Bij de behandeling van industrieel afvalwater en gemeentelijk afvalwater ontstaat er op natuurlijke wijze slib door de groei van micro-organismen. Het klassieke proces van rioolwaterzuivering is afhankelijk van de micro-organismen in het slib om de verontreiniging van verschillende giftige en schadelijke stoffen te absorberen en af te breken. Dit proces produceert onschadelijke kooldioxide, water en meer microbieel slib. Dit deel van het natuurlijke slib wordt 'actief slib' genoemd. Om het systeem in evenwicht te houden, moet er regelmatig slib worden afgevoerd. Dit 'overtollige slib' moet worden ontwaterd, en moet worden afgevoerd volgens de voorschriften van lokale autoriteiten.
Wereldwijd is de slibproductie omvangrijk en groeiend. Alleen al in Europa produceren rioolwaterzuiveringsinstallaties gemiddeld 22,5 kg droge stof per hoofd van de bevolking per jaar [1]. Gezien Europa's bevolkingsaantal van 750 miljoen komt dit overeen met 17 miljoen ton droog slib per jaar. Naarmate de slibproductie toeneemt en de regelgeving evolueert, zijn gemeenten en industriële bedrijven op zoek naar efficiëntere methoden voor slibverwijdering.
Veranderingen in regelgeving
Rioolslib bevat zware metalen en ziekteverwekkers, zoals virussen en bacteriën. Ook bevat het waardevolle organische stoffen en voedingsstoffen, zoals stikstof en fosfor. Rioolslib kan daarom zeer nuttig zijn als meststof of bodemverbeteraar.
Om deze redenen bevorderen de regels van de Europese Unie (EU) het gebruik van rioolslib in de landbouw, maar stellen ze wel regels op om schadelijke effecten op de bodem, de vegetatie, dieren en mensen te voorkomen. Meer specifiek verbiedt EU-richtlijn 86/278/EEG het gebruik van slib in de landbouw wanneer de concentraties zware metalen bepaalde waarden overschrijden, maar stelt geen limieten aan het gebruik van organische verontreinigende stoffen (tabel 1) [2].
TABEL 1. Maximaal toelaatbare grenswaarden voor landtoepassing, EU-, Amerikaanse en nationale wetgeving (mg/kg drooggewicht).
In de meeste gevallen verschillen de door de afzonderlijke landen vastgestelde grenswaarden aanzienlijk, hoewel ze aanzienlijk lager zijn dan de vereisten van de EU-richtlijn 86/278/EEG. Deze variatie is onder meer te wijten aan het type en de intensiteit van de landbouwsystemen van elk land. Nederland is bijvoorbeeld een relatief klein land met een intensief grondgebruik en een hoge landbouwproductie. Daarom zijn de grenswaarden voor zware metalen zo laag ingesteld dat het gebruik van rioolslib in de landbouw niet haalbaar is. Om die reden wordt in Nederland 100 procent van het gemeentelijk slib verbrand. In andere landen is dat niet het geval. Afbeelding 1 toont de methodes voor slibverwijdering van de tien grootste gemeentelijke installaties voor afvalwaterbehandeling in verschillende landen.
Afbeelding 1. Traject van slibverwijdering in verschillende landen. [3]
In Japan wordt al het slib verbrand. De verbrandingsgraad bedraagt in Duitsland 90 procent, in Frankrijk 60 procent, en in de VS en het VK 20 procent. Deze megatrend toont een tendens richting meer verbranding, waardoor de totale kosten van afvalverwerking oplopen. De kosten voor verbranding bedragen ongeveer 90 dollar tot 130 dollar per ton, aanzienlijk meer dan de stortkosten van 40 dollar tot 70 dollar per ton.
Ontwatering en verwijdering
De efficiëntie van slibverwijdering is direct afhankelijk van de ontwatering, het proces waarbij slib wordt gescheiden in vloeistoffen en vaste stoffen. Deze scheiding is essentieel om het gewicht en volume van het slib te verminderen, wat de transport- en lozingskosten verlaagt en uiteindelijk de duurzaamheid van een afvalwaterbehandeling verbetert.
De drie meest voorkomende ontwateringsprocessen maken gebruik van filterpersen, centrifuges en bandpersen. Filterpersen gebruiken een filterdoek en hoge druk om vaste stoffen en vloeistoffen te scheiden; centrifuges gebruiken centrifugaalkracht om materialen op basis van dichtheid te scheiden; en bandpersen gebruiken zwaartekracht om vrije watermoleculen te scheiden waarna het resterende slib wordt gefilterd door middel van persing tussen twee rollen.
Zelfs na ontwatering heeft rioolslib een watergehalte van ongeveer 75 tot 80 procent. Dit betekent dat de filterkoek een droogheid (vastestofgehalte) van 20 tot 25 procent heeft. Hoe hoger het watergehalte in het slib, hoe hoger de kosten voor afvoer en verbranding.
Solenis lost het op
Vlokmiddelen, ofwel flocculanten, zijn chemicaliën die slib beter ontwaterbaar maken. Ze worden ingezet binnen methodes van slibontwatering. Ze zorgen ervoor dat de kleine deeltjes waaruit het slib bestaat, samenklonteren tot grotere vlokken. Speciaal ontworpen producten en specifieke doseringen maximaliseren dit proces en verlagen de afvoerkosten door het watergehalte van het slib te minimaliseren.
Wereldwijd helpt Solenis gemeentelijke en industriële verwerkingsinstallaties hun ontwateringsprocessen efficiënter te maken door middel onze Zetag™- en Praestol™-vlokmiddelen, die het mogelijk maken om het watergehalte in het slib te verlagen en daarmee de totale verwijderingskosten te verminderen.
Door de droogte van de filterkoek te verhogen kunnen Solenis-producten voor aanzienlijke besparingen zorgen. Een gemeentelijke waterzuiveringsinstallatie die 5 miljoen mensen bedient, bespaart 5,8 miljoen dollar per jaar door de koekdroogte te verhogen van 20 naar 25 procent, met verwijderingskosten van 65 dollar per ton (zie afbeelding 2).
Afbeelding 2. De impact van filterkoekdroogte op relatieve verwijderingskosten.
Onze vlokmiddelen (flocculaten) maken deel uit van een uitgebreid portfolio van oplossingen voor de gemeentelijke markt. Ga naar Solenis.com om meer te weten te komen, of om te bespreken, hoe we uw bedrijf kunnen helpen de kosten van het vewijderen van rioolslib te verlagen.
Referenties:
[1] Bianchini, A., Bonfiglioli, L., Pellegrini, M. en Saccani, C. (2016). Sewage sludge management in Europe: a critical analysis of data quality. International Journal of Environment and Waste Management. 18. 226. 10.1504/IJEWM.2016.10001645.
[2] Inglezakis, V., Karagiannidis, A., Samaras, P. en Zorpas, A. (2014). European Union legislation on sewage sludge management. Fresenius Environmental Bulletin. 23. 635-639.
[3] Global Water Intelligence. (2021). Sludge Management.