Natuurlijke ontwatering - lagunering

1.1. Inleiding

Een voorbehandeling van slib (riool(kolken)slib, RWZI-slib, bagger- en ruimingsspecie) bestaat uit het ontwateren van het geaccepteerde slib aan de hand van lagunering. De ontwatering gebeurt gravitair. In functie van de totale opslag- en verwerkingscapaciteit van de betreffende installatie varieert de capaciteit van enkele honderden tonnen tot enkele duizenden tonnen slib. Niet alle verwerkingsinstallaties passen een voorafgaande ontwatering toe. De voorafgaande ontwatering zou volgens verschillende bedrijven een eventuele zandafscheiding gunstig beïnvloeden.

Lagunering is een ontwateringtechniek waarbij het natuurlijk consolidatie- en uitdrogingsproces zoveel mogelijk geoptimaliseerd wordt. Het ontwateringsproces wordt versneld door de inzet van mechanische tuigen om evaporatie en snellere afvoer van het vrijkomende water mogelijk te maken (op ruggen zetten en regelmatig keren van de specie). Door specie te laguneren wordt vooral een structuurverbetering beoogd. Het doel is een mechanisch stabiel product te verkrijgen binnen een periode van minder dan een jaar. Het is niet de eerste bedoeling de milieutechnische kwaliteit van het product te verbeteren. Wel kan soms een lichte kwaliteitsverbetering vastgesteld worden van het eindproduct in vergelijking met de toegevoerde specie wanneer de specie gedurende een langere periode in de laguneringsvelden blijft liggen. Hoe langer de lagunering duurt, hoe meer kans dat organische stof en organische polluenten afgebroken worden. Bij langere verblijftijden spreekt men echter niet meer over laguneren (ontwateren) maar van landfarming. De laguneringstechniek kan voor alle type species worden toegepast maar zal meestal voor slibrijke species worden gebruikt omdat het snelle natuurlijke bezinkingsproces van zand dergelijke behandeling onnodig maakt.

1.2. Werkingsprincipe

Laguneringsvelden kunnen hydraulisch gevuld worden met fijnkorrelige specie ofwel worden zij gevuld zonder toevoeging van transportwater op mechanische wijze (kranen en/of dumpers). In geval van hydraulisch vullen, wordt het laguneringsveld volledig afgesloten teneinde het verlies van fijnkorrelig materiaal met de afvoer van het transportwater te vermijden. Na een initiële bezinkingsperiode (enkele dagen) wordt het bovenstaande oppervlaktewater langzaam afgevoerd langsheen één of meer traditionele stortkisten. Vooral voor de korte cyclustijden (3-6 maand) is het aan te bevelen om de specie met een zo hoog mogelijke densiteit aan te voeren om het ontwateringsproces in het laguneringsbekken zo kort mogelijk te houden.

Tijdens het proces treden een aantal fysische, chemische en biologische verschijnselen op:

  • gravitaire zandscheiding (bij hydraulisch opgespoten velden);
  • ontwatering door drainage en uitdroging;
  • consolidatie en verandering van volume en dichtheid;
  • structuurvorming;
  • oxidatie van de specie;
  • biologische afbraak van organische stoffen en verontreinigingen.

De duur van de ontwatering is de belangrijkste parameter; deze wordt bepaald door de volgende elementen:

  • de hydrologische factoren tijdens het proces (neerslag, evaporatie, drainering en oppervlakkige afvoer van water);
  • de laagdikte waarin de specie wordt aangebracht;
  • de fysische samenstelling van de specie (bv. zandgehalte, organische stof gehalte):
  • de ingrepen voor de bevordering van het ontwateringsproces (bv. begreppelen, drainage, op ruggen zetten, periodiek mengen/keren).

Na lagunering moet de specie terug worden uitgegraven en afgevoerd naar zijn definitieve bestemming. Dit moet mechanisch gebeuren omdat bij hydraulisch transport er opnieuw water wordt vermengd en het resultaat van de lagunering teniet wordt gedaan. Tijdens de afgraving wordt steeds 10 tot 20% van de draineerzandlaag mee afgegraven en afgevoerd. Voor er nieuwe specie wordt opgespoten moet de draineerlaag terug worden aangevuld. Tussen iedere cyclus worden de drainageleidingen doorgespoeld om verstopping te voorkomen.

Wanneer het laguneringsveld eenmaal gevuld is en de inhoud een redelijke bezinkingsgraad heeft bereikt, dan heeft zich (meestal binnen enkele dagen) een laag min of meer helder water gevormd op de bagger. Het vrijgekomen water bestaat zoals eerder aangegeven uit een deel regenwater, transportwater (in het geval van hydraulisch opspuiten) en consolidatiewater: het retourwater. Verder komt er nog een deel water vrij langs de zijkant en onderkant van het laguneringsbekken, het zogenaamde drainagewater. De waterbodem is op vele plaatsen verontreinigd met verschillende stoffen waaronder organische microverontreinigingen, zware metalen, stikstof en fosfaat. Bij de exploitatie van laguneringsvelden zal een deel van deze verontreinigingen in het retour- en drainagewater (= afvalwater) terechtkomen. De verontreinigingen zijn voor 80 tot meer dan 95% gebonden aan onopgeloste bestanddelen. Slechts een klein deel van de verontreinigingen bevindt zich in opgeloste vorm. De concentraties van opgeloste verontreinigende stoffen in het afvalwater kunnen tijdelijk verhoogd zijn, door de intensieve omwoeling en menging met zuurstofhoudend water (alleen in het geval van hydraulisch opspuiten).

Er is een beperkt risico op uitloging via insijpeling naar het grondwater (percolatiewater). Het gaat dan meestal over sulfaten, zouten en ammonium. Zware metalen, PAK, PCB en bestrijdingsmiddelen logen over het algemeen niet uit tijdens het laguneringsproces. In de kleinere installaties bestaat de infrastructuur typisch uit een al dan niet overdekte ondoorlaatbare betonvloer. De grotere installaties beschikken over lagunes, voorzien van een HDPE-folie als afsluitlaag. De lagunes worden gedraineerd naar opvanggoten of-grachten voor de opvang van het uitvloeiende drainagewater.

Emissies naar de lucht, uitgezonderd geur, tijdens het laguneren treden niet op. Er is ook geen verwaaiing van stof omdat de bagger- en ruimingsspecie nat wordt aangevoerd en tijdens het rijpingsproces verkleeft. De emissies naar de lucht zijn minimaal.

De belangrijkste kostenparameters bij lagunering zijn onder andere:

  • De hoeveelheid slib die in een laguneringsinstallatie wordt behandeld;
  • Omvang van de laguneringsbekkens;
  • Ter verrichten grondwerk;
  • Randvoorzieningen (isolatiemaatregelen);
  • Kosten voor het afgraven en afvoeren van het slib;
  • Eventuele kosten voor het aanbrengen van een folie of kleiafdekking.

In de BBT studie voor de verwerking van bagger- en ruimingsspecie (2007) wordt de verwerkingskost in eerder grootschalige projecten (incl. acceptatie, verwerking en afzet) geraamd op 60-250 €/tds, waarbij de kosten sterk afhankelijk zijn van de verontreinigingsgraad en bijgevolg van de nabestemming van de gelaguneerde specie.

  • 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.