slib dat achterblijft bij de zuivering van afvalwater. De eigenschappen van zuiveringsslib worden bepaald door de herkomst van het afvalwater, de wijze waarop dit gezuiverd wordt en de behandeling, die het slib ondergaat.
Het grootste deel van het afvalwater wordt in de openbare riolering geloosd en in openbare rioolwaterzuiveringsinstallaties gezuiverd. Het betreft in de eerste plaats huishoudelijk afvalwater met de daarin meegevoerde verontreinigende stoffen uit keuken, toilet en badkamer. Via de riolering wordt meestal ook de overtollige neerslag van daken, straten enz. afgevoerd met het daarin meegevoerde vuil. Een gescheiden afvoer komt echter ook voor (»riolering). In de openbare riolering wordt ook industrieel afvalwater geloosd, voorzover daarvoor een lozingsvergunning is afgegeven. Voorwaarde daarvoor is o.m. dat het afvalwater onschadelijk moet zijn voor de biologische processen die bij de afvalwaterzuivering en slibbehandeling een rol spelen.
Verschillende industrieën hebben een eigen afvalwaterzuivering, die een voor het desbetreffende bedrijf karakteristieke slibsoort produceert. Dit slib (b.v. → hydroxideslib) blijft hier buiten beschouwing, evenals »havenslib.Het zuiveringsproces Nadat het afvalwater in de zuiveringsinstallatie is ontdaan van grof drijvend vuil (d.m.v. een snijrooster) en zand (d.m.v. een zandvang) begint het eigenlijke zuiveringsproces. Oudere installaties zijn vaak alleen maar uitgerust met een eerste of mechanische trap waarbij in een bezinkingsbassin alleen grovere bestanddelen tot bezinking komen. Dit bezinksel, het primaire slib, is betrekkelijk arm aan plantenvoedende stoffen. Modernere zuiveringsinstallaties zijn meestal uitgerust met een tweede of biologische trap. Daarin worden opgeloste organische verbindingen in een belucht systeem afgebroken door micro-organismen. Er zijn verschillende systemen van beluchting (oxidatiebedden, actief-slibsysteem).
Tot vlokken verenigde micro-organismen worden tot bezinking gebracht. Dit bezinksel, het secundair of biologisch (surplus)slib, is rijk aan m.n. stikstof en fosfor.
Steeds meer zuiveringsinstallaties worden voorzien van een derde of chemische trap waarmee, ter voorkoming van de eutrofiëring van oppervlaktewater, fosfor wordt verwijderd. Door toevoeging van chemicaliën (aluminiumen/of ijzerzouten in de vorm van sulfaten of chloriden, kalk) ontstaat tertiair of chemisch slib met een hoog fosforgehalte.
Slibbehandeling In de regel worden de verschillende slibsoorten gezamenlijk verder verwerkt. Slib ontstaat met een drogestofgehalte van 1—2 %. Door (voor)indikking kan dit worden opgevoerd tot ca. 5 %. Meestal wordt het slib daarna eerst gestabiliseerd: door gisting (anaëroob) of beluchting (aëroob) ontdaan van gemakkelijk afbreekbare organische bestanddelen (ca. 30 % van het totaal), die bij de verdere verwerking aanleiding kunnen geven tot stank. Bij gisting komt energie vrij, in de vorm van methaangas; beluchting vergt veel energie. Na stabilisatie kan het slib opnieuw worden ingedikt tot een drogestofgehalte van 5 % of meer.
Een belangrijk deel van het slib wordt in deze vorm afgevoerd naar de landbouw. Is afvoer in natte toestand niet mogelijk dan moet het slib eerst ontwaterd worden. Slibontwatering kan op natuurlijke wijze worden uitgevoerd met behulp van droogvelden of lagunes. Op droogvelden wordt nat slib gebracht tot een laag van ca. 30 cm. Afhankelijk van de weersomstandigheden wordt dan in 3-6 maanden een steekvast produkt verkregen met een droge-stofgehalte van 20-30 %. In lagunes wordt nat slib aangebracht tot een totale laagdikte van 1,5-2 m. Het duurt hier een aantal jaren voordat een steekvast produkt wordt verkregen met een droge-stofgehalte van ca. 25 %.
Het eindprodukt van zowel droogvelden als sliblagunes is vrij goed verwerkbaar, doordat het natuurlijke droogproces gepaard gaat met een rijpingsproces. Daarbij worden colloïdale stoffen die het slib een stopverfachtige structuur geven, afgebroken en verdwijnt een teveel aan opgeloste zouten (vnl. minerale stikstof) door uitspoeling. Dit slib is toe te passen als grondverbeteringsmiddel of, na menging met zand of klei, als zwarte grond. Bij gebruik als grondverbeteringsmiddel moet het droge-stofgehalte van ontwaterd slib met het oog op de strooibaarheid met een stalmeststrooier ten minste ca. 35 % bedragen. Dezelfde eis wordt ook gesteld bij storten met het oog op de berijdbaarheid van het terrein met zwaar materiaal, en bij verbranding met het oog op een positieve energiebalans.
Droogvelden hebben als bezwaar, dat zij zeer arbeidsintensief zijn en veel ruimte vragen. Het laatste geldt ook voor lagunes. Daarom vindt kunstmatige slibontwatering steeds meer toepassing. De ontwatering komt daarbij tot stand door druk in combinatie met het gebruik van een conditioneringsmiddel (middel tot verbetering van de ontwaterbaarheid). Lagedrukapparatuur (zeefbandpersen, centrifuges, vacuümfilters) wordt veelal gebruikt in combinatie met organische polymeren als conditioneringsmiddel. Het resultaat is meestal een stopverfachtige massa met een droge-stofgehalte van ca. 15-25 %, die moeilijk verder te verwerken is en moeilijk narijpt.
Ter verkrijgen van een droge-stofgehalte van 35 % of meer wordt wel gemengd met ongebluste kalk of gecomposteerd na menging met een toeslagstof. Menging met ongebluste kalk (ca. 700 kg CaO per ton droog slib) resulteert in een produkt met kalk als hoofdbestanddeel, vergelijkbaar met schuimaarde, maar met een hoger gehalte aan zware metalen. Het is nog de vraag of voor dit produkt (kalkslib) in Nederland een markt te vinden is. In geval van compostering dienen als toeslagstoffen verkleind huisvuil, houtkrullen, zaagmeel, gemalen schors, bermgras, cacaodoppen enz. Ook het eindprodukt zelf wordt wel als toeslagstof gebruikt. De functie van de toeslagstof is vooral vergroting van de porositeit van het slib ten behoeve van de beluchting, verhoging van het droge-stofgehalte en levering van gemakkelijk afbreekbare koolstofverbindingen als energiebron.
Voorwaarde voor een goede compostering is dat de temperatuur overal in de hoop enige tijd op 65 °C is geweest. Eventueel aanwezige ziektekiemen en onkruidzaden sterven bij deze temperatuur af.
In Nederland bestaat met slibcompostering nog weinig ervaring. In het buitenland werken verschillende systemen al een aantal jaren op praktijkschaal. In de BRD kent men de ‘Bio-Reaktor' in verschillende uitvoeringen met als nadeel een vrij hoge kapitaalsinvestering voor een produkt waarvan de afzet, althans op langere termijn, niet verzekerd is. In de vs wordt gecomposteerd door een mengsel van slib en toeslagstof op rillen (langgerekte hopen) met een hoogte van ca. 1,5 m en een breedte van ca. 3 m te storten en deze hopen voor een goede zuurstofvoorziening regelmatig, in het begin dagelijks, om te zetten of er lucht door heen te zuigen via luchtkanalen in de bodem. De afgezogen lucht kan dan nog door een hoop uitgerijpte compost geleid worden ter verwijdering van eventueel erin aanwezige stankcomponenten. Dit laatste systeem wordt in Nederland op verschillende plaatsen in de praktijk beproefd met goede resultaten.
Een droge-stofgehalte van 35 % of meer kan direct verkregen worden met behulp van hogedrukapparatuur (filterpersen) in combinatie met chemische of thermische conditionering. Chemische conditionering bestaat uit toevoeging van 150—300 kg calciumhydroxide en 50-150 kg ijzer(III)chloride per ton droog slib. Bij thermische conditionering wordt het slib onder druk verhit. Daardoor gaat de gemakkelijk afbreekbare organische stof met de daarin aanwezige stikstof verloren. Dit slib is daardoor minder geschikt voor landbouwkundig gebruik.
In een aantal gevallen wordt kunstmatig voorontwaterd slib (meestal van zeefbandpersen of centrifuges) thermisch nagedroogd in een droogtrommel. Er wordt daarbij een korrelvormig produkt verkregen met een droge-stofgehalte van ca. 95 %. Dit produkt is goed strooibaar en vindt enige toepassing in de recreatieve sector. Vanwege de hoge droogkosten biedt dit systeem van slibverwerking voor de toekomst weinig perspectief.
Slibdroging resulteert in het algemeen in een sterke vermindering van het slibvolume. De sterkste vermindering van dit volume wordt verkregen bij slibverbranding. Van ca. 300 1 slib met 5 % droge stof blijft uiteindelijk bij verbranding ca. 10 1 as over.
Zuiveringsslib wordt dus afhankelijk van de wijze van voorbehandeling in zeer verschillende vorm voor opname in het milieu aangeboden. De wijze van voorbehandeling dient afgestemd te zijn op de uiteindelijke bestemming van het slib, maar daarover bestaat nog veel onzekerheid, omdat wetten en maatregelen ter bescherming van het milieu tegen ongewenste effecten van slib en andere afvalstoffen nog in de maak zijn.
Chemische samenstelling De bestemming die uiteindelijk aan het slib kan worden gegeven, hangt nauw samen met de chemische samenstelling van het slib. Uit de tabel blijkt, dat evenals in rundveedrijfmest, organische stof het hoofdbestanddeel vormt, althans op droge-stofbasis. Evenals alle andere gehalten varieert ook het organische-stofgehalte sterk. Het hoogste is het in het algemeen in vloeibaar slib, het laagst in slib dat al een rijpingsproces heeft doorgemaakt. Ook toeslagstoffen, zoals kalk, verlagen het organische stofgehalte. Bij toevoeging aan de grond vindt verdere afbraak van organische stof plaats.
De omstandigheden voor afbraak van organische stof zijn in een cultuurgrond in het algemeen zeer gunstig. Alleen stoffen met een lignineachtige structuur, die het hoofdbestanddeel vormen van humus, vertonen een sterke mate van resistentie. Het resistente deel is voor de organische stof van zuiveringsslib ca. 50 %.
Voorzover de organische stof afbreekt, vormt zij een langzaam vloeiende bron van plantenvoedende stoffen, vnl. stikstof. Slib van droogvelden, of op andere wijze gedroogd slib, bevat meestal niet meer dan ca. 2 % stikstof. In vloeibaar slib kan het stikstofgehalte wel 4 % of meer bedragen. Ongeveer de helft is minerale stikstof, die direct voor het gewas beschikbaar is. Bij uitrijden van het slib onder droge weersomstandigheden kan een belangrijk deel door verdamping van ammoniak verloren gaan.
Gemiddelde chemische samenstelling (droge stof) van zuiveringsslib in vergelijking met die van rundveedrijfmest.
component eenheid zuiveringsslib drijfmest organische stof % 60,5 70,0 stikstof % 4,41 5,50 fosfor % 2,01 1,04 kalium % 0,30 5,60 calcium % 3,43 1,87 magnesium % 0,26 0,75 natrium % 0,38 0,93 chloor % 0,46 3,25 zwavel % 1,34 0,85 ijzer % 1,59 0,09 arseen ppm 8,5 1,3 boor ppm 82 18 cadmium ppm 8 1 chroom ppm 220 20 kobalt ppm 3,7 1.4 koper ppm 492 44 kwik ppm 2,2 0,1 mangaan ppm 524 230 molybdeen ppm 14 0,9 nikkel ppm 60 4 lood ppm 385 20 zink ppm 1647 160 Verder zal bij toediening van slib in herfst of winter nitraat verloren kunnen gaan door uitspoeling, of onder anaërobe omstandigheden in de vorm van vrije stikstof door denitrificatie.
Het fosfaatgehalte van zuiveringsslib is vrij hoog. Bij toepassing van de derde zuiveringstrap kan tot 95 % van het fosfaat aan het afvalwater onttrokken worden en het fosforgehalte in het slib oplopen tot 4 % of meer. Het met behulp van aluminiumen/of ijzerzouten neergeslagen fosfaat, dat tot 70 % van het totaalgehalte kan uitmaken, is echter minder werkzaam dan de rest van het fosfaat.
Het gehalte aan kali in zuiveringsslib is evenals dat van natrium en chloor erg laag. Het gehalte aan kalk kan in zuiveringsslib vrij hoog zijn. In het algemeen is dat gunstig vanwege het positieve effect van kalk op de structuur en de pH van de grond. Bovendien verlaagt kalk de mobiliteit van zware metalen en hun opneembaarheid voor het gewas.
De gehalten aan zware metalen zijn in zuiveringsslib een veelvoud van die in runderdrijfmest. De hoogste gehalten aan zware metalen worden gevonden in slib van installaties die ook het afvalwater van metaalindustrieën verwerken. Zuivering aan de bron is dan de beste remedie ter voorkoming van te hoge gehalten in het slib.
De meeste metalen uit het afvalwater komen voor 70-80 % in het slib terecht. Daardoor is ook in slib uit afvalwater van zuiver huishoudelijke herkomst het gehalte aan zware metalen nog vrij hoog. Vermenging van het slib met kalk, grond of organische toeslagstoffen leidt tot een verlaging van het gehalte aan zware metalen in het eindprodukt. Ook invoering van de derde zuiveringstrap heeft dit tot gevolg. De opname van zware metalen door het gewas is in het algemeen geringer naarmate de pH van de grond en de gehalten aan humus en afslibbare delen hoger zijn. In te grote hoeveelheid zijn m.n. de metalen cadmium, koper, nikkel en zink schadelijk voor de groei van het gewas. Voordat het gewas zelf schade lijdt, kunnen de gehalten in het gewas oplopen tot een niveau waarbij de consument bij eenzijdig gebruik van zo’n gewas schade kan lijden (b.v. de → itai-itai-ziekte).
Behalve zware metalen kunnen in zuiveringsslib ook organische micro-verontreinigingen als pesticiden en PCB’S in verhoogde concentraties voorkomen. In het algemeen zijn de gehalten laag. Er is een uitzondering bekend van een te hoog gehalte aan diëldrin in melk als gevolg van jarenlange bemesting van het grasland met zuiveringsslib in hoeveelheden van 500 m3 per hectare per jaar. Het slib was waarschijnlijk besmet door lozingen van een industrie die geïmporteerde wol verwerkte.
Naar het voorkomen van persistente aromatische koolwaterstoffen als benzopyreen en benzfluorantheen, waaraan kankerverwekkende eigenschappen worden toegeschreven, is in Nederland nog geen onderzoek verricht. Op grond van de resultaten van buitenlands onderzoek zijn de gehalten aan deze stoffen in zuiveringsslib wel hoger dan in normale grond, maar is er geen reden tot ongerustheid.
In zuiveringsslib kunnen ook parasieten en pathogene organismen, zoals wormeieren, salmonella’s en virussen voorkomen. Bij de normale slibbehandeling vindt sterke reductie van ziektekiemen plaats. Maar een volledige garantie voor het uitblijven van schadelijke effecten kan niet worden gegeven. Het grootst wordt het risico geacht voor weidend vee op met zuiveringsslib bemest grasland. Om schade te voorkomen, wordt het in acht nemen van een quarantainetijd of het pasteuriseren van slib aanbevolen. In Zwitserland moet volgens het Milchregulativ al het slib dat tijdens het weideseizoen op grasland wordt gebracht, gepasteuriseerd worden. In Nederland is nog slechts één installatie (Almelo) voorzien van de mogelijkheid tot slibpasteurisatie.
Slibhoeveelheid en bestemming In Nederland werd in 1980 het afvalwater van ca. 20 mln. i.e. gezuiverd. In 1985 zal de zuiveringscapaciteit zijn opgevoerd tot ca. 25 mln. i.e. en daarmee ongeveer zijn maximum bereikt hebben. De slibhoeveelheid zal dan door invoering van de derde zuiveringstrap nog kunnen toenemen. Per i.e. per jaar wordt nu op droge-stofbasis gemiddeld ca. 16 kg slib geproduceerd. Bij invoering van de derde zuiveringstrap neemt de geproduceerde hoeveelheid slib met ca. 50 % toe.
Van het geproduceerde slib vindt momenteel ca. 40 % een bestemming als meststof in de landbouw, ca. 30 % wordt gestort, ca. 10 % afgevoerd naar zee en ca. 2 % verbrand. De rest wordt afgenomen door de tussenhandel en dient waarschijnlijk als grondverbeteringsmiddel of zwarte grond in de openbare of recreatieve sector van het grondgebruik.
In 1980 bedroeg de slibproduktie in België ca. 23000 t. Berekeningen hebben aangetoond dat 25 % van het slib (via compostering) bruikbaar is in de landbouw (akkerbouw, tuinbouw, gemeentelijke aanplantingen, sportterreinen). De overige 75 % wordt verbrand of gestort. Opmerkelijk hierbij is dat de grootste twee afvalwaterzuiveringsstations geen slib afzetten in de landbouwsector (Deurne 325000 i.e. en Wasmuel 400000 i.e.).
Vanouds is de landbouw al de voornaamste afnemer van zuiveringsslib. Om schade door overmaat van zware metalen te voorkomen, wordt boeren al sinds het begin van de jaren zeventig geadviseerd alleen slib van afvalwater van huishoudelijke herkomst af te nemen en daarvan per hectare per jaar op droge-stofbasis niet meer dan 1 t voor grasland en 2 t voor bouwland toe te passen. Dit advies is inmiddels overgenomen in een Richtlijn van de Unie van Waterschappen. Overeengekomen is, dat onder slib van huishoudelijke herkomst voorlopig zal worden verstaan slib met maximaal de volgende gehalten aan zware metalen of spoorelementen: arseen, cadmium en kwik 10 mg/kg, nikkel 100 mg/ kg, chroom en lood 500 mg/kg en zink 2000 mg/kg droge stof.
De grenswaarden voor gehalten aan zware metalen in slib bij landbouwkundig gebruik liggen in Nederland lager dan in andere landen en dat geldt ook voor de toe te dienen hoeveelheden. Volgens de op dit moment beschikbare proefresultaten zou bij inachtneming van de getroffen regeling een perceel in Nederland honderdmaal met slib bemest kunnen worden zonder gevaar voor schade door zware metalen voor het gewas of de consument daarvan. De overeenkomst met betrekking tot de jaarlijks toe te dienen hoeveelheden impliceert, dat alleen vloeibaar slib gebruikt kan worden. Alleen in deze toestand kunnen met de beschikbare apparatuur (gierof dunne-mestverspreiders) de overeengekomen hoeveelheden op zinnige wijze over het land verdeeld worden.
Ter voorkoming van schade als gevolg van eventueel in het slib aanwezige ziektekiemen wordt geadviseerd het slib op grasland alleen in de winterperiode toe te dienen. Op bouwland wordt het slib gewoonlijk in de herfst opgebracht. De kans op verlies van gemakkelijk voor gewas beschikbare minerale stikstof is daardoor groot. Slib kan onder deze omstandigheden nog het best als fosfaatmeststof gebruikt worden. De organische stof is in zo kleine hoeveelheden van geen betekenis, behalve bij voorj aarstoediening van het slib ter voorkoming van schade door winderosie, vnl. op voor bietenteelt bestemde stuifgevoelige gronden.
In de tuinbouw bestaat weliswaar een grote behoefte aan organisch bodemverbeterend materiaal, maar het gebruik van zuiveringsslib wordt ontraden vanwege het gehalte aan zware metalen en m.n. ter voorkoming van moeilijkheden bij de export. Voor boomkwekerijen geldt hetzelfde. De bosbouw staat afwijzend tegenover het gebruik van zuiveringsslib vanwege de zware metalen en, met het oog op de recreatieve functie van het bos, vanwege de mogelijke aanwezigheid van ziektekiemen. In de recreatieve sector wordt nog steeds vrij veel slib gebruikt als organisch bodemverbeterend materiaal of als bestanddeel daarvan, en als zwarte grond, zonder dat over de voor- en nadelen daarvan veel onderzoek is verricht. Vooral aan zwarte grond is vrij veel behoefte, m.n. in de Randstad, voor het aanbrengen van een nieuw cultuurdek op laaggelegen of opgespoten terreinen. Kwaliteitseisen met betrekking tot de toelaatbare gehalten aan zware metalen in compost en zwarte grond ontbreken nog.
Voorzover aan zuiveringsslib geen bestemming ten nutte kan worden gegeven, moet het worden gestort of verbrand. Op stortterreinen kan voldoende voorontwaterd slib nog nuttig gebruikt worden als afdekmateriaal. Bij een storthoogte van 10 m is in Nederland jaarlijks gemiddeld ruim 100 ha nieuw stortterrein nodig. Voor het afdekken van tussenlagen en voor de eindafdekking is zoveel grond nodig, dat al het in Nederland geproduceerde slib daarin verwerkt zou kunnen worden. De afgewerkte terreinen kunnen voor de produktie van hout gebruikt worden, waaraan in ons land grote behoefte bestaat. Snelgroeiende houtsoorten als wilgen en populieren groeien zelfs op puur slib uitstekend, mits het slib voldoende is uitgerijpt en het gehalte aan zware metalen niet te hoog is.
Voorzover speciale slibstortterreinen ingericht worden, moeten deze aan dezelfde eisen voldoen als normale afvalstortterreinen. Het uittredend vocht uit slib is nl. sterk verontreinigd, althans in de eerste jaren. Als ook stortmogelijkheden ontbreken, zal het slib verbrand moeten worden. Verbranding is in het algemeen de duurste vorm van slibverwerking en niet altijd de meest milieuvriendelijke. Een gedeelte van de zware metalen verlaat via de schoorsteen de installatie en vormt zo een bron van verontreiniging voor de omgeving. En in elk geval moet de as met een hoog gehalte aan zware metalen gestort worden.
Zuiveringsslib wordt geproduceerd en zal in de toekomst in nog toenemende mate geproduceerd worden. Ergens zal het in het milieu ondergebracht moeten worden. In beginsel is zuiveringsslib een afvalstof. In het kader van de Afvalstoffenwet moeten provincies plannen opstellen voor de bestemming van slib. Tot nu toe wordt een groot deel van het slib door de landbouw afgenomen. Of dat in de toekomst zo zal blijven, is niet helemaal zeker, gezien de nooit helemaal uit te sluiten risico’s die aan het gebruik van slib zijn verbonden.
Dit geldt ook voor het slibgebruik in de recreatieve sector. Het lijkt daarom waarschijnlijk, dat in de toekomst een groter deel van het slib gestort zal moeten worden. Daarbij zal het slib na voldoende ontwatering nog een positieve functie kunnen vervullen als afdekmateriaal.
