Ontwikkeling van methoden voor het scheiden van arseen en ijzer componenten in drinkwaterslib

Bij het maken van drinkwater word ijzer herwonnen en gebruikt in toepassingen voor fosfaat en sulfide verwijdering, maar dit hergebruik wordt gelimiteerd door de aanwezigheid van arseen. Om drinkwater productie te verduurzamen moet er een slibverwerkingsmethode komen om het arseen te scheiden van dit ijzerslib. In dit project zijn verschillende hypotheses voor arseenafscheiding theoretisch en/of praktisch getest. De resultaten zijn momenteel nog niet toepasbaar in de praktijk. Het onderzoek gaat nog wel verder met ondersteuning van de TKI-partners waarbij de verschillende mogelijkheden verder onderzocht en uitgewerkt worden. Samen bouwen we dan verder aan een betere behandeling voor arseen-houdend ijzerslib.

Drinkwater productie is niet circulair

Voor het maken van veilig drinkwater is het belangrijk dat er eerst een zuivering plaats vindt. Bij grondwater is het van belang dat het ijzer en arseen verwijderd worden. Doormiddel van oxidatie worden er amorfe ijzerprecipitaten gevormd. Deze hebben een hoge adsorptie capaciteit voor arseen en worden daarom tegelijk verwijderd in een zogenaamd ijzerslib. Het ijzer in dit slib is in verschillende processen bruikbaar. Zo kan het dienen voor fosfaat en sulfide verwijdering. Alleen zijn deze toepassingen niet mogelijk wanneer er een hoge concentratie arseen in het slib aanwezig is. Als gevolg daarvan worden er tonnen slib jaarlijks gestort, waardoor het ijzer (en arseen) niet meer beschikbaar is voor de maatschappij.

Hoewel storten in de westerse wereld onder gecontroleerde omstandigheden plaatsvind, is dit niet altijd het geval in ontwikkelingslanden. Door onvoorzichtig te storten is arseen uitloging een groot gevaar voor de natuur, drinkwaterbronnen en uiteindelijk de mens. Dit project richtte zich op de Nederlandse en Belgische slibstromen, maar de verkregen resultaten kunnen vermoedelijk op meerdere locaties tot oplossingen leiden.

Zoektocht naar nieuwe slibverwerkingstechnologie

Om het arseenhoudend ijzerslib op te waarderen is een nieuwe slibverwerkings technologie nodig. Deze technologie zou dan bestaan uit een scheidingsstap tussen arseen en ijzer, gevolgd door bewerkingsstap om bruikbare producten te vormen.

Doormiddel van een uitgebreide literatuur studie, hebben we inzichten verkregen over het slib en de mogelijke verwerkingsmethoden. Hierbij is onder andere gekeken naar de adsorptiecapaciteit van ijzermineralen, de competitieve rol die het aanwezige fosfaat kan spelen, en welke reacties een grote rol spelen in de biologische reductie van het slib. Dit laatste is geopteerd als een mogelijke manier om arseen van het ijzer te scheiden.

Proof of principle experimenten zijn ook uitgevoerd in dit project. Naast het karakteriseren van het slib, is er kennis vergaard in het desorberen van arseen. Onder zeer alkalische condities, kan voldoende arseen gedesorbeerd worden van het bestudeerde slib monster zodat de resterende vaste fase geschikt zou worden voor hergebruik.

Hiermee zijn al eerste indicaties gevonden van hoe slib verwerkt kan worden. Meerdere methodes kunnen nog getest worden, en met elkaar worden vergeleken. Voor het in de praktijd toepasbaar is, moeten nog verschillende zaken worden geoptimaliseerd.

Een start naar meer

Hoewel deze resultaten nog niet direct bruikbaar zijn in de praktijk, heeft het project wel wat teweeggebracht. Een internationale groep van bedrijven werkte openlijk samen, waardoor een goede verstandhouding is ontstaan. Dit is van groot belang, want het onderzoek naar een slibverwerkingstechnologie stopt niet na dit project. Nog minstens tot en met 2026 zullen er via experimenten nieuwe inzichten worden verworven over de scheiding tussen arseen en het ijzerslib. Hierbij worden ook de eindproducten van arseen en ijzer niet vergeten in functie van bruikbaarheid en veiligheid.

Tot onze kennis, was dit het eerste onderzoek in bijna 30 jaar waarbij de focus ligt op het arseen houdend ijzerslib. Dit lijkt te veranderen. Meer bewustzijn wordt gecreëerd en de mogelijkheden voor metaal herwinning worden niet alleen in Nederland onderzocht.

Alhoewel dit project nu eindigt, loopt het onderzoek dus nog door. Op de behaalde resultaten wordt verder gebouwd en vergeleken met andere slibverwerkingsmethodes. Gedurende deze voortzetting, blijft de band met de TKI-partners onderhouden. Het is voor ons cruciaal de perspectieven van de eindgebruikers te ontvangen voor doeltreffende technologie ontwikkeling.

Samenwerkingspartners

Pidpa, Evides, Brabant Water, AquaMinerals leverden inzichten en perspectieven in het huidige slib beleid en op de resultaten. Pidpa leverde ook het slib monster. Aquaminerals gaf inzicht in een belangrijke database met kwaliteitsgegevens van verschillende slibben.