandbehandeling.

3.2 Zandreiniging

De eerste stap in de zandreiniging is de deagglomeratie; de reinigingstechnieken worden voorafgegaan door een attritiestap, met of zonder toevoeging van chemicaliën, voor een betere vrijmaking.

Deze vindt in de verschillende installaties als volgt plaats:
- met behulp van een natte zeefinstallatie waar op 2 - 4 mm wordt afgezeefd;
- in een was-/schuurtrommel;
- met behulp van een hoge drukeenheid.

Na de was-/schuurtrommel en de hoge drukeenheid volgt natte zeving op 2 - 4 mm.

Na de deagglomeratie en afzeving is de volgende stap van de zandreiniging de verwijdering van de fijne fractie. Meestal wordt als scheidingspunt 63 mm gehanteerd. Ook wordt scheiding op een lager scheidingspunt, tot 20 - 30 mm toegepast. In dat geval is de fijne verontreinigde fractie (residu) kleiner, wat een financieel voordeel kan opleveren. De zandfractie is in de meeste gevallen meer verontreinigd dan bij scheiding op een grotere afmeting. Dat kan de zandfractie moeilijker afzetbaar maken.
De fijne fractie wordt verwijderd door middel van (al dan niet in serie geschakelde) hydrocyclonen en/of opstroomkolommen.
Met de verwijdering van de fijne fractie is in de praktijk een belangrijk deel van de verontreinigende stoffen verwijderd. Afhankelijk van de verontreiniging van het materiaal en de reinigingseis worden daarna nog de volgende reinigingstechnieken toegepast:
- hoge gradiënt magneetscheiding (HGMS) voor de afscheiding van de paramagnetische deeltjes (verwijdering zware metalen);
- lage intensiteit magneetscheiding (LIMS) voor de afscheiding van de ferromagnetische deeltjes (verwijdering zware metalen);
- spiraaltechniek met koolspiralen voor het afscheiden van een lichte fractie (vaak kool- en/of PAK-deeltjes, verwijdering organische fractie);
- spiraaltechniek met metaalspiralen voor het afscheiden van een zware fractie, vaak metalen (verwijdering metalen);
- flotatie voor het afscheiden van de hydrofobe of hydrofoob te maken verontreinigende stoffen (verwijdering van metalen en organische fractie);
- opstroomkolom/fluïde bedcombinatie voor de afscheiding van de lichte fractie (voornamelijk verwijdering van organische fractie en metalen);
- opstromen/cycloneren (fractioneren).

3.3 Slibbewerking

Bij het afscheiden van de schone zandfractie komen op diverse punten in een natte scheidingsinstallatie verontreinigde fracties vrij. Het qua volume grootste deel daarvan is de bovenloop van de hydrocyclonen, de fractie < 63 mm (of fijner). De in deze stroom aanwezige slibdeeltjes worden met behulp van chemicaliën gecoaguleerd/geflocculeerd, en naar een ontwateringsinstallatie gevoerd. In de praktijk is de ontwateringsinstallatie bij Nederlandse natte grondreinigingsinstallaties meestal een zeefbandpers. De centrifuge en de kamerfilterpers worden aanmerkelijk minder gebruikt. Van centrifuges wordt door velen het risico van hoge slijtage en vastlopen wanneer het slib wat grover is als een nadeel ervaren, terwijl het discontinue karakter en de hoge personeelsinzet van de kamerfilterpers als nadelig worden beschouwd.

3.4 Waterzuivering

Bij natte grondreinigingsinstallaties is een grote hoeveelheid water in circulatie. Het water wordt zoveel als mogelijk hergebruikt.
Om het water geschikt te maken voor hergebruik wordt het ontdaan van zwevend stof in bijvoorbeeld lamellenseparatoren en/of door zandfiltratie.
Aanrijking van het water met zouten en verontreinigende stoffen wordt vermeden door menging met de fijne residufractie voor de ontwatering. Hierdoor wordt een groot deel van de verontreinigende stoffen geadsorbeerd en/of geabsorbeerd in de fijne fractie. Als toch water wordt geloosd wordt het ontdaan van verontreinigende stoffen door middel van fysisch-chemische zuivering, zand- en actief koolfiltratie, zodat het voldoet aan de lozingseisen.

3.5 Bedrijfsvoering

Natte scheidingsinstallaties kunnen snel worden opgestart en stilgelegd; een evenwichtssituatie in voor de reiniging belangrijke procesonderdelen is binnen korte tijd bereikt. Hierdoor is het mogelijk een natte grondreinigingsinstallatie in dagdienst te bedrijven en elke dag opnieuw op te starten. Twee- en meerploegensystemen worden dan ook slechts toegepast wanneer dat uit het oogpunt van capaciteit of economie gunstig wordt geacht.

3.6 Procesbesturing

Alle natte reinigingsinstallaties hebben een tamelijk eenvoudige procesbesturing. De verschillende procesparameters worden handmatig ingesteld en door een bewakingssysteem gemeten en geregistreerd. Een continue bijsturing van procesparameters is meestal niet noodzakelijk; de instelling is zodanig dat een continue bedrijfsvoering mogelijk gemaakt wordt. Uiteraard zijn in alle installaties de nodige procesbeveiligingen aanwezig. Buffertanks zijn beveiligd tegen over- en drooglopen door middel van vlotterschakelingen. De installaties zijn voorzien van continue registratie van alle belangrijke parameters.

3.7 Capaciteiten

De capaciteit van een natte scheidingsinstallatie wordt bepaald door een aantal factoren, zoals de maximale gronddoorvoer van de apparaten, het gehalte aan fijne fractie, organische fractie, en de verontreiniging.
In de praktijk is vaak de capaciteit van de slibbehandeling maatgevend, en wordt, uitgaande van de maximale belasting van de slibbehandeling (ton slib/uur) de haalbare capaciteit van een installatie "teruggerekend".

Zie voor een actueel overzicht van de natte reinigers met hun capaciteiten de website van Bodem+.

De totale omvang van de grondreinigingsmarkt lijkt zich de laatste jaren te stabiliseren., de groei is eruit. De capaciteit wordt maar ten dele benut: slechts enkele installaties werken nu volcontinue. Een deel van de overcapaciteit wordt gebruikt voor de natte reiniging van riool-, kolken- en gemalenslib, veegvuil, sorteer-/zeefzand en baggerspecie. De huidige verslechterde markt heeft er toe geleid dat de laatste jaren de activiteiten op een aantal inrichtingen van grondreinigers zijn beëindigd (zowel nat (extractieve), thermische, maar met name biologische reiniging). Deze ontwikkeling komt de geografische spreiding van de verwerkingslocaties over Nederland niet ten goede.