Gruisontwatering maakt slib waardevol (MilieuMagazine)

MEI 2017 | JAARGANG 28

NR 5/6

Water en Bodem

Alsnog CCS? Grip op RWZI-slib De lat van de KRW Bodemtransplantatie Grondwaterkwaliteit Gezonde bodems Geothermie

NP/MILMAGA-MI16000

GRIP OP RWZI-SLIB Gruisontwatering om waarde te verhogen Rioolwaterslib kan als brandstof dienen, maar het (laten) drogen en afvoeren van slib is nu een kostenpost. Op de rwzi Garmerwolde moeten nieuwe membraanfilterpersen en ultra-lage-temperatuurdroging een flinke reductie op energie en CO2-uitstoot realiseren.

Nieuw is ook de toevoeging van kolengruis om proces en output daarvan te verbeteren.

HARRY VAN DOOREN

D

e functie van kolengruis in het ontwateringsproces is min of meer per toeval ontdekt in het Duitse Bottrop. In dit voormalig mijnbouwgebied zat veel kolengruis in het water dat door de rwzi aldaar werd verwerkt.

Kolengruis maakt het slib poreuzer en de koek minder compact, waardoor het slib beter ontwatert, het gehalte droge stof omhoog gaat en het restslib dankzij de kolentoevoeging een hogere verbrandingswaarde heeft. Minder water in de koek zorgt ervoor dat er minder slib gedroogd, getransporteerd en verwerkt hoeft te worden. Maar in de standaardaanpak begrenzen de ‘compressibele’ eigenschappen van de vaste stoffen de mechanisch ontwateringsmogelijkheden en laten de filters letterlijk dichtslibben.

Sinds 2009 onderzoeken de Rijksuniversiteit Groningen, Waterschap Noorderzijlvest en ingenieursbureau Water & Energy Solutions de toepassing van gruisontwatering om het aandeel droge stof in de slibkoek te verhogen, waardoor minder energie voor waterverdamping bij nadroging of verbranding nodig is.

Het onderzoek geeft waterschap Noorderzijlvest het vertrouwen om Garmerwolde als eerste rwzi in Nederland om te bouwen voor gruisontwatering. Dit jaar worden ten oosten van Groningen de bestaande vijf kamerfilterpersen vervangen door efficiëntere membraanfilterpersen en wordt kolengruis aan het proces toegevoegd, waardoor het drogestofgehalte met meer dan 45% toeneemt. Het totale volume slibkoek neemt met 20% af en er hoeft 35% minder water te worden verdampt tijdens het droogproces.

Transport Het slib van Garmerwolde wordt nu verwerkt door SC Technology dat het slib afhaalt, droogt en transporteert naar Maastricht waar het wordt verbrand in de ENCI-fabriek. De as wordt gebruikt als grondstof in de cementproductie. Per saldo is dit proces na aftrek van droog- en transportenergie energiepositief, maar het kost de rwzi €5,3 miljoen per jaar. Op de transportkosten is ruim een half miljoen te besparen als niet de ENCI maar de RWE-centrale in Eemshaven de afnemer van het slib zou zijn. Dat zou het energierendement van de keten met zo’n 10% verbeteren.

12 MILIEUMAGAZINE | NR 5/6 | MEI 2017

Vergeleken met andere waterschappen zitten de slibverwerkingskosten van Noorderzijlvest met €8 per inwoner (ie) in de middenmoot, maar in dat veld zijn - met uitschieters van €5,65 en €11,15 - de verschillen groot. Die verschillen worden maar voor een deel verklaard door de techniek. Contracten voor de verwerking kunnen gunstiger zijn en afstanden kleiner. Een rwzi in een dichtbevolkte regio heeft meestal lagere kosten per inwoner dan in het landelijk gebied.

Noorderzijlvest wil niet alleen de laagste slibverwerkingskosten van Nederland en een forse reductie van CO2-uitstoot. Om de ecologisch beste verwerkingsketen te organiseren, is naast het vervangen van de persen en het toevoegen van kolengruis de droogmethode doorslaggevend. De huidige afnemer droogt het slib met aardgas bij een temperatuur van 400 gra-

Containerplein waar het ontwaterd slib wordt verzameld

WATER EN BODEM

Kamerfilterpers

den. Noorderzijlvest heeft proefgedraaid met ULTD (ultra-lage-temperatuurdroging) op slechts 40 graden.

ULTD gebruikt warmtepompen en is zeer efficiënt omdat de condensatie-energie van het verdampingsproces wordt hergebruikt. Het gesloten systeem heeft geen afgasbehandeling nodig, waardoor de investeringskosten vergeleken met andere droogsystemen relatief laag zijn.

Desalniettemin bepaalt een eigen ULTD-installatie met een droogcapaciteit van 4 ton per uur, 60% van de totale investering van €23 miljoen. De nieuwe persen kosten €7,8 miljoen, de gruisontwatering €500.000.

De beslissing voor de aanschaf van een eigen drooginstallatie is nog niet definitief, omdat de terugverdientijd aanzienlijk is en de ervaring binnenshuis ontbreekt.

Indien het sein op groen gaat, kunnen vanaf 2019 de variabele kosten met minimaal €3,6 miljoen per jaar omlaag. Tot die tijd hopen de Groningers een scherper contract met een verwerkende partner af te sluiten.

Grondstoffabriek Hoewel de rwzi als grondstoffabriek een populair thema is, zijn de terugwinmethodes voor de meerderheid van in slib aanwezige nutriënten zelden kostendekkend. Anders ligt dat voor het oogsten van energie voor de eigen bedrijfsvoering. Noorderzijlvest onderzoekt in samenwerking met STOWA, Witteveen en Bos en Water & Energy Solutions wat ‘pasturi destructie’ kan bijdragen aan de eigen energievoorziening en reductie van de totale slibkoek. Pasturi destructie is een combinatie van biologische, thermische en mechanische voorbehandeling waardoor meer zuiveringsslib in een gistingsproces kan worden omgezet in biogas.

In het laboratorium is met deze relatief goedkope techniek tot 40% meer biogas uit slib gewonnen.

Een andere route met commerciële potentie is CADoS (cellulose assisted dewatering of sludge). Daarbij wordt het in afvalwater aanwezige cellulose (vooral uit wcpapier) uit de zuiveringsstroom gevist en ingezet bij slibontwatering. Uit het celluloserijke restslib kan bio-

gas of bioplastic worden gewonnen. CADoS bespaart energie, chemicaliën en transport en ontving in 2014 de Waterinnovatieprijs in de categorie Schoon water.

Een experiment bij de rwzi van Ursum wordt eind dit jaar geëvalueerd.

CADoS en (kolen)gruisontwatering zijn in principe concurrenten. Bij gruisslib is directe verbranding mogelijk in bestaande installaties, waarbij door het lagere watergehalte het omzetrendement hoger wordt. Eerst vergisten, verlaagt de potentie van gruisslib als brandstof. Bij vergisting wordt de beschikbare calorische waarde in de keten namelijk verlaagd.

Zolang de inzet van de slibkoek het stoken van kolen in de elektriciteitscentrale vervangt, is dit gunstig voor de duurzaamheid van de volledige keten. Het uiteindelijke doel is om gruisontwatering nog duurzamer te maken door hernieuwbare materialen zoals hout, as of reststromen te gebruiken in plaats van kolengruis.

Rioolwaterslib in Nederland Nederlandse waterschappen produceren jaarlijks 1,5 miljoen ton slib. De verwerkingskosten daarvan bedragen €115 miljoen. Een deel van de waterschappen heeft aandelen in slibverwerkingsbedrijven om zo kosten te drukken. De rest sluit contracten met de vrije markt. In die langdurige contracten ontbreekt vaak de prikkel om kostenverlagende innovaties en marktveranderingen in de prijs door te berekenen.

In de slibstrategieën die de afgelopen jaren het licht zagen, zijn nieuwe contractvormen dan ook een terugkerend thema. Daarnaast staan biogaswinning en thermische en mechanische voorbehandelingstechnieken volop in de belangstelling. Ook gaan stemmen op om slibcompost als bodemverrijker toe te staan.

Dat is in Nederland nu niet mogelijk vanwege de angst voor het recycleren van contaminanten. In omliggende Europese landen is de wetgeving op dat gebied soepeler.

MEI 2017 | NR 5/6 | MILIEUMAGAZINE 13