Factsheet: ketens en afweging verwerkingstechnieken voor baggerspecie

A AFWEGINGSMETHODIEK

Verwerkingstechnieken voor baggerspecie worden gekenmerkt door een eigen specifiek prestatiegebied. Sommige technieken zijn inzetbaar op ongescheiden specie, andere kunnen alléén of effectiever worden toegepast na voorbehandeling of op deelstromen na fractiescheiding. Ook kunnen nabehandelingen benodigd zijn. In de praktijk worden dan ook vaak combinaties van technieken (behandelingsketens) ingezet, die gezamenlijk het totale traject van behandelen na baggeren tot de uiteindelijke bestemming beslaan. Een voorbeeld is een keten van zandscheiding, gevolgd door polishing van de grove zandfractie en storten (of reinigen) van de fijne slibfractie.

Voor de keuze van de inzet van (een keten van) technieken voor een bepaalde locatie is het daarom nodig om van toepasbare ketens de kosten en milieu-effecten, uitgedrukt per hoeveelheid onbehandelde en ongescheiden baggerspecie (in situ kubieke meter of tonnen droge stof) te kennen.
Voor dit selectie-, c.q. keuzeproces is een methode ontwikkeld die in enkele stappen lopend van techniekniveau naar ketenniveau inzicht geeft in de aspecten die voor de keuze van belang zijn. De selectie vindt plaats op basis van de volgende aspecten: technische uitvoerbaarheid, reinigingsrendement, milieu-effecten, kosten en onzekerheden. Lokale omstandigheden zijn uiteindelijk bepalend voor de definitieve selectie. In onderstaande figuur wordt het totaalbeeld van het stappenplan geschetst, met een toelichting per stap in het vervolg.

De eerste stap in het afwegingsproces betreft de inventarisatie en selectie van technieken op basis waarvan alle technisch uitvoerbare ketens kunnen worden samengesteld. Binnen deze stap kan onderscheid worden gemaakt in een inventarisatie bestaande technieken (1a), de selectie van technisch uitvoerbare technieken met voldoende rendement (1b) en de samenstelling van ketens uit de geselecteerde technieken (1c).
De selectie van toepasbare technieken (stap 1b) wordt bepaald door de eigenschappen van de te behandelen specie (fysische eigenschappen en aard/mate van verontreiniging) en de technische mogelijkheden van de technieken (welke speciesoorten kunnen met de techniek verwerkt worden, welke verontreinigende stoffen kunnen met de techniek verwijderd/geimmobiliseerd worden en het reinigingsrendement van de technieken). De richtlijn herstel en beheer bodemkwaliteit levert deze specifieke techniekinformatie.

Aan de hand van de lijst technisch uitvoerbare technieken kunnen vervolgens ketens worden samengesteld voor de behandeling van de baggerspecie in kwestie.

Stap 1 resulteert aldus in een aantal behandelingsketens die technisch uitvoerbaar zijn en die zullen leiden tot een toepasbare productkwaliteit.

In de tweede stap van de afwegingsprocedure worden de beoordelingscriteria gekwantificeerd. De beoordeling zal geschieden op kosten, milieuaspecten en onzekerheden. Bij de milieuaspecten wordt onderscheid gemaakt in milieuverdienste (de hoeveelheid toepasbaar materiaal en de reductie in verontreiniging) en milieugebruik (ruimtebeslag, energieverbruik, grondstoffenverbruik, ontstaan van emissies en de productie van afvalstoffen).

Stap 2 resulteert in een kwantificering van de beoordelingscriteria voor de in stap 1 geselecteerde technisch uitvoerbare ketens. Op deze wijze worden de argumenten voor een selectie verzameld en dusdanig gekwantificeerd, dat een vergelijk tussen de ketens mogelijk is.

In stap 3 worden de ketens onderling vergeleken en wordt in twee substappen (een eerste screening en een definitieve weging) een afweging/keuze gemaakt.
In de primaire screening zullen ketens die extreem slecht scoren (op één of meer punten) af vallen. Deze screening kan worden uitgevoerd op basis van de beoordeling van gelijksoortige aspecten. De primaire screening betreft het wegstrepen van ‘uitersten’.
Bij de definitieve selectie spelen, naast kosten en milieu-effecten, lokatiespecifieke omstandigheden en eventueel aanwezige onzekerheden een rol.

B STAP 1: TECHNISCH UITVOERBARE KETENS

Onderstaande tabel geeft een overzicht van een aantal toepasbare en in de praktijk veel voorkomende ketens van technieken met een onderscheid naar type specie en type verontreiniging. Het betreft een algemene weergave waarbij vooronderzoek in een specifieke situatie van belang kan zijn.

ff=fijne fractie (slibfractie)

Specietype
Bij de toepasbaarheid op het type specie is onderscheid gemaakt in zandrijke en siltig/kleiige specie. Een bewerkingsstap op een zandige specie leidt sneller tot rendement dan een bewerking op een niet zandige specie. Dit heeft met name te maken met de hoeveelheid schoon of herbruikbaar zand, die uit de specie teruggewonnen kan worden. Meerdere, geschakelde bewerkingsstappen hebben extra kosten tot gevolg, waardoor met name de economische haalbaarheid limiterend zal zijn. Om die reden wordt het thermisch immobiliseren niet haalbaar geacht. Technisch is dit een goed haalbare techniek, maar economisch zeer slecht haalbaar.

Verontreiniging
Als tweede is een toepasbaarheid weergegeven, gebaseerd op de aard van de verontreiniging. Hierbij geldt ook dat thermische immobilisatie technisch een goed haalbare en uitvoerbare techniek is, maar economisch niet of nauwelijks haalbaar zal zijn. Voor de overige technieken en bewerkingen geldt dat óf de techniek als zodanig limiterend is voor het te behalen rendement, óf het beleidsmatige kader stelt grenzen aan de toepasbaarheid. Bij landfarming zullen niet of nauwelijks zware metalen worden verwijderd, tenzij dit wordt gestimuleerd met vegetatie die in staat is zware metalen te onttrekken aan de baggerspecie en deze te verwijderen. Bij immobilisatietechnieken is het huidige beleidsmatige kader limiterend voor de toepassing van organische verontreinigingen. Ook de beleidsveranderingen, die medio 2007 in zullen gaan, bevatten dit zelfde uitgangspunt.

Gebiedsgericht
Een gebiedsgerichte toepassing wordt enerzijds bepaald door de civieltechnische kwaliteiten en anderzijds door de toegestane gehalten aan verontreinigingen. Binnen het nieuwe beleid komt er wel meer ruimte om met gebiedsgerichte toepassingen om te gaan.

C STAP 2: KWANTIFICERING RELEVANTE ASPECTEN

In stap 2 van de afwegingsmethode, worden de voor de selectie relevante aspecten (beoordelingscriteria) gekwantificeerd. Deze beoordelingscriteria zijn de technische uitvoerbaarheid, de positieve en negatieve milieuaspecten en de kosten.

Technische uitvoerbaarheid
De technische uitvoerbaarheid op techniekniveau wordt aan de hand van informatie uit het Handboek Bodemsaneringstechnieken in stap 1 vastgesteld, waarna de geselecteerde technieken worden gecombineerd tot logische varianten.

Kosten
De kosten kunnen als gevolg van de geldende omstandigheden zeer sterk variëren. In onderstaande tabel staan gemiddelde kosten gepresenteerd voor drie typen species.

Tabel: Kosten op techniekniveau

Ter illustratie staan in onderstaande figuur de berekeningen van de kosten op het niveau van ketens gepresenteerd voor de drie genoemde typen species.

Milieueffecten Voor de milieueffecten wordt uitgegaan van positieve en negatieve effecten. Onderstaande twee tabellen zijn ten aanzien hiervan richtinggevend.

Tabel 3: Kwantificering positieve milieu aspecten van verschillende technieken

Bij sommige technieken ontstaan andere afvalstromen, zoals bij thermische verwerking bij de rookgasreiniging. Deze afvalstromen, die ook gestort moeten worden, worden bij de negatieve milieuaspecten in beschouwing genomen. 1) Bij de immobilisatietechnieken wordt de milieuwinst geboekt doordat de verontreinigende stoffen worden vastgelegd. Deze technieken moet dus ook veeleer op hun immobilisatierendement beoordeeld worden. Bij de thermische immobilisatie is het rendement voor de verwijdering van organische contaminanten 100%. De anorganische verontreinigende stoffen (m.n. zware metalen) zullen echter grotendeels worden vastgelegd in het immobilisaat. Omdat ze daarmee niet (nauwelijks) meer beschikbaar zijn voor uitloging, is het rendement hiervoor op 99% gezet. Bij koude immobilisatie worden geen stoffen verwijderd. De immobilisatiegraad is stof- en specieafhankelijk. De scheidings- technieken dragen als zelfstandige techniek niet bij aan een reductie van het gehalte of de beschikbaarheid van de verontreinigende stoffen.

Tabel 4: Vergelijking milieugebruik van verschillende technieken

Ook voor de milieuaspecten energieverbruik en ruimte beslag zijn op het niveau van ketens berekeningen uitgevoerd en gepresenteerd op een wijze zoals in Figuur 2 staat weergegeven.

Onzekerheden
Bij de kwantificering van de beoordelingsaspecten dienen de volgende onzekerheden in de beschouwing worden meegenomen:

• Marges in kosten en milieu-effecten;
• Vergunningen en beschikbaarheid installaties;
• Rendement van technieken;
• Overige onzekerheden (acceptatiebeleid van depots, afstand tot depot of verwerkingslocatie, bestemmingsplannen of maatschappelijke acceptatie).

D STAP 3 : AFWEGING EN KEUZE

Voor de totale behandeling van 1 m3 situ specie zijn in het Handboek voor drie typen species (slibrijk, matig zandig, zandrijk) de in onderstaande tabel aangegeven ketens doorgerekend voor zowel de kosten als de milieueffecten.

De in het Handboek weergegeven resultaten van deze berekeningen kunnen te samen met de kwantificering van de onzekerheden worden gebruikt voor de uiteindelijke selectie van verwerkingsketens.

E VOORBEELD

In onderstaande tabel wordt ter illustratie een fictief voorbeeld gegeven van de resultaten van bovengenoemde berekeningen met een afweging ten aanzien van de voorkeursoplossing.

Gegeven is een matig zandige specie, die verontreinigd is met een cocktail aan verontreinigende stoffen (zowel zware metalen als organische verontreinigende stoffen).
Bij een selectie op grond van technische uitvoerbaarheid blijven waarschijnlijk de volgende ketens over:

• alles storten
• zandafscheiden door middel van hydrocyclonage, gevolgd door storten van de fijne fractie
• zandafscheiden door middel van hydrocyclonage, gevolgd door thermische immobilisatie (sinteren) van de fijne fractie

Scheiden door middel van sedimentatie bekken is mogelijk ook nog een optie voor de behandeling van deze specie, maar die is voor de helderheid hier niet meegenomen.

Tabel 6: Overzicht wegingsaspecten bij vergelijking van drie relevante ketens voor de verwerking van matig zandige specie die verontreinigd is met een cocktail aan stoffen

Vergelijking van de kosten en de negatieve milieueffecten, versus de positieve milieueffecten (productie toepasbaar materiaal en reductie van de vracht of beschikbaarheid aan verontreinigingen), levert een te verwachten beeld op. Hoe groter de investering (in kosten of milieugebruik), hoe groter het resultaat is.

Alles storten vergt weinig investeringen, maar levert geen toepasbaar materiaal op, en zal een permanent ruimte gebruik veroorzaken. Door eerst het zand af te scheiden, worden de investeringen (kosten en energie) iets hoger, het -permanente- ruimtegebruik wordt kleiner dan wanneer de specie ongescheiden gestort wordt, en een deel van de specie, de zandfractie, kan toegepast worden. Door de fijne fractie verder te behandelen, in dit geval door sintering, stijgen weliswaar het energieverbruik en de kosten van de verwerking sterk, maar deze keten legt slechts tijdelijk een beperkt beslag op de ruimte, en (vrijwel) alle specie wordt omgezet in toepasbare producten.

Bij de uiteindelijke afweging zal een keuze gemaakt moeten worden tussen een investering in ruimte, of een investering in energie en kosten, waarbij in het laatste geval als positief aspect meeweegt dat (vrijwel) alle specie wordt omgezet in een toepasbaar product.

Behalve het gewicht dat aan ruimtebeslag en energieverbruik gegeven wordt, zijn lokale omstandigheden bepalend voor de hoogte van de kosten en het milieugebruik. Dit betreft bijvoorbeeld de afstand tot de dichtstbijzijnde stortplaats/verwerkingsinstallatie en tot de afzet van de producten. Ook kunnen van locatie tot locatie de grondprijzen verschillen. Daarnaast geldt dat het tijdig beschikbaar krijgen van de vereiste vergunningen ook locatie afhankelijk is. Tot slot spelen ook de maatschappelijke aspecten een rol in de afweging.