Ammoniak

Beschrijving techniek

Deze maatregel is van toepassing indien brongerichte en/of procesgeïntegreerde maatregelen ontoereikend zijn om geurhinder te vermijden.

Met geur beladen lucht is bijvoorbeeld afkomstig van:

• aanvoer- en opslagloods van inputmateriaal (bv. OBA);
• opslagsilo’s van dierlijke bijproducten: vrijkomende lucht;
• vergister: verdringingslucht tussen 2 lagen van het dak van de vergister;
• nabehandeling van het digestaat: lucht die vrijkomt tijdens bv. scheiden en drogen;
• …

Indien digestaatbehandelingstechnieken worden toegepast waarbij stofemissies vrijkomen, dan is deze maatregel eveneens van toepassing.

Met stof beladen lucht komt bijvoorbeeld vrij:

• ter hoogte van de drooginstallatie;
• bij het indampen van het digestaat;
• bij het korrelen van het digestaat.
• …

Vanaf 01/01/2012 zijn algemene stofnormen van 20 mg/Nm³ (vanaf een massastroom >200g/u) en 150 mg/Nm³ (vanaf een massastroom ≤ 200 g/u) van toepassing (VLAREM II, bijlage 4.4.2.1).

Een inrichting met een mestdrogings- of gelijkaardige techniek dient (volgens VLAREM II, artikel 5.28.3.5.2) te voldoen aan de volgende sectorale emissiegrenswaarde voor ammoniak: 10 mg/Nm³ (bij een massastroom van 5 kg/uur of meer).

Met ammoniak beladen lucht komt bijvoorbeeld vrij tijdens de:

• opslag van mest;
• drogen van het digestaat;
• opslag van het digestaat.

opmerking:
Daarnaast zijn er nog de uitlaatgassen van de biogasmotoren die emissies naar de lucht veroorzaken. Gezien valorisatie van het biogas buiten de scope van deze BBT-studie valt, wordt er hier niet verder op in gegaan.

Voorbeelden van (combinaties van) end-of-pipe luchtbehandelingstechnieken die in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties (stand van zaken oktober 2010) toegepast (kunnen) worden, zijn (BRONNEN: bedrijfsspecifieke informatie; www.emis.vito.be/LUSS; Derden A. en Huybrechts D., 2011):

• chemische wasser
• biologische wasser
• meertrapswasser
• biofilter
• biotricklingfilter
• combiwasser
• actief koolfilter
• cycloon
• doekfilter of mouwenfilter
• waterwasser
• naverbrander

chemische wasser (o.a. geur, ammoniak en stof)

• algemene theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:               >99%;
  • ammoniak:       >99%;
  • stof:                 70-95%;
• zure wasser:
  • geur:                30->99%;
  • ammoniak:        75->99%;
• basische wasser:
  • geur:                90-95%;
• basisch oxidatieve wasser:
  • geur:                75-95%;
• praktijkinformatie:
  • Een chemische wasser wordt toegepast in minstens één Vlaamse (mest)covergistinginstallatie die mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • Concrete praktijkgegevens over de verwijderingsrendementen voor geur, ammoniak en stof van een goed werkende chemische wasser in een (mest)covergistingsinstallatie in Vlaanderen zijn, voor zover gekend, niet beschikbaar.

biologische wasser (o.a. geur, ammoniak en stof)

• theoretische verwijderingsrendementen
  • geur:            40-80%;
  • ammoniak:    70%-95%;
  • stof:              90%;
• praktijkinformatie:
  • Een biologische wasser wordt toegepast in minstens één Vlaamse installatie die geen mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • Concrete praktijkgegevens over de verwijderingsrendementen voor geur, ammoniak en stof van een goed werkende biologische wasser in een (mest)covergistingsinstallatie in Vlaanderen zijn, voor zover gekend, niet beschikbaar.

meertrapswasser (o.a. geur, ammoniak en stof)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:                70-85%;
  • ammoniak:        70-85%;
  • stof:                  90%;
• praktijkinformatie:
  • Een tweetraps chemische wasser wordt toegepast in minstens één Vlaamse (mest)covergistinginstallatie die mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • De combinatie van een zure, basische en biologische wasser zou anno 2010 ook toegepast worden in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties.
  • Ook in 100% OBA-vergistingsinstallaties worden meertraps chemische wassers toegepast (geen informatie over concrete verwijderingsrendementen beschikbaar).

opmerking:
De investeringskost van een tweetraps chemische wasser bedroeg in een specifieke case 76.000 € (2008); de jaarlijkse werkingskost voor hulpstoffen van de chemische wasser wordt geschat op ongeveer 6.000 € (2010).

biofilter (o.a. geur en ammoniak)

• theoretische verwijderingsrendementen
  • geur:                75-95%;
  • ammoniak:        48-90%; 

• praktijkinformatie:
  • Deze techniek wordt toegepast in minstens twee Vlaamse (mest)covergistinginstallaties die mest mee vergisten en 3 installaties die geen mest mee vergisten (stand van zaken oktober 2010).
  • Concrete praktijkgegevens over de verwijderingsrendementen voor geur, ammoniak en stof van een goed werkende biofilter in een (mest)covergistingsinstallatie in Vlaanderen zijn, voor zover gekend, niet beschikbaar.
  • Bij hoge ingaande geurconcentraties zijn vaak hoge verwijderingsrendementen haalbaar. De behandelde lucht kan nooit volledig geurvrij zijn omdat een biofilter een eigen specifieke geur emitteert (200-1.000 ou_E/m³) (Huybrechts D. en Vrancken K., 2005; VITO, 2011b).

biotricklingfilter (o.a. geur en ammoniak)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:                 45-90%;
  • ammoniak:         50-95%;
• praktijkinformatie:
  • Voor zover gekend wordt een biotricklingfilter niet toegepast in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties.

combiwasser (=een (of meerdere) wasser(s) in combinatie met een biofilter) (o.a. geur, ammoniak en stof)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:                85%;
  • ammoniak:        70-95%;
  • stof:                  90-95%;
• praktijkinformatie:
  • De combinatie van een zure wasser en een biofilter wordt toegepast in minstens drie Vlaamse (mest)covergistinginstallaties die mest mee vergisten alsook in één installatie die geen mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • Concrete praktijkgegevens over de verwijderingsrendementen voor geur en ammoniak, van een goed werkende combinatie van een zure wasser en een biofilter is beschikbaar voor één van deze installaties.
    • behandeld debiet: >35.000 m³/u;
    • gemiddelde restgeurconcentratie: 1.658 ou_E/m³ (1.216-2.260 OU_E/m³);
    • gemiddelde restgeuremissie: 16.437 ou_E/s;
    • gemiddelde ingangsconcentratie NH₃: 80 ppm;
    • totale ammoniakverwijderingsefficiëntie: 88% (75% door de chemische wasser (tot 20 ppm) en vervolgens 50% door de biofilter (tot 10 ppm));
    • uitgaande ammoniakconcentratie: 7,6 mg/Nm³ (< sectorale norm 10 mg/Nm³).
      Voor wat betreft verwijderingsrendementen voor stof zijn, voor zover gekend, geen praktijkgegevens beschikbaar.
  • Geurverwijdering met behulp van een combiwasser in de praktijk (100% OBA-vergister) zou eerder beperkt zijn, met name 40% (60% voor VOS).
  • Een tweetraps chemische wasser (zure + alkalische) in combinatie met een biofilter wordt toegepast in minstens één Vlaamse (mest)covergistinginstallatie die mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • Een tweetraps chemische (zure) wasser in combinatie met vier biofilters wordt toegepast in minstens één Vlaamse installatie die geen mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).

actief koolfilter(o.a. geur en ammoniak)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:                80-95%;
  • ammoniak:        99%;
• praktijkinformatie:
  • De combinatie van een chemische (zure) wasser en een actief koolfilter wordt toegepast in minstens één Vlaamse (mest)covergistinginstallatie die mest mee vergist en één die geen mest mee vergist (stand van zaken oktober 2010).
  • Concrete praktijkgegevens over de verwijderingsrendementen voor geur en ammoniak van een goed werkende actief koolfilter in een (mest)covergistingsinstallatie in Vlaanderen zijn, voor zover gekend, niet beschikbaar.

cycloon (stof)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • De restemissies voor stof (>10 µm) bij een cycloon zijn 100 mg/Nm³ (verwijderingsrendement van 90%[1]).
• praktijkinformatie:
  • Volgens de sector wordt een cycloon in Vlaanderen toegepast voor de behandeling van afgezogen drooglucht, in combinatie met een flashdroger als digestaatbehandelingstechniek. In een flashdroger wordt het te drogen product gedoseerd in een verwarmde luchtstroom die met hoge snelheid door de flashdroger in opwaartse richting stroomt. Het toepassen van dit type droger, stelt grote eisen aan de afscheiding van het gedroogde product na droging. Deze scheiding vindt meestal plaats met cyclonen (www.aspas.nl).
  • Voor zover gekend zijn er geen praktijkgegevens beschikbaar betreffende het verwijderingsrendement of de restemissies voor stof in dit concreet geval.

doekfilter of mouwenfilter (stof)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • geur:               >99%;
  • De restemissies bij een doekfilter zijn afhankelijk van de gebruikte doeken maar concentraties <20 mg/Nm³ zijn steeds haalbaar (www.emis.vito.be/LUSS);
• praktijkinformatie:
  • Voor zover gekend wordt een doekfilter niet toegepast in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties.

waterwasser (stof)

• algemene theoretische verwijderingsrendementen:
  • stof:   90%;
• praktijkinformatie:
  • Een waterwasser wordt in Vlaamse (mest)covergistingsinstallaties toegepast, vermoedelijk veelal als voorbehandelingstechniek (ontstoffing), alvorens de luchtstroom verder te behandelen, bv. biofilter of actief koolfilter. Vaak is een waterwasser mee ingebouwd als voorbehandelingstrap in een chemische wasser.
  • Voor zover gekend zijn er geen praktijkgegevens beschikbaar betreffende het verwijderingsrendement of de restemissies voor stof in dergelijke toepassingen. Als randvoorwaarde voor de toepassing van een actief koolfilter dient de stofconcentratie in de ingaande lucht beperkt te worden tot bv. 3-5 mg/Nm³ (www.emis.vito.be/LUSS).

naverbrander (o.a. geur, VOS)

• theoretische verwijderingsrendementen:
  • VOS:      98-99,9%.
  • Restconcentratie VOS: <1-20 mg/Nm³ zijn haalbaar bij een minimaal eindzuurstofgehalte groter dan 3 vol%.
• praktijkinformatie:
  • Voor zover gekend is er in Vlaanderen slechts 1 vergistingsinstallatie in Vlaanderen die een naverbrander toepast, voorafgegaan door een zure wasser als end-of-pipe luchtbehandelingstechniek. Concreet gaat het om een regeneratieve thermische oxidator met 3 bedden en toepassing van warmterecuperatie.
    Lucht van de digestaathal (14.000 m³/u, beladen met geur, NH₃, H₂S en H₂), de vergistingshal (14.000 m³/u, beladen met geur, NH₃, H₂S en H₂) en de hal waar de slibdroger staat (14.000 m³/u beladen met geur, NH₃, KWS en VOS) wordt ontstoft en behandeld met behulp van een ontstoffer (carrousel) en een zure wasser. Vervolgens wordt deze luchtstroom (42.000 m³/u), samen met lucht uit de buffertanks van de biologie (1.500 m³/u), drooglucht van de slibdroger (2.000 m³/u) en rookgassen van de WKK (11.000-14.000 m³/u) behandeld in de naverbrander.
    Er is geen informatie beschikbaar omtrent de belading van de ingaande luchtstroom met geurcomponenten. Wel zijn meetgegevens beschikbaar betreffende de opgemeten geurconcentraties na de verbrander (1,138 ou_E/m³ met een range van 1,009-1,283 ou_E/m³) en de restemissies van de naverbrander (12.044 ou_E/s). De berekende immissieconcentraties van het 98-percentiel lagen onder 0,5 ou_E/m³ (nuleffectniveau bedraagt 1-1,5 ou_E/m³ als 98-percentiel).
    Er is evenmin informatie beschikbaar omtrent de stofconcentratie in de lucht voor de naverbrander. Na de naverbrander wordt volgende stofconcentratie teruggevonden in de behandelde luchtstroom: 1,6-5,4 mg/Nm³.
    De investeringkost van de naverbrander (excl. zure wasser en piping) bedraagt ongeveer 1.100.000 € (excl. BTW, 2009). De jaarlijkse onderhoudskosten van de naverbrander worden geschat op ongeveer 35.000 €. De kostprijs van emissiemetingen bedraagt 800 €/analyse; de jaarlijkse kostprijs hiervan wordt geschat op ongeveer 10.000 €. Personeelskosten zijn voor wat betreft deze techniek verwaarloosbaar. Als hulpstof voor de naverbrander wordt gebruik gemaakt van aardgas. Indien ook de kostprijs van het aardgas mee in rekening wordt gebracht, dan bedraagt de jaarlijkse werkingskost van de naverbrander meer dan 175.000 € (2010).
    Motivatie voor het implementeren van deze combinatie van end-of-pipe luchtbehandelingstechnieken is enerzijds een pro-actief bedrijfsbeleid inzake geuremissies en anderzijds de heersende nultolerantie (woonkern op 180 meter).

Aandachtspunten ivm end-of-pipe luchtbehandelingstechnieken zijn o.a.:

• uit de praktijk blijkt dat de effectieve verwijderingspercentages veelal lager liggen dan de bovenvermelde theoretische verwijderingspercentages, o.a. voor wat betreft het geuraspect;
• installaties ter beperking van ammoniakemissies in agrarisch gebied (gelinkt aan een veehouderij) dienen te voldoen aan de vereisten m.b.t. uitvoering, werking, controle en onderhoud zoals vermeld op de lijst van ammoniakemissiearme stalsystemen[2] (B.S. dd. 08/07/2011);
• de end-of-pipe luchtbehandelingstechniek voldoende groot dimensioneren, in functie van de te behandelen hoeveelheid lucht;
• procedure voor het opstarten/uitschakelen van de luchtbehandelingsinstallatie optimaliseren, zodat de luchtbehandelingstechnieken operationeel zijn indien vereist;
• de werking van de end-of-pipe luchtbehandelingstechniek accuraat opvolgen, optimaal onderhouden en opvolgen, en optimaliseren, bv.
  • de effectieve luchtemissies meten (en de effectieve verwijderingsrendementen bepalen);
  • de zure wasser voorzien van een automatische en continue pH-meting en automatische zuurdosering;
  • een drukmeter plaatsen tussen de chemische wasser en het biobed om drukopbouw in het biobed te kunnen opvolgen en tijdig te kunnen ingrijpen wanneer de druk zich te fel opbouwt;
  • de biofilter of het biobed voldoende vochtig houden (vochtgehalte controleren);
  • verzakkingen (open ruimten waardoor de lucht kan ontsnappen) voorkomen en zonodig herstellen;
  • de luchtbehandelingstechniek regelmatig opvolgen (bv. 1x/dag, 1x/week, 1x/maand) en goed onderhouden met als aandachtspunten:
    • de halfjaarlijkse analyse van het spuiwater uitvoeren in overeenstemming met het monsternameprotocol;
    • de jaarlijkse controle van het onderhoud door een erkend MER-deskundige in de discipline lucht laten uitvoeren conform de onderhoudsvoorschriften;
    • de onderhoudshandelingen en controles bijhouden in een logboek.

opmerkingen:

• ‘Stallucht afzuigen en behandelen met een gaswasser’ is geselecteerd als BBT bij mechanisch geventileerde nieuwbouwstallen voor diercategorieën waarvoor nog geen ammoniakemissiearme stalsystemen in bijlage I van het Ministerieel Besluit van 19/03/2004 (ondertussen vervangen door het Ministerieel Besluit van 31/05/2011, B.S. 08/07/2011) zijn opgenomen (Derden A. et al., 2006), indien naast de emissie vanuit de stal nog bijkomende emissiebronnen aangepakt moeten worden (bv. mestverwerking door middel van droging)

• De (theoretisch) haalbare rendementen van e-o-p luchtbehandelingstechnieken op zich zijn niet alleszeggend. Verwijderingsrendementen hangen immers nauw samen met de initiële belasting (soort en concentratie geurcomponenten) van de te behandelen lucht. In de praktijk is de mate van beperking van de geurhinder belangrijk. Verder zijn ook opvolging, controle en onderhoud van de toegepaste techniek(en) belangrijk.

voorbeeld
De BREF Waste Treatments Industries (WT) geeft aan dat geuremissies van 500-1.000 GE/m³ haalbaar zijn met een combinatie van biofilter en wasser in het geval de ingaande lucht uit de anaerobe vergistingsinstallatie meer dan 30 mg/Nm³ bevat. Het is niet duidelijk in hoeverre deze cijfers extrapoleerbaar zijn voor (mest)covergistingsinstallaties in Vlaanderen.

• Bij het toepassen van bepaalde e-o-p luchtbehandelingstechnieken ontstaan mogelijk secundaire (hinderlijke) geuren, bv. bij zure wassers als gevolg van het toevoegen van H₂SO₄.

• Het verdunnen van de lucht of het verhogen van de luchtuitlaat kunnen in bepaalde gevallen een oplossing bieden voor geurproblemen. Deze werkwijze is echter tegen de VLAREM-principes (VMM, 2011a).

• De afgezogen (met geur beladen) lucht wordt in de praktijk ook aangewend als verbrandingslucht in bv. WKK-motoren in plaats van af te leiden naar een end-of-pipe luchtbehandelingsinstallatie (FEBEM, 2011a).

De Gids Luchtzuiveringstechnieken of kortweg LUSS (Lemmens B. et al., 2004) is een technische beschrijving van de beschikbare luchtbehandelingstechnieken opgenomen (raadpleegbaar via http://www.emis.vito.be/luss/techniekbladen).

Technische haalbaarheid

Welke end-of-pipe luchtbehandelingstechniek(en) in het geval van hinder door geur en/of stof in een concreet geval moet(en) worden toegepast, dient bepaald te worden in functie van de specifieke situatie. Doel is het voorkomen van hinder door geur en stof in de omgeving (bv. particulieren in meest nabijgelegen woongebied) en het voorkomen/beperken van emissies naar de lucht. Algemeen wordt end-of-pipe luchtbehandeling beschouwd als technisch haalbaar voor alle (mest)covergistingsinstallaties, mits voldaan aan de specifieke randvoorwaarden betreffende de techniek(en).

Voor meer informatie betreffende de randvoorwaarden van de verschillende luchtbehandelingstechnieken wordt verwezen naar de techniekbladen van LUSS (www.emis.vito.be/LUSS).

Milieu-impact

Door toepassen en optimaliseren (opvolgen, controleren en onderhouden) van end-of-pipe luchtbehandelingstechnieken worden de emissies naar de lucht en hinder door geur en/of stof vermeden of beperkt. De verwijderingsrendementen van de verschillende componenten zijn afhankelijk van de toegepaste techniek of combinatie van technieken.

Economische haalbaarheid

Het toepassen en optimaliseren (opvolgen, controleren en onderhouden) van end-of-pipe luchtbehandelingstechnieken brengt extra kosten met zich mee voor de (mest)covergistingsinstallatie. Naast de investeringskosten (bv. techniek en piping) zijn er ook werkingskosten (bv. arbeid, energie, chemicaliën). De effectieve kostprijs van deze maatregel wordt o.a. bepaald door:

• de toegepaste (combinatie van) techniek(en);
• het te behandelen debiet (dimensionering);
• de ingaande concentratie van de component(en).

Luchtbehandeling zal economisch gezien vermoedelijk beter haalbaar zijn voor grote vergistingsinstallaties in vergelijking met kleine (mest)covergistingsinstallaties (bv. pocketvergisters) omwille van het schaalvoordeel. De economische haalbaarheid van deze maatregel is afhankelijk van de specifieke situatie.