De slibbehandeling is een centraal onderdeel van de water- en afvalwatertechnologie. Slib is een bijproduct van bijna alle water- en afvalwaterbehandelingsprocessen, of het nu gaat om mechanische voorbehandeling, precipitatie en flocculatie in CP-installaties of biologische behandelingsprocessen. Het bevat een mengsel van water, organische en anorganische vaste stoffen en potentieel gevaarlijke stoffen zoals zware metalen of pathogene micro-organismen. De behandeling van slib is erop gericht om het volume te verminderen, waardevolle materialen terug te winnen en een veilige verwijdering of verder gebruik mogelijk te maken.

Oorsprong en samenstelling van slib

Soorten slib

Afhankelijk van de bron en het behandelingsproces wordt een onderscheid gemaakt tussen de volgende soorten slib:

  • Primair slib:
    • Ontstaat bij mechanische afvalwaterbehandeling (bijv. door zeven, gritkamers of primaire klaringsinstallaties).
    • Hoog gehalte aan organisch materiaal en zwevende deeltjes.
  • Secundair slib (biologisch slib):
  • Tertiair slib (chemisch neergeslagen slib):
  • Industrieel slib:
    • Afvalproduct van industriële processen, vaak vervuild met giftige stoffen, zware metalen of organische verontreinigende stoffen.
Samenstelling

De samenstelling van slib varieert sterk, afhankelijk van de herkomst en de gebruikte behandelingsprocessen:

  • Watergehalte:
    • Ruw slib bevat doorgaans 95-99 % water.
  • Organische stoffen:
    • Hoofdbestanddeel van het slib, bijv. cellulose, vetten en eiwitten.
  • Anorganische stoffen:
    • Minerale componenten zoals zand, slib en metalen.
  • Problematische stoffen:
    • Zware metalen, pathogenen (bacteriën, virussen), organische verontreinigende stoffen (PAK's, PCB's).

Doelstellingen van slibbehandeling

Slibbehandeling streeft verschillende doelstellingen na die gericht zijn op wettelijke vereisten en operationele eisen:

  1. Volumevermindering:
    • Vermindering van het watergehalte om de transport- en verwijderingskosten te minimaliseren.
  2. Stabilisatie:
    • Afbraak van organische stoffen om geuren en rottingsprocessen te voorkomen.
  3. Gevaren minimaliseren:
    • Verwijdering of immobilisatie van giftige stoffen zoals zware metalen of ziekteverwekkers.
  4. Winning van grondstoffen:
    • Terugwinning van energie (bijv. biogas) of recyclebare materialen (bijv. fosfor).
  5. Veilige verwijdering:
    • Voldoen aan de wettelijke vereisten voor storten of thermisch gebruik.

Slibbehandelingsproces

Slibbehandeling bestaat uit verschillende stappen, die vaak in combinatie worden gebruikt. De belangrijkste processen zijn

1. verdikking

Doelstelling: Vermindering van het watergehalte in het ruwe slib door het scheiden van vaste stoffen en water.

  • Zwaartekracht indikker:
    • Gebruik van sedimentatie in grote bekkens.
    • Zwevende deeltjes bezinken op de bodem, helder water wordt afgescheiden aan de bovenkant.
  • Flotatie:
    • Verrijking van het slib met fijne luchtbelletjes die deeltjes naar de oppervlakte brengen.
  • Centrifuges:
    • Gebruik van centrifugale kracht om vaste stoffen en water te scheiden.
Flotaatslib tijdens de behandeling van zeewater in de ALMA NeoDAF HDED

Afbeelding: Slibindikking met onze ALMA NeoDAF-flotatie-installatie

2. stabilisatie

Doel: Biologische of chemische afbraak van organische stoffen om geurvorming en rotting te voorkomen.

  • Anaërobe stabilisatie:
    • Gebruik in kookketels zonder zuurstof.
    • Organische stoffen worden omgezet in biogas (methaan, CO₂).
    • Voordelen: Energieopwekking door biogasproductie.
  • Aërobe stabilisatie:
    • Oxidatie van organische stoffen door beluchting.
    • Vaak gebruikt in kleinere systemen of voor lage slibvolumes.
  • Chemische stabilisatie:
    • Toevoeging van kalk of andere chemische middelen om biologische afbraakprocessen te remmen.
3. slibontwatering

Ontwatering is een belangrijke stap in slibbehandeling en wordt gebruikt om het watergehalte in het slib te verlagen om het volume te verminderen en verdere verwerking, transport of afvoer economischer te maken. Terwijl ruw slib meestal een watergehalte heeft van 95-99 %, kan ontwatering het vaste-stofgehalte verhogen tot 20-40 %. Dit verlaagt de afvoerkosten aanzienlijk en vergemakkelijkt het thermisch gebruik of het drogen.

Doel van slibontwatering

  • Volumevermindering:
    • Een lager watergehalte verlaagt de transport- en verwijderingskosten aanzienlijk.
  • Droogefficiëntie verbeteren:
    • Ontwaterd slib heeft minder energie nodig om vervolgens te drogen.
  • Verbeterde handling:
    • Het ontwaterde slib wordt mechanisch stabieler en kan gemakkelijker worden getransporteerd en verwerkt.

Drainageproces

De keuze van de ontwateringsmethode hangt af van het type slib, de gewenste ontwateringsprestatie en de operationele vereisten. De meest gebruikte methoden zijn

Filterpersen

De bandfilterpers is een mechanische ontwateringstechnologie die veel wordt gebruikt in gemeentelijke en industriële slibbehandeling.

  • Functioneel principe:
    • Het slib wordt tussen twee doorlaatbare banden gevoerd, die onder hoge druk samengeperst worden.
    • Water wordt door de banden geperst terwijl de vaste stoffen worden tegengehouden.
  • Procesfasen:
    • Conditionering:
      • Voor het ontwateren wordt het slib behandeld met vlokmiddelen (bv. polymeren) om de scheiding van water en vaste stoffen te vergemakkelijken.
    • Zwaartekrachtafvoer:
      • In de eerste fase stroomt het water door de banden onder invloed van de zwaartekracht.
    • Perszone:
      • Het slib gaat door verschillende rollen die de druk geleidelijk opvoeren om het water er verder uit te persen.
  • Prestatie-eigenschappen:
    • Eindgehalte vaste stof: 18-25% DM (droge stof).
    • Doorvoer: hoog, geschikt voor grote slibvolumes.
  • Voordelen:
    • Continue werking met een hoge mate van automatisering.
    • Lage bedrijfskosten.
  • Nadelen:
    • Grote voetafdruk vereist.
    • Gevoelig voor storing door vezelmaterialen of grove deeltjes in het slib.
Kamerfilterpersen

De kamerfilterpers is een discontinu proces dat bijzonder hoge ontwateringscapaciteiten mogelijk maakt.

  • Functioneel principe:
    • Het slib wordt geperst in gesloten kamers die zijn uitgerust met filterplaten en filterdoeken.
    • Hoge hydraulische druk (tot 15 bar) dwingt het water door de filterdoeken terwijl de vaste deeltjes achterblijven.
  • Procesfasen:
    • Vulfase:
      • De kamers zijn gevuld met slib.
    • Persfase:
      • Het water wordt eruit geperst door hydraulische druk.
    • Legen:
      • Na het persproces worden de kamers geopend en wordt het ontwaterde slib (filterkoek) verwijderd.
  • Prestatie-eigenschappen:
    • Eindgehalte vaste stof: 30-45 % DM.
    • Zeer hoge ontwateringsprestaties, zelfs voor slib dat moeilijk te ontwateren is.
  • Voordelen:
    • Hoog drogestofgehalte en compact ontwerp.
    • Zeer efficiënte waterscheiding.
  • Nadelen:
    • Discontinue werking, daarom minder geschikt voor grote volumes.
    • Hoge acquisitiekosten.
Schroefpersen

De schroefpers maakt gebruik van een roterende schroef die het slib door een conische zeef perst. De druk neemt toe als de schroef draait, waardoor het water naar buiten wordt geperst.

  • Functioneel principe:
    • Het slib wordt door een conische schroef getransporteerd, waarbij de druk op het slib toeneemt.
    • Het water wordt door de zeef afgevoerd, terwijl het ontwaterde slib aan het uiteinde van de schroef naar buiten komt.
  • Prestatie-eigenschappen:
    • Eindgehalte vaste stof: 15-25% DM.
    • Bijzonder geschikt voor vezelig of grof slib.
  • Voordelen:
    • Compact ontwerp en lage onderhoudskosten.
    • Robuust tegen fluctuaties in slibeigenschappen.
  • Nadelen:
    • Lagere ontwateringscapaciteit in vergelijking met filterpersen.
Centrifuges

Centrifuges maken gebruik van centrifugale kracht om de verschillen in dichtheid tussen water en vaste stoffen te benutten en een effectieve scheiding te bereiken.

  • Functioneel principe:
    • Het slib wordt op hoge snelheid (tot 4.000 tpm) versneld in een roterende trommel.
    • Het water wordt door de centrifugale kracht naar buiten geperst, terwijl de vaste stoffen in de kom blijven.
  • Procesfasen:
    • Voeding:
      • Het slib wordt continu in de centrifuge gepompt.
    • Scheiding:
      • Vaste stoffen en water worden gescheiden door middel van centrifugale kracht.
    • Lozing:
      • Het ontwaterde slib wordt afgevoerd via een schroeftransporteur.
  • Prestatie-eigenschappen:
    • Eindgehalte vaste stof: 20-30 % DM.
    • Geschikt voor grote volumes en continue processen.
  • Voordelen:
    • Hoge doorvoercapaciteit en flexibele aanpassing aan verschillende slibsoorten.
    • Compact ontwerp.
  • Nadelen:
    • Hoog energieverbruik en hogere bedrijfskosten in vergelijking met persen.
Kamerfilterpers met voorstrijkfiltratie met diatomeeënaarde

Afbeelding: Onze ALMA CFP kamerfilterpers voor het ontwateren van precipitatieslib uit CP-systemen

4. drogen

Doel: Verdere vermindering van het watergehalte na ontwatering.

  • Drogen op zonne-energie:
    • Gebruik van zonne-energie in speciale drooghallen.
  • Thermisch drogen:
    • Gebruik van warmte (bijv. van afvalwarmteprocessen) om het water te verdampen.
  • Wervelbeddroger:
    • Efficiënt proces voor grote slibvolumes, vooral in industriële toepassingen.

De uitdagingen van slibbehandeling

  1. Fluctuerende slibsamenstelling:

    • Industriële installaties produceren vaak sterk variërend slib, waardoor het moeilijk is om behandelingsprocessen te standaardiseren.

  2. Hoge verwijderingskosten:

    • Vooral storten en thermisch gebruik zijn kostenintensief.

  3. Voldoen aan wettelijke vereisten:

    • Strenge limieten voor zware metalen, organische verontreinigende stoffen en ziekteverwekkers vereisen complexe en meertrapsbehandelingsprocessen.

  4. Behoud van hulpbronnen:

    • De druk om hulpbronnen zoals biogas of fosfor terug te winnen neemt toe, wat extra investeringen in innovatieve technologieën vereist.

Innovatieve benaderingen in slibbehandeling

  1. Herstel van fosfor:

    • Processen zoals struvietprecipitatie maken het mogelijk om fosfor terug te winnen uit slib, wat het gebruik ervan als meststof bevordert.

  2. Verbeterde droogtechnologieën:

    • Gebruik van afvalwarmte van industriële processen voor energie-efficiënte slibdroging.

  3. Gecombineerde processen:

    • Integratie van stabilisatie, ontwatering en energieopwekking in een gesloten systeem.

  4. Thermische hydrolyse:

    • Voorbehandeling van slib om de biogasproductie te verhogen en de ontwaterbaarheid te verbeteren.

Conclusie

Slibbehandeling is een complex proces dat een combinatie van mechanische en chemische processen vereist. Het doel is om het slibvolume veilig, efficiënt en economisch te verminderen en hulpbronnen terug te winnen. Met de focus op duurzaamheid en het behoud van hulpbronnen worden innovatieve technologieën zoals fosforterugwinning en thermische hydrolyse steeds belangrijker. Een geoptimaliseerde slibbehandeling draagt niet alleen bij aan de naleving van wettelijke eisen, maar levert ook een belangrijke bijdrage aan milieubescherming en de circulaire economie.

Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!

info@almawatech.com

06073 687470