Vid monoförbränning av slam erhålls en fosforrik aska. Denna kan var utgångsmaterial i ett antal metoder som erbjuder åttervinning av fosforn. Flera metoder presenteras i artikeln.
Av: Bengt-Göran Hellström
I Tyskland ökar förbränningen av avloppsslam och fosforn återvinns ofta inte. Om slammet monoförbränns bildas en fosforrik aska (SSA) som kan användas som råmaterial i olika fosforåtervinningsmetoder.
Ungefär 30% av SSA i Tyskland har så låga tungmetallhalter att det kan kan användas direkt som gödningsmedel. Det är då fritt från organiska föreningar och patogener.
20% av ASS har låga järnhalter och kan ersätta fosfatråvara i elektrotermisk fosforproduktion.
Termisk behandling av avvloppsslam med Mephrecprocessen erbjuder ett alternativ med samtidig återvinning av fosfor och energi. Ett flertal referenser finns redovisade i artikeln.
Denna artikel redovisar tillgängliga tekniker för återvinning av fosfor från både avloppsvatten och avloppsslam, men i första hand från aska från slamförbränning. Ett flertal referenser finns redovisade i artikeln.
Ur vattenfasen kan fosfor återvinnas genom fällning eller kristallisation. Olika kristallisationsprocesser finns kommersiellt tillgängliga och används på ett ökande antal avloppsreningsverk.
Om biologisk fosforrening och/eller kemisk fosforfällning tillämpas innehåller slammet ungefär 90% av inkommande fosformängd till reningsverket. Men även tungmetaller och organiska föreningar hamnar i slammet. På grund av detta ökar termisk behandling när slammet inte kan användas direkt på jordbruk. I Tyskland förbränns 49% av det slam som inte går direkt till jordbruksanvändning. 50% av förbränningen sker som monoförbränning.
Fyra olika metoder att återanvända fosforn i askan från monoförbränning presenteras i artikeln.
Om askan (Sewage Sludge Ash SSA) är ren och upppfyller gällande krav kan den användas som gödning i jordbruket. Tungmetallerna tas i detta fall inte bort. Mängden tungmetaller i förhållande till fosfor är detsamma som när slammet används direkt i jordbruket men organiska föreningar och patogener har eliminerats. Ungefär 30% av SSA i Tyskland har den kvalitet att den kan användas vid tillverkning av konstgödning.
En enkel metod att återvinna fosfor är att använda SSA som råmaterial i den elektrotermiska fosforprocessen. En holländsk tillverkare av elementär fosfor ersätter upp till 20% av fosforråvaran med SSA. Endast SSA med låg halt järn kan användas varför aluminiumprodukter måste användas som fällningskemikalier vid reningsverken.
En lovande metod för fosforåtervinning är termokemisk separation av tungmetaller, en metod som utarbetats av ett konsortium inom EU-projektet SUSAN. SSA hettas upp i en roterande ugn med kalcium- eller magnesiumklorid. Vid en temperatur av 1000 ⁰C bildar tungmetallerna klorider som lämnar systemet med rökgaserna. Metoden har visat sig rena alla typer av SSA från tungmetaller. Metoden har prövats i en pilotanläggning.
Ett tyskt bolag har utvecklat en termisk behandling som kallas Mephrecprocessen. Fosfor och energi återvinns simultant med denna metod. Avvattnat avloppsslam eller SSA blandas med cement och andra tillsatser och smälts i en ugn vid 2000 ⁰C. Slagget granuleras med vatten. Granulatet kan sedan användas som fosforgödningsmedel med mycket låga tungmetallhalter.
Fosfor från slam som samförbränns i kraftvärmeverk, avfallsförbränningsugnar eller cementugnar är inte ekonomisk försvarbart att återvinna.
Slutsatser
I Sverige sprids en betydande del avloppsslam på jordbruksmark. Vi har dock lärt oss att förhållandena snabbt kan ändras. Vi måste ha en framförhållning och undersöka alternativ till jordbruksspridning. I Sverige gjordes för några år sedan mycket utvecklingsarbete kring återvinning av fosfor ur slam men arbetet avstannnade innan metoderna var fullt utvecklade.
I Tyskland ökar andelen slam som förbränns och man är bekymrad över att fosforn går förlorad. Vid monoförbränning av slam finns det dock goda möjligheter till återvinning av fosforn, vilket visas i artikeln. Det återstår dock en hel del utvecklingsarbete med en del metoder för att få dessa ekonomiskt hållbara. Vid flera monoförbränningsanläggningar planeras därför deponier för denna aska för att när metoderna är ekonomiskt gångbara ha möjlighet att utvinna fosforn.
Källa: Petzet,S., Cornel, P: Towards a complete recycling of phosphorus in wastewater treatment – options in Germany. Water Science & Technology 64.1 (2011) 29 – 35
Artikeln i Water Science and Technology finns att köpa här (länken utgången)
