24/06/2016
Door Ad Spijkers
Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut hebben een voor commerciële toepassing geschikt systeem ontwikkeld waarmee ze uit afvalwater mest kunnen winnen, dat direct in de landbouw kan worden gebruikt.
In de agrarische sector worden in toenemende mate fosfaathoudende meststoffen gevraagd. Maar de winning en verwerking van fosfor wordt steeds geavanceerder en duurder, omdat de zuiverheid van de grondstoffen afneemt. Ook is Europa sterk afhankelijk van import, met name uit Marokko en Rusland.
Fosfor is niet te vervangen door een andere stof. Het komt voor in proceswater uit rioolwaterzuiveringsinstallaties of in reststoffen bij de vergisting in biogasinstallaties. De vraag naar en de prijzen voor stikstofhoudende mest stijgen, niet in het minst omdat de productie veel energie kost. Daardoor wordt terugwinning van de voedingsstoffen steeds aantrekkelijker. Tot nu toe ontbrak daarvoor een geschikte en economische methode.
ePhos
Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart ontwikkelden een elektrochemisch proces, ePhos genaamd, voor een milieuvriendelijke fosforwinning (zonder chemicaliën) uit afvalwater.
Kern van de technologie is een elektrolysecel, waarmee stikstof en fosfor met behulp van een magnesium-elektrode als struviet (magnesium-ammonium-fosfaat) of kaliumstruviet kan worden gewonnen. Het struviet is vrij van biomassa en kan in de landbouw direct als hoogwaardige, langzaam voedingsstoffen vrijgevende mest worden toegepast.
Het bijzondere aan de methode is, dat deze zuiver elektrochemisch werkt. In tegenstelling tot conventionele methoden hoeven geen zuren of logen te worden toegevoegd. Dat is ook een voordeel voor exploitanten van reinigingsinstallaties: ze hoeven geen chemicaliën op voorraad te houden. Bovendien is de totale methode eenvoudig te onderhouden.
De resultaten van langdurige tests bij de eerste pilot-opstelling bij een zuiveringsinstallatie zijn goed. Gemiddeld kon 85% van de fosfor worden teruggewonnen. De methode is ook geschikt voor de voedingsmiddelenindustrie en rioolwaterzuivering; de enige voorwaarde is dat het te zuiveren water rijk aan fosfaat moet zijn.
Naar de markt
De onderzoekers hebben een licentie afgegeven aan Ovivo, leverancier van waterzuiveringssystemen, dat de technologie in de VS, Canada en Mexico op de markt gaan brengen. In deze landen zijn de grenswaarden voor de rioolwaterzuivering zeer streng. De behoefte aan efficiënte mogelijkheden voor terugwinning van fosfor is hoog. Veel Amerikaanse exploitanten van waterzuiveringen willen het struviet zelf verkopen; ze zien er een aantrekkelijke bron van inkomsten in. Ovivo wil in september de eerste grote demo-opstelling in gebruik nemen.
Ook in Europa kan ePhos snel worden ingevoerd, omdat ook hier fosfor uit het slib moet worden gehaald en de behoefte aan meststoffen in de landbouw verder zal stijgen. Fraunhofer-IGB zoekt licentienemers om de techniek ook op de Europese markt te introduceren.
Intussen ontwikkelen de onderzoekers het reactorconcept verder. Ze willen ePhos uitbreiden met extra procesmodules om in de toekomst in zuiveringsinstallaties ook ammoniak terug te kunnen winnen.