waterbodem.nl, alles op het gebied van waterbodem, onderzoek, beleid, onderhoud, baggerwerkzaamheden, verwerkingstechnieken, toepassingsmogelijkheden baggerspecie, storten, depots, automatisering, Landfarming

Nieuws
alle berichten
algemeen
baggeren
beleid
depots
kwaliteit
meten en analyseren
normering
protesten en acties
risico's
verwerking

Artikelen
baggerplannen
beleid
NVN5720
probleemstoffen
protocollen
toetsing
veldonderzoek
verwerking

Literatuur
Nieuwsbrieven
Publicaties

Handig
begrippenlijst
afkortingen
klasse-indeling
agenda
normen
vacatures
links

Informatie
colofon
contact





2000-2016 : Wegens tijdgebrek is de info niet overal meer actueel
Landfarming
Doel
Het reinigen van baggerspecie door biologische afbraak van organische verontreinigingen.

Toepassing in de praktijk
Deze techniek wordt af en toe toegepast voor baggerspecie. Veelal bevat deze namelijk ook zware metalen waardoor deze techniek niet meer toepasbaar is.

Te verwijderen stoffen
Organische microverontreinigingen, aromaten, alifaten, gechloreerde KWS, olie
Olie Ī 98%
PAK Ī 76%

Slecht of niet (biologisch) afbreekbaar zijn de volgende stoffen:
- gechloreerde oplosmiddelen (tri-, perchloorethyleen, methyleenchloride)
- gechloreerde aromaten (chloorfenolen, chloorbenzenen)
- sterk gechloreerde verbindingen (tetra)
- polychloorbifenylen (PCB's)
- hogere polycyclische aromaten (PAK's) (benzopyreen) (vanaf chryseen)
- dioxinen (TCDD)
- lindaan en isomeren
- ferricyanides

Voorwaarden type specie
Grove fractie of totale specie
Grote zandfractie, omdat bij teveel fijne deeltjes de porositeit van de baggerspecie te gering is.
Veel olie betekent een betere reiniging (PAK's lossen goed op in olie)
De specie mag geen (voor de bacteriŽn) toxische verbindingen bevatten.

Naarmate een verontreiniging ouder is, bestaat deze voor een groter gedeelte uit hoogmoleculaire PAK's en is de afbraaksnelheid geringer. Dit is logisch, immers de laagmoleculaire PAK's breken sneller/makkelijker af dan de hoogmoleculaire. Verontreinigingen in de vorm van deeltjes, breken minder snel af dan verontreinigingen, die in opgeloste of geadsorbeerde vorm voorkomen.

De afbraak van ruwe olie gaat moeilijker en er blijft een grotere restconcentratie achter, hetgeen wordt veroorzaakt door een slechtere biologische beschikbaarheid.

Voorbehandelingen
Ontwateren tot 70-75% droge stof.
Met behulp van bioassays kan inzicht verkregen worden in de toxiciteit van alle verontreinigingen die in het slib, of fracties daarvan, aanwezig zijn. In de bioassays zal onder andere ook het effect van metabolieten, het effect van het vergroten van de redoxpotentiaal op de mobiliteit/toxiciteit van zware metalen en het effect van onbekende aanwezige contaminanten gemeten worden. Voor het uitvoeren van bioassays voor sedimenten, worden een beperkt aantal organismen gebruikt. Bij het testen van sedimenten worden meestal het Photobacterium phosphoreum (bacterie: Microtox), de Daphnia magna (watervlo) en de Chironimus riparius (muggelarve) als testorganismen gebruikt.

Biologische afbraak
Biodegradatie is de microbiologische afbraak van organische verontreinigingen tot stoffen, die geen onaanvaardbare problemen voor het milieu geven, zoals water, koolzuur en chloriden. Een groot deel van de in het sediment aanwezige organische verontreinigingen (aromaten, alifaten, gechloreerde koolwaterstoffen) zijn in principe biologisch afbreekbaar, waarbij aŽrobe afbraak het snelst plaatsvindt.
De omzetting gebeurt d.m.v. lucht en bacteriŽn. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen volledige afbraak en onvolledige omzetting. In het eerste geval is sprake van mineralisatie en wordt een produkt volledig afgebroken tot anorganische eindproducten, in het geval van olie veelal tot kooldioxide en water. In geval van onvolledige omzetting gaat een organisch molecuul over in een ander organisch molecuul (transformatie) waarbij rekening moet worden gehouden dat het afbraakproduct nog problematischer is voor het milieu.
Indien milieucondities ter plaatse ongunstig zijn verloopt de biologische afbraak (extreem) langzaam. Om een betere afbraak te krijgen moeten de milieuparameters worden geoptimaliseerd. De milieuparameters en een aantal mogelijke maatregelen om de afbraak te stimuleren zijn in onderstaande tabel samengevat.
-gechloreerde oplosmiddelen (tri-, perchloorethyleen, methyleenchloride)
-gechloreerde aromaten (chloorfenolen, chloorbenzenen)
-sterk gechloreerde verbindingen (tetra)
-polychloorbifenylen (PCBís)
-hogere polycyclische aromaten (PAKís) (benzopyreen) (vanaf chryseen)
-dioxinen (TCDD)
-lindaan en isomeren
-ferricyanides

Principe
Landfarming is een reinigingstechniek waarbij de afbraak van verontreinigingen door micro-organismen in de bodem wordt gestimuleerd door regelmatige beluchting en kering van de grond met behulp van landbouwwerktuigen. De afbraak kan versneld worden door toevoegen van nutriŽnten, pH-regulerende stoffen en extra zuurstof, bijvoorbeeld in de vorm van nitraten. Andere procesparameters zijn: zuurstofgehalte, vochtgehalte, contact tussen verontreinigingen en micro-organismen, concentratie van toxische verbindingen (o.a. zware metalen) en de temperatuur.
Allereerst wordt de microbiologische activiteit en het nutriŽntengehalte in de bodem bepaald. De opgebaggerde specie wordt verspreid op een kunststoffolie (PVC) met daarop een zandlaag. In deze zandlaag ligt een drainagesysteem voor de opvang van het percolatiewater. De laagdikte van de verontreinigde grond bedraagt circa 0.5 m..
Door regelmatig ploegen worden de verontreinigingen homogeen verdeeld en blijft de grondstructuur gehandhaafd. Goede menging van de grond, de verontreinigingen en de toeslagstoffen is van belang voor de afbraaksnelheid en is tevens noodzakelijk voor representatieve monstername om de voortgang van het reinigingsproces te kunnen controleren. Bij hoge oliegehaltes zal niet alle olie optimaal bereikbaar zijn voor micro-organismen, hiervoor dient de grondbewerking zeer frequent te worden uitgevoerd. (b.v. 1 keer per week)
Afhankelijk van de grondsamenstelling worden nitraten en fosfaten (in de vorm van kunstmest), kalk en/of structuurverbeterende stoffen (compost) toegevoegd. Ook kunnen extra micro-organismen (b.v. in de vorm van actief slib) worden toegevoegd.
Bij lage oliegehaltes (bv tot 2500 ppm) kunnen de meststoffen in ťťn keer worden toegediend. Bij hogere oliegehaltes dient dit in meerdere doseringen plaats te vinden, waarbij het stikstofgehalte in de grond bepalend is voor het moment van dosering. De mestdosering dient te worden vastgesteld aan de hand van de C:N:P-verhouding voor de bacteriegroei, die voor olieafbraak 250:10:3 bedraagt. Uitspoeling van olie en afbraakproducten is in het algemeen gering. De uitspoeling van nitraat in het percolatiewater is aanzienlijk als gevolg van inefficiŽnte benutting door bacteriŽn, overbemesting en mineralisatie van dode bacteriemassa.


Landfarming op koude grond
Deze variant is de meest eenvoudige. De enige voorziening is een onderafdichting door middel van een folie en een drainagesysteem voor de afvoer van het overtollige regenwater. Omdat de omstandigheden niet geoptimaliseerd zijn (temperatuur, vochtigheidsgraad) zal de afbraak ook langzamer verlopen dan in de meer geoptimaliseerde varianten. De verwerkingsprijs is dan ook afhankelijk van de mate waarin de kosten van het gebruik van een relatief groot terrein moeten worden verdisconteerd in de verwerkingsprijs. Deze techniek mag niet worden toegepast, wanneer de verdamping van de verontreinigende stoffen niet acceptabel is en kan leiden tot stankoverlast. Voor de in deze inrichting te reinigen gronden is dit echter niet te verwachten. Enige geurwaarneming zal in de onmiddellijke omgeving bemerkt kunnen worden op het ogenblik dat de grond gecultiveerd wordt.

Landfarming onder folie
Een eerste optimalisatie van de biodegradatie vindt plaats door, naast een onderafdichting door middel van folie, een bovenafdichting aan te brengen met een doorzichtige folie. Op deze wijze verkrijgen we het 'greenhouse'-effect. In vergelijking met de vorige variant hebben we nu geen last van teveel neerslag. Ook de verdamping wordt door de bovenafdekking in zeer sterke mate gereduceerd. Door de geringe luchtlaag tussen de folie en de grond is de warmtewinst gering in het voor- en na-seizoen. De folie brengt echter extra mankracht met zich mee, aangezien deze voor het cultiveren van de grond moet worden verwijderd.

Landfarming in een kas
De te reinigen grond wordt in een mobiele kas geplaatst op een ondergrond van HDPE-folie, grof zand en drainagebuizen. Dit is een soort moderne uitvoering van een tuinbouwkas. Deze bestaat uit een raamwerk van aluminium buizen waarover een doorzichtige folie gespannen wordt. De folie heeft een geschatte levensduur van 5 jaar. Dit gesloten systeem voorkomt emissies van aromaten en zorgt voor verwarming van de lucht. Hierdoor is de temperatuur van de grond minimaal vijf graden hoger dan buiten en wordt het reinigingsproces versneld. De totale biologische activiteit per m2 grond-oppervlak neemt als gevolg hiervan toe met een factor 3 tot 4. Een sprinklerinstallatie zorgt voor een optimale bevochtiging van de grond. Aan het sproeiwater worden nutriŽnten en eventueel speciale biomassa toegevoegd.
Op die manier zijn de groeiomstandigheden voor de micro-organismen optimaal. De zuurstofvoorziening in de grond blijft op peil door regelmatig beluchten. Het percolaat wordt afgezogen en naar een biologische zuivering geleid. Naast bovenstaande methode kunnen ook bakken worden aangelegd met vloerverwarming, verwarming van grond met lucht en water, luchtinjectie en luchtafzuiging. Het gehele grondpakket wordt dan afgedekt met folie en dekkleden of in een hal geplaatst.
Regelmatige omzetting van de grond is noodzakelijk om zowel de zuurstofhuishouding te regelen als een fijne verdeling van de verontreiniging met de micro-organismen en de nutriŽnten. De grond wordt regelmatig bewerkt met een spitmachine. De frequentie is afhankelijk van de grondsoort, de aard en de concentratie van de verontreinigende stoffen. Vermeden moet worden dat de grond anaŽrobe wordt, omdat dan de biodegradatiesnelheid van de meeste stoffen aanzienlijk afneemt. De biodegradatie-snelheid kan verhoogd worden door de beschikbaarheid te verbeteren. Dit is vooral van belang voor slecht oplosbare stoffen. Deze stoffen hebben een sterke affiniteit voor de bodemdeeltjes. De sorptie van verontreinigende stoffen aan bodemdeeltjes kan worden verminderd door het toevoegen aan oppervlakte-actieve verbindingen voor micro-organismen en de afbraaksnelheid wordt vergroot. Op deze gecontroleerde wijze wordt het mogelijk om in relatief korte tijd met olie verontreinigde grond te reinigen.

Nabehandelingen

Kwaliteit na reiniging
Reiniging tot categorie I uit het Bouwstoffen besluit is mogelijk, maar dat is afhankelijk van de beginconcentratie.
Vaak is de grondstructuur na landfarming verbeterd.

Voordelen van deze techniek
Geen afvalstromen
Geen chemicaliŽn

Nadelen van deze techniek
Veel tijd en grote ruimte
Bij hoge PAK gehalten kan na behandeling het restgehalte nog zo hoog zijn, dat de specie nog niet voldoet aan de normen uit het Bouwstoffenbesluit.
PAK's met hoger molecuulgewicht zijn moeilijker te verwijderen.
PAK=slecht oplosbaar dus moeilijk opneembaar voor de organismen.
Gevoelig voor toxische verbindingen.
Tijdens de degradatie worden de grote moleculen 'afgegraasd' waarbij de restanten steeds minder toegankelijk worden voor micro-organismen (biologische beschikbaarheid neemt af). Daarnaast kan polymerisatie optreden van de steeds polairder wordende moleculen.
Stankoverlast bij een niet afgedekt systeem.



auteur: Bastien Mensink | publicatiedatum: 03-06-1997

Pagina
print versie

Laatste nieuws
Sanering bodem Ketelmeer-West
Baggerwerkzaamheden in grachten Zwartsluis
Waterschap pakt Nunbeek aan
Sdu uitgvers publiceert Praktijkboek Waterbodem
MWH lanceert het Handboek Waterbodem
Sint kan weer vlot en veilig door Groningse grachten varen!
Aangepast TOWABO verwacht in juli en september 2008
Baggerslib in tube direct bruikbaar als oeverbeschoeiing
Besluit bodemkwaliteit per 1 juli volledig van kracht
Grachten en vaarten in Sneek weer schoon

Software
ASAP Utilities (Excel)
BOKS
BoorManager
Towabo/Bever

Nieuws te melden?
Heeft uw bedrijf nieuws te melden en wilt u in aanmerking komen voor publicatie op waterbodem.nl? Stuur dan uw nieuws, productnieuws of persbericht naar de redactie ....



realisatie website en online marketing:
eGate Internet Solutions


redactie:
Merijn Bolkestein
Bastien Mensink