Technieken voor behandeling en valorisatie van concentraatstromen

Het doel van dit hoofdstuk is om een praktische en beknopte beschrijving te geven van de verschillende types van technieken / uitvoeringsvormen voor de behandeling en valorisatie van concentraatstromen. Daarnaast worden de technische toepasbaarheid, de milieu-impact en de financiële aspecten van de technieken beschreven.

Beschrijving

Het gaat om technieken die anno 2022 toegepast worden in de praktijk, in onderzoek zijn of potentieel hebben. De technieken zijn i.f.v. concentraatstroombehandeling beschreven. Echter, vaak worden de technieken voor behandeling van concentraatstromen niet als ‘stand alone’ toegepast, maar zijn ze onderdeel van een afvalwaterzuiveringsinstallatie/zuiveringstrein voor de behandeling van de gehele waterstroom.

Technische toepasbaarheid

Hier wordt aangegeven welke componenten verwijderbaar zijn en in welke fase van ontwikkeling of toepassing de techniek zich bevindt voor de behandeling of valorisatie van concentraatstromen.

Waar relevant wordt aangegeven of de individuele technieken in de praktijk toegepast worden in combinatie met andere technieken. De toepaste combinatie van technieken is in de praktijk meestal erg situatiespecifiek.

Aspecten die ook onder dit luik vallen, zijn:

  • de productvereisten bij valorisatie van de concenstraatstromen;
  • de locatiespecifieke omstandigheden (bv. type, hoeveelheid en kwaliteit van het ingenomen water).

Milieu-impact

Hier wordt aangegeven op welke milieu-compartimenten de techniek en impact heeft, met focus op water (terugwinning), afvalwater (recalcitrante CZV, zouten, metalen en nutriënten), afval, energie en overige (bv. metalen). Dit kan zowel een positieve als negatieve impact zijn.

Financiële aspecten

De kostprijs van de technieken is erg bedrijfs- en situatiespecifiek. Waar mogelijk worden voorbeelden/indicaties gegeven van de kostprijzen van de beschouwde technieken. De kostprijzen zijn gebaseerd op de informatie uit de vragenlijsten en interviews, WASS fiches en contacten met VLAKWA. Indien geen kostprijsgegevens beschikbaar zijn, wordt gebruik gemaakt van expertinschatting voor grootte-ordes van kostprijzen of elementen die een belangrijk effect hebben op de kostprijs.

Opmerkingen

  1. Obv van de vragenlijst en interviews bleek dat het aantal concrete cases in Vlaanderen anno 2022 beperkt is. Slechts van enkele cases werden grootte-ordes van kostprijzen vermeld. Deze zijn te beschouwen als voorbeelden en kunnen niet zomaar veralgemeend worden.
  2. Voor de technieken waarvoor kostprijsinformatie ontbrak, werden de vermelde kostprijzen uit de technische fiches van WASS aangehaald. Deze dateren echter van 2010 en zijn wellicht aan een update toe.

De informatie is enerzijds verzameld op basis van een uitgebreide literatuurscreening. Anderzijds werd een vragenlijst (Q, zie bijlage 2) ontwikkeld met het oog op het verzamelen van concrete informatie en praktijkkennis via watertechnologieleveranciers en werden een aantal vervolginterviews afgenomen (lijst van geïnterviewden, zie bijlage 1).

De conclusies uit dit hoofdstuk zijn bedoeld om de vergunningverlenende overheden een goed beeld te geven van de stand van zaken van de technieken die toegepast kunnen worden voor het behandelen en valoriseren van concentraatstromen. Naast de toepasbare technieken die ingezet kunnen worden voor het herwinnen van water, zouten, nutriënten, metalen en chemicaliën worden in dit hoofdstuk de valorisatieopties van deze herwonnen stoffen in beeld gebracht, met eventuele knelpunten of aandachtspunten.

De informatie in dit hoofdstuk vormt de basis waarop in hoofdstuk 5 de evaluatie van de milieuvriendelijke technieken zal gebeuren. Het is dus niet de bedoeling om reeds in dit hoofdstuk (hoofdstuk 4) een uitspraak te doen over het al dan niet BBT zijn van bepaalde technieken. Het feit dat een techniek in dit hoofdstuk besproken wordt, betekent m.a.w. niet per definitie dat deze techniek BBT is.

 

Toon enkel technieken...
Aspecten
...op...
Beste beschikbare techniek
Milieuvriendelijke techniekTechnische aspectenMilieuaspectenBBT
BewezenAlgemeen toepasbaarGlobaal - technischWaterverbruikAfvalwaterAfvalEnergie - elektriciteitsverbruikChemicaliënGlobaal - milieuEconomisch
Technieken voor behandeling en valorisatie van concentraatstromen
Omgekeerde osmose (OO) met gesloten circuit / Hoge recovery OO (Membraan gebaseerde technieken)Ja
Zeewater omgekeerde osmose / Brakwater omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken) 2
Tegenstroom omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken) 3
Stroomomkering omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken) 4
Voorwaartse osmose (Membraan gebaseerde technieken)TO
Drukondersteunde osmose (Membraan gebaseerde technieken) 6
Eiwitten ingebouwd in membranen (Membraan gebaseerde technieken)TO
Hoge herwinning inter-stage precipitatie omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken) 8
Drukvertraagde osmose (Membraan gebaseerde technieken)TO
Hoge druk omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken)TO
Ultrahoge druk omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken)TO
Osmotisch ondersteunde omgekeerde osmose (Membraan gebaseerde technieken)TO
Diafiltratie (verdunning + filtratie) (Membraan gebaseerde technieken) 13
Door schuifkracht verbeterde membraanfiltratie (Membraan gebaseerde technieken) 14
Membraandestillatie (Membraan gebaseerde technieken)TO
(Membraan)elektrolyse (Membraan gebaseerde technieken)TO
Elektrodialyse (Membraan gebaseerde technieken)TO
Membraan capacitieve deïonisatie – Capacitieve deïonisatie (Membraan gebaseerde technieken)TO
Donnan dialyse (Membraan gebaseerde technieken)TO
Elektrodeïnonisatie (Membraan gebaseerde technieken)TO
Ionenuitwisseling (Membraan gebaseerde technieken)TO
Gemengd bed ionenuitwisseling / polisher / filter (Membraan gebaseerde technieken)TO
Elektrodialyse met bipolaire membranen (Membraan gebaseerde technieken)TO
Elektrodialyse Omkering / Omgekeerde Elektrodialyse (Membraan gebaseerde technieken)TO
Elektrodialyse metathese (Membraan gebaseerde technieken)TO
Pertractie (Membraan gebaseerde technieken)TO
Pervaporatie (Membraan gebaseerde technieken)TO
Geïntegreerde permeaatkanaalmembranen (Membraan gebaseerde technieken) 28
Destillatie/rectificatie (Thermisch gebaseerde technieken)TO 31
Verdamping / indamping (Thermisch gebaseerde technieken)vgtg 34
Kristallisatie (Thermisch gebaseerde technieken)vgtg 37
Afvalwaterverbranding (Thermisch gebaseerde technieken)Nee 39
Chemische oxidatie bij hoge temperatuur en druk (Geavanceerde oxidatietechnieken)TO
Natte lucht oxidatie (Geavanceerde oxidatietechnieken)TO
Superkritische wateroxidatie (Geavanceerde oxidatietechnieken)TO
Katalytische natte lucht oxidatie (Geavanceerde oxidatietechnieken)TO
Fotokatalytische waterzuiveringstechnologie (Geavanceerde oxidatietechnieken) 44
Biologische behandeling met halofiele bacteriën of behandeling in rietveld of wilgenveld / Biosorptie – fyto-extractie door halofytenfilter of zoutminnende planten (Biologische technieken)Ja
Sulfateq (biologische sulfaatverwijdering) (Biologische technieken) 46
Behandeling met actieve kool in poedervorm (Biologische technieken)TO
Actieve kool adsorptie (Diverse technieken)TO
Ijzerpellet adsorptie (Diverse technieken)TO
Coagulatie/precipitatie (Diverse technieken)TO
Electrocoagulatie (Diverse technieken)TO
Extractie (Diverse technieken)TO
Fosfaat leaching (Diverse technieken)TO
  • Legende

1 in Vlaanderen: 1 full-scale, 1 in opstart, 1 piloot en 1 in testfase; elders: meerdere cases (waarvan sommige in ontwerpfase); zie bijlage 3 – praktijkcase 1

2 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: 1 referentie uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

3 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: techniek 1x vermeld tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

4 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

5 algemeen: techniek in opkomst (pilootschaal); aandachtspunt: stabiliteit van de membranen; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

6 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: algemeen: techniek in opkomst (pilootschaal); aandachtspunt: stabiliteit van de membranen; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

7 algemeen: techniek in opkomt, in OO membranen; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

8 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

9 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

10 algemeen: techniek in opkomst; techniek 1x vermeld tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

11 algemeen: techniek in opkomst; techniek 1x vermeld tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

12 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

13 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

14 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

15 algemeen: techniek in opkomst; techniek vermeld tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

16 algemeen: techniek in opkomst; in Vlaanderen: proof of concept (labo en piloot)

17 algemeen: techniek in opkomst; techniek vermeld tijdens interviews; in Vlaanderen geen concrete cases gekend

18 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

19 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

20 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

21 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

22 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

23 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

24 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

25 algemeen: techniek in opkomst (pilootschaal); geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

26 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

27 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

28 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

29 algemeen: techniek in opkomst; VCM maakt melding van 1 concrete case in Vlaanderen: full-scale installatie voor stripping/scrubbing van vloeibare varkensmest en digestaat

30 (zeer) energie intensief, interessant igv warmte/energie terugwinning

31 mits warmte/energie terugwinning

32 algemeen: toepasbaar; in Vlaanderen: zou toepasbaar en haalbaar zijn bij warmterecuperatie; zie ook bijlage 3 – praktijkcase 2

33 (zeer) energie intensief, interessant igv warmteterugwinning

34 voldoet aan de BBT-criteria mits warmte/energie terugwinning

35 algemeen: toepasbaar; in Vlaanderen: zou toepasbaar en haalbaar zijn bij warmterecuperatie; techniek vermeld tijdens interviews met oog op verdere behandeling van concentraatstromen, na indampen/verdampen; zie ook bijlage 3 – praktijkcase 3

36 (zeer) energie intensief, interessant igv warmteterugwinning

37 voldoet aan de BBT-criteria mits warmte/energie terugwinning

38 algemeen: toepasbaar; in Vlaanderen: afvoer voor verbranding van concentraatstroom via een externe verwerker (gemengd met andere afvalstromen); verbranding van brijn zou geen optie zijn omwille van de afwezigheid van organische fractie

39 geen globaal milieuvoordeel maar kan een optie zijn voor de afvoer van concentraatstromen via een externe verwerker (gemengd met andere afvalstromen).

40 algemeen: toepasbaar (chemische oxidatie); techniek 1x vermeld tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

41 algemeen: techniek in opkomst, bv. toepassing van AOP in combinatie met biologie – pilootschaal (ozonisatie, UV, Fenton en testen op elektrochemische uitvoeringsvorm); geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

42 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

43 techniek in opkomst; techniek toegelicht tijdens interview; geen concrete cases in Vlaanderen gekend, wel in Azië; zie ook bijlage 3 – praktijkcase 4

44 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: geen concrete cases gekend; fotokatalytische oxidatie zou in Vlaanderen niet worden uitgevoerd

45 algemeen: toepasbaar (hoge zoutgehaltes kunnen de werking van de aanwezige bacteriën in klassieke biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties negatief beïnvloeden of verhinderen); wilgenveld: in Vlaanderen: full scale toepassing voor verdere zuivering van RWZI-effluent tot drinkwater

46 geen inschatting omwille van ontbrekende informatie: beperkt aantal referenties uit literatuur; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

47 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

48 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

49 algemeen: techniek in opkomst; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

50 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

51 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

52 algemeen: toepasbaar; geen concrete cases in Vlaanderen of elders gekend

53 algemeen: techniek in opkomst voor de verwerking van dunne mest(fractie)