WATERZUIVERING Pieter van den Brand Terugwinnen zuiver fosfor uit rioolslib nog niet aan labschaal ontstegen Over het belang van fosfaatrecycling zijn de gemoederen het wel eens: voedsel. De route naar kunstmest en in het kielzog diervoeding is het meest realistisch. Recyclaten zijn zelfs zuiverder van samenstelling dan primaire producten. De Nederlandse watersector roert inmiddels de trom met het recyclen van fosfaat uit rioolwater en zuiveringsslib. Maar voor het terugwinnen van elementair fosfor, die worden gebruikt in bijvoorbeeld brandvertragers en lithium-ionaccu’s, zijn nog flink wat technologische hordes te slechten. De wereldwijde natuurlijke voorraad bruikbaar fosfaaterts slinkt snel. Dus worden er verwoede pogingen ondernomen om deze belangrijke grondstof, voor ondermeer kunstmest te recyclen. Op de rioolwaterzuiveringen wordt fosfaat verwijderd omdat anders flora en fauna eronder lijden. Overigens een wettelijke verplichting om eutrofiëring tegen te gaan: de dikke groene algensoep die sloten en meren teistert. Meestal wordt het afgevangen fosfaat niet teruggewonnen en eindigt het ergens waar we er niets meer mee kunnen. In bepaalde typen rioolwaterzuiveringen ontstaat spontaan een fosfaatrijke verbinding: struviet. Voor de watersector is deze stof een probleem omdat de verstopping van haar installaties tot hoge onderhouds- en energiekosten leidt. Dus waarom gaan we deze prima meststof niet terugwinnen, redeneerde men. Vijf waterschappen hebben een installatie bijgeplaatst om het struviet tot kleurloze mestkorrels te recyclen. In 2016 komen daar nog eens negen nieuwe installaties bij. De twee grootste installaties zijn die van Waternet in Amsterdam en Vallei en Eem die beide jaarlijks circa 1000 ton recyclen, voldoende voor het bemesten van zo’n vijfduizend voetbalvelden. Vallei en Eem behandelt de fosfaatrijke stromen uit de slibontwatering van zijn rioolwaterzuivering in Amersfoort met magnesium tot struviet. De afzetmarkt is nog beperkt. Het merendeel van de teruggewonnen struviet ligt opgeslagen in de silo’s van de waterschappen. De meststof uit afvalwater wordt per definitie als afval gezien, terwijl de meststoffenwetgeving erop van toepassing is en het product vrij verhandeld mag worden. Die resten van medicijnen en drugs. Het valt vies tegen de fosfaat uit het natte slib proberen te peuteren. Willen we toch alle fosfaat terugwinnen in nuttige vorm, dan ontkomen we niet aan rioolslibverbranding, aldus Schipper, of een variant daarop. De verbrandingsassen bevatten maar liefst 90 procent van het fosfaat dat via het riool de zuivering in gaat. Bacteriën en medicijnresten zijn en passant vernietigd. “Van deze as kan kunstmest of iets anders worden gemaakt, zoals fosforzuur of elementair fosfor,” zegt Schipper. “Rioolslibas zou fosfaaterts in een bestaande productieketen kunnen vervangen. Dat zou pas echt een slinger geven aan de circulaire economie.” Recophos Een Duits-Oostenrijks consortium voerde de afgelopen drie jaar proeven uit om uit rioolslibas elementair fosfor terug te winnen. In het thermo-chemisch Recophos-procedé wordt rioolslibas verstrooid in een reactor met door het InduCarbinductiesysteem verhitte kooksbrokken (circa 1300 graden). Het fosfaat reageert 28 29 struvietrecycling vooral een middel de zuiveringskosten te reduceren. Dat is een volstrekt legitiem streven maar mag niet verward worden met het primaire doel om fosfaat te recyclen. Fosfaat is eigenlijk een bijproduct. Het is een goede eerste stap maar zo gaan we de fosfaatkringloop niet sluiten.” Het grootste deel van het fosfaat, vervolgt Schipper, komt bovendien in het rioolslib terecht, een bijproduct van de rioolwaterzuiveringsinstallatie. “Als we zoveel mogelijk fosfaat terug willen winnen, moeten we ons naast struviet ook daarop richten.” Zuiveringsslib bevat naast fosfaat echter een indrukwekkende verzameling schadelijke stoffen, denk aan bacteriën, zware metalen en van het proces en de labschaalproefinstallatie maar de financiële middelen zijn beperkt. Een belangrijke consortiumdeelnemer is SGL Carbon Group. De Duitse producent van synthetisch grafiet en koolstofvezel-composieten is patenthouder van de Recophos-technologie. “We geloven in het terugwinnen van elementair fosfor vanwege de veelvoud aan industriële toepassingen,” zegt Daniel Steppich van SGL. Toepassingen die veel interessanter zijn dan alleen die van kunstmest (zie kader). SGL zoekt naar partners om een demo-installatie op praktijkschaal te bouwen. In principe wil het bedrijf niet zelf fosfor gaan produceren maar hoopt het een partij te vinden die deze rol wel op zich wil nemen. Wereldwijd wordt met een aantal geïnteresseerde bedrijven gesproken. Belangrijk voor eindafnemers in de industrie is dat het teruggewonnen fosfaat lijkt op de grondstoffen – fosfaaterts, fosfor of een kunstmestingrediënt – die ze van oudsher toepast, stelt Schipper. “Hoe meer het fosfaatrecyclaat daarop lijkt, des te groter de kans dat de industrie dit product zonder morren inneemt en ervoor wil betalen. Als het gehalte aan fosfaat maar hoog genoeg is en er weinig andere stoffen, zoals metalen, inzitten. Dat zijn de basale eisen. In dat geval zullen afnemers in de industrie geen problemen zien.” Het energieverbruik van de te ontwikkelen recyclingprocessen valt mee, aldus de fosfaatrecyclingspecialist. “Grosso modo kosten ze niet significant meer energie dan de conventionele fosfaatertsroute. Zuivere fosfor maken, vergt wel veel energie maar dat kost het ook vanuit erts. Dan kun je beter vanuit afval werken.” onduidelijkheid heeft de overheid nog niet weggenomen. In Europa staat de juridische status nog volop ter discussie. Al met al nog geen fantastisch verdienmodel, betoogt Willem Schipper. De chemicus en consultant was zo’n twintig jaar in dienst bij Thermphos. Deze producent van fosfor en fosforzuur moest vanwege de crisis eind 2013 zijn poorten sluiten. Het Vlissingse bedrijf wilde de inzet van fosfaaterts uitbannen om zijn grondstoffen alleen nog uit afvalstromen te halen. Schipper geldt als een specialist op het gebied van fosfaatrecycling en de toepassingen ervan in de industrie. “Mijn belangrijkste bezwaar tegen struviet is dat het een laag terugwinrendement biedt. Voor de waterschappen is de met de kooks tot elementair fosfor. De fosfordampen worden afgevangen en gecondenseerd. Zo wordt zuivere fosfor verkregen. Het onderscheidende kenmerk van de Recophos-technologie is dat er geen afval overblijft maar een bruikbaar bijproduct. Voorkomen wordt namelijk dat de fosfor reageert met het ijzeroxide dat in rioolslibas in rijke mate aanwezig is. Doordat er in dit procedé een dun laagje reagerende smelt op de kooksbrokken zit, kan de fosfor wegdampen voor hij met ijzer reageert. Onderin de reactor druipt het restant van het kooksbed af. Na koeling wordt deze slak als bouw- of toeslagstof verwerkt (cement). Het ontstane, metallisch ijzer wordt apart verwerkt en verkocht. Het Recophos-proces produceert daarmee nagenoeg geen residu. Het februari vorig jaar afgeronde onderzoeksproject heeft nog geen vervolg, laat projectcoördinator en hoogleraar thermische procestechnologie Harald Raupenstrauch van de Oostenrijkse universiteit van Leoben weten. Er wordt weliswaar verder gewerkt aan optimalisatie Fosfor: breed scala van industriële toepassingen Wereldwijd wordt jaarlijks zo’n 100 miljoen ton fosfaaterts gedolven. Van 95 procent hiervan maakt een eveneens mondiaal actieve industrie in combinatie met zwavel fosforzuur voor de kunstmestindustrie. Van de overige 5 procent wordt in een hoogovenproces witte fosfor gemaakt. Voor dat halfproduct komt een breed scala van hoogwaardige industriële toepassingen in beeld. Elementair fosfor wordt onder meer gebruikt in brandvertragers in kleding, meubels maar ook laptops, in lithium-ionaccu’s, in katalysatoren en in de smeerolie voor in de auto. Ook vindt het derivaat zijn weg naar voedingsmiddelen (vlees, kaas en bakkersproducten). Deze toepassingen komen in principe eveneens in beeld voor recyclet fosfaat. Op zoek naar meest optimale route in het belang van voedsel Fosfaatrecyclingexpert Willem Schipper: “Rioolslibas zou fosfaaterts in een bestaande productieketen kunnen vervangen. Dat zou pas echt een slinger geven aan de circulaire economie.” EcoPhos-plant in Peru waar uit lokaal fosfaaterts fosforzuur en diervoeder worden geproduceerd. Met een variant op deze technologie gaat het bedrijf deze producten in 2017 uit rioolslibas maken in zijn fabriek in Duinkerken. In het thermo-chemisch Recophos-procedé wordt rioolslibas verstrooid in een reactor met door het InduCarb-inductiesysteem verhitte kooksbrokken (circa 1300 graden). Het fosfaat reageert met de kooks tot elementair fosfor. Dit artikel is afkomstig uit Fluids Processing Benelux www.fluidsprocessing.nl © Vezor Media Fluids Processing Nr. 1 - februar 2016 Fluids Processing Nr. 1 - februar 2016 WATERZUIVERING Op zoek naar meest optimale route in het belang van voedsel Rioolslibas Het internationale bedrijf EcoPhos van de Marokkaanse oprichter en ceo Mohamed Takhim heeft een technologie in huis om uit laagwaardige fosfaatertsen onder meer kunstmest en fosforzuur te maken. Dat is goedkoper en legt een minder groot beslag op de wereldwijde fosfaatreserve. In het Zuid-Amerikaanse Peru, waar deze grondstof rijkelijk beschikbaar is, wordt uit lokaal fosfaaterts op basis van het Ecophos-procedé fosforzuur en diervoeder geproduceerd. Dit type fosfaaterts is niet geschikt voor conventionele technieken. De conventionele manier om fosforzuur te maken, bestaat uit het oplossen van fosfaaterts in zwavelzuur. Dat levert fosforzuur met een beperkte zuiverheid (15-30 procent) op, naast een grote hoeveelheid onbruikbaar gips waar alle restvervuiling nog inzit. Dit proces kost veel energie en heeft een stevige milieu-impact. Door in plaats van zwavelzuur een oplossing van zoutzuur (circa 30 Moerdijk, tot fosforzuur en kunstmest recyclen. “In Europa en de EU-landen is honderd procent consensus over de reden waarom recycling van belang is, en dat is voedsel,” zegt De Ruiter. In begin 2017 neemt het bedrijf een productieplant in de Franse havenstad Duinkerken in gebruik, waar het ook laagwaardig fosfaaterts gaat verwerken. In het rioolslibas zit meer silicium (zand), ijzer en aluminium dan in fosfaaterts. Deze reststroom is weliswaar toepasbaar als grondverbeteraar maar Ecophos wil deze materialen gaan opwerken naar een hoogwaardiger product. “Het enige wat overblijft, is een zeer beperkte stroom zware metalen,” aldus De Ruiter. De nieuwe Franse Ecophos-fabriek krijgt een capaciteit van 220 duizend ton. De totale EcoPhos-capaciteit in Europa komt hiermee op 500 duizend ton. Volgens het bedrijf is dat volume goed voor de helft van de Europese diervoedingsfosfaatmarkt. ■ 10 procent) te gebruiken, vond Takhim een simpeler en milieuvriendelijker proces dat alleen het fosfaat oplost. Door deze oplossing met calciumcarbonaat (krijt) te behandelen, ontstaat het direct in diervoeding toepasbare di-calciumfosfaat. Het oplossen van dit fosfaat in zwavelzuur geeft een veel zuiverder fosforzuur (circa 40 procent) en levert bruikbaar gips op. “Door de hogere zuiverheidgraad vallen de verdere proceskosten lager uit. Er is veel minder energie nodig om het fosforzuur op te concentreren,” legt Rob de Ruiter uit. De voormalig directeur van Thermphos werkt als circular economyconsultant voor Ecophos. “Ons procedé wordt volop industrieel toegepast en maakt producten die niet alleen identiek zijn aan bestaande producten maar zelfs zuiverder zijn van samenstelling.” Met een variant van deze technologie gaat Ecophos jaarlijks 60 duizend ton rioolslibas van twee Nederlandse slibverbranders, HVC in Dordrecht en SNB in Fluids Processing Benelux www.fluidsprocessing.nl © Vezor Media Fluids Processing Nr. 1 - februar 2016 TOGETHER IN CONTROL Startflow BV, voorheen Inrada Flow Controls BV, is een internationaal opererende organisatie met als kerntaken de verkoop, engineering, assemblage en installatie van componenten en besturingssystemen voor de procesindustrie. Startflow BV is een betrouwbare onderneming met meer dan 50 jaar ervaring en expertise. Startflow BV is onderdeel van de Van Stenis Group. Deze groep bestaat uit 3 bedrijven, te weten Sellon BV, Luitec BV en Startflow BV. Startflow BV levert een breed programma aan hoogwaardige procesafsluiters voor toepassingen in de farmaceutische- en voedingsmiddelenindustrie, de (petro-) chemische industrie en de energiesector. Naast afsluiters levert Startflow BV ook een zeer uitgebreid programma magneetventielen voor de aansturing van pneumatisch bediende afsluiters. Enkele merken die Startflow vertegenwoordigt zijn Gemü, IMI Herion, IMI Maxseal, IMI Buschjost, IMI Norgren, Richards Industries en Kühme. MEMBER OF TOGETHER IN CONTROL Admiraal de Ruyterstraat 2 • 3115 HB Schiedam • +31 (0)8 800 446 00 • info@startflow.nl • www.startflow.nl Startflow_advertentie_A5_liggend_2016_02.indd 1 22-01-16 12:53 (advertentie)

Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal

Nieuwsbrief archief

Linked

Abonneren

ContactDisclaimerPrivacyAdverterenControlpanel