IWT Tetra-project 120118 Robuuste en Efficiënte zuivering van afvalWAter van REcuperatie en recyclagebedrijven (REWARE)
ir. Evelyne Blondeel Ing. Michael Chys Ing. Veerle Depuydt Prof. Dr. Ir. Stijn Van Hulle
1
Leden van de gebruikersgroep:
2
Harzé J. - Van Est nv
EXECUTIVE SUMMARY
3
PROBLEEMSTELLING en KENNISBEHOEFTE In Vlaanderen wordt veel aandacht besteed aan de verbetering van de lozingskwaliteit van afvalwater. De hoeveelheid geloosde vervuiling moet immers zo laag mogelijk zijn. Dit is ook van toepassing voor recuperatie- en recyclagebedrijven. Het afvalwater dat vrijkomt bij de opslag en verwerking van schroot is hemelwater dat van het schroot spoelt. De bedrijven worden geconfronteerd met afvalwater dat zeer wisselend is in samenstelling en debiet. Het debiet is vooral afhankelijk van de regenval, terwijl de samenstelling zowel afhankelijk is van de regenval als van wat op dat moment op de werf wordt gestockeerd. Uit in het verleden uitgevoerde analyses van het afvalwater bij verschillende bedrijven in de sector en uit literatuurgegevens van vergelijkbare waterstromen zoals zogenaamde road runoff bleek dat de klassieke parameters – zoals CZV, nutriënten (N, P) en zwevende stoffen – een probleem kunnen vormen. Daarnaast bevat het afvalwater ook heel wat kritieke stoffen omwille van de heterogeniteit van de oorsprong en samenstelling van het schroot. Op basis van analyses op een volledig pakket aan gevaarlijke stoffen, dewelke verder in dit verslag besproken worden, bleek dat verschillende parameters de lozingsnorm overschrijden. Dit werd bevestigd door een beperkte enquête uitgestuurd door de sectororganisatie COBEREC in 2009. Hieruit bleek dat de helft van de ondervraagde bedrijven problemen ervaart bij het naleven van de opgelegde normen. Ofwel hadden zij al een proces verbaal (PV) ontvangen, ofwel hadden zij interne analyses uitgevoerd waaruit blijkt dat bepaalde normen worden overschreden. Het gaat onder andere over zware metalen (Cd, Pb, Co, Hg, etc.), mono-aromatische koolwaterstoffen (MAK’s), poly-aromatische koolwaterstoffen (PAK’s), polychloorbifenylen (PCB’s), absorbeerbare organische halogenen (AOX), enz. De koolwaterstoffen kunnen afkomstig zijn van olie(resten). Metalen kunnen – naast het schroot als zodanig - aanwezig zijn in brandstoffen (lood), remvoeringen (koper), banden (zink en cadmium) en afsluitingen (zink). De sterk variërende samenstelling van het afvalwater en de lijst met parameters waarvoor een lozingsnorm wordt vooropgesteld, vormen dus een belangrijk probleem voor het opereren van een waterzuivering. Gezien de lage nutriënten (totaal stikstof en fosfor) en BZV/CZV verhouding van het afvalwater, is biologische zuivering meestal geen optie en moet geopteerd worden voor een fysische en/of chemische zuivering. Daarom werden een aantal fysische en/of chemische technieken naar voor geschoven, onder andere zandfiltratie (fysisch) en coagulatie/flocculatie (fysisch en chemisch), voor het uitvoeren van labo- en piloottesten op het bewuste afvalwater. De uitdaging bestond erin om een zuivering te vinden die robuust bedreven kan worden rekening houdende met de variërende samenstelling van het afvalwater en de wens voor een beperkte opvolging/sturing (eigen aan KMO bedrijven). Er was dus een duidelijke nood en vraag om technologische kennis over waterzuivering te transfereren naar de sector van recuperatie- en recyclagebedrijven. Op vandaag beperkt de waterzuivering zich doorgaans tot een olie-waterscheider en een bufferbekken terwijl door het
4
naschakelen van meer geavanceerde, doch robuuste, technologieën het afvalwaterprobleem beter zou kunnen worden aangepakt.
DOELSTELLING Het globale doel van dit project was het vinden van een efficiënte en robuuste zuivering voor de behandeling van verontreinigd hemelwater van recuperatie en recyclagebedrijven. De focus ligt op KMO’s gelegen in Vlaanderen, maar de resultaten van dit werk kunnen ook voor grotere ondernemingen – zowel binnen als buiten Vlaanderen – relevant zijn. De eerste doelstelling was het inventariseren, analyseren en clusteren van de probleemparameters (klassieke parameters zoals CZV, nutriënten (N, P) en zwevende stoffen, maar ook zware metalen, PAK’s en PCB’s). Dit gebeurde enerzijds op basis van de beschikbare routine-analyses (gegevens VMM, verzamelde gegevens door VITO i.k.v. BBT-studie, bestaande analyserapporten uitgevoerd door bedrijven die deel uitmaken van de gebruikersgroep) en anderzijds door eigen uitgevoerde metingen. Bijkomende eigen metingen waren noodzakelijk omdat op die manier metingen in functie van de weer- en werkomstandigheden en van de bedrijfsvoering (kleine versus grote verzamelaar, ferro versus non-ferro activiteiten) uitgevoerd konden worden. Verder werden ook uitloogtesten uitgevoerd. Op basis van deze inventarisatie werd een selectie gemaakt van verder te onderzoeken chemicaliën en materialen te gebruiken voor fysische en/of chemische waterbehandeling (met name hydroycloon, zandfiltratie, coagulatie/flocculatie gevolgd door (lamellen)bezinking en actief kool filtratie). Dit gebeurde in overleg met de leden van de gebruikersgroep van dit TETRA-project. Betreffende de selectie van chemicaliën voor de coagulatie/flocculatie stap gebeurde een marktscreening van de commercieel beschikbare producten voor de verwijdering van zware metalen en organische polluenten. Hierbij werd eveneens beroep gedaan op de bedrijfsspecifieke ervaring van zowel de sector als de leveranciers (o.a. bij Brenntag, Caldic, Clarflok, PCA) en via de piloottest die ter voorbereiding van dit project uitgevoerd werd bij een voorbeeldbedrijf (verder case A genoemd). Een tweede doelstelling was de screening op laboschaal van de aangeboden chemicaliën en materialen. Dit houdt in dat bijvoorbeeld bij de coagulatie/flocculatiestap klassieke (vb. FeCl3) en alternatieve vlokmiddelen vergeleken werden. Bij filtratie werden er naast enkellaagsfilters (zand) ook testen met dubbellaagsfilters (combinatie zand en antraciet) uitgevoerd. Bedoeling van deze laboschaalscreening was het vinden van optimale condities voor verwijdering van de probleemparameters. Met optimale condities wordt een combinatie van verwijderingsrendement, kostprijs en arbeidsintensiteit voor een specifiek type afvalwater bedoeld. Een derde projectdoelstelling was het op pilootschaal bedrijven en optimaliseren, van de uit de labotesten gebleken beste behandeling(en) en dit met afvalwater van 3 bedrijven. Een vierde doelstelling was de integratie van de op labo- en pilootschaal (debiet = ± 250 L/h)
5
ontwikkelde kennis en testresultaten in een beslissingsboom die de gebruikers in staat moet stellen de meest efficiënte zuiveringstechniek te kiezen. Hierbij vormen de kostprijs en het gebruiksgemak belangrijke randvoorwaarden.
Concreet beoogde het project dus volgende doelstellingen: 1. Inventariseren, analyseren en clusteren van de probleemparameters 2. Screening van chemicaliën en materialen voor fysico-chemische waterbehandeling 3. Pilootschaaltesten 4. Opstellen beslissingsboom
Deze executive summary geeft de belangrijkste resultaten en besluiten. Een uitgebreide bespreking
van
de
resultaten
kan
gevonden
worden
in
het
eindverslag
(http://www.enbichem.ugent.be/sites/default/files/images/20141028_Rapport_REWARE_Landscap e%2BCoverReduced.pdf).
VOORBEELDBEDRIJVEN (Case A, B en C) In mei 2014 telde de Bel-First databank 116 schrootbedrijven. De gebruikersgroep van REWARE brengt een 10-tal vertegenwoordigers uit de sector van de schroothandelaars- en verwerkers en sloperijen, alsook de overkoepelende sectororganisaties COBEREC en FEBEM samen. Uit deze groep werden 3 bedrijven geselecteerd – 1 groter (A) en 2 kleinere (B en C) – waar gedurende een periode van 2 jaar verschillende stalen van het verontreinigd hemelwater genomen werden voor het inventariseren van de probleemparameters en uitvoeren van waterzuiveringstesten, eerst op laboschaal, en vervolgens op pilootschaal. De belangrijkste kenmerken per bedrijf worden weergegeven in Tabel 1.
6
Tabel 1. Kenmerken bedrijven A, B en C
Type schroot
Autodepollutiecentrum AEEA Opslag - Overdekt
- Open lucht Locatie (Provincie) Oppervlakte site - Waarvan verhard - Waarvan onverhard Lozing afvalwater - Aantal lozingspunten WZI - Buffer - Oliewaterscheider - Coagulatie/flocculatie Veegacties - Frequentie - Methode
Bedrijf A
Bedrijf B
Bedrijf C
Ferro (± 12000 ton), non-ferro (± 2500 ton) en hout (± 500 ton)
Ferro (± 1650 ton), non-ferro (± 350 ton) en hout (± 8 ton) (± 130 ton)
Ferro, non-ferro en hout (10 à 20 ton)
- O.a. loodaccumulatoren, …
- Loodaccumulatoren (± 25 ton), AEEA (± 80 ton), teerhoudende kabels (± 20 ton) - Overig schroot
- O.a. draaisels, …
- TV-monitoren, autokatalysatoren, zuiver koper, brons, autobatterijen
West-Vlaanderen 9 ha - 9 ha - X Oppervlaktewater - 1
Oost-Vlaanderen 1 ha - 1 ha - X Riolering - 1
- (af)wasmachines en droogkasten (overige AEEA overdekt), … Antwerpen 1,9 ha - 0,9 ha (0,7 ha ferro; 0,2 ha non-ferro) - 1 ha Riolering - 2 (ferro en non-ferro)
(slechts fractie afstroom)
X X
(enkel non-ferro) (slechte werking) (ferro en non-ferro) X
- Zomer: ± 1/week Winter: ± tweewekelijks - Industriële reinigers (opzuigen)
- ± 1/maand
- Zonder regelmaat (vooral non-ferro)
- Heftruck + borstel (samen vegen + afvoer)
- Kraan + grote prop vezels (samen vegen, zonder afvoer veegstof)
-7-
PROBLEEMPARAMETERS De uitgevoerde metingen op het afvalwater van de 3 case bedrijven en bijkomende uitloogtesten, bevestigen de nood aan en keuze voor fysicochemische zuiveringstechnieken. Aangezien verschillende probleemparameters de overeenkomstige lozingsnorm tot meer dan 10 keer overschrijden, is er nood aan de optimalisatie van een fysicochemische zuivering specifiek voor dit complexe type afvalwater. De keuze voor een fysicochemische zuivering is in de eerste plaats het gevolg van de eerder lage nutriënten en BZV over CZV verhouding en het discontinu karakter van neerslag en dus fluctuerende debiet van het te behandelen afvalwater. Aangezien het merendeel van deze stoffen in/aan de onopgeloste (i.e. > 0,45 μm) fractie voorkomt, wordt in de eerste plaats gekeken naar de mogelijks positieve invloed van sedimentatie- en filtratietechnieken. Op basis van de matige bezinkingsresultaten bekomen tijdens verschillende testen met de Imhoff kegel, kan echter gesteld worden dat sedimentatietechnieken een kleiner zuiveringspotentieel bieden dan filtratietechnieken. Op basis van de on-site metingen en uitloogtesten op pilootschaal kunnen ook een aantal brongerichte maatregelen (sterk) aangeraden worden. Wat betreft de on-site metingen, werden er opvallend hogere metaal, PAK en PCB concentraties gemeten in de stalen genomen bij de schroothoop van printplaten en luidsprekers. Daarom kan overdekte opslag van deze materialen streng aanbevolen worden, te meer omdat voor de aan- en afvoer van dit type schroot het gebruik van grote kranen geen strikte vereiste is. Ook ter hoogte van de lege vaten werd een opvallend hogere vervuilingsgraad gerapporteerd, wat tot een strengere controle op het aanleveren van grondig gereinigde vaten kan aansturen. Daarnaast tonen de analyseresultaten van de uitloogvloeistoffen bekomen tijdens de testen op pilootschaal, aan dat voornamelijk het veegstof een belangrijke bron van vervuiling kan vormen. Zowel voor metalen, als voor PAK’s en PCB’s, waren de gemeten concentraties eerder hoog – of hoger – in vervelijking met de andere 4 onderzochte schrootmaterialen. Het is daarom van belang veegacties op te nemen als mogelijks effectieve brongerichte maatregel voor het voorkomen van de regenwaterverontreiniging. Het effect van het wel of niet vegen van de schrootwerf op de verontreinigingsgraad kan echter moeilijk of niet aangetoond worden omdat er geen abstractie kan gemaakt worden van tal van belangrijke achtergrondfactoren (waaronder de samenstelling van de schrootwerf, de intensiteit en de hoeveelheid van de neerslag) die allen individueel aanleiding geven tot een continue variatie in verontreinigingsgraad van het hemelwater. Naast frequente veegacties, moeten ook de lekvrije opslag van draaisels (aluminium) en de afzonderlijke behandeling van bepaalde uitloogvloeistoffen – bijvoorbeeld van de elektromotoren – als mogelijks interessante (brongerichte) maatregelen in rekening gebracht worden. Wanneer tenslotte de resultaten van de on-site metingen en piloot- en laboschaal uitloogtesten vergeleken worden, valt op dat hoe realistischer (i.e. dichtere benadering van de werkelijke schrootwerf) de onderzoeksmethode is (on-site > piloot > labo), hoe hoger de vervuilingsgraad is. Daarnaast kan besloten worden dat de ontworpen pilootschaal methode een beter alternatief vormt
-8-
voor het onderzoeken van het uitlooggedrag van schrootmaterialen dan de bestaande standaard (op AFNOR gebaseerde) laboschaal methode. Om op volle schaal tot een geschikte zuivering te komen, dienen eerst op labo- en vervolgens ook op pilootschaal verschillende technieken onderzocht te worden. De fysicochemische technieken die op basis van de beschreven eigen metingen en uitloogtesten naar voor geschoven kunnen worden, zijn centrifugatie, filtratie, coagulatie/flocculatie en adsorptie. Deze technieken zijn dan ook verder onderzocht.
LABOTESTEN Op basis van de op laboschaal uitgevoerde verkennende testen en validatietesten kan de hydrocycloon
voor
dit
type
afvalwater
uitgesloten
worden
en
blijkt
zuivering
door
zandantracietfiltratie of coagulatie/flocculatie de beste resultaten op te leveren. Zowel filtratie als coagualtie/flocculatie leveren in de meeste gevallen vrij hoge verwijderingsrendementen op. Maar de op laboschaal bekomen resultaten geven geen aanleiding tot uitsluitsel van één van beide technieken. Daarom moet zowel de zandantracietfilter als de coagulatie/flocculatie eenheid op pilootschaal getest worden. In overleg met de onderzoekers van de BBT-studie ‘voor verontreinigd hemelwater voor de afvalopslag sector’ van VITO en op nadrukkelijke vraag van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) dient verder ook de actief kool filter als polishing zuivering na de zandantracietfilter of coagulatie/flocculatie piloot onderzocht. Er kan bovendien nog geen uitsluitsel gegeven worden over al dan niet halen van de huidige lozingsnormen na inzetten van enkel zandantracietfiltratie of enkel coagulatie/flocculatie, waardoor het inzetten van een tweede zuiveringsstap mogelijks nodig zal blijken. Daarom werd besloten de zandantracietfilter en de coagulatie/flocculatie eenheid zowel in combinatie met elkaar als in combinatie met de actief kool filter op pilootschaal verder te onderzoeken.
PILOOTTESTEN Om te besluiten of de zandantracietfilter dan wel de coagulatie/flocculatie eenheid best als eerste techniek ingezet wordt, worden best de resultaten – bekomen na inzetten van beide technieken – bij de testen voor case B en C vergeleken, aangezien hier met hetzelfde influent op hetzelfde tijdstip gewerkt kon worden. Om de resultaten bekomen bij de testen voor case A te kunnen vergelijken,
moet
er
daarentegen
rekening
gehouden
worden
met
verschillende
influentconcentraties tussen de testen onderling en kunnen de bekomen verwijderingsrendementen dus niet zonder meer met elkaar vergeleken worden. Voor de piloottesten op case B worden er betere resultaten bekomen na coagulatie/flocculatie dan na zandantracietfiltratie, terwijl voor de testen op case C het omgekeerde geldt (Tabel 2). Tijdens het uitvoeren van de coagulatie/flocculatie test op het afvalwater van case C werden inderdaad kleinere vlokken
-9-
waargenomen in de mengeenheid. Aangezien er zich op dit afvalwater bovendien een dikke olielaag bevond, wordt verondersteld dat de werking van het toegediende coagulant ondermijnd wordt door de aanwezige vetten en (minerale) oliën. De gemeten concentraties olie en vetten (12,7 mg/L) en minerale olie (8,09 mg/L), zijn echter niet opvallend hoger in het afvalwater van case C dan in dat van case B (respectievelijk 12,6 mg/L en 3,37 mg/L), wat mogelijks te wijten is aan de moeilijkheid om representatieve stalen te nemen voor het analyseren van deze parameters. De verwijderingsrendementen bekomen na de testen op case A kunnen niet zonder meer met elkaar vergeleken worden, aangezien er met verschillende influentconcentraties rekening moet gehouden worden (tengevolge van de verschillende staalnames en bezinkperiodes). De influenten die het meest in mekaars buurt komen zijn deze van de eerste test (ZAF + AK) en vierde test (C/F + ZAF), aangezien
het
afvalwater
in
beide
situaties
7
dagen
bezinktijd
had.
Worden
de
verwijderingsresultaten na de eerste zuiveringsstap met elkaar vergeleken, dan valt op dat wat de metalen betreft een betere verwijdering bekomen wordt na zandantracietfiltratie, terwijl wat de PAK’s en PCB’s betreft na coagulatie/flocculatie een betere verwijdering bekomen wordt. Op basis van deze vaststellingen is het dus moeilijk dan wel de zandantracietfilter, dan wel de coagulatie/flocculatie eenheid als enige beste techniek naar voor te schuiven. Beide technieken zijn aan elkaar gewaagd, met als gevolg dat de keuze tussen beide o.a. zal afhangen van de bijhorende
investerings-
en
werkingskosten,
eventueel
reeds
geïnstalleerde
zuiveringsinfrastructuur en de eventueel reeds aanwezige kennis van en ervaring met bepaalde technieken. Mogelijks heeft een hoge concentratie aan minerale olie een negatieve invloed op coagulatie/flocculatie, maar dit zou sowieso vermeden moeten worden door de implementatie van een goed werkende oliewaterscheider als voorzuivering. Vervolgens moet er gekeken worden of het gewenst is een eerste zuiveringsstap door zandantracietfiltratie of coagulatie/flocculatie te combineren met een tweede zuiveringsstap (respectievelijk coagulatie/flocculatie of zandantracietfiltratie), en eventueel ook een derde zuiveringsstap (actief kool filtratie). Om hier een oordeel over te kunnen vellen, moet het al dan niet halen van de lozingsnormen na de verschillende zuiveringsstappen geëvalueerd worden. Wat de verwijdering van metalen betreft, overschrijden voornamelijk zink en in mindere mate ook lood en nikkel de norm na een eerste zuivering door zandantracietfiltratie of coagulatie/flocculatie. Bij de PAK’s is het vooral fenanthreen, en in mindere mate ook acenafteen, fluoranteen en pyreen die ook na zuivering door zandantracietfiltratie of coagulatie/flocculatie de norm overschrijden. Het al dan niet overschrijden van de norm voor de gemeten PCB concentraties is voor case C niet vast te stellen
aangezien
de
detectielimiet
boven
de
norm
ligt,
hetzelfde
geldt
voor
de
coagulatie/flocculatie test bij case B en de tweede test met de zandantracietfilter bij case A. Bij de eerste, tweede en vierde test op het afvalwater van case A wordt echter voor meer dan de helft van de PCB-congeneren de norm overschreden. De test met de zandantracietfilter bij case B levert PCB concentraties op die de norm niet overschrijden, al kan niet gezegd worden of dit niet reeds het geval was vóór filtratie aangezien ook hier bij de analyse van de concentraties in het influent de
- 10 -
detectielimiet boven de norm ligt. De normoverschrijdingen voor PCB’s zijn in de meeste gevallen echter beperkt, vaak minder dan 2 keer de lozingsnorm. De maximale overschrijdingen worden gerapporteerd voor zink, fenanthreen en PCB Ballschmitter nr 28, waarbij de norm telkens tot 5 keer overschreden wordt na coagulatie/flocculatie bij de derde test op case A, met als opmerking dat deze derde test uitgevoerd werd op een influent met de hoogste concentraties aan vervuilende stoffen. Een tweede zuiveringsstap zal dus voor een bijkomende zuivering zorgen die voor bepaalde parameters noodzakelijk kan zijn, en voor alle parameters een extra veiligheid incorporeert wanneer de eerste stap tekort schiet. Zonder hier economische en praktische factoren in rekening te brengen gaat de voorkeur naar actief koolfiltratie als tweede zuiveringsstap aangezien met deze techniek hogere verwijderingsrendementen bekomen worden voor het bijkomend verwijderen van PAK’s en PCB’s, dan wat bijkomend met coagulatie/flocculatie of zandantracietfiltratie kan verwijderd worden. Hierbij kunnen voor alle PAK’s de lozingsnormen gehaald worden. De lozingsnorm voor PCB’s wordt in 3 gevallen nipt overschreden (Tabel 2). Wat de verwijdering van metalen betreft, zakt ook de concentratie zink tot onder de lozingsnorm na actief koolfiltratie, maar stijgt de concentratie arseen tot 3 keer boven de lozingsnorm. Voor dit laatste afwijkend resultaat kan door de leverancier van het actief kool echter geen verklaring gegeven worden.
- 11 -
Tabel 2. Mediane en gemiddelde verwijderingsrendementen voor de 3 voornaamste parametergroepen (metalen, PAK’s en PCB’s) bekomen na de validatie labotesten en de piloottesten
LABO CASE A
PILOTEN
CASE B
CASE C
CASE A
CASE B Extra verwijderingsrendement van 1 de naar 2 zuiveringsstap
ZAF + C/F + ZF Metalen PAK's PCB's
ZAF + C/F + ZF + AK
C/F
ZAF
C/F
ZAF
ZAF+AK
ZAF
ZAF+C/F
C/F
C/F+AK
C/F
CASE C
ste
C/F+ZAF ZAF+AK ZAF+C/F C/F+AK C/F+ZAF
C/F
ZAF
C/F
ZAF
Mediaan
97%
-
73%
95%
97%
36%
56%
50%
63%
53%
77%
32%
62%
61%
26%
86%
64%
18%
22%
27%
66%
Gemiddelde
91%
-
61%
93%
95%
39%
59%
43%
56%
50%
75%
31%
57%
61%
26%
86%
52%
33%
26%
29%
59%
Mediaan
99%
99%
85%
77%
91%
47%
70%
27%
46%
57%
90%
36%
58%
46%
22%
79%
52%
60%
19%
24%
33%
Gemiddelde
97%
97%
75%
73%
85%
42%
66%
30%
50%
48%
86%
33%
56%
49%
30%
79%
44%
65%
23%
24%
36%
Mediaan
99%
99%
-
71%
90%
37%
67%
21%
46%
56%
80%
40%
44%
54%
-
65%
15%
-
-
-
-
Gemiddelde
99%
99%
-
71%
84%
38%
67%
16%
51%
48%
78%
39%
44%
52%
-
66%
17%
-
-
-
-
- 12 -
ECONOMISCHE ANALYSE De beslissingsboom voor het kiezen van een geschikte zuiveringsinstallatie wordt niet alleen opgesteld a.d.h.v. de technisch haalbare resultaten, maar ook a.d.h.v. de economisch haalbare. Een gedetailleerde economische analyse van deze technieken valt echter buiten de scope van deze studie en zal uitgevoerd worden i.k.v. de BBT-studie ‘voor verontreinigd hemelwater voor de afvalopslag sector’ van VITO.
Om een inschatting te kunnen maken van de totale zuiveringskost die met de voorgestelde technieken gepaard gaat, worden de investeringskosten en werkingskosten over een periode van 10 jaar voor een klein bedrijf van 1 ha berekend. Deze paragraaf houdt geen rekening met eventuele bijkomende kosten voor de uitbreiding of installatie van een goed werkende oliewaterscheider en correct gedimensioneerde buffer, aangezien dit voor de volledige schrootsector reeds bij wet verplicht is. De investeringskost voor een zand(antraciet)filter en actief kool filter voor een bedrijf van ongeveer 1 ha liggen in dezelfde grootteorde (respectievelijk ongeveer 50000 EUR en 30000 EUR, terwijl deze voor een coagulatie/flocculatie zuivering beduidend hoger ligt (ongeveer 200000 EUR). Wat vervolgens de werkingskosten betreft, kan voor elke techniek een gemiddeld geschatte prijs per m³ te behandelen afvalwater voorop gesteld worden, dewelke samengevat worden in Tabel 2. Net zoals voor wat de investeringskost betreft, liggen ook de werkingskosten bij zuivering d.m.v. coagulatie/flocculatie beduidend hoger (factor 10 t.o.v. zand(antraciet)filtratie). Maar waar de investeringskost voor actief kool filtratie nog een factor 2 lager ligt dan voor zand(antraciet)filtratie, daar ligt de werkingskost voor actief kool filtratie een factor 5 hoger. Tabel 2. Gemiddeld geschatte werkingskosten (in EUR/jaar bij een gemiddeld Belgische neerslag van 800 2 L/m /jaar) voor de WZI van een schrootbedrijf van 1 ha groot
Techniek Z(A)F C/F AK
Gem. geschatte werkingskosten [EUR/m3] [EUR/jaar] 0,08 600 0,78 6200 0,44 3480
Er dient sowieso rekening te worden gehouden met afwijkingen op deze kostprijzen. Desalniettemin zal zuivering door coagulatie/flocculatie – zowel naar investering als werking toe – gemiddeld duurder uitkomen dan zuivering door zand(antraciet)filtratie. Bovenvermelde prijzen zijn richtprijzen voor een bedrijf van 1 ha groot wat echter niet impliceert dat de investerings- en werkingskosten voor een bedrijf van 10 ha bekomen worden door de vermelde prijzen met een factor 10 te vermenigvuldigen. Deze zullen sowieso significant lager liggen dan het tienvoud. Verder moeten ook de arbeidsuren van het personeel dat de zuiveringsinstallatie dient op te volgen, in rekening gebracht worden. Op basis van de ervaringen van twee gelijkaardig type bedrijven die
13
beiden over eenzelfde soort zuivering door middel van coagulatie/flocculatie beschikken, kan ingeschat worden dat dergelijk soort installatie tot 1 uur/dag (0,1-0,15 VTE) opvolging vereist. Daarbij moet het personeel vooraf opgeleid worden om de werking van de installatie te begrijpen en de belangrijkst op te volgen parameters te kennen.
BESLISSINGSBOOM Eén van de doelstellingen van deze studie was het aanreiken van een beslissingsboom als tool bij de keuze van een geschikte oplossing voor de problematiek van verontreinigd hemelwater bij schrootbedrijven. Al na het uitvoeren van de inventarisatie van verschillende probleemparameters, bleek dat de samenstelling en graad van verontreiniging van het hemelwater binnen de sector – maar ook binnen de bedrijven zelf – sterk varieert. Deze vaststelling werd herbevestigd na staalnames tijdens de labotesten en piloottesten. Het is dus niet mogelijk een beslissingsboom op te stellen waarbij kan vertrokken worden van de samenstelling en graad van verontreiniging van het afvalwater per bedrijf. Binnen de sector kan er wel algemeen uitgegaan worden van een afvalwater waarbij voornamelijk metalen, PAK’s en PCB’s de overeenkomstige indelingscriteria voor gevaarlijke stoffen overschrijden, die bovendien vooral in/aan de onopgeloste (i.e. > 0,45 µm) fractie voorkomen. Door de analyseresultaten van de verschillende staalnames te bestuderen, werd getracht de invloed van brongerichte maatregelen te kwantificeren. Er kan immers verwacht worden dat bijvoorbeeld het uitvoeren
van
frequente
reinigingsacties,
de
overdekte/lekvrije
opslag
van
bepaalde
schrootmaterialen, … aanleiding zullen geven tot lagere verontreinigingsgraden. Het kwantificeren van de positieve invloed van deze maatregelen bleek echter onmogelijk, gezien er geen abstractie kan gemaakt worden van verschillende belangrijke achtergrondfactoren, waaronder de samenstelling van de schrootwerf, de intensiteit en de hoeveelheid van de neerslag. Om een geschikte zuiveringstechniek aan te reiken, werden eerst op laboschaal en daarna ook op pilootschaal verschillende fysicochemische technieken onderzocht en geoptimaliseerd. Voor het uitvoeren van de zuiveringstesten diende er normaliter steeds met afvalwater gewerkt te worden dat én door een goed werkende oliewaterscheider én een correct gedimensioneerde buffer voorbehandeld werd. Maar zo beschikt enkel bedrijf A over een (te klein gedimensioneerde) buffer en enkel bedrijf B over een goed werkende oliewaterscheider (inclusief coalescentiefilter). Aangezien noch een buffer, noch een oliewaterscheider op labo- en pilootschaal kunnen nagebootst worden, werd er bij alle testen steeds van ‘worst case’ afvalwater vertrokken. Hierbij werd uitgegaan van het idee dat als een bepaalde techniek het meest verontreinigde afvalwater kan zuiveren, dit dan ook het geval zal zijn voor minder verontreinigd water. Bij deze veronderstelling wordt echter abstractie gemaakt van de mogelijks negatieve invloed van bijvoorbeeld (minerale) oliën en vetten op de werking van bepaalde technieken. Wanneer minder goede resultaten bekomen worden voor afvalwater waarin hogere concentraties (minerale) oliën en vetten aanwezig zijn omwille van de afwezigheid van een (goed werkende) oliewaterscheider bij de case bedrijven, dan is dit niet noodzakelijk een reden om bepaalde technieken af te keuren gezien er in de toekomst voor elk schrootbedrijf sowieso van de aanwezigheid van een goed werkende oliewaterscheider zou moeten kunnen uitgegaan worden.
14
Wanneer mag uitgegaan worden van de aanwezigheid van een goed werkende oliewaterscheider én een correct gedimensioneerde buffer, dan kan verondersteld worden dat het te zuiveren afvalwater zowel door middel van zand(antraciet)filtratie als coagulatie/flocculatie voor 20 % tot 60 % gezuiverd wordt. Hierbij kan echter niet gegarandeerd worden dat ten allen tijde aan de huidige lozingsnormen voldaan wordt. Door middel van een actief kool filter kan – zowel na zand(antraciet)filtratie als coagulatie/flocculatie – een bijkomende zuivering van minstens 50 % tot 80 % verwezenlijkt worden. Dit zijn de verwijderingsrendementen behaald op pilootschaal, de rendementen behaald op laboschaal lagen een stuk hoger. Er kan dus eventueel verwacht worden dat de rendementen op volle schaal lager zullen liggen dan deze behaald op pilootschaal. Hoe dan ook is het steeds belangrijk zich niet blind te staren op behaalde zuiveringsrendementen, en altijd te kijken of de lozingsnormen na zuivering al dan niet gehaald worden. Het is namelijk zo dat minder verontreinigde afvalwaters tot lagere verwijderingsrendementen zullen leiden zonder dat daarom de lozingsnormen overschreden worden. Aangezien voor de onderzochte problematiek moeilijk een standaard beslissingsboom kan opgesteld worden, geeft Figuur
een schematisch voorstel mee van het – op basis van de in deze studie
bekomen resultaten – ontwikkelde werkingsplan als oplossing voor de problematiek van verontreinigd hemelwater bij schrootbedrijven.
15
Figuur 1. Schematisch voorstel zuiveringsschema schrootbedrijf op basis van resultaten REWARE studie
16
