Bestemmen van baggerspecie en producten, Producten uit baggerspecie: zand
Onder zand uit baggerspecie wordt verstaan het product dat grotendeels bestaat uit korrels tussen 63 µm en 2 mm (naar analogie van NEN 5104). Het ontstaat bij de scheiding van (matig) zandrijke baggerspecie in een hydrocycloon of een sedimentatiebekken. Overigens kan het ook vrijkomen zonder verdere bewerking dan alleen ontwateren wanneer het zeer zandige baggerspecie betreft.
Voor de productie van zand door zandscheiding komt specie met een zandgehalte van ten minste 50 tot 70% in aanmerking. De korrelgrootteverdeling van de baggerspecie is in grote mate bepalend voor de eigenschappen van het zandproduct. Daarnaast kunnen in beperkte mate de eigenschappen van de producten beïnvloed worden door de keuze van de scheidingstechniek en de configuratie van de scheidingsinstallaties.
Er wordt onderscheid gemaakt in:
- fijn zand (deeltjes tussen 63 en 210 µm) en
- grof zand (deeltjes tussen 210 µm en 2 mm).
Zand uit baggerspecie is na scheiding toepasbaar indien het voldoet aan de Maximale Waarden van het Besluit bodemkwaliteit.De belangrijkste toepassingsmogelijkheden zijn ophoogzand en zand voor zandbed. Incidenteel is het zand in het verleden ook toegepast als draineerzand en als fijn toeslagmateriaal in beton of asfalt.
Zand na scheiding met een hydrocycloon
Korrelopbouw
De korrelgrootteverdeling kan sterk wisselen afhankelijk van de wijze van voorkomen in de waterbodem. Het door classificatie verkregen zand uit baggerspecie kent veelal een gradering van 0/1 mm met globaal 25 à 50% (m/m) < 125 µm en een zandmediaan (d50) tussen 100 en 500 µm. De hoeveelheid delen kleiner dan 63 µm (slib) varieert en bedraagt in het algemeen niet meer dan 20% (m/m) en is veelal kleiner dan 5% (m/m), afhankelijk van het scheidingsrendement kwaliteit van de scheidingsinstallatie.
Het lutumgehalte van grof zand (maximaal circa 10% m/m) ligt beduidend lager dan dat van fijn zand (maximaal circa 20% m/m). Hoe hoger het scheidingspunt wordt gekozen, des te minder slib zal het zand bevatten. Soms kan de fractie < 63 µm vrijwel geheel ontbreken, omdat zand uit baggerspecie in principe doelbewust van slib met de verontreinigingen wordt ontdaan. Het rendement van de slibafscheiding kan echter sterk variëren en hangt af van de opbouw van de installatie en het gekozen scheidingspunt bij hydrocyclonage. Door het opnemen van meerdere trappen kunnen zowel fijn als grof zand worden afgescheiden.
Samenstelling
Het zand bestaat voornamelijk uit natuurlijke zanddeeltjes (kwarts) en in beperkte mate uit niet-natuurlijk materiaal (slak, puin, sintels e.d.). Het gehalte aan organische stof is gering (het gloeiverlies bedraagt gemiddeld 0,5% m/m en is kleiner dan 1% m/m).
Milieuhygiënische kwaliteit
Het scheiden van de deeltjes vindt plaats op basis van massa. Dit betekent dat de grovere (en over het algemeen schonere) deeltjes gescheiden worden van de fijnere (en over het algemeen vuilere) deeltjes. Het kan echter voorkomen dat metalen niet gebonden zijn (o.a. slijpresten, of slak) en zodanig in de grovere fractie terechtkomen. PAK’s gebonden aan teerdeeltjes zijn relatief zwaar en zullen bij scheiding op massa in de grovere fractie terechtkomen. In de meeste gevallen is het zand echter schoon, of met eenvoudige nabehandelingen (scrubben, flotatie) te reinigen tot onder de Maximale Waarden van het Besluit bodemkwaliteit.
Het (fijne) zand kan als bouwstof gebruikt worden in de toepassingen zand voor zandbed, ophoogmateriaal, afdekgrond stortplaatsen en fijn toeslagmateriaal. Wanneer het zand voldoet aan de maximale samenstellings- en emissiewaarden voor een IBC-bouwstof , zal moeten worden geïsoleerd wanneer het wordt toegepast als zand voor zandbed of ophoogmateriaal.
Zand verkregen in een sedimentatiebekken
Korrelopbouw
De scheiding verloopt in een sedimentatiebekken minder scherp dan in een hydrocycloon. In het eerste deel van het eerste bezinkbekken (zand), in de buurt van de spuitmond, wordt relatief weinig slib afgezet, mede omdat aan het zandoppervlak een grote stroomsnelheid heerst. In het tweede deel van het eerste bekken vloeit de specie breder uit. De stroomsnelheid zal daardoor veelal kleiner worden waardoor, naast zand, ook een deel van het slib in het eerste bekken zal achterblijven. Deze tweede zandfractie bevat daardoor vaak meer lutum dan de eerste zandfractie. Het afstromende water met slib wordt in een tweede bezinkbekken gebracht, waarin de snelheid zeer laag gehouden wordt om het slib te laten bezinken alvorens het water te lozen.
Het zand wordt gekenmerkt door een relatief grote heterogeniteit qua korrelopbouw. Mogelijk kan afhankelijk van de dimensies van het bezinkbekken een onderscheid worden gemaakt tussen grover en fijner zand, doch een scherpe scheiding is niet aan te brengen. De nominale korrelmaat van het zand is vergelijkbaar met die van zand uit hydrocyclonage.
Fysische samenstelling
Het slibgehalte van het zand kan oplopen tot 20% m/m en het gehalte aan organische stof varieert van 0,6 tot 6,3% m/m (gemiddeld 2,6% m/ m). Door middel van een nascheiding door middel van hydrocyclonage kunnen het slibgehalte en het percentage organische bestanddelen van het zand verder worden teruggebracht.
Milieuhygiënische kwaliteit
Ongeveer 90% van het zand uit een sedimentatiebekken is toepasbaar als grond en baggerspecie in het kader van het Bbk.Hierbij moet gedacht worden aan zand voor zandbed, ophoogzand afdekgrond en (in beperkte mate) drainagezand. Het IBC-bouwstof-materiaalis geïsoleerd toepasbaar als ophoogzand en zand voor zandbed.
Thermische reiniging
Thermisch gereinigd zand wordt gekenmerkt door een donkere, zwartachtige kleur door de aanwezigheid van kooldeeltjes. Het organisch- stofgehalte is als gevolg van verbranding van organisch materiaal tot een minimum gereduceerd. De korrelopbouw van het zand wordt door het proces niet wezenlijk beïnvloed. In geval van zandige en zandrijke baggerspecie zal in het algemeen echter niet worden gekozen voor een verwerking door middel van thermische technieken.