1. Procesbeschrijving
1.1. Inleiding
Immobiliseren wordt gebruikt als een algemene term om de vermindering van de mobiliteit van een verontreiniging aan te duiden, ongeacht of deze gebaseerd is op stabilisatie of solidificatie. Het begrip ‘stabilisatie’, verwijst naar de immobilisatie van de verontreiniging door het aangaan van een stabielere chemische binding. Dit is het proces waarbij contaminanten (bv. zware metalen) volledig of gedeeltelijk worden gebonden door de toevoeging van bindmiddelen. ‘Solidificatie’ is dan weer het inkapselen van de verontreiniging in een vaste matrix. Voor het solidificatie proces worden additieven gebruikt die de fysische karakteristieken (zoals sterkte, samendrukbaarheid, en/of permeabiliteit) beïnvloeden.
1.2. Werkingsprincipe
Stabilisatie wordt bekomen door de bodemas te mengen met een reagens om de uitloging van contaminanten zoveel mogelijk te beperken, waardoor de toxiciteit van de bodemas afneemt en het gemakkelijker wordt om er mee om te gaan. Het stabilisatie proces maakt gebruik van de precipitatie van metalen in nieuw gevormde mineralen als ook van de sorptie van metalen op mineralen.
De term solidificatie heeft betrekking op het mengen van afval (bodemas) met een reagens om een vormgegeven vaste afvalstof te produceren (met een lage porositeit en lage permeabiliteit), geschikt voor hergebruik of een veilige verwijdering op de stortplaats. Contaminanten worden ofwel geadsorbeerd door het reagens of vastgelegd in de matrix van het gesolidificeerde product.
De meest gebruikte bindmiddelen zijn: cement, puzzolanen, vrije kalk, oplosbare silicaten (bv. waterglas), organisch gemodificeerde kleien of kalk en organische polymeren, (EIPPCB, 2006). Voor bodemas zijn naast cement en bitumen, ook Na-silicaatglas (waterglas), Fe(III)- en Al(III) zouten die voor sorptie van de verontreinigingen zorgen, en oplosbaar fosfaat beproefd. In Frankrijk zijn meer dan twintig procent van de bodemas behandelingsinstallaties voorzien van een installatie voor immobilisatie van de bodemas door middel van hydraulische bindmiddelen of bitumen. In deze installaties worden enkele procenten tot ongeveer 25% van de bodemas behandeld met bindmiddelen. De met bindmiddelen behandelde bodemasgranulaten worden gebruikt voor meer hoogwaardige toepassingen, zoals funderingen en onderfunderingen van wegen (Nielsen et al. 2008).
Wanneer bodemas behandeld wordt met cement, resulteert dit in een immobilisatie, waarbij oplosbare verbindingen fysisch ingesloten worden (fysische immobilisatie) of opgenomen worden in nieuw gevormde mineralen (chemische immobilisatie). Omdat het materiaal bijna zo hard wordt als beton wordt de immobilisatie van bodemas met cement vaak op de plaats van toepassing uitgevoerd. Naast de verharding zorgt het cement voor een hoog bufferend vermogen (hoge pH) dat de uitloogbaarheid van vele elementen beperkt. Voor sommige elementen, waaronder koper, zal de uitloogbaarheid echter omwille van de hoge pH toenemen. Vaak zijn hoge cement hoeveelheden nodig (10 gewichtsprocent of meer), waardoor de behandelingskost relatief hoog is en de massa en het volume van het behandelde materiaal toeneemt.
2. Milieuaspecten en energie
Er worden geen nieuwe afvalstoffen gecreëerd.
Het volume van het toe te passen materiaal (bodemas+bindmiddel) neemt aanzienlijk toe.
Er worden toeslagstoffen gebruikt.
3. Kosten
De kosten voor het immobiliseren met cement worden geschat op 25 tot 30 €/ton bodemas (Nielsen et al., 2008).
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.