1.1. Definitie
Bij de verbranding van huishoudelijke en gelijkgestelde afvalstoffen worden assen geproduceerd. De grove fractie die onderaan in de oven blijft liggen wordt bodemas genoemd, de fijne fractie die met de rookgassen wordt meegevoerd, wordt vliegas genoemd. De bodemassen die hier besproken worden zijn afkomstig van huisvuilverbrandingsinstallaties (HVVI). Het afval, verbrand in HVVI’s bestaat hoofdzakelijk uit huishoudelijk restafval en bedrijfsafval dat qua aard en samenstelling vergelijkbaar is met huishoudelijk restafval. Na behandeling van de bodemassen kunnen ze worden hergebruikt (bv. bouwsector) of op een stortplaats gebruikt als deklaag. Figuur 1 schetst de bedrijfskolom voor bodemasbehandeling.

1.2. Hoeveelheden
In 2022 telde Vlaanderen negen verbrandingsinstallaties voor huishoudelijke afvalstoffen. Bij de negen installaties gaat het om 7 intercommunaal uitgebate installaties, de private installatie van de nv Indaver te Beveren en de private onderneming Biostoom Beringen met een intercommunale en de gemeenten als andeelhouders. Naast huishoudelijk afval wordt hier ook bedrijfsafval (en in mindere mate ook slib en niet risicohoudend medisch afval) verwerkt. De totale theoretische verbrandingscapaciteit in Vlaamse HVVI’s bij een stookwaarde van 10 GJ/ton bedroeg in 2022 1.985.000 ton huishoudelijk afval en gelijkaardig bedrijfsafval. Er werd in de negen installaties 1.962.983 ton verbrand (99% van de theoretische capaciteit). Van deze hoeveelheid was ongeveer 42% of 775.415 ton afkomstig van het huishoudelijk afval (OVAM, 2023).
Bodemassen maken ongeveer 20 % uit van de tonnage aan verbrande afvalstoffen. Ongeveer de helft daarvan wordt nuttig toegepast als grondstof.
Er zijn in Vlaanderen twee behandelingsinstallaties waar bodemas kan opgewerkt worden tot een grondstof. Indaver behandelt jaarlijks ongeveer 100.000 ton bodemas waarvan ongeveer 10.000 ton wordt gerecycleerd als schroot en non-ferro metaal en 30.000 tot 35.000 ton wordt gevaloriseerd als grind en zand. Valomac verwerkt sinds 2005 ongeveer 80.000 ton bodemas afkomstig van Waalse en Vlaamse verbrandingsovens. Na de recuperatie van de ferro- en non-ferro-fractie en afvoer van de onverbrande niet-valoriseerbare residu’s, kan ruim 90 % van de inkomende ruwe bodemas worden gevaloriseerd als secundaire grondstof. Het grootste deel van de verwerkte bodemassen van Valomac (> 80%) wordt in Wallonië afgezet (Nielsen, 2008).
2.1. Vlaamse wetgeving
Het gebruik van bodemas als grondstof wordt in Vlaanderen geregeld door het Vlaams reglement betreffende duurzaam beheer van materiaalkringlopen en afvalstoffen (VLAREMA). Het VLAREMA legt milieuhygiënische eisen op aan het gebruik van afvalstoffen. Voor de bodemassen is er, volgens het VLAREMA, een grondstofverklaring nodig. Zodra de afvalstof aan de vereiste voorwaarden, vastgelegd in VLAREMA, voldoet, verliest ze het statuut van afvalstof en wordt ze een grondstof.
Volgens bijlage 2.2. van VLAREMA komen bodemassen in aanmerking voor gebruik als bouwstof of voor gebruik in kunstmatige afdichtingslagen met waterglas.
- Om de bodemassen in te zetten voor het gebruik als bouwstof is een grondstofverklaring verplicht en moeten de criteria voor de samenstelling minimaal vervuld zijn: VLAREMA, art. 2.3.2.1
- Voor de vulfractie van de kunstmatige afdichtingslagen met waterglas moeten de assen voldoen aan de criteria in onderafdeling 2.3.4. van VLAREMA.
2.2. Europese wetgeving
De belangrijkste richtlijnen die betrekking hebben op (het hergebruik van) bodemassen zijn:
- Richtlijn Afvalstoffen 2008/98/EG
- Richtlijn storten van afvalstoffen 1999/31/EG
- Richtlijn Industriële emissies 2010/75/EU
In de Europese BREF Waste Incineration (2019) zijn een aantal algemene BBT voor afvalverbranding beschreven, die van toepassing zijn op sub-sectoren van de afvalverbrandingsindustrie. De BBT-besluiten uit de BREF die betrekking hebben op de verwerking van bodemas, zijn hieronder weergegeven:
- BAT 35. In order to increase resource efficiency, BAT is to handle and treat bottom ashes separately from FGC residues.
- BAT 36. In order to increase resource efficiency for the treatment of slags and bottom ashes, BAT is to use an appropriate combination of the techniques given below based on a risk assessment depending on the hazardous properties of the slags and bottom ashes.
- Screening and sieving
- Crushing
- Aeraulic separation
- Recovery of ferrous and non-ferrous metals
- Ageing
- Washing
Bovendien heeft de manier van afvalverbranding ook een invloed op de kwaliteit van de ruwe bodemas en de kwaliteit van de bodemasgranulaten die kan bereikt worden na behandeling.
De mogelijkheid om bodemasgranulaat al dan niet te hergebruiken wordt bepaald door:
- de hoeveelheid organisch materiaal;
- de totale inhoud aan zware metalen;
- de uitloging van (zware) metalen en zouten;
- de fysische geschiktheid, bv. partikelgrootte en sterkte.
Ook verkoopfactoren, regelgevingen, beleidslijnen betreffende hun gebruik en lokale milieukwesties hebben een grote impact op het hergebruik van bodemasgranulaten.
Veel inspanningen werden reeds gemaakt om de milieukwaliteit van residu’s afkomstig van verbrandingsovens te verbeteren om tenminste een deel van het materiaal te kunnen hergebruiken. Zowel in-process als nabehandelingstechnieken worden hiervoor toegepast. In-process maatregelen hebben als doel om de verbrandingsparameters te veranderen om de verbranding te verbeteren of om de metaaldistributie over de verschillende residu’s te verplaatsen. Voor een overzicht van procesgeïntegreerde maatregelen bij verbranding verwijzen we naar de BBT studie voor behandeling van bodemas van huisvuilverbranding (Nielsen et al., 2008).
Nabehandelingstechnieken omvatten bijvoorbeeld een mechanische verwerking (zeven breken, etc.), een wasproces, een verouderingsproces, of een immobilisatie/stabilisatie proces van het materiaal (Neuwahl et al., 2019).
3.1. Inzameling en opslag
De totaal concentraties en uitloogkarakteristieken van onbehandeld bodemas kunnen sterk variëren. De kwaliteit is ook afhankelijk van de verbrandingsoven en van eventuele voorbehandelingen. Een ferro-scheiding aan de ingang van de verbrandingsinstallatie kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd. Een naverbranding in een trommeloven zorgt ervoor dat een zeer fijnkorrelig materiaal ontstaat met weinig ferro en non-ferro metalen en met zeer weinig onverbrand materiaal.
Het vochtgehalte van de bodemas is erg bepalend voor het resultaat van een verdere droge bodemasbehandeling. Een opslagperiode van bodemas voor de eigenlijke behandeling zorgt voor een reductie van het watergehalte van de bodemas door drainage van het overtollige water. Het resultaat is een veel droger materiaal (ca. 10-12% vocht, tov 15-20% van het binnenkomend bodemas), waardoor een eventueel verdere mechanische behandeling (ferro/non-ferro scheiding, fractioneren) geoptimaliseerd kan worden. Zeven en/of andere onderdelen van de behandelingsinstallatie zullen ook minder snel dichtslibben. De duur en wijze van opslag verschilt van installatie tot installatie (Nielsen et al., 2008).
3.2. Verwerking
Afhankelijk van de beoogde kwaliteit en de toepassing van het bodemas kunnen er verschillende nabehandelingstechnieken worden toegepast. Deze technieken kunnen op verschillende manieren gecombineerd worden. De voornaamste nabehandelingstechnieken kunnen onderverdeeld worden in onderstaande technieken (Nielsen et al., 2008):
Droge deeltjesscheiding/fractioneren
Via mechanische scheiding- en verwerkingsprocessen, zoals zeven, breken, etc. worden bodemasfracties van verschillende deeltjesgrootte gevormd. Deze processen zijn bedoeld om bodemas te verwerken tot granulaten, welke hergebruikt kunnen worden als bouwmateriaal, bijvoorbeeld in de wegenbouw. Deze granulaten moeten geschikte geotechnische eigenschappen hebben en mogen geen milieuschade teweeg brengen. Voornamelijk de korrelgrootteverdeling is van belang. Verscheidene mechanische processen zijn mogelijk om bodemas op te werken: voorafzeving, granulometrische scheiding (fractionering) door zeven, korrelgrootte reductie door het breken van grove delen en scheiding door middel van een windzifter om onverbrande fracties te verwijderen.
Natte deeltjesscheiding/fractioneren
Bij een natte deeltjesscheiding wordt de bodemas via verschillende natte methoden gescheiden in fracties met verschillende deeltjesgrootte. Deze methode is vooral gericht op de afscheiding van de 0-2 mm fractie. Aangezien een groot deel van de uitloogbare componenten en organische componenten verbonden is met de fijne fractie resulteert dit in een verminderde uitloging van de overgebleven bodemasfractie(s) (> 2 mm) (Neuwahl et al., 2019). Als eindproduct bekomt men een slib- en zandfractie en één of meerdere bodemasgranulaten.
Ferro en non-ferro afscheiding
De noodzaak om een ferro- en non-ferro-afscheiding uit te voeren, is sterk afhankelijk van de initiële metaalinhoud van de bodemas. Het wordt ook sterk beïnvloed door de manier van collectie en voorbehandeling van het afval alvorens het verbrand wordt. Bijvoorbeeld in gebieden met een zeer uitgebreide huishoudelijke afvalscheiding is de initiële metaalhoeveelheid aanzienlijk kleiner. Vaak worden ferro-metalen afgescheiden bij de verbrandingsovens (na verbranding). In sommige verbrandingsovens (voor gevaarlijk afval) worden (geshredderde) metalen vaten reeds verwijderd met magneten vóór de verbranding (Neuwahl et al., 2019).
Verouderen
Onbehandelde bodemas is chemisch nog reactief. Met de term “verouderen” of “rijpen” wordt een reeks van gerelateerde processen bedoeld zoals carbonatatie, hydratatie, oplos- en neerslagreacties, sorptie, oxidatie- en reductiereacties, complexatie, vorming van mineralen en microbiële activiteit. Het doel van het verouderingsproces is dan ook het verminderen van de overblijvende reactiviteit en het verbeteren van de technische eigenschappen.
Wassen
Bij het wassen wordt met behulp van water, met of zonder additieven, een deel van de verontreinigingen (metalen en zouten) uit de bodemas verwijderd. De wasstap kan ingevoerd worden in het proces zelf (procesgeïntegreerd wassen). De wasstap kan tevens na het verbrandingsproces uitgevoerd worden.
Verglazing en sinteren
Thermische immobilisatietechnieken zijn afkomstig van de glasnijverheid en de behandeling van nucleair afval. De aangewende temperaturen variëren tussen 1100 en 2000°C. Veel hogere vlamtemperaturen worden soms aangewend voor plasmasystemen. Plasmasystemen worden gebruikt voor verglazen en smelten van verschillende anorganische afvalstromen, waaronder bodemas en vliegas.
Koud immobiliseren (stabiliseren/solidificeren)
Immobiliseren wordt gebruikt als een algemene term om de vermindering van de mobiliteit van een verontreiniging aan te duiden, ongeacht of deze gebaseerd is op stabilisatie of solidificatie. Het begrip ‘stabilisatie’, verwijst naar de immobilisatie van de verontreiniging door het aangaan van een stabielere chemische binding. Dit is het proces waarbij contaminanten (bv. zware metalen) volledig of gedeeltelijk worden gebonden door de toevoeging van bindmiddelen. ‘Solidificatie’ is dan weer het inkapselen van de verontreiniging in een vaste matrix. Voor het solidificatie proces worden additieven gebruikt die de fysische karakteristieken (zoals sterkte, samendrukbaarheid, en/of permeabiliteit) beïnvloeden.
3.3. Recyclage
In het Monitoringsysteem Duurzaam Oppervlaktedelfstoffenbeleid (De Groot et al., 2017) wordt het gebruik van bodemassen ter vervanging van Vlaamse primaire delfstoffen voor de bouwsector onderzocht. In 2015 werd 239 kton bodemassen geproduceerd, waarvan 110 kton afkomstig was van Vlaanderen. Er werd 120 kton nuttig toegepast. Deze hoeveelheid was tussen 2010 en 2015 relatief stabiel. Tabel 1 geeft de toepassingen van bodemassen in Vlaanderen in 2015 weer.
Toepassing | Hoeveelheid (kton) | % |
---|---|---|
Mager betontoepassingen | 5 | 4 |
Prefab betontoepassingen | 10 | 8 |
Funderings-, drainage- en stabilisatielagen | 19 | 16 |
Inrichting en eindafwerking stortplaats | 57 | 48 |
Productie van straalmiddel | 24 | 20 |
Overige toepassingen | 4 | 3 |
Totaal | 120 | 100 |
- De Groot, C., Schoofs, R., Van Roo, J., Vervaet M., Dedecker D., Smeets, K., Dierckx P., Broos, K., Nielsen P. & Van den Abeele, L. (2017). Monitoringsysteem Duurzaam Oppervlaktedelfstoffenbeleid. Inzet primaire delfstoffen en alternatieve grondstoffen in Vlaanderen in 2015. Departement Omgeving, OVAM, VITO. https://publicaties.vlaanderen.be/view-file/26607
- Nielsen, P. (2008). Actualisatie inzet alternatieven ter vervanging van primaire oppervlaktedelfstoffen. VITO. https://www.vlaanderen.be/publicaties/actualisatie-inzet-alternatieven-ter-vervanging-van-primaire-oppervlaktedelfstoffen
- Nielsen, P., Kenis, C., Vanassche, S. & Vrancken, K. (2008). Beste Beschikbare Technieken (BBT) voor behandeling van bodemas van huisvuilverbranding. Academia Press.
- OVAM (2023). Aanbod en capaciteit voor storten en verbranden - Evolutie van de beschikbare stort- en verbrandingscapaciteit in functie van het huidige aanbod. Actualisatie tot 2022. ovam.vlaanderen.be/tarieven-en-capaciteiten-voor-storten-en-verbranden