1. Procesbeschrijving
1.1. Inleiding
Thermische immobilisatietechnieken zijn afkomstig van de glasnijverheid en de behandeling van nucleair afval. De aangewende temperaturen variëren tussen 1100 en 2000°C. Veel hogere vlamtemperaturen worden soms aangewend voor plasmasystemen.
1.2. Werkingsprincipe
Bij verglazing wordt de bodemas tot ca. 1400°C verhit. De gesmolten bodemas wordt vervolgens in een waterbad gekoeld waardoor een granulaat ontstaat. Alle anorganische verontreinigingen worden in de glasfase geïmmobiliseerd. Om bodemas te verglazen moet het voldoen aan een aantal eisen met betrekking tot: vochtgehalte < 5%; onverbrande residu’s < 3%; metaal concentraties < 20%; en korrelgrootte < 100 mm (EIPPCB, 2006). Voordat glas vormende additieven aan de bodemas worden toegevoegd en men overgaat tot het smelten van het materiaal, wordt de bodemas ontwaterd en gedroogd bij 500°C.
Sinteren is een thermisch proces waarbij het materiaal gedeeltelijk tot smelten gebracht wordt. Door smeltvorming aan de korrelgrenzen “sinteren” de korrels aan elkaar. Het proces speelt zich af bij lagere temperatuur dan verglazen, 1100-1500°C. Bekende sinterproducten zijn bakstenen en kunstgrind. Een randvoorwaarde voor de aanmaak van homogene producten is dat het uitgangsmateriaal zeer fijnkorrelig is. Vandaar dat de techniek niet interessant is voor (korrelige) bodemas, maar mogelijk wel voor slibfracties die ontstaan bij natte deeltjesscheiding. Volgens een Zwitserse studie zou het gesinterd product hetzelfde niveau van uitloging en stabiliteit bereiken als de gesmolten en verglaasde producten, dit in tegenstelling tot de BREF (EIPPCB, 2006) die stelt dat het verglazingsproces de meest stabiele en dense producten produceert (Nielsen et al., 2008).
2. Milieuaspecten en energie
Verglazing resulteert in een verminderd volume (vermindering van 33-50%), een zeer lage uitloging, en een stabiel residu. Afhankelijk van de vigerende regelgeving, kunnen verglaasde of gesinterde korrels onmiddellijk hergebruikt worden als granulaat (indien voldaan wordt aan de VLAREMA normen) en hoeven niet gestort te worden (EIPPCB, 2005). De antimoonuitloging bij verglazing blijft relatief hoog, waardoor toepassing niet zeker is.
Sinteren is niet toepasbaar op de bodemas zelf. Slibfracties die vrijkomen bij een natte deeltjesscheiding kunnen mogelijk wel verwerkt worden.
Zowel verglazen als sinteren vragen een hoog extern energiegebruik, waardoor een grote hoeveelheid CO2 gegenereerd wordt. Dit maakt van een afvalverbrandingsproces een energieconsumerend proces in plaats van een energieproducerend proces. Deze techniek wordt dan ook pas aangewend wanneer de uitloognormen voor hergebruik of voor storten voldoende streng zijn (EIPPCB, 2005).
Het rookgas dat voorkomt uit de thermische behandeling van bodemas stoot zelf een grote hoeveelheid verontreinigende stoffen uit zoals NOx, TOC, SOx, stof, zware metalen, etc. Een behandeling van dit rookgas is vereist om de verontreinigende stoffen te verwijderen (EIPPCB, 2005).
De rookgas-reinigingsresidu’s dienen gestort te worden of kunnen als bouwstof ingezet worden indien aan de VLAREMA normen wordt voldaan.
3. Kosten
De kosten worden geraamd op 100 tot 500 €/ton bodemas (EIPPCB, 2006). De investeringskosten voor een installatie met een capaciteit van 1 tot 1,5 ton/uur bedraagt ongeveer 20 miljoen € (EIPPCB 2006).
4. Referenties
- EIPPCB, 2005. Best Available Techniques Reference Document on Waste Incineration. European IPPC Bureau.
- EIPPCB, 2006. Best Available Techniques Reference Document on Waste Treatments Industries. European IPPC Bureau.
- Nielsen, P., Kenis, C., Vanassche, S., Vrancken, K. 2008. BBT voor behandeling van bodemas voor huisvuilverbranding. Gent, Academia Press, 2008, xii + 119 pp.