En metod för återvinning av fosfor ur reningsverksslam presenteras. Metoden kombinerar våtoxidation under lågt tryck med två filtersteg, ultra- och nanofiltrering. Resultaten visar att 54 % av inkommande fosfor till reningsverken kunde återvinnas.
Av: Bengt Göran Hellström
Denna artikel beskriver en process för återvinning av fosfor i slam från avlopppsreningsverk. Processen kallas PHOXNAN och kombinerar våtoxidation under lågt tryck (LOPROX) med två membranfiltersteg. Vid våtoxidationen (LOPROX), reducerades TSS (total suspended solids) med 65 – 85 % och fosfor går i lösning. Suspenderat material avskiljs sedan i ett ultrafilter varefter den lösta fosforn separeras från övrigt löst material i ett nanofilter.
Resultaten visar att 54 % av inkommande mängd fosfor kan återvinnas med PHOXNAN-metoden. Detta är i samma storleksordning som andra fosforåtervinningsmetoder under utveckling. Under försöken undersöktes även reduktionen av några organiska föreningar, Diclofenac, Carbamacepin, Ibuprofen, Triclosan och LAS. Halterna av Diclofenac och Carbamacepin var inte detekterbara efter behandlingen, medan Ibuprofen, Triclosan och LAS reducerades till stor del men var fortfarande mätbara efter behandlingen.
Metoden
Mycket arbete utförs i Tyskland för att få fram metoder för återvinning av fosfor från avloppsslam. Denna studie presenterar en ny teknologi för fosforrecirkulation från slam. Processen kallas PHOXNAN och kombinerar våtoxidation under lågt tryck (LOPROX) med två membranfiltersteg. Vid våtoxidationen under lågt tryck tillämpas höjd temperaturer (160 – 220 ⁰C) och tryck (12 – 28 bar) under sura förhålllanden (svavelsyra tillsätts för att jjustera pH till 1,5) för slamoxidationen som sker med syrgas. Under dessa förhållanden minskar innehållet av organiska ämnen. På grund av det låga pH-värdet föreligger fosfat i lösning, huvudsakligen som H3PO4 och H2PO4.
Totalt togs nio olika slamprover ut från sju olika avloppsreningsverk i Tyskland. Reningsverken hade olika reningsmetoder för fosfor (biologisk fosforrening,, fällning med järn eller aluminium). Prov togs även på olika typer av slam (primärslam, överskottsslam och rötslam).
Vid våtoxidationen (LOPROX), reducerades TSS (total suspended solids) med 65 – 85 %, huvudsakligen beroende på oxidation av den organiska delen av TSS. Askhalten ökade under LOPROX-behandlingen till ett slutsligt värde av 85 % för primär- och överskottsslam och till 95 % för rötat slam. LOPROX-metoden utvecklades för att eliminera icke nedbrytbara föroreningar från industriella avloppsvatten. Under dessa försök undersöktes reduktionen av några organiska föreningar, Diclofenac, Carbamacepin, Ibuprofen, Triclosan och LAS. Halterna av Diclofenac och Carbamacepin var inte detekterbara efter behandlingen, medan Ibuprofen, Triclosan och LAS reducerades till stor del men var fortfarande mätbara efter behandlingen.
Efter LOPROX-behandlingen avskiljs fast material i ett ultrafilter. Därefter separeras den lösta fosforn från tungmetaller i ett nanofilter.
Under LOPROX-behandlingen ska fosforn gå i lösning. Detta skedde med slam från reningsverk som tillämpade biologisk försforrening eller fällning med aluminium men inte i tillräcklig utsträckning om fosforfällning med järn användes. För dessa anläggningar är inte PHOXNAN-metoden lämplig utan en alternativ process där hydrolys, nanofiltrering och LOPROX kombineras föreeslås.
Resultat
Utifrån erhållna resultat har massbalanser upprättats för hela processen. Som exempel användes värden för ett reningsverk för 100 000 pe. Resultaten visar att 54 % av inkommande mängd fosfor kan återvinnas med PHOXNAN-metoden. Detta är i samma storleksordning som andra fosforåtervinningsmetoder under utveckling. Av suspenderat material reduceras ca 75 %, från 208 kg/h till 50 kg/h i exemplets reningsverk. Det konstateras i artikeln att kostnaden för PHOXNAN-processen är i samma storleksordning som för andra vanliga slambehandlingsmetor. Det bör dock påpekas att ” vanliga slambehandlingsmetor” i Tyskland innefattar slamförbränning.
Källa: Christoph Blöcher, Claudia Niewersch, Thomas Melin; Phosphorus recovery from sewage sludge with a hybrid process of low pressure wet oxidation and nanofiltration. Water Research 46 (2012) pp 2009 – 2019.
Artikeln kan köpas från utgivaren här.
