nieuws

Fosfor terugwinnen bij slibverbranding levert negatieve emissie op

Publicatie

14 jan 2022

Categorie

Watervisie

Soort

nieuws

Tags

afvalwaterzuivering, circulaire economie, Water Innovator of the Year

STOWA liet verkennend onderzoek doen naar Spodofos, een nieuw procedé voor het terugwinnen van witte fosfor uit slibverbrandingsassen. Uit de studie blijkt dat het procedé technologisch werkt, economisch uit kan en zeer duurzaam is. Het procedé heeft namelijk een negatieve CO2-voetafdruk. De succesvolle resultaten zijn aanleiding voor nader lab- en pilotonderzoek.

De hoeveelheid fosfaaterts is eindig. Wereldwijd is er daarom veel aandacht voor mogelijkheden om fosfaat terug te winnen uit zuiveringsslib. Een belangrijke route is het terugwinnen van fosfaat uit de as die overblijft na (mono)verbranding van zuiveringsslib. Deze as bevat tot wel tien procent fosfaat, en komt bovendien in grote volumes vrij op een beperkt aantal locaties. Dit biedt volgens de onderzoekers interessante terugwinperspectieven. Witte fosfor is, afhankelijk van de kwaliteit, een hoogwaardige grondstof voor brandvertragers, smeermiddeladditieven, gewasbeschermingsmiddelen, elektrolyten voor lithiumaccu’s, katalysatorliganden en nog veel meer specialistische toepassingen.

Thermietreactie

Spodofos is een hele nieuwe manier voor het terugwinnen van witte fosfor uit fosfaathoudende verbrandingsassen, in dit geval slibverbrandingsas. Het gebeurt via een zogenoemde thermietreactie met aluminium. Een thermietreactie is een vastestofreactie tussen een metaalpoeder en een fijnverdeeld metaaloxide bij hoge temperaturen. Daarbij moet het metaalpoeder minder edel zijn dan het metaal in het metaaloxide. Bij het Spodofos procedé wordt een waardevolle (maar ruim beschikbare) secundaire stof – aluminiumschroot – gebruikt. De kosten die hiermee gepaard gaan, vallen weg tegen de opbrengsten van de teruggewonnen fosfor.

Negatieve emissie

In het proces wordt slak als bijproduct geproduceerd; voor elke ton verwerkte as één ton slak. Vanwege het hoge aluminiumgehalte van de slak wordt verwacht dat deze toegepast kan worden als grondstof voor vuurvast materiaal (bijvoorbeeld cement, keramiek, steen). Afhankelijk van de toepassing van de slak varieert de terugverdientijd bij grootschalige toepassing van het procedé tussen de 2 en 5 jaar, denken de onderzoekers. De levenscyclusanalyse laat zien dat het Spodofos-proces een gunstige klimaatimpact heeft, van  -1.007 tot wel -2.328 kg CO2-eq per ton as, afhankelijk van de mogelijke toepassing van de slak.

Onderzoek

Het procedé kan een belangrijke bijdrage leveren aan doelststellingen van de waterschappen: fosfaatterugwinning, verregaande nuttige toepassing van reststoffen en duurzaamheid. De resultaten van deze haalbaarheidsstudie bieden in dit licht veel perspectief. Mono slibverbranders zijn met Spodofos in staat negentig procent van hun fosfor uit slibassen terug te winnen. Ervan uitgaande dat zeventig procent van het slib in ons land wordt verbrand, kan dus circa 65 procent van alle fosfor in het zuiveringsslib teruggewonnen worden. Hierbij ontstaan eindproducten die bijna volledig nuttig toepasbaar zijn. Reden genoeg voor nader lab- en pilotonderzoek naar dit procedé.

Bron: Stowa