|
| |
| |
| |
Afvalverwerking en recycling
Charles Crombach
Hoe men ook aankijkt tegen de vaak heftige polemieken over de ‘grenzen van de groei’, over één punt kan nog nauwelijks misverstand bestaan: de fysische voorwaarden voor het leven op aarde, en met name voor de bijzonder veeleisende soort ‘mens’ zijn begrensd. In tegenstelling tot de continue en/of cyclische energieprocessen (zonnestraling, bewegingen in atmosfeer en hydrosfeer) en de cyclische stofuitwisselingen binnen een dynamisch evenwicht van een planten- en dierensamenleving, zijn de fossiele energiebronnen en de eveneens in langdurige geologische processen slechts lokaal geconcentreerde grondstoffen niet onbeperkt in voorraad. Beide, energie én grondstoffen, worden daarenboven (voor de westerse industrielanden) alsmaar moeilijker verkrijgbaar.
De prijzen van grond- en brandstoffen stijgen. De ontwikkelingslanden, producenten van grondstoffen bij uitstek, worden zich van hun rijke bodempotentieel bewust en gaan de vroeger zo vanzelfsprekende uitvoer van voor de noordelijke industrielanden onontbeerlijke stoffen herzien. Bovendien trachten ze steeds meer grondstoffen in eigen land te verwerken. Tegelijk worden de rijke landen er zich van bewust dat ze slordig met de produkten van een steeds verfijnder wordende technologie omspringen. Enorme hoeveelheden energie zijn nodig om een uitgebreid scala van weinig duurzame artikelen op de markt te brengen. Staaltjes van 20ste-eeuws kunnen, zoals auto's, wasmachines en televisietoestellen, veranderen na hooguit tien normale levensjaren in complexe pakketjes schroot. Zo gaan schaarse stoffen vaak voorgoed verloren, d.w.z. ze zijn praktisch niet meer terug te winnen. Daarnaast is de industrie zélf een afvalproducent, dikwijls tot schade van het ecologisch systeem. Bovendien blijkt, dat als men het energieverbruik van verschillende landen beziet als functie van het bruto nationaal produkt, sommige landen kwistiger met energie omgaan dan andere. Zo steken Denemarken en West-Duitsland gunstig af tegen Engeland.
Bij de terugwinning van een bepaalde stof uit afval om hem vervolgens opnieuw in het produktieproces op te nemen (recycling) zijn twee factoren van het hoogste belang voor de financiële en technische haalbaarheid: de verstrooiings- en de menggraad van de betreffende stof. Lood uit benzine,
| |
| |
dat via uitlaatgassen verdwijnt (250.000 ton per jaar in de V.S.), is een voorbeeld van extreme verstrooiing: het lood verspreidt zich over een zeer grote ruimte waaruit het onmogelijk nog kan teruggewonnen worden. Huishoudelijk afval is daarentegen gekenmerkt door een hoge menggraad van vele stoffen.
Naast de genoemde factoren wordt het nut van een bepaald afval voor de hergebruiker bepaald door de mogelijkheid van energie- of grondstof- besparing bij opname in het produktieproces.
| |
Huishoudelijk afval
Ongeveer 80% van het stedelijk afval (in droge vorm) bestaat uit organische stoffen, die weggegooid worden in de vorm van papier en karton, plastics, rubber, leer, diverse textielsoorten, hout, voedsel en tuinafval. Over blijven: glas, metalen, stenen en ander keramisch materiaal. Huisvuil is een mengsel van produkten die op zichzelf vaak complexe mengsels van grondstoffen zijn. De eerste mengvorm kan grotendeels omzeild worden door het gescheiden ophalen van het vuil. De consument maakt (in het gunstigste geval) vier afvalbergjes: papier en karton, glas, blik en de rest. De reinigingsdiensten komen dan echter voor extra transportkosten te staan. Daar staat tegenover dat een hoogwaardiger afval geproduceerd wordt. Na enkele experimenten (Tokyo, Zaandam) is men het er nu internationaal over eens dat gescheiden ophalen niet kan concurreren met andere methoden van afvalverwerking.
Naast de traditionele verwerkingsmethoden van ongescheiden huisafval (storten, verbranden) zijn inmiddels systemen ontwikkeld waarmee het huisvuil in hoge mate gescheiden kan worden. Deze installaties bestaan meestal uit 1 een aantal ‘verkleiners’, waarin het afval gemalen wordt tot soms zeer kleine deeltjes (‘shredding’), 2 enkele zeven en 3 een serie lucht- en/of vloeistofscheiders. In deze laatste worden de vuildeeltjes naar soortelijk gewicht gescheiden in een opstijgende luchtstroom, die bijv. alleen de lichte papierfractie meevoert, of - in het geval van de zwaardere deeltjes - in een vloeistof, waarin de relatief zware delen naar de bodem zakken. IJzerhoudend metaal, zoals blik, wordt geselecteerd door middel van magneten. Op deze wijze is men reeds in staat om de volgende fracties uit huisvuil te winnen: papier, plastics, glas, ijzerloze mengsels, aluminium, tinhoudend ijzer (blik) en ander ijzerhoudend materiaal. Steen, zand en wat organische resten vormen de bijprodukten. De meeste experimenten met installaties die bestemd zijn om integraal huisvuil te scheiden, hebben echter een bescheidener doel, bijv. alleen de winning van papier en karton. Een alternatieve benadering van het probleem is gestoeld op het idee het afval als energiebron te gebruiken. Men kan globaal drie wegen volgen. Ten eerste is er de zgn. directe verbranding; deze vindt reeds plaats in vele
| |
| |
Overgenomen uit ‘Chemisch Weekblad’
Zigzagfilter in het laboratorium van het CTI-TNO te Apeldoorn
| |
| |
gemeentelijke ovens in Europa. Ten tweede kan men via verkleining en luchtscheiding het brandbare gedeelte van het vuil isoleren en eventueel verdichten tot een op (slechte) kolen lijkende brandstof (refuse derived fuel, RDF). Tenslotte is het mogelijk het brandbare of integrale afval bij hoge temperatuur (rond 1000°C) in afwezigheid van zuurstof om te zetten in een synthetisch gas bestaande uit o.a. koolmonoxide en -dioxide, en waterstof. Verder zijn er nog mogelijkheden om het afval voorzover het uit cellulose bestaat, dus ruwweg het papier en karton, langs biologische weg (bioconversie) tot methaan (anaerobe omzetting, d.w.z. onder uitsluiting van zuurstof), alcohol (gisting door schimmels) of zelfs eiwitten te laten reageren. De verwerking tot compost door gisting valt eveneens onder deze groep van verwerkingsmethoden.
| |
De praktijk van de huisvuilverwerking
Hier volgen enkele praktische toepassingen van de mogelijkheden van verwerking van huisvuil en het zgn. grof vuil.
1 - De Nederlandse afvalverwerking kan als volgt samengevat worden. Ruim 4 miljoen ton wordt in totaal in Nederland geproduceerd per jaar; hiervan wordt 2,4 miljoen ton gestort, 1,0 miljoen ton verbrand en 0,7 miljoen ton door de NV Vuilafvoer Maatschappij VAM verwerkt (cijfers van 1975; exclusief grof vuil). Via een uitgekiend vervoersysteem (trein en/of vrachtauto) transporteert de VAM het huisvuil van meer dan honderd Nederlandse gemeenten naar haar twee verwerkingsbedrijven (Mierlo en Wijster). Daar wordt het afval in zeer grote fermentatieruimtes gestort en in een periode van zes maanden - wat het biologisch aantastbare gedeelte betreft - tot compost omgezet. De compost moet vervolgens nog gezuiverd worden van kunststof, glas, steen, hout en metaal. Dat gebeurt door middel van schudzeven. Compost kan op grote schaal als bemesting van gazons, sportvelden etc. en in de tuinbouw toegepast worden, evenals in het huishouden (tuin, als potaarde). De VAM is een staatsonderneming, die haar diensten tegen kostprijs aan de gemeentelijke reinigingsdiensten aanbiedt.
2 - In Stockholm zijn twee woonwijken (Järva en Sundbyberg) voorzien van een ondergronds buizennet, waardoor het huisafval pneumatisch naar een scheidingsinstallatie op een centraal punt in de wijk getransporteerd wordt.
3 - In Coventry (Engeland) is men in 1975 begonnen met de bouw van een verbrandingsinstallatie, die per jaar 135.000 ton afval van de gemeente kan verwerken. De hete verbrandingsgassen worden gezuiverd en uit de resten wordt door magnetische scheiding bruikbaar schroot ten behoeve van de staalproduktie verkregen. Het energieverbruik van de installatie zelf is kleiner dan 6% van de energie die het afval oplevert. Van- | |
| |
af najaar 1976 gaat de nabij gelegen Chryslerfabriek 60% van de vrijgemaakt warmte afnemen via een warmwaterleiding, tegen een prijs, die 30% lager ligt dan de huidige prijs per kcal (oliestook). Daardoor daalt de stookoliebehoefte met ongeveer 15.000 ton per jaar.
4 - Stamicarbon (dochteronderneming van DSM of ‘Dutch State Mines’) heeft onlangs een zgn. tweetrapswasproces ontwikkeld voor het scheiden van ijzervrij autoschroot. In de regel wordt in Nederland uitsluitend het ijzer met magneten uit de vermalen afgedankte auto's gehaald. In het nieuwe proces worden de overige componenten waaruit auto's bestaan, in een aantal fracties gescheiden: rubber en diverse kunststoffen, glas en licht metaal, aluminium, diverse legeringen en tenslotte de zwaardere metalen. Ook ziet men mogelijkheden om de kunststoffractie verder te scheiden in een aantal lichtere en zwaardere soorten. Dit laatste is van belang omdat er steeds meer plastics in de auto verwerkt worden. In principe zou een dergelijk gespecialiseerd scheidingsproces ook voor bijv. afgedankte wasmachines, koelkasten en andere apparaten, die nu meestal als grof vuil behandeld worden, ontwikkeld kunnen worden.
| |
De industrie
Industrieel afval is in principe zowel voor het milieu als voor de producent nadelig: voor de natuurlijke omgeving, omdat het ecologisch evenwicht verstoord wordt door lozingen in de atmosfeer, het oppervlaktewater en de bodem; voor de industrie, omdat afval rendementsverlaging betekent. Een ideaal produktieproces zou immers uitsluitend hoofdprodukten en bruikbare nevenprodukten moeten opleveren. In het algemeen kan men nu twee kanten op: 1 het proces zodanig inrichten dat er zo weinig mogelijk nevenprodukten ontstaan, en 2 voor eventuele nevenprodukten een bestemming zien te vinden die economisch aantrekkelijk is.
Een allang in zwang zijnde toepassing van de tweede mogelijkheid is de terugwinning van het kostbare zilver in de fotografische industrie: uit afgewerkte fixeervloeistoffen, die gebruikt worden in film- en fotobedrijven en in de röntgenfotografie, industrieel zowel als medisch, kan het zilver op commercieel verantwoorde wijze geregenereerd worden.
Soms stimuleert de milieuwetgeving het zoeken naar bruikbare terugwinningstechnieken. Het Nederlandse verbod op het lozen van afgewerkte baden van de galvanische en beitsindustrie, die zware metalen bevatten, heeft tot onderzoek geleid naar de successievelijke extractie van de metalen uit hun hydroxiden.
Er zullen echter niet altijd technieken gevonden worden die produkten leveren van dezelfde kwaliteit als de overeenkomstige artikelen, bereid uit verse grondstoffen. Deze ontwikkeling leidt tot het ontstaan van een markt voor produkten van tweede kwaliteit. De gunstigste vorm van re- | |
| |
cycling is uiteraard die waarbij de kringloop zo kort mogelijk is, zoals ijzer-schroot dat rechtstreeks naar de hoogovens gaat, afvalglas voor de glasfabriek of oud papier voor de papierindustrie. In de meeste gevallen echter heeft men met een afgezwakte vorm van hergebruik te maken, bijv. de verwerking van afvalglas in asfalt.
In het algemeen stelt de industrie zeer strikte eisen waaraan het afvalprodukt moet voldoen om voor hergebruik in aanmerking te komen. Een groot gedeelte van het industriële blikafval kan elektrolytisch in ijzer en tin gescheiden worden, omdat het niet, zoals blik in huishoudelijk vuil, verontreinigd is. Het resterende percentage in het afgescheiden ijzer (0,05%) is echter nog te hoog om het zonder meer in te zetten bij de fabricage van hoogwaardige staalprodukten.
Men kan echter ook overwegen de produkten duurzamer te maken. Het is echter zeer de vraag of deze levensduurverlenging werkelijk grondstof- en/of energiebezuiniging met zich mee zal brengen, aangezien men aan het produkt dan een ‘zwaardere’ uitvoering moet geven en nieuwe, nog te waarderen produktietechnieken moet ontwerpen. Daarnaast heeft deze strategie ingrijpende consequenties voor het sociaal-economisch leven (minder vlug verbruik verlaagt het consumptiepeil), welke nauwelijks te overzien zijn.
| |
Naar een afvalmarkt
Enkele jaren geleden is door de VNCI, een centraal bureau voor de chemische industrie, het initiatief genomen om ondernemingen die met bepaalde afvalstoffen geen weg weten, in contact te brengen met bedrijven die met deze stoffen iets nuttigs kunnen doen. De VNCI roept de bij haar aangesloten leden en andere bedrijven op hun moeilijk verwerkbare afvallast schriftelijk te melden. Deze meldingen worden in het VNCI periodiek gepubliceerd. De afvalbeurs krijgt ook een beperkt aantal verzoeken binnen voor bepaalde stoffen, waarvan vermoed wordt dat ze als onbruikbaar weggegooid worden. Zo ontstaat een markt met vraag en aanbod. Men heeft bijv. kunnen bemiddelen tussen een chemische fabriek die opgescheept zat met te sterk verontreinigd zwavelzuur, en een metaalverwerkende onderneming die hetzelfde zuur goed kon gebruiken voor beitsdoeleinden. Ook kunnen soms milieu-gevaarlijke stoffen onschadelijk gemaakt worden: het sterke afvalzuur van een bepaalde fabriek kon volledig worden geneutraliseerd met de natronloog van een ander bedrijf, zodat er tenslotte een onschuldige zoutoplossing overbleef.
Met deze enkele voorbeelden hebben wij de aandacht willen vestigen op een paar technische én economische aspecten van het dringend probleem van de afvalverwerking. Dichtbevolkte landen als Nederland en België hebben er alle belang bij deze ontwikkeling niet alleen te volgen maar ook
| |
| |
te stmuleren: ze zijn immers niet alleen uiterst arm aan grondstoffen maar ook aan grond.
| |
Geraadpleegde literatuur
| M.M.G. Senden, J.P. Lotens en M. Tels, Naar een kringloop van afvalstoffen in Chem. Weekbl., april 1976, p. 199. |
| H. Alter, Huishoudelijk aval als grondstof voor de chemische industrie, in Chem. Weekbl., april 1976, p. 205. |
| P. Reinshagen, DSM wast auto's tot bruikbare materialen, in Chem. Courant/Chem. Weekbl., 17 (1976), p. 8. |
| S.L. Kwee, Energie en werkgelegenheid, in Bèta, 6 (1976), p. 1. |
| Verbrandingsinstallatie levert warmte voor autofabriek, in Bèta, 11 (1976), p. 7. |
| Uit de praktijk: afvalriool. Chem. Courant/Chem. Weekbl., 17 (1976), p. 8. |
| Diverse VAM publikaties, o.a. Recycling van huisvuil, dec. 1973. |
| J.L. Jobse en A.C.H. van Peski, Zilverwinning uit fotografische afvalstoffen, in Chem. Weekbl., mei 1976, p. 261. |
| De afvalbeurs van de VNCI na anderhalf jaar, SVA publikatie. |
|
|
Auteursrechtelijk beschermd