Landfarming

1. Procesbeschrijving

1.1. Inleiding

Rijpen en landfarmen vormen een vervolg op lagunering. Het slib (rioolslib, bagger- en ruimingsspecie) wordt op speciale terreinen uitgespreid om te ontwateren en het volume te reduceren. Het doel van landfarming is de aërobe, bacteriële afbraak (biodegradatie) te bevorderen van organische verontreinigingen, die in de specie aanwezig zijn. Na een zekere tijd (rijpen) verandert ook de structuur van het materiaal door fysisch/chemische processen en kan een kleine verlaging van de gehalten aan organische verbindingen optreden. Bij landfarmen wordt de specie daarnaast nog intensief bewerkt (ploegen, frezen, etc.), waardoor biologische afbraak van de organische verbindingen (minerale olie en PAK) optreedt. Soms worden ook toeslagstoffen toegevoegd om de biologische afbraak te verbeteren. Verder kan door het beplanten van bagger- en ruimingsspecie met bijvoorbeeld wilgen (fytoremediatie) de reiniging worden gestimuleerd. Deze piste is het meest geschikt voor slib- of matig zandrijke specie met hoofdzakelijk weinig sterk gebonden organische vervuiling.  Na de behandeling worden grote verontreinigingen als hout, metaal, puin en plastics uitgesorteerd.

1.2. Werkingsprincipe

Reiniging in landfarms is een ex-situ techniek voor het behandelen van bagger- en ruimingsspecie of slib, dat is verontreinigd met minerale olie en PAK. Door de specie in een dunne laag op speciaal daartoe ingerichte percelen op het land te brengen wordt lucht en vooral zuurstof in de specie gebracht. De aanwezige bacteriën starten hierna met de biologische afbraak van minerale olie en PAK. Het landfarmingproces heeft tot doel de luchttoevoer en het biodegradatieproces zoveel mogelijk te bevorderen. Het succes van een biologische reiniging wordt in hoofdzaak beïnvloed door de volgende factoren:

  • de biobeschikbaarheid (afbreekbaarheid) van de aanwezige verontreinigingen;
  • de aanwezigheid van de juiste micro-organismen;
  • de aanwezigheid van de juiste procescondities.

In het landfarmingproces zijn drie (deels overlappende) fasen te onderscheiden:

  • een laguneringsfase (ontwatering en structuurverbetering – zie lagunering).
  • een fase van snelle biologische afbraak van makkelijk afbreekbare componenten (intensieve landfarming). Naarmate de structuur verbetert en luchtgevulde poriën ontstaan, zal de snelle fase van de biologische afbraak op gang komen. Eerst worden de direct beschikbare polluenten afgebroken zodat de afbraak snel verloopt. Tijdens dit proces verbetert de structuur verder door bewerking en/of beplanting van de specie.
  • een fase van langzame biologische afbraak van moeilijk afbreekbare componenten (extensieve landfarming). Nadat alle goed beschikbare (biobeschikbare) polluenten zijn afgebroken worden ook de andere minder snel afbreekbare (niet biobeschikbare) elementen afgebroken. Tijdens deze fase zal de desorptie-snelheid (beschikbaar komen van sterk aan de speciematrix gebonden stoffen) het tempo van de afbraak bepalen. Er start een fase van langzame afbraak. Tijdens deze fase hebben de procesbeheersende maatregelen (ploegen, begreppelen,..) nog weinig effect.

Tijdens een goed gestuurd proces zal ca. 70 tot 90% van de organische verontreinigingen (minerale olie en PAK) afgebroken worden. De zware metalen worden niet afgebroken maar kunnen in zeer beperkte mate uitgeloogd en via het overtollige drainagewater afgevoerd worden. De afbraak is vooral afhankelijk van de karakteristieken van de polluenten (langere koolwaterstof ketens breken trager af dan kortere) en hun biologische beschikbaarheid. De verblijftijd in een landfarmingveld bedraagt ongeveer 1 tot 3 jaar, afhankelijk van de intensiteit van de bewerking en de karakteristieken van de toegevoerde specie.

2. Milieuaspecten en energie

Tijdens het ontwateringproces kunnen vrij belangrijke hoeveelheden water vrijkomen. Tijdens het verdere proces moet het regenwater dat op de terreinen valt eveneens afgevoerd worden. Een zuivering van het effluent kan nodig zijn alvorens te lozen. Voor een overzicht en technische beschrijving van mogelijke afvalwaterzuiveringstechnieken verwijzen we naar WASS-tool (waterzuiveringstechnieken) op de EMIS website en de BBT-studie voor verwerkingscentra van bagger- en ruimingsspecie.

Eventueel kan vervluchtiging optreden van vluchtige organische stoffen tijdens de ontwaterings- en oxidatie-fase.

3. Kosten

De kosten voor landfarming (ca. 10-120 €/tds) bestaan uit kosten voor het landgebruik, vergunningen, het afscheiden van grove bestanddelen, uitspreiden van de specie over het land, behandeling (bv. ploegen) van de uitgespreide specie, meststoffen, staalname en analyse van de specie ter opvolging van het landfarmingproces. Wanneer ook nuttig grondgebruik in overweging wordt genomen, bv. door de teelt van biomassa voor energieproductie, zal dit mogelijk leiden tot een reductie van de kosten.

4. Referenties

  • AKWA; in opdracht van DG water; handleiding sanering waterbodems, mei 2006
  • Goovaerts, L., Huybrechts, D. & Vrancken, K. (2007). Beste Beschikbare Technieken (BBT) voor verwerkingscentra van bagger- en ruimingsspecie. Academia Press, Gent, 197 p.
  • Jacobs, A., Wellens, B. en Dijkmans, R. (2003). Gids Afvalverwerkingstechnieken – Uitgave 2. Academia Press, Gent, 498 p.
  • Nielsen, P., Quaghebeur, M., Geuzens, P. & Huybrechts, D. (2003). Beheer van slib – eindrapport. VITO, Mol, 84 p.
  • OVAM (2010). Voortgangsrapportage 2008-2009 Uitvoeringsplan Slib. OVAM, Mechelen, 91 p.
  • Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit. Kennisdocument voor bodem- en waterbodembeheer. http://www.bodemrichtlijn.nl/