Scheiden van arseen- en ijzercomponenten in drinkwaterslib maakt drinkwaterproductie duurzamer

Tijdens de drinkwaterproductie wordt ijzer herwonnen en gebruikt voor het verwijderen van fosfaat en sulfide. Dit hergebruik wordt echter gelimiteerd door de aanwezigheid van arseen. Voor het verduurzamen van de drinkwaterproductie is een slibverwerkingsmethode nodig die het arseen van dit ijzerslib scheidt. In dit project zijn verschillende hypotheses voor arseenafscheiding theoretisch en/of praktisch getest. De resultaten zijn momenteel nog niet toepasbaar in de praktijk. Wel gaat het onderzoek met steun van de TKI-partners verder met het onderzoeken en uitwerken van de verschillende mogelijkheden om tot een betere behandeling voor arseenhoudend ijzerslib te komen.

Drinkwaterproductie is niet circulair

Voor het maken van veilig drinkwater is het belangrijk dat eerst een zuivering plaatsvindt. Bij grondwater moeten ijzer en arseen worden verwijderd. Door middel van oxidatie worden amorfe ijzerprecipitaten gevormd. Deze hebben een hoge adsorptiecapaciteit voor arseen en worden daarom tegelijk verwijderd in een zogenoemd ijzerslib. Het ijzer in dit slib is in verschillende processen bruikbaar. Zo kan het dienen voor fosfaat- en sulfideverwijdering. Alleen zijn deze toepassingen niet mogelijk wanneer een hoge concentratie arseen in het slib aanwezig is. Als gevolg hiervan worden jaarlijks tonnen slib gestort, waardoor het ijzer (en arseen) niet meer beschikbaar is voor de maatschappij.

Hoewel het storten van arseenhoudend slib in de westerse wereld onder gecontroleerde omstandigheden plaatsvind, is dit niet altijd het geval in ontwikkelingslanden. Door onvoorzichtigheden bij het storten is arseenuitloging een groot gevaar voor de natuur, drinkwaterbronnen en uiteindelijk de mens. Dit project richtte zich op de Nederlandse en Belgische slibstromen, maar de verkregen resultaten kunnen vermoedelijk op meerdere locaties tot oplossingen leiden.

Zoektocht naar nieuwe slibverwerkingstechnologie

Om het arseenhoudende ijzerslib op te waarderen is een nieuwe slibverwerkingstechnologie nodig. Deze zou moeten bestaan uit een scheidingsstap tussen arseen en ijzer, gevolgd door een bewerkingsstap voor de vorming van bruikbare producten.

Door middel van een uitgebreide literatuurstudie hebben we inzichten verkregen over het slib en de mogelijke verwerkingsmethoden. Hierbij is onder andere gekeken naar de adsorptiecapaciteit van ijzermineralen, de mogelijke competitieve rol van het aanwezige fosfaat, en welke reacties van belang zijn in de biologische reductie van het slib. Dit laatste is geopteerd als een mogelijke manier om arseen van het ijzer te scheiden.

Proof of principle-experimenten zijn ook uitgevoerd in dit project. Naast het karakteriseren van het slib, is kennis vergaard over het desorberen van arseen. Onder zeer alkalische condities kan voldoende arseen worden gedesorbeerd van het bestudeerde slibmonster. Dit betekent dat de resterende vaste fase geschikt zou kunnen zijn voor hergebruik.

Hiermee zijn al eerste indicaties gevonden voor de verwerking van het slib. Meerdere methodes kunnen nog worden getest en met elkaar vergeleken. Voor toepassing in de praktijk moeten nog verschillende zaken worden geoptimaliseerd.

Een start naar meer

Hoewel deze resultaten nog niet direct bruikbaar zijn in de praktijk, heeft het project wel veel teweeggebracht. Een internationale groep van bedrijven werkte open en transparant samen, waardoor een goede verstandhouding is ontstaan. Dit is van groot belang, want het onderzoek naar een slibverwerkingstechnologie stopt niet na dit project. Nog minstens tot en met 2026 zullen via experimenten nieuwe inzichten worden verworven over de scheiding tussen arseen en het ijzerslib. Hierbij worden ook de eindproducten van arseen en ijzer niet vergeten in de functie van bruikbaarheid en veiligheid.

Voor zover bekend was dit het eerste onderzoek in bijna 30 jaar waarbij de focus ligt op het arseenhoudend ijzerslib. Dit lijkt te veranderen. Er ontstaat een groter bewustzijn en de mogelijkheden voor metaalherwinning worden niet alleen in Nederland onderzocht.

Alhoewel dit project nu ten einde loopt, gaat het onderzoek nog door. We bouwen voort op de behaalde resultaten en vergelijken deze met andere slibverwerkingsmethodes. Gedurende deze voortzetting, blijft de band met de TKI-partners onderhouden. Voor een doeltreffende technologieontwikkeling is het van cruciaal belang om hierin de perspectieven van eindgebruikers te blijven ontvangen.