Fosfor er en vigtig ressource
10. marts 2023
Det stigende fokus på cirkulær økonomi i spildevandsbranchen omhandler ikke længere kun energiudnyttelse, men også nærringsstofudnyttelse. Fosforgenindvinding har en særlig opmærksomhed, da råfosfat er på listen over kritiske ressourcer. Dette projekt har fokus på fosforgenindvinding. Projektgruppen har valgt at tage et par skridt baglæns og spørge nysgerrigt ind til de naturlige forekommende fosforsammensætninger på de danske renseanlæg. Generelt er den kemiske viden om fosfor i slam begrænset til total-P og fosfat-P. I denne rapport er en avanceret kemisk kortlægning af fosfor udført på seks udvalgt repræsentative renseanlæg, med henblik på effektiv fosforgenindvinding.
Spildevandsslamprøverne er analyseret med en protokol udviklet til dette projekt indeholdende grundstofanalyse, røntgen diffraktion, NMR-spektroskopi, elektronmikroskopi og sekventiel ekstraktion. Den kemiske kortlægning har vist kompleksiteten af spildevandsslam samt værdien af en kemisk kortlægning af spildevandsslammet. Projektet har erfaret en række tendenser som er gennemgående for de seks renseanlæg.
Det væsentlige er den markante betydning af anvendt fældningskemikalier. Anvendes jern til fosforfældning, er der stor chance for at en betydelig andel af total-P er bundet som vivianit. Efter anaerob udrådning er over 80% af total-P i slammet på uorganisk fosfat form, bundet til reaktive metaller som jern (II), jern (III), aluminium eller magnesium. Calcium i spildevandet der kommer med det danske relative hårde vand, påvirker ikke fosfatsammensætningen på de analyserede slamprøver. Der var ikke tegn på krystallinsk struvit i slamprøverne fra de seks renseanlæg.
Slamasken fra Avedøre Biofos’ forbrænding blev ligeledes analyseret for fosforsammensætningen. Her viste det at 83 % af total-P var bundet som calciumfosfat.
Formålet med projektet var at undersøge muligheden for hvor detaljeret en kemisk sammensætning, der kan opnås med dette samarbejde. Projektet kom godt i mål med en høj grad af detaljeret kemisk sammensætning og kortlægning af, hvordan sammensætningen ændrede sig gennem renseanlæggene. Værdien af disse analyser kom til udtryk gennem rapporten og med udgivelsen af en peer reviewed videnskabelig artikel (Environmental Sci-ence & Technology, Variation in Phosphorus Speciation of Sewage Sludge throughout Three Wastewater Treatment Plants: Determined by Sequential Extraction Combined with Micros-copy, NMR Spectroscopy, and Powder X-ray Diffraction | Environmental Science & Technol-ogy (acs.org)). Analyserne har en markant værdi i forbindelse med eventuel fremtidige investering på danske renseanlæg.
Projektgruppen har udført et litteraturstudie på fosforgenindvindingsteknologier, som er endt ud i et katalog over udvalgte teknologier. Kataloget illustrerer, udfordringer ved effektiv fosforgenindvinding. Disse består i, at der findes så forskelligartede typer af fosforprodukter og genindvindingsmetoder samt, at der er store forskelle på teknologiernes udviklingsniveau.
Den kemiske kortlægning giver forsyninger en større viden for dermed at kunne foretage strategiske investeringer og anvende det udarbejdede katalog som inspiration. Udviklings- og forskningsinstitutioner kan anvende de kemiske analyser til at udvikle og optimere teknologier, som er relevante for de fysiske og kemiske forhold på danske renseanlæg. Herved skabes betingelser for succesfuld fosforgenindvinding.
Læs hele rapporten her:
