A Herkomst en representativiteit input materiaal proeven

Inleiding
Ten behoeve van het onderzoeksprogramma voor CROW-CUR Aanbeveling 'AEC-vulstof in ongewapend aardvochtig beton', zijn door Blue Phoenix Group BPG drie monsters AEC-vulstof aan SGS Intron geleverd. In dit memo wordt nader ingegaan op de herkomst van de gebruikte grondstoffen (=AEC-bodemas), het gehanteerde maalproces en de representativiteit van de grondstoffen en de geproduceerde vulstof.

Herkomst input materiaal voor productie van monsters AEC-vulstof
Op verzoek van de werkgroep is gekozen om monsters aan te leveren die representatief zijn voor de Nederlandse AEC-bodemassen. Aanvullend wil de werkgroep AEC-bodemassen zien waarin het aandeel sulfaat en TOC variëren; dit om de effecten van sulfaat/TOC bij toepassing in beton te kunnen beoordelen. BPG heeft bodemas gebruikt afkomstig van drie van de twaalf Nederlandse AEC-centrales: AVR Duiven, AVR Rozenburg en EEW Delfzijl. AVR Duiven vertoont hoge waarden voor sulfaat en TOC.

Door de 12 Nederlandse AEC-centrales wordt totaal ongeveer 1.900.000 T aan AEC-bodemassen geproduceerd. De bemonsterde drie installaties produceren ongeveer 600.000T aan AECbodemassen. Ze vertegenwoordigen ongeveer 30% van het totale volume en de centrales zijn geografisch verspreidt over Nederland.

AEC-installaties & AEC-bodemas:

Proces beschrijving (CvD Gronstoffen & Milieu 21-02-2018)
- AEC-bodemas ontstaat bij het verbranden van huishoudelijk afval en bedrijfsafvalstoffen (inclusief biomassa) in een afval-energiecentrale (AEC) of biomassa-energie centrale. De verbranding vindt plaats in een rooster- of wervelbedoven, waarbij de temperatuur in de verbrandingskamer minimaal 850°C bedraagt. Na het verbrandingsproces wordt de resterende bodemas in een waterbassin geblust, waarna deze in een tussendepot kan worden gebracht voordat een verdere bewerking plaatsvindt. Tijdens de opwerking ondergaat de ruwe bodemas diverse bewerkingsstappen, zoals zeven en het verwijderen van ferro-, en non-ferrometalen. AEC-ketelas kan onderdeel zijn van de AEC-bodemas, in de meeste installaties wordt dit in de installatie samengevoegd. Ook bodemas uit een biomassa-energiecentrale kan onderdeel zijn van de AEC-bodemas, deze bodemas wordt tijdens de opwerking gedoseerd toegevoegd.
De AEC-bodemassen worden aansluitend gebroken naar een D_max van 40 mm; deze fractie is het input materiaal voor het productie proces tot AEC-vulstof.
De AEC-installaties voldoen aan de IPPC richtlijnen (zie bijlage 1)
AEC-installaties hebben een strikt inname beleid en controleren regelmatig het aangeleverde afval. Contractueel (klant - AEC verbrander) ligt vast over wat mag worden aangeleverd; Er worden regelmatig steekproeven gedaan, deze vrachten worden uitgestort over de vloer voor visuele inspectie.
RIVM neemt jaarlijks monsters om de gemiddelde samenstelling van het Nederlandse afval te bepalen.
De AEC-bodemassen voldoen aan de eisen die gesteld worden in de BRL2307-1. Dit kan zijn via partijkeuringen of via een proces certificaat
AEC-vliegassen worden gescheiden gehouden en zijn dus geen onderdeel van de AEC-bodemas.

BEC assen
Biomassa Energie Centrale (BEC) bodemassen: van de 12 AEC-centrales produceren alleen AVR Rozenburg, HVC Alkmaar en Twence BEC-bodemassen. De BEC-bodemassen van AVR Rozenburg en HVC Alkmaar worden bij de AEC-bodemassen bijgevoegd. HVC voegt alleen de grove fractie bij de AEC-bodemassen. Het gaat in totaal over ongeveer 7.000T aan BEC-bodemassen die AVR Rozenburg & HVC Alkmaar toevoegen aan ongeveer 600.000T AEC-bodemassen. Aan de overige 1.300.000T AEC-granulaten worden geen BEC-bodemassen toegevoegd. Verdere uitleg over BEC assen is gerapporteerd in de bijlage 2.

Monstername aangeleverde monsters
De monsters zijn genomen door de laborant van Blue Phoenix, bij AVR samen met de betreffende functionaris van AVR.

De werkwijze is gelijk per locatie:

Ruwe bodemas is genomen vanuit:
Met een kraan en een vracht auto is een volume apart gelegd van ongeveer 30-50 T
Deze 30-50 T ruwe AEC-bodemas is door de kraan gelijkmatig verdeeld, uitgespreid.
Uit deze gespreide laag zijn met een kraan monsters genomen.
Gelijkmatig verdeeld over de ruwe AEC-bodemas.
De kraan heeft de monsters in ongeveer 5-10 Big-Bags van ongeveer 1 m³ gestopt.

Alle big bags zijn afgevoerd naar Blue Phoenix opwerk installatie te Rotterdam/Pernis waar ze zijn opgewerkt in de AEC-vulstof installatie.

Representativiteit van de genomen monsters
De uit deze monsters vervaardigde AEC-vulstof is chemisch geanalyseerd. De concentratie aan hoofdelementen kan worden gebruikt om de representativiteit van de bij de AEC’s genomen monsters te beoordelen door deze te vergelijken met eerdere opgestuurde analyses en gegevens uit de literatuur.

Aan de CROW-werkgroep zijn al eerder onderstaande representatieve analyses/rapporten toegestuurd, te weten:

Elementaire analyse van twee Nederlandse en één Engelse bodemassen (SGS 15-05-2020)
Karakterisering van één AEC bron uit drie verschillende perioden uit Nederland (SGS 13-11-2018)
Karakterisering van drie AEC bronnen geografisch verspreidt over Nederland (SGS 03-12-2020)

In onderstaande tabel zijn alle metingen samengevat. Het geeft een representatief beeld van de kwaliteit van de bodemassen. Het is geografisch gespreid over Nederland, het is een representatief deel van het totale volume en het geeft van een en dezelfde bron het verloop aan gedurende een periode. Alle XRF metingen zijn op dezelfde wijze uitgevoerd.

Tabel 1. Chemische analyse AVI-bodemassen CROW aangeleverde monsters (%wt)

SGS reportage	AEC Filler EEW 13-11-2018			AEC killer DVN 03-12-2020	AEC Filler RZB 03-12-2020	AEC Filler EEW 03-12-2020	AEC Filler UK 15-05-2020
SGS reportage	Sept. 2018	Okt. 2018	Nov. 2018	AEC killer DVN 03-12-2020	AEC Filler RZB 03-12-2020	AEC Filler EEW 03-12-2020	AEC Filler UK 15-05-2020
Silicium als SiO 2	49,61	50,25	46,22	50,07	47,61	50,46	43,92
Calcium als CaO	18,08	16,38	18,44	18,18	17,03	16,41	20,74
IJzer als Fe 2 O 3	11,67	11,18	12,33	7,90	11,04	10,59	11,30
Aluminium als Al 2 O 3	7,54	8,26	8,53	7,43	8,23	7,98	8,93
Natrium als Na 2 O	3,73	4,33	3,84	4,13	4,13	3,94	3,91
Zwavel als SO 3	2,27	1,84	2,62	2,69	1,60	1,64	2,02
Magnesium als MgO	2,00	1,96	2,05	2,39	2,42	2,02	2,02
Fosfor als P 2 O 5	1,08	1,01	1,18	1,10	1,23	0,94	1,06
Titaan als TiO 2	1,24	1,07	1,29	1,15	1,32	0,98	1,26
Kalium als K 2 O	0,92	0,86	0,99	1,01	0,97	1,02	0,81
Zink als ZnO	0,55	0,58	0,69	0,54	0,60	0,50	0,69
Chloride als CI	0,77	0,59	0,72	–	–	–	–
Koper as CuO	0,28	0,31	0,35	0,31	0,38	0,27	0,31
Mangaan als MnO	0,16	0,23	0,19	–	–	–	0,29
Mangaan als Mn 3 O 4				0,16	0,21	0,18	–
Lood als PbO	0,12	0,13	0,14	0,11	0,11	0,11	0,12
Chroom als Cr 2 O 3	0,08	0,11	0,09	0,10	0,11	0,09	0,10
Zirkoon als ZrO 2	0,04	0,05	0,03	0,14	0,06	0,07	0,05
Barium als BaO	0,11	0,10	0,14	0,21	0,27	0,20	0,18
Strontium als SrO	0,07	0,07	0,08	0,07	0,05	0,05	0,04
Jodium als I				–	–	–	–
Nikkel als NiO				0,02	0,03	0,03	0,03
Vanadium als V 2 O 5				0,01	0,01	0,01	–

[ link ]

Opwerkproces tot AEC-vulstof

De ontvangen grondstoffen zijn gemalen in de pilot-installatie van BPG te Rotterdam. Het betreft een nat maal proces. Tijdens het proces is gestuurd op het bereiken van voldoende maalfijnheid en het verwijderen van storende stoffen zoals o.a. metallisch aluminium. Chloride, sulfaat en organisch stof (TOC) zijn niet verwijderd in het opwerkingsproces. Het behouden van de hoge gehaltes was doel van deze proefproducties voor het onderzoek.

Conclusie
De AEC-bodemassen bestaan overwegend uit silicaten respectievelijk calcium oxides; Aangevuld met respectievelijk ijzer en aluminium oxides. BEC assen worden zeer beperkt bijgevoegd. AVR Rozenburg bevat het hoogste aandeel BEC assen; AVR is onderdeel van het gehele R&D programma. BEC assen analyses zijn weergegeven in de bijlage 2.

Interesse?

A Herkomst en representativiteit input materiaal proeven