Polishing pellets

Tijdens het productieproces van drinkwater wordt (opgelost) ijzer uit het water gehaald. Een veelgebruikte zuiveringstechniek hiervoor is zandfiltratie. Bij het schoonspoelen van de zandfilters ontstaat er ‘waterijzer’; een slib dat relatief veel geoxideerd ijzer bevat. Door het hoge gehalte en de chemische eigenschappen van vers-gevormde ijzeroxiden is dit slib in staat waterstofsulfide, fosfaat en arseen te kunnen adsorberen. Wanneer het waterijzer vrijkomt, bevat het echter nog veel water wat de praktische inzetbaarheid beperkt en een milieuvriendelijk transport belemmert. In dit project worden korrels gemaakt van het geoxideerde ijzer om in te kunnen zetten als circulair adsorptiemateriaal.

Voor succesvolle toepassing van deze ‘Polishing Pellets’ zijn drie eigenschappen van bijzonder belang:

1. de maximale beladingscapaciteit geeft aan hoeveel stof er opgenomen kan worden en wordt voor een belangrijk deel bepaald door het beschikbare oppervlakte voor adsorptie;
2. de mechanische sterkte bepaald in grote mate of de pellets geschikt zijn voor toepassing in bijvoorbeeld (rook)gasbehandeling, filters, oppervlaktewater, vergisters en/of in de landbouw;
3. de pellets mogen geen ongewenste stoffen afgeven afhankelijk van de specifieke locatie- of procesomstandigheden.

Uitdaging

Het nadeel van waterijzer – slib met een hoog gehalte aan ijzer(hydr)oxide – is, dat het materiaal vrijkomt in de vorm van een slurry (ca. 8% vastestofgehalte) of als ‘steekvast’ materiaal (ca. 30% vastestofgehalte). Dit maakt transport en hanteerbaarheid lastig. In eerste instantie wordt een korte bureaustudie uitgevoerd naar eventueel toepasbare pelletisatietechnieken en bindmiddelen. Vervolgens doen we praktijktesten met de meest veelbelovende techniek, in combinatie met enkele bindmiddelen. De focus ligt hierbij op zowel het effect op de sterkte als op de adsorptiecapaciteit van de gevormde pellets. Bovendien wordt onderzocht of een wasprocedure nodig is om ongewenste materialen uit te wassen, en zo ja hoe dit zo optimaal mogelijk plaatsvindt.

Uitdagingen

Het nadeel van waterijzer – slib met een hoog gehalte aan ijzer(hydr)oxide – is, dat het materiaal vrijkomt in de vorm van een slurry (ca. 8% vastestofgehalte) of als ‘steekvast’ materiaal (ca. 30% vastestofgehalte). Dit maakt transport en hanteerbaarheid lastig. In eerste instantie wordt een korte bureaustudie uitgevoerd naar eventueel toepasbare pelletisatietechnieken en bindmiddelen. Vervolgens doen we praktijktesten met de meest veelbelovende techniek, in combinatie met enkele bindmiddelen. De focus ligt hierbij op zowel het effect op de sterkte als op de adsorptiecapaciteit van de gevormde pellets. Bovendien wordt onderzocht of een wasprocedure nodig is om ongewenste materialen uit te wassen, en zo ja hoe dit zo optimaal mogelijk plaatsvindt.

Tijdspad ontwikkeling en gekoppelde onderzoeksactiviteiten

Met oog op de Kader Richtlijn Water (KRW) doelen voor oppervlaktewaterkwaliteit ligt toepassing van de Polishing Pellets voor fosfaatverwijdering uit oppervlaktewater en/of behandeld effluent voor de hand. Middels een 6 maanden durende kolomtest op een zuiveringslocatie van Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier is de verwijdering van fosfaat uit gezuiverd afvalwater beproefd. Bij deze proef zijn korrels afkomstig van verschillende type waterijzer meegenomen.

Het definitieve pellet-recept zal gebruikt worden voor het produceren van enkele honderden tot uiteindelijk (tien)duizenden kilogrammen korrels op jaarbasis. Vervolgonderzoek richt zich op i) de opschaling van de pelletproductie incl. optimalisering van de pellet-receptuur, ii) demonsteren van de pellet-toepassing op praktijk-relevante schaal, iii) regeneratie van de beladen korrels waarmee een duurzame, multi-cycli manier van inzetten mogelijk wordt en iv) het verder ontwikkelen en optimaliseren van het wassen van de korrels. Terugwinning en hergebruik van fosfaat, een steeds schaarser wordende grondstof, biedt aanvullende mogelijkheden richting de circulaire economie.