Thermische immobilisatie grond, toepassingsgebied en validatie

5.2.2 Toepassingsvoorwaarden met betrekking tot thermische immobilisatie
5.2.2.1 Eisen
Producten die worden gefabriceerd door middel van hete immobilisatie worden toegepast als bouwstof. Ze zullen dan ook moeten voldoen aan de eisen van het Besluit bodemkwaliteit.

5.2.2.2 Fysische samenstelling
Organische stof
In principe levert de oxidatie van organische stoffen extra energie op voor het sinter- of smeltproces. Naarmate het gehalte aan organische stof in het te behandelen materiaal hoger is zijn thermische processen echter moeilijker te beheersen. In de praktijk wordt een gehalte aan organische stof hoger dan 25% als belemmerend voor de goede werking van thermische immobilisatieprocessen beschouwd. Wanneer het gehalte hoger is dan 50%, worden de processen zo moeilijk beheersbaar, dat deze techniek niet meer als mogelijk wordt beschouwd.

Fractieverdeling
Bij sinter- en smeltprocessen is de aanwezigheid van te grove materialen belemmerend: de fractie <63 µm dient meer dan 95% te bedragen. De meeste processen zijn ook ontworpen voor de behandeling van zeer fijnkorrelige materialen, zoals baggerspecie, grondreinigingsresidu en (de as van de verbranding van) zuiveringsslib. Materialen groter dan circa 63 µm worden meestal verwijderd door deeltjesscheiding toe te passen.

Mineralogische samenstelling
Voor het bereiken van een optimale smelttemperatuur moet de verhouding tussen de diverse mineralen worden geoptimaliseerd. Een te hoog gehalte aan zand (SiO2) veroorzaakt een aanzienlijke verhoging van de smelttemperatuur. Daarom is het zandgehalte kritisch. Het zandgehalte is echter altijd door middel van (natte) deeltjesscheiding te beïnvloeden.
Bij alle processen die op het moment in Nederland in de ontwikkelingsfase zijn, wordt door de uitvoerder gesteld dat de verhouding tussen de verschillende mineralen door middel van menging van verschillende stromen is te sturen. Het recept wordt als bedrijfsgeheim beschouwd.

De hoeveelheid afval <32 mm
Organisch afval, zoals stukjes hout, en plastic zal in het thermische proces worden verbrand. In het algemeen moet echter de invoer in een thermisch immobilisatieproces meer dan 95% deeltjes <63µm bevatten. Grovere delen zijn nadelig voor het proces.

5.2.2.3 Verontreinigende stoffen
Gehalte aan zware metalen
In sinter- en smeltprocessen zullen metalen die een lage dampspanning hebben bij temperaturen > 1000 °C de neiging hebben uit te dampen. De metalen Hg, en Cd zullen in meerdere of mindere mate in de rookgassen worden aangetroffen en daaruit moeten worden verwijderd.
Afhankelijk van het reducerende of oxiderende milieu in de oven zullen geoxideerde vormen van metalen ontstaan. De metalen As en Mo zijn kritisch met betrekking tot uitloging.

Gehalte aan organische verontreinigingen
Bij hete immobilisatie worden organische verontreinigende stoffen volledig afgebroken. Omdat het temperatuurniveau significant hoger is dan bij thermische reiniging, zullen de restconcentraties nog geringer, tot nihil zijn. De eventueel uit gehalogeneerde verontreinigende stoffen vrijkomende ongewenste afbraakproducten zullen in de rookgasreiniginginstallatie worden gevangen. Grens-/ maximale waarden zullen dan ook afhankelijk zijn van de prestatie van de rookgasreiniginginstallatie.

De pH en het gehalte aan CaCO3
De pH is voor thermische processen niet zeer kritisch. Het calciumgehalte moet, om een optimale smelttemperatuur te bereiken, binnen zekere grenzen blijven.

Anionen
In het algemeen zijn anionen (zeer) mobiel. Wanneer deze in het immobilisaat aanwezig zijn, zal het niet voldoen aan de grenswaarden met betrekking tot uitloging. Een bekend voorbeeld is MoO4- .

Asbest
In principe is thermische immobilisatie van asbest (met name in smeltprocessen) mogelijk. Hiervan zijn bij laboratoriumproeven goede resultaten bereikt. In de praktijk zijn geen resultaten van proeven met grond waarin asbest voorkomt bekend.

5.2.2.4 Hypothese van het toepassingsgebied
Bovenstaande overwegingen hebben geleid tot de volgende hypothese van het toepassingsgebied.

Tabel D5.3 Hypothese toepassingsgebied thermische immobilisatie leidend tot bouwstof (invoer)

5.2.3 Evaluatie

De opgestelde hypothese dient in de toekomst aan de hand van praktijkgevallen nog te worden getoetst.

5.3 Civieltechnische eigenschappen van het verwerkte product

Zie [Verwerken van grond, toepassingsgebied en validatie].