De belangrijke parameters voor het hergebruik van gebaggerd materiaal zijn sedimentkenmerken zoals de korrelgrootteverdeling en het gehalte aan organisch materiaal. Deze parameters beïnvloeden de geotechnische eigenschappen van het sediment en houden ook verband met het verontreinigingsniveau van het sediment.
Meestal is de verontreiniging gebonden aan kleinere sedimentdeeltjes en organisch materiaal, terwijl grotere (zand)deeltjes minder verontreinigd zijn en geotechnisch meer geschikt zijn voor hergebruik in bouwprojecten. Daarom wordt zandscheiding vaak toegepast in de ex situ-behandelingsketen, zodat deze fractie kan worden gebruikt.
De scheiding van sedimentdeeltjes met een verschillende grootte kan worden verkregen door:
- gravitaire scheiding door onder een helling aangelegde spoelvelden en sedimentbekkens;
- mechanische scheiding door zeven, hydrocyclonen, upstream-current-classifiers, spiralen, pulszeven en flotatiecellen.
Scheiding wordt meestal gebruikt in combinatie met andere ontwateringstechnieken. Mogelijk is het nodig een waterzuiveringsinstallatie te voorzien.
Een sedimentatie- of scheidingsbekken is een rechthoekig bekken dat onder een lichte helling wordt aangelegd. Het gebaggerde materiaal wordt in de vorm van een vloeibaar mengsel aan de bovenkant van een van de korte zijden ingevoerd en verspreidt zich terwijl het van de helling zakt. Grotere en zwaardere deeltjes bezinken hierbij sneller en dichter bij het punt waar ze werden ingevoerd, terwijl kleinere en lichtere deeltjes langzamer bezinken en verder worden vervoerd (zie afbeelding).
Zo zal het kleinste en lichtste materiaal, dat bestaat uit slib of organisch materiaal, door een overloopvoorziening (bijvoorbeeld een verticaal paneel) van het zand worden gescheiden. Vaak bevatten deze kleine deeltjes het grootste aandeel verontreiniging. Na de sedimentatie van de kleinste deeltjes in het slibbekken achter de overloop kan het overtollige transportwater worden afgevoerd en mogelijk hergebruikt (na eventuele zuivering).
Deze techniek kan enkel worden gebruikt op zandig of matig zandig materiaal. Het gebaggerde sediment moet voor minstens 40 tot 50 % bestaan uit deeltjes met een korrelgrootte van 63 µm of meer, opdat de sedimentatiebekkens efficiënt genoeg kunnen werken. Er moet een voldoende laag debiet in het sedimentatiebekken in stand worden gehouden om resuspensie van het bezonken materiaal te voorkomen. Ook moet de hoeveelheid droge materie in het gebaggerde materiaal minder dan 15 % bedragen om de vorming van viskeuze stromen in de sedimentstroom te voorkomen.
Het materiaal wordt vooraf gemengd om de vorming van klonters en massa's van organisch materiaal te voorkomen. Ook grote deeltjes afvalmateriaal moeten vooraf worden gescheiden (bijvoorbeeld door zeven).
Sedimentatiebekkens worden op industriële schaal gebruikt in Duitsland, Nederland en België. Grote hoeveelheden zand worden uit het gebaggerde materiaal gerecupereerd.
Voor- en nadelen
Deze techniek is zowel technisch als ecologisch haalbaar.
In sedimentatiebekkens wordt het volume aan verontreinigd materiaal verkleind. Het uiteindelijke volume van het verontreinigde restmateriaal bedraagt ongeveer 10 tot 50 % van het origineel aangevoerde volume, afhankelijk van de korrelgrootteverdeling van het sediment en de scheidingsefficiëntie van de installatie.
Er is sprake van een relatief grote overgangszone, waar het zand en het fijne sediment niet voldoende wordt gescheiden. In sedimentatiebekkens bedraagt de scheidingsefficiëntie ongeveer 60 %. Dit betekent dat slechts 60 % van de zandfractie wordt gerecupereerd en dat ook een aanzienlijke hoeveelheid slibdeeltjes in het zand achterblijven.
Bovendien is het zand in een sedimentatiebekken niet homogeen en kan het nog altijd verontreiniging bevatten (vooral verder weg van de plaats waar het materiaal wordt ingevoerd), zodat het zand nadien nog moet worden bewerkt voordat het opnieuw kan worden gebruikt. En zelfs dan nog zijn er weinig opties voor het hergebruik van de gescheiden zandfracties.
Case studies
Klik op een case studie voor meer informatie
Zandscheider, Sint Joris-Beernem, België
Schaalgrootte: grootschalig
Verwachte saneringsduur: 2001-2008
Verontreinigende stoffen: Minerale olie, PAK's en de meeste zware metalen
Saneringsdoelstelling, aanpak en resultaten
Op deze locatie vond eerst een zandscheiding plaats en vervolgens werd de fijne bezinkselfractie in een lagune behandeld. De bezinkselfractie (ongeveer 50 %) werd na de ontwatering verwijderd. Tot 2007 bestonden geen geschikte hergebruiksopties voor het schone zand.
Het zand is niet homogeen en bevat nog steeds een relatief grote fractie < 63 µm tot 0,25 mm, terwijl meer dan 50 % van het zand een korrelgrootte van < 0,125 mm heeft. Het is daarom fijn zand dat zonder extra behandeling alleen geschikt was als vulzand.
De kosten voor de bouw van een grootschalige zandscheider bedroegen EUR 3/m³ voor zes scheidingsbekkens en twee sedimentatiebekkens. De tijdelijke opslag van het materiaal in de bekkens kost EUR 1,2/m³ in situ en de uiteindelijke afvoerkosten bedragen EUR 2,2/m³.
De maximale capaciteit van deze faciliteit bedroeg 150.000 m³ (ongeveer 127.000 tds)/jaar in 2007.
