Verwijdering van arseen uit drinkwaterslib

In Nederland en Vlaanderen bevatten verschillende grondwaterbronnen voor drinkwater anorganisch arseen (As). Momenteel kampen verschillende drinkwaterbedrijven in ons land als gevolg hiervan bij sommige van hun installaties met een te hoog As-gehalte in het geproduceerde ijzerresidu. Dit maakt het ijzerslib ongeschikt als bron voor bijvoorbeeld fosfaatverwijdering in rioolwaterzuiveringen. Dit project onderzoekt hoe arseen op biologische wijze uit ijzerslib kan worden gehaald zodat het wel herbruikbaar is en een kostenbesparing in het verwijderen ervan valt te realiseren.

Technologie

Gewoonlijk wordt arseen (As) bij een te hoog gehalte uit grondwater verwijderd door co-precipitatie/adsorptie met ijzerneerslagen. Wanneer het resulterende ijzerslibresidu minder dan 150 mgAs/kg droge stof bevat, is het in Nederland bijvoorbeeld bruikbaar voor fosfaatverwijdering in rioolwaterzuiveringen. Boven deze waarde wordt het slib echter geclassificeerd als chemisch afval, wat het nuttige gebruik ervan verbiedt en hoge kosten voor verwijdering met zich meebrengt.

In een nieuw concept streven we ernaar om eerst As uit ijzer op te lossen door het slib bloot te stellen aan reducerende omstandigheden, veroorzaakt door natuurlijk voorkomende micro-organismen. Het doel hiervan is tweeledig. Enerzijds willen we een vast residu genereren met <150 mgAs/kg, geschikt voor hergebruik. Anderzijds willen we komen tot een ​​arseenrijke oplossing waaruit het arseen met bestaande technologieën kan worden geprecipiteerd. Dit levert een ​​residu op met een hoog As-gehalte (5-30%, afhankelijk van het type neerslag) dat kan worden verwerkt als chemisch afval, vergelijkbaar met zoals dit gebeurt met As-residuen afkomstig uit metallurgische processen.

Uitdaging

In een nieuw concept streven we ernaar om het ferri-ijzer in het met arseen verontreinigd slib te reduceren door middel van microbiologische processen. Uitdaging is om hoge reductiesnelheden te bereiken terwijl hier gelijktijdig ijzermineralen uit voortkomen met een laag arseengehalte, zodat deze herbruikbaar zijn.

Onze aanpak moet tot twee effecten leiden. Er treedt een verandering op in de structuur van het ijzerslib, waardoor dit transformeert naar een meer gereduceerd neerslag, zoals magnetiet. En de microbiologische reductie moet ertoe leiden dat het arseen in oplossing gaat. Hierdoor ontstaat een relatief zuiver ijzerproduct. Uiteindelijk wordt het arseen in geconcentreerde vorm als chemisch afval verwerkt.

Het type ijzerneerslag en de mate van oplossen van arseen hangt sterk af van de aangelegde condities, met name de pH. De pH is dan ook een belangrijke effectparameter om te onderzoeken. Uiteindelijk wordt een bioreactorproces op basis van bovenstaand concept ontwikkeld.

Oplossing

Kansen voor drinkwaterbedrijven die deze oplossing bieden:

• 90% reductie van chemisch afval en bijbehorende kosten;
• ~ 50% lager verbruik aan chemische stollingsmiddelen.