1

combining scientific excellence with commercial relevance

Fosfaat: essentieel voor leven En hoe kunnen we er beter mee omgaan

Wetsus & Leeuwarder Courant

Winterlezing, 8 Januari, 2015

Leon Korving

2

Inhoud

-  Fosfaat -  Wat is het -  Hoe gaan we er mee om

-  Hergebruik van fosfaat uit rioolwater -  Wat kan al -  Onderzoek bij Wetsus

3

Fosfor (P) en fosfaat (PO4)

Hennig Brandt, 1669

4

Fosfaat: essentieel voor leven

Kunstmest Industrieel

5

Het fosfaat probleem…

7S U S T A I N A B L E P H O S P H O R U S U S E

1.4 The breakdown of the phosphorus cycle

Our dependence on mined phosphate and our creation of a water-based disposal system for human waste means we no longer recycle phosphorus to the same degree. Phosphate rock is mined in only a few locations (see Section 3) and then processed into fertilisers and transported around the world. Once the crops are harvested they are also transported worldwide, and the phosphorus they contain is no longer recycled locally via the decomposition of plant matter. When eaten by humans the phosphorus is excreted (in the EU approximately 0.5 to 1 kg per person per year, depending on country and sex, Flynn & Hirvonen, 2009). However, it is no longer returned to the soil

via the application of human excreta onto fields but transported via sewer systems and, depending on the level of wastewater treatment, eventually ends up in rivers, lakes and oceans (see Figure 3).

Since the soil is no longer locally replenished with phosphorus via these organic routes, mineral fertiliser needs to be applied to the soil. We have broken the cycle and phosphorus now moves linearly from mines to oceans at increasing rates. Due to globalisation, geographic inequalities in soil fertility and the restriction of phosphorus reserves to a few locations, we move phosphorus large distances around the world. It is estimated that human activities have amplified the rates of phosphorus movement around the world by about 400% relative to pre-industrial times (Falkowski et al., 2000).

Figure 3: Phosphorus flows in the environment. To enhance crop production, phosphorus is added to soil in the form of mineral fertiliser, manure or bio-degradable organic material. Most of the phosphorus not taken up by plants remains in the soil and can be used in the future. Phosphorus can be transfer-red to surface water when it is mined or processed, when excess fertiliser is applied to soil, when soil is eroded, or when effluent is discharged from sewage treatment works. Red arrows show the primary direction of the phosphorus flows; yellow arrows the recycling of phosphorus. (UNEP, 2011)

6

De wereldbevolking groeit

7

Dus ook behoefte aan N & P

8

Ook nieuwe behoeftes…

Biobased economy

Veranderende dieten

9

Hoe komen we aan fosfaat?

10

Productie van kunstmest

Phosphate rock

Phosphoric acid plants

Sulfuric acid Sulfuric acid plants Sulfur

Phosphoric acid

Single super phosphate

Triple super phosphate

11

Doel: water oplosbaar fosfaat

0

300

600

900

Phosphate rock TSP-fertilizer

Valu

e (e

uro/

ton

P2O

5)

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Phosphate rock TSP-fertilizer

P2O

5 co

nten

t (w

t%)

total P2O5

water soluble P2O5

12

Fosfaat reserves

only to Morocco in terms of size of reserves. Some of its individual reserves are thought to be among the largest 10% in the world.43

Financial Times

Figure 9

Figure 10

50,000

5,800

3,700

2,200

1,800

1,500 1,500

1,400 1,300 1,958

Morocco and Western Sahara

Iraq

China

Algeria

Syria

Jordan

South Africa

United States

Russia

Others

Warning! Computer must be set to English to show the numbers as in the examples below: 50,000 (fi y thousand) NOT 50.000 (fi y point zero) 1,958 (one thousand, nine hundred and fi y-eight) NOT 1.958 (one point nine five eight)

Figure: The Hague Centre for Strategic Studies, 2012

13

Export van fosfaaterts

Figure: The Hague Centre for Strategic Studies

accounts for some 35% of global phosphate rock exports.32 Although production figures put countries such as China and the US among the top producers of phosphate, their domestic consumption largely eclipses their exporting activities.

Imports of phosphate rockAs data were not available for individual countries’ imports of phosphate rock, Figure 6 shows phosphate rock imports by region. South Asia, Western Europe and East Asia have the largest share in global phosphate rock imports, with 22.7%, 16.2% and 14.5% respectively. Between 1999 and 2010 South Asia’s imports doubled, whereas the EU reduced imports by 30%. Although Asia as a whole imports more phosphate than Europe, it meets most of its demand with domestic production. Europe is the only region in the world that imports more phosphate than it produces and it does so by a considerable margin.34

PotashCorp 2010 Online Annual Report

Figure 5

0 2 4 6 8 10

Morocco

Jordan

Syria

Egypt

Peru

Former USSR

14

Prijs fosfaaterts

0

50

100

150

200

250

300

350

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Phos

phat

e ro

ck (e

uro/

ton)

15

Lineair gebruik…

7S U S T A I N A B L E P H O S P H O R U S U S E

1.4 The breakdown of the phosphorus cycle

Our dependence on mined phosphate and our creation of a water-based disposal system for human waste means we no longer recycle phosphorus to the same degree. Phosphate rock is mined in only a few locations (see Section 3) and then processed into fertilisers and transported around the world. Once the crops are harvested they are also transported worldwide, and the phosphorus they contain is no longer recycled locally via the decomposition of plant matter. When eaten by humans the phosphorus is excreted (in the EU approximately 0.5 to 1 kg per person per year, depending on country and sex, Flynn & Hirvonen, 2009). However, it is no longer returned to the soil

via the application of human excreta onto fields but transported via sewer systems and, depending on the level of wastewater treatment, eventually ends up in rivers, lakes and oceans (see Figure 3).

Since the soil is no longer locally replenished with phosphorus via these organic routes, mineral fertiliser needs to be applied to the soil. We have broken the cycle and phosphorus now moves linearly from mines to oceans at increasing rates. Due to globalisation, geographic inequalities in soil fertility and the restriction of phosphorus reserves to a few locations, we move phosphorus large distances around the world. It is estimated that human activities have amplified the rates of phosphorus movement around the world by about 400% relative to pre-industrial times (Falkowski et al., 2000).

Figure 3: Phosphorus flows in the environment. To enhance crop production, phosphorus is added to soil in the form of mineral fertiliser, manure or bio-degradable organic material. Most of the phosphorus not taken up by plants remains in the soil and can be used in the future. Phosphorus can be transfer-red to surface water when it is mined or processed, when excess fertiliser is applied to soil, when soil is eroded, or when effluent is discharged from sewage treatment works. Red arrows show the primary direction of the phosphorus flows; yellow arrows the recycling of phosphorus. (UNEP, 2011)

16

Fosfaatgebruik: cijfers

Cordell et al., 2009

17

Onbalans in fosfaatgebruik

by continent highlights the particularly large intraregional varia-tion in agronomic P imbalances in Europe and South America(Fig. S1).

Global Agronomic P Flows. Fertilizer application to croplands in theyear 2000 totalled 14.2 Tg of P·y−1, of which more than half wasapplied to cereal crops. The largest P fertilizer application ratesoccurred predominantly in East Asia, Western Europe, the mid-western United States, and southern Brazil [Fig. S2 and Potteret al. (20)]. Approximately 9.6 Tg of P·y−1, or 40% of total manureP excreted by livestock in 2000 (20), was used for cropland ap-plication based on estimates of recoverable manure for 12 regions(21) and for US states (22). Recoverable manure P shows muchgreater spatial variation than P fertilizer applications (Fig. S2),with clusters of more intense manure P applications occurring inmany countries (such as the United States and Brazil) and morewidespread high manure P applications in East Asia and West-ern Europe.The production of 123 crops in the year 2000 (23) removed 12.3

Tg of P·y−1 from cropland soils. The greatest crop P removaloccurred in the northern United States, Western Europe, EastAsia, South America (particularly southern Brazil and Argen-tina), and Australia, largely reflecting crop yields. Cereal cropsaccounted for approximately half and by far the largest share ofP removal, most of which was attributable to harvest of wheat,maize, and rice.Our global estimate of total P inputs to cropland soils exceeds

P removed by harvested crops, resulting in a global agronomic

surplus of 11.5 Tg of P·y−1. We also calculated P balances basedon contrasting crop residue management scenarios by usingplausible high and low residue recycling and removal estimatesfrom Smil (24) that reflect broad differences in residue manage-ment between developed and developing countries (detailed in SIMethods). The high residue removal scenario resulted in a slightdecrease in our global P balance estimate (to 11.2 Tg of P·y−1),whereas the low residue removal scenario resulted in a consider-able increase (to 12.5 Tg of P·y−1) due to the influence of residue Precycling inputs. These crop residue scenarios had minimal in-fluence on the spatial patterns of P surpluses and deficits (Fig. S3).

Agronomic Drivers of Cropland P Imbalances. We found consider-able spatial variation in the main drivers of P surpluses based onthe magnitudes of fertilizer and manure inputs relative to cropP use (using crop P removal as a proxy for crop use) (Fig. 4A).Fertilizer alone exclusive of manure inputs exceeded crop P use inthe largest fraction of P-surplus cropland in all continents exceptAfrica (Fig. 4B), and particularly in intensive agricultural regionsof Asia and North America (40% of the cropland area in eachcontinent). The combination of fertilizer and manure was theprimary driver of P surpluses in ∼30% of the global cropland areawith P surpluses; manure and fertilizer each individually exceededcrop use in half of this area, particularly in southern China andeastern Brazil, whereas the sum of fertilizer plus manure excee-ded crop use in the remaining half. Manure P alone exclusive offertilizer P exceeded crop use in only 11% of croplands globally,particularly in areas with high livestock densities but relatively

Fig. 1. Global map of agronomic P imbalances for the year 2000 expressed per unit of cropland area in each 0.5° grid cell. The P surpluses and deficits areeach classified according to quartiles globally (0–25th, 25–50th, 50–75th, and 75–100th percentiles).

40

30

20

10

0

10

20

30

40

Quartiles

% c

ropl

and

area

with

su

rplu

ses

by c

ontin

ent

and

glob

ally

1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th 1st 2nd 3rd 4th

% c

ropl

and

area

with

de

ficits

by

cont

inen

t an

d gl

obal

ly

Africa Asia Europe

North & Central America

South America Oceania Globally

Fig. 2. Distributions of P surpluses and deficits by quartiles shown as percent of total cropland area in each continent and as percent of global cropland area.

MacDonald et al. PNAS | February 15, 2011 | vol. 108 | no. 7 | 3087

SUST

AINABILITY

SCIENCE

MacDonald et al., 2011, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1010808108

18

Onbalans in de EU

Csatho, 2005

19

Gevolgen van onbalans

Ela Lake 227, Manitoba, 1973

Qingdao, 2013

20

Exposure of ecosystems to eutrophication and acidification — results

19Effects of air pollution on European ecosystems

Figure 3.1 The temporal development since 1880 of the area at risk in Europe (in %, above) and magnitude (in eq ha–1a–1, below) of exceedance (AAE) of acidification (red) and eutrophication (green), using GP-CLE scenario depositions for 2010 onwards

Note: (a) First Sulphur Protocol (1985); (b) Second Sulphur Protocol (1994); (c) Gothenburg Protocol (1999); (d) NEC Directive (2001); (e) Amended Gothenburg Protocol (2012).

For the explanation of the unit eq ha–1 a–1 please see Box 3.1. The (a) to (e) show the point in time when protocols under the LRTAP Convention or the EU's NEC Directive were signed or adopted. The area covered is the so-called EMEP domain, here the geographic area between 30°N-82°N latitude and 30°W–90°E longitude. This includes all EU-28 countries as well as the EEA member and cooperating countries, other non-EU eastern European countries, parts of the Russian Federation and parts of Turkey (EMEP, 2014a and 2014b).

The percentage (%) results are based on emission trends since 1880 (Schöpp et al., 2003), with deposition patterns following different versions of the EMEP model (e.g. Hettelingh et al., 2013), and the most recent critical load database (Posch et al., 2012) in combination with the current legislation (CLE) scenario developed for the Gothenburg Protocol amendment for the period 2010 to 2030 (Amann et al., 2011).

Ecosystem area in per cent (%)

Eutrophication

Acidification

Eutrophication

Acidification

(a)

(b)(c)

(d)

(e)

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

eq ha-1 a-1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Eutrofiering in de EU

Acidification

Eutrophication

Effects of air pollution on European Ecosystems, EEA Technical report, 11/2014, figure 3.1

% of EU ecosystems at Risk

21

Oplossingen

CBS, sep. 2014

22

Oplossingen

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Rem

oval

effi

cien

cy (1

00%

)

N & P verwijdering in Nederlandse rwzi’s

nitrogen

phosphate

CBS

23

Terugwinning uit rioolwater

Decentraal Rioolwaterzuivering Slibverwerking

24

Decentrale sanitatie

Drijfveren •  Waterbesparing •  Hogere concentraties:

–  Betere zuivering –  Energie efficienter –  Compact

•  Onafhankelijk van het riool

25

Waterschoon, Sneek

Sinds 2007 62-232 huizen

3

STOWA 2014-38 EVALUATIE NIEUWE SANITATIE NOORDERHOEK SNEEK NOORDERHOEK, SNEEK

2

PROJECT WATERSCHOON –

DOELSTELLINGEN, OPZET EN INRICHTING

2.1 WONINGBOUWPROJECT NOORDERHOEKIn woningbouwproject Noorderhoek in Sneek worden 282 woningen gesloopt en 232 wonin-

gen weer teruggebouwd gedurende een periode van tien jaar. Deze woningen worden alle-

maal aangesloten op het Waterschoon-systeem.

In 2011 zijn 62 wooneenheden (met circa 79 inwoners) in gebruik genomen, die vanaf dat

moment hun waterstromen en GF-afval naar Waterschoon afvoeren.

Door de stagnatie op woningmarkt is de nieuwbouwechter ver achtergebleven bij de prog-

noses. De huidige bouwprognoses omvatten voor de periode 2014-2016 respectievelijk 44,

56 en 35 woningen. Het spreekt voor zich dat ook de afvalwateraanvoer is achtergebleven bij

de prognoses. In de periode tot eind 2016 zal het aantal aangesloten personen toenemen van

79 tot circa 400.

2.2 WATERSCHOON, OVERZICHT VAN HET CONCEPTIeder huishouden produceert verschillende soorten afval, waaronder huishoudelijk afval-

water, toiletwater en groente- en fruitafval. Gewoonlijk stromen huishoudelijke afvalwater

en toiletwater via het riool naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi), waar het wordt

schoongemaakt. Het gezuiverde water komt vervolgens in het oppervlaktewater terecht.

Organisch afval wordt normaliter in de groene container gedeponeerd en afgevoerd. Bij Water-

schoon werkt dit anders; hier wordt organisch afval samen met toiletwater (zwartwater) inge-

zameld via een vacuümsysteem. Het huishoudelijke afvalwater (grijswater) wordt gescheiden

ingezameld. De zwartwater- en de grijswaterstroom worden apart van elkaar schoongemaakt

in een lokale zuiveringsinstallatie en vervolgens geloosd op nabijgelegen oppervlaktewater1.

1 In verband met het experimentele karakter is het systeem ook aangesloten op de riolering. Deze aansluiting kan ge-

bruikt worden als niet aan de lozingseisen kan worden voldaan.

Witteveen+Bos, SK87-2/14-019.003 definitief d.d. 9 oktober 2014, Evaluatie Nieuwe Sanitatie Waterschoon in de wijk Noorderhoek, Sneek overkoepelende rapportage

3

2. PROJECT WATERSCHOON – DOELSTELLINGEN, OPZET EN INRICHTING

2.1. Woningbouwproject Noorderhoek In woningbouwproject Noorderhoek in Sneek worden 282 woningen gesloopt en 232 wo-ningen weer teruggebouwd gedurende een periode van tien jaar. Deze woningen worden allemaal aangesloten op het Waterschoon-systeem. In 2011 zijn 62 wooneenheden (met circa 79 inwoners) in gebruik genomen, die vanaf dat moment hun waterstromen en GF-afval naar Waterschoon afvoeren. Door de stagnatie op woningmarkt is de nieuwbouwechter ver achtergebleven bij de prog-noses. De huidige bouwprognoses omvatten voor de periode 2014-2016 respectievelijk 44, 56 en 35 woningen. Het spreekt voor zich dat ook de afvalwateraanvoer is achtergebleven bij de prognoses. In de periode tot eind 2016 zal het aantal aangesloten personen toene-men van 79 tot circa 400.

2.2. Waterschoon, overzicht van het concept Ieder huishouden produceert verschillende soorten afval, waaronder huishoudelijk afvalwa-ter, toiletwater en groente- en fruitafval. Gewoonlijk stromen huishoudelijke afvalwater en toiletwater via het riool naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi), waar het wordt schoongemaakt. Het gezuiverde water komt vervolgens in het oppervlaktewater terecht.

Organisch afval wordt normaliter in de groene container gedeponeerd en afgevoerd. Bij Waterschoon werkt dit anders; hier wordt organisch afval samen met toiletwater (zwartwa-ter) ingezameld via een vacuümsysteem. Het huishoudelijke afvalwater (grijswater) wordt gescheiden ingezameld. De zwartwater- en de grijswaterstroom worden apart van elkaar schoongemaakt in een lokale zuiveringsinstallatie en vervolgens geloosd op nabijgelegen oppervlaktewater1. Het hemelwater in Noorderhoek wordt onbehandeld op lokaal oppervlaktewater geloosd. Naast waterzuivering is een belangrijke functie het terugwinnen van energie uit de water-stromen in de vorm van biogas en warmte. Deze energie wordt gebruikt voor het verwar-

1 In verband met het experimentele karakter is het systeem ook aangesloten op de riolering. Deze aansluiting kan

gebruikt worden als niet aan de lozingseisen kan worden voldaan.

6

STOWA 2014-38 EVALUATIE NIEUWE SANITATIE NOORDERHOEK SNEEK NOORDERHOEK, SNEEK

Witteveen+Bos, SK87-2/14-019.003 definitief d.d. 9 oktober 2014, Evaluatie Nieuwe Sanitatie Waterschoon in de wijk Noorderhoek, Sneek overkoepelende rapportage

6

van lucht (zuurstof) het resterende organische materiaal en zet ammonium om naar (hoofdzakelijk) nitraat.

2.4. Onderdelen van het energiesysteem Het zuiveringssysteem levert twee potentiële energiebronnen: het biogas en het vaak war-me grijswater. Om deze energie in de vorm van warmte effectief te benutten zijn in de wo-ningen warmtenetten aangelegd: één met hoge temperatuur, voor onder meer warm tap-water, en één met lage-temperatuur voor ruimteverwarming. Het biogas wordt verstookt in een CV-ketel waarbij energie wordt geleverd aan het hoge-temperatuursysteem. De warmte uit het grijswater wordt teruggewonnen met een warmtewisselaar die dient als warmtebron voor een elektrisch aangedreven warmtepomp. Deze pomp voorziet het net van warmte van 45oC. Uit grijswater kan voldoende warmte worden gehaald voor de zo-merperiode. In de winterperiode wordt aanvullend een bodembron gebruikt als warmteleve-rancier.

2.5. Doelstellingen van het onderzoek Met Waterschoon is een uniek project op praktijkschaal gerealiseerd dat nog steeds in ontwikkeling is. Omdat het een innovatieve inrichting van de afvalwaterketen betreft, heb-ben de initiatiefnemers ervoor gekozen via grondig onderzoek en evaluatie de prestaties te onderzoeken. Daarvoor zijn drie doelen geformuleerd: - evalueer de prestaties van Waterschoon op de punten:

⋅ energie; ⋅ verwijdering en/of terugwinning van nutriënten; ⋅ effluentkwaliteit;

- genereer inzicht in de technische en financiële toepasbaarheid van het concept;

Omzetten  organische  stof  in  

biogas

Energiearm  omzetten  stikstof

Terugwinnen  fosfaat

Zuiveren  /  polishen grijs  en  zwart    water

Biogas  voor  verwarming

Warmte-­‐onttrekking

2.3.5 ZUIVERING VAN GRIJSWATERGrijswater wordt in twee stappen gezuiverd met een biologisch aëroob proces. De eerste stap,

de hoogbelaste A-trap, adsorbeert colloïdaal, zwevend en in enige mate opgelost materiaal

aan slibvlokken. De tweede stap, de laagbelaste B-trap, verwijdert onder inblazen van lucht

(zuurstof) het resterende organische materiaal en zet ammonium om naar (hoofdzakelijk)

nitraat.

2.4 ONDERDELEN VAN HET ENERGIESYSTEEMHet zuiveringssysteem levert twee potentiële energiebronnen: het biogas en het vaak warme

grijswater. Om deze energie in de vorm van warmte effectief te benutten zijn in de woningen

warmtenetten aangelegd: één met hoge temperatuur, voor onder meer warm tapwater, en

één met lage-temperatuur voor ruimteverwarming.

Het biogas wordt verstookt in een CV-ketel waarbij energie wordt geleverd aan het hoge-tem-

peratuursysteem.

De warmte uit het grijswater wordt teruggewonnen met een warmtewisselaar die dient als

warmtebron voor een elektrisch aangedreven warmtepomp. Deze pomp voorziet het net

van warmte van 45oC. Uit grijswater kan voldoende warmte worden gehaald voor de zomer-

periode. In de winterperiode wordt aanvullend een bodembron gebruikt als warmte leve -

r ancier.

Witteveen+Bos, SK87-2/14-019.003 definitief d.d. 9 oktober 2014, Evaluatie Nieuwe Sanitatie Waterschoon in de wijk Noorderhoek, Sneek overkoepelende rapportage

6

van lucht (zuurstof) het resterende organische materiaal en zet ammonium om naar (hoofdzakelijk) nitraat.

2.4. Onderdelen van het energiesysteem Het zuiveringssysteem levert twee potentiële energiebronnen: het biogas en het vaak war-me grijswater. Om deze energie in de vorm van warmte effectief te benutten zijn in de wo-ningen warmtenetten aangelegd: één met hoge temperatuur, voor onder meer warm tap-water, en één met lage-temperatuur voor ruimteverwarming. Het biogas wordt verstookt in een CV-ketel waarbij energie wordt geleverd aan het hoge-temperatuursysteem. De warmte uit het grijswater wordt teruggewonnen met een warmtewisselaar die dient als warmtebron voor een elektrisch aangedreven warmtepomp. Deze pomp voorziet het net van warmte van 45oC. Uit grijswater kan voldoende warmte worden gehaald voor de zo-merperiode. In de winterperiode wordt aanvullend een bodembron gebruikt als warmteleve-rancier.

2.5. Doelstellingen van het onderzoek Met Waterschoon is een uniek project op praktijkschaal gerealiseerd dat nog steeds in ontwikkeling is. Omdat het een innovatieve inrichting van de afvalwaterketen betreft, heb-ben de initiatiefnemers ervoor gekozen via grondig onderzoek en evaluatie de prestaties te onderzoeken. Daarvoor zijn drie doelen geformuleerd: - evalueer de prestaties van Waterschoon op de punten:

⋅ energie; ⋅ verwijdering en/of terugwinning van nutriënten; ⋅ effluentkwaliteit;

- genereer inzicht in de technische en financiële toepasbaarheid van het concept;

Omzetten  organische  stof  in  

biogas

Energiearm  omzetten  stikstof

Terugwinnen  fosfaat

Zuiveren  /  polishen grijs  en  zwart    water

Biogas  voor  verwarming

Warmte-­‐onttrekking

Figuren: STOWA 2014-38

Zwart water

Grijs water

26

Struviet

Magnesiumammoniumfosfaat Vanaf 15/12/14 toegestaan als meststof Fosfaat niet wateroplosbaar -> langzaam werkende kunstmest

27

Onderzoek: calciumfosfaat

Ricardo Cunha

file 156

Calcium phosphate precipitation in anaerobic treatment of wastewater

28

Saniphos

Door GMB, Zutphen Central urine verwerking Sinds 2010 5000 m3 urine/jaar ~10.000 personen Terugwinning van: Struviet Ammoniumsulfaat

29

Kantoorgebouwen

RIJNSTRAAT – Den Haag Ministerie van I&M Ministerie van Buitenlandse Zaken 2016

4000 mensen/dag Vacuum toiletten Waterloze urinoirs

Vergister

Struviet Bio-elektrische cel

Zwart water

Urine

Oppervlakte water

30

Urine brandstofcel

31

Terugwinning

Decentraal Rioolwaterzuivering Slibverwerking

32

Terugwinning op de rwzi

15

STOWA 2011-24 FOSFAATTERUGWINNING IN COMMUNALE AFVALWATERZUIVERINGSINSTALLATIES

Indien er geen slibgisting op een zuivering wordt toegepast is de hoeveelheid fosfaat die weer

vrijkomt en met de retourstroom teruggevoerd wordt naar de zuivering, beperkt. Het overgro-

te deel van het fosfaat blijft gebonden in het slib (en wordt dus meteen afgevoerd). In het geval

van slibgisting, kan er een bepaalde hoeveelheid fosfaat weer vrij komen. De daadwerkelijke

hoeveelheid fosfaat die zal vrijkomen, varieert sterk van geval tot geval. Dit is afhankelijk van

locatie specifieke omstandigheden zoals de aanwezigheid van vrije metalen in het influent,

eventueel de gisting en het toegepaste type zuiveringsysteem.

Als gevolg van de hoge fosfaatgehalten in de vergister, en overige zouten die vrijkomen (denk

vooral aan calcium en magnesium) bij de afbraak van slib zal ook een deel van het fosfaat

meteen chemisch gebonden worden, zeker als ook ijzer gedoseerd wordt in de gisting om

sulfide vorming tegen te gaan. In een vergister zijn ook hoge ammonium gehaltes aanwezig,

hierdoor kan in een vergister ook gemakkelijk struviet (magnesiumammoniumfosfaat hexa-

hydraat of MgNH4PO4 6 H2O) neerslaan.

3.2.2 TERUGWINNEN OP DE RWZIIn Figuur 3-1 staat schematisch weergegeven waar kansen voor fosfaatwinning op een rwzi

bestaan.

FIGUUR 3-1 KANSEN VOOR FOSFAATTERUGWINNING OP EEN RWZI

3.2.2.1 WATERLIJN Het totaal-P-gehalte in communaal afvalwater bedraagt circa 5 tot 15 mg/l, met het gemid-

delde rond de 8 mg/l. Fosfaatterugwinning in de waterlijn is in theorie mogelijk in de voorbe-

zinktank, het actief slibproces en in de afloop van de nabezinker. Het belangrijkste nadeel van

het terugwinnen in de waterlijn is de lage concentratie fosfor in de waterfase, dit maakt het

chemicaliëngebruik hoog, zijn grote procesvolumina nodig en is, voornamelijk in het geval

van terugwinning in de voorbezinktank en het actief slib proces, de belasting met verontrei-

nigingen groot (colloidale BZV/CZV, sulfides, carbonaten, etc). Dit resulteert in een hoge che-

micaliëndosering en een slechte productkwaliteit. Fosfaatterugwinning in de afloop van de

nabezinker heeft minder last van deze hindernissen en is in het verleden ook toegepast (RWZI

Westerbork) maar fosfor concentraties zijn in de huidige situatie erg laag (<2 mg/l). Deze lage

concentraties vragen dus ook weer een hoog chemicaliënverbruik.

Fosfaatterugwinning in deelstromen (BCFS), retour- dan wel spuislib op een rwzi (Phostrip),

volgens het deelstroomprincipe biedt betere kansen. Hier komt een stroom met een hogere

concentratie fosfaat beschikbaar. Het fosfaat kan vervolgens neergeslagen worden. Omdat er

Kansen voor fosfaatterugwinning

W&E-1032619/GN, revisie C Pagina 19 van 50

influent voorbezinker anaeroobanoxisch/ aeroob nabezinker effluent

ontwaterd slib

slibontwatering

slibvergisting

influent voorbezinker anaeroobanoxisch/ aeroob nabezinker effluent

ontwaterd slib

slibontwatering

slibvergisting

Figuur 3-1: Kansen voor fosfaatterugwinning op een rwzi 3.2.2.1 Waterlijn Het totaal-P-gehalte in communaal afvalwater bedraagt circa 5 tot 15 mg/l, met het gemiddelde rond de 8 mg/l. Fosfaatterugwinning in de waterlijn is in theorie mogelijk in de voorbezinktank, het actief slibproces en in de afloop van de nabezinker. Het belangrijkste nadeel van het terug-winnen in de waterlijn is de lage concentratie fosfor in de waterfase, dit maakt het chemicaliën-gebruik hoog, zijn grote procesvolumina nodig en is, voornamelijk in het geval van terugwinning in de voorbezinktank en het actief slib proces, de belasting met verontreinigingen groot (colloi-dale BZV/CZV, sulfides, carbonaten, etc). Dit resulteert in een hoge chemicaliëndosering en een slechte productkwaliteit. Fosfaatterugwinning in de afloop van de nabezinker heeft minder last van deze hindernissen en is in het verleden ook toegepast (RWZI Westerbork) maar fosfor concentraties zijn in de huidige situatie erg laag (<2 mg/l). Deze lage concentraties vragen dus ook weer een hoog chemicaliënverbruik. Fosfaatterugwinning in deelstromen (BCFS), retour- dan wel spuislib op een rwzi (Phostrip), volgens het deelstroomprincipe biedt betere kansen. Hier komt een stroom met een hogere concentratie fosfaat beschikbaar. Het fosfaat kan vervolgens neergeslagen worden. Omdat er in dit stripperwater geen ammonium zit zijn de mogelijkheden enigszins beperkt maar producten als calcium en aluminiumfosfaat bieden wel kansen voor terugwinning. Dit principe wordt in Ne-derland toegepast op de RWZI Haarlem-Waarderpolder waar het product overigens niet wordt afgezet als grondstof. In het verleden is dit eveneens toegepast op de RWZI Geestmerambacht maar weer uit bedrijf genomen vanwege het hoge chemicaliën verbruik van de toegepaste kor-relreactor. Op RWZI Dinther, waar een specifieke situatie bestaat vanwege de lozing van een grote fosfaatvracht op deze rwzi, wordt nog wel fosfaat gestript, maar alleen om de capaciteit van de zuivering te vergroten. Door surplusslib vóór de gisting specifiek te strippen van fosfaat kan de te winnen hoeveelheid fosfaat worden verhoogd. Het WASSTRIP-proces (IP rechten Ostara) is hierop gebaseerd. Hierbij wordt de extra vrijgemaakte hoeveelheid fosfaat in combinatie met rejectiewater uitein-delijk vastgelegd in struviet. Dit heeft als voordeel dat de struvietproductie groter is en dat stru-vietprecipitatie in de gisting en de ontwateringsapparatuur voorkomen wordt [8]. 3.2.2.2 Slibgisting en rejectiewater Tijdens de vergisting van surplusslib wordt organische stof afgebroken en omgezet in methaan. Als gevolg van de afbraak van biomassa komt ammonium en fosfaat vrij, als resultaat kunnen in een gisting de concentraties fosfaat en ammonium hoog oplopen (50 – 600 mg P/l, 500 – 1.800 mg N/l) in het geval van een Bio-P-zuivering. Na slibontwatering blijft een waterige deelstroom over die rijk is aan deze nutriënten, het zogeheten rejectiewater. Het rejectiewater wordt over het algemeen teruggevoerd naar de ontvangstzijde van de zuivering. Het rejectiewater kan een grote extra belasting op de hoofdzuivering vormen. Zowel uitgegist slib als het rejectiewater bieden als gevolg van de hoge fosfaat concentraties goede kansen voor fosfaatterugwinning. Het precipiteren van struviet in uitgegist slib wordt op

influent voorbezinking anaeroob Anoxisch/aeroob bezinker effluent

vergister

ontwatering

Ontwaterd Slib

15

STOWA 2011-24 FOSFAATTERUGWINNING IN COMMUNALE AFVALWATERZUIVERINGSINSTALLATIES

Indien er geen slibgisting op een zuivering wordt toegepast is de hoeveelheid fosfaat die weer

vrijkomt en met de retourstroom teruggevoerd wordt naar de zuivering, beperkt. Het overgro-

te deel van het fosfaat blijft gebonden in het slib (en wordt dus meteen afgevoerd). In het geval

van slibgisting, kan er een bepaalde hoeveelheid fosfaat weer vrij komen. De daadwerkelijke

hoeveelheid fosfaat die zal vrijkomen, varieert sterk van geval tot geval. Dit is afhankelijk van

locatie specifieke omstandigheden zoals de aanwezigheid van vrije metalen in het influent,

eventueel de gisting en het toegepaste type zuiveringsysteem.

Als gevolg van de hoge fosfaatgehalten in de vergister, en overige zouten die vrijkomen (denk

vooral aan calcium en magnesium) bij de afbraak van slib zal ook een deel van het fosfaat

meteen chemisch gebonden worden, zeker als ook ijzer gedoseerd wordt in de gisting om

sulfide vorming tegen te gaan. In een vergister zijn ook hoge ammonium gehaltes aanwezig,

hierdoor kan in een vergister ook gemakkelijk struviet (magnesiumammoniumfosfaat hexa-

hydraat of MgNH4PO4 6 H2O) neerslaan.

3.2.2 TERUGWINNEN OP DE RWZIIn Figuur 3-1 staat schematisch weergegeven waar kansen voor fosfaatwinning op een rwzi

bestaan.

FIGUUR 3-1 KANSEN VOOR FOSFAATTERUGWINNING OP EEN RWZI

3.2.2.1 WATERLIJN Het totaal-P-gehalte in communaal afvalwater bedraagt circa 5 tot 15 mg/l, met het gemid-

delde rond de 8 mg/l. Fosfaatterugwinning in de waterlijn is in theorie mogelijk in de voorbe-

zinktank, het actief slibproces en in de afloop van de nabezinker. Het belangrijkste nadeel van

het terugwinnen in de waterlijn is de lage concentratie fosfor in de waterfase, dit maakt het

chemicaliëngebruik hoog, zijn grote procesvolumina nodig en is, voornamelijk in het geval

van terugwinning in de voorbezinktank en het actief slib proces, de belasting met verontrei-

nigingen groot (colloidale BZV/CZV, sulfides, carbonaten, etc). Dit resulteert in een hoge che-

micaliëndosering en een slechte productkwaliteit. Fosfaatterugwinning in de afloop van de

nabezinker heeft minder last van deze hindernissen en is in het verleden ook toegepast (RWZI

Westerbork) maar fosfor concentraties zijn in de huidige situatie erg laag (<2 mg/l). Deze lage

concentraties vragen dus ook weer een hoog chemicaliënverbruik.

Fosfaatterugwinning in deelstromen (BCFS), retour- dan wel spuislib op een rwzi (Phostrip),

volgens het deelstroomprincipe biedt betere kansen. Hier komt een stroom met een hogere

concentratie fosfaat beschikbaar. Het fosfaat kan vervolgens neergeslagen worden. Omdat er

Kansen voor fosfaatterugwinning

W&E-1032619/GN, revisie C Pagina 19 van 50

influent voorbezinker anaeroobanoxisch/ aeroob nabezinker effluent

ontwaterd slib

slibontwatering

slibvergisting

influent voorbezinker anaeroobanoxisch/ aeroob nabezinker effluent

ontwaterd slib

slibontwatering

slibvergisting

Figuur 3-1: Kansen voor fosfaatterugwinning op een rwzi 3.2.2.1 Waterlijn Het totaal-P-gehalte in communaal afvalwater bedraagt circa 5 tot 15 mg/l, met het gemiddelde rond de 8 mg/l. Fosfaatterugwinning in de waterlijn is in theorie mogelijk in de voorbezinktank, het actief slibproces en in de afloop van de nabezinker. Het belangrijkste nadeel van het terug-winnen in de waterlijn is de lage concentratie fosfor in de waterfase, dit maakt het chemicaliën-gebruik hoog, zijn grote procesvolumina nodig en is, voornamelijk in het geval van terugwinning in de voorbezinktank en het actief slib proces, de belasting met verontreinigingen groot (colloi-dale BZV/CZV, sulfides, carbonaten, etc). Dit resulteert in een hoge chemicaliëndosering en een slechte productkwaliteit. Fosfaatterugwinning in de afloop van de nabezinker heeft minder last van deze hindernissen en is in het verleden ook toegepast (RWZI Westerbork) maar fosfor concentraties zijn in de huidige situatie erg laag (<2 mg/l). Deze lage concentraties vragen dus ook weer een hoog chemicaliënverbruik. Fosfaatterugwinning in deelstromen (BCFS), retour- dan wel spuislib op een rwzi (Phostrip), volgens het deelstroomprincipe biedt betere kansen. Hier komt een stroom met een hogere concentratie fosfaat beschikbaar. Het fosfaat kan vervolgens neergeslagen worden. Omdat er in dit stripperwater geen ammonium zit zijn de mogelijkheden enigszins beperkt maar producten als calcium en aluminiumfosfaat bieden wel kansen voor terugwinning. Dit principe wordt in Ne-derland toegepast op de RWZI Haarlem-Waarderpolder waar het product overigens niet wordt afgezet als grondstof. In het verleden is dit eveneens toegepast op de RWZI Geestmerambacht maar weer uit bedrijf genomen vanwege het hoge chemicaliën verbruik van de toegepaste kor-relreactor. Op RWZI Dinther, waar een specifieke situatie bestaat vanwege de lozing van een grote fosfaatvracht op deze rwzi, wordt nog wel fosfaat gestript, maar alleen om de capaciteit van de zuivering te vergroten. Door surplusslib vóór de gisting specifiek te strippen van fosfaat kan de te winnen hoeveelheid fosfaat worden verhoogd. Het WASSTRIP-proces (IP rechten Ostara) is hierop gebaseerd. Hierbij wordt de extra vrijgemaakte hoeveelheid fosfaat in combinatie met rejectiewater uitein-delijk vastgelegd in struviet. Dit heeft als voordeel dat de struvietproductie groter is en dat stru-vietprecipitatie in de gisting en de ontwateringsapparatuur voorkomen wordt [8]. 3.2.2.2 Slibgisting en rejectiewater Tijdens de vergisting van surplusslib wordt organische stof afgebroken en omgezet in methaan. Als gevolg van de afbraak van biomassa komt ammonium en fosfaat vrij, als resultaat kunnen in een gisting de concentraties fosfaat en ammonium hoog oplopen (50 – 600 mg P/l, 500 – 1.800 mg N/l) in het geval van een Bio-P-zuivering. Na slibontwatering blijft een waterige deelstroom over die rijk is aan deze nutriënten, het zogeheten rejectiewater. Het rejectiewater wordt over het algemeen teruggevoerd naar de ontvangstzijde van de zuivering. Het rejectiewater kan een grote extra belasting op de hoofdzuivering vormen. Zowel uitgegist slib als het rejectiewater bieden als gevolg van de hoge fosfaat concentraties goede kansen voor fosfaatterugwinning. Het precipiteren van struviet in uitgegist slib wordt op

33

Struvietwinning op rwzi’s

van probleem naar product

STOWA 2012-27 STRUVIET PRODUCTIE DOOR MIDDEL VAN HET AIRPREX PROCES

SAMENVATTING

Op de rioolwaterzuivering Amsterdam West van Waternet (uitvoerende dienst van het Waterschap

Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam) is in samenwerking met de STOWA een proef

uitgevoerd om gecontroleerd struviet te vormen in het slib na gisting. Aanleiding is dat in de

afgelopen jaren afzettingen zijn geconstateerd in de centrifuges en leidingwerk (zie figuur 1).

Deze afzettingen zijn geanalyseerd en bestaan voor het grootste deel uit struviet. Dit is een

kristal bestaande uit magnesium, ammonium en fosfaat (MgNH4PO4.6 H2O).

FIGUUR 1 AFZETTINGEN LEIDINGWERK EN CENTRIFUGES SLIBVERWERKING

De vorming van struviet beperkte zich niet alleen tot de slibverwerking. Eind 2008 liep de

aanvoer vanuit de uitgegist slib buffer (USB) naar de slibontwatering vast. Bij de schoonmaak

van de USB bleek zich 150 ton struviet gevormd te hebben, dat in bergen op de bodem van de

buffertank lag (zie figuur 2).

FIGUUR 2 STRUVIET IN DE BUFFERTANK RWZI AMSTERDAM WEST

Op het eerste gezicht lijkt het struviet erg vervuild te zijn maar na wassing met water blijven

er mooie heldere kristallen over (zie figuur 3).

5 juni 2012 - Struviet productie door middel van het Airprex proces - 1 6/54

Samenvatting

Op de rioolwaterzuivering Amsterdam West van Waternet (uitvoerende dienst van het waterschap Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam) is in samenwerking met de STOWA een proef uitgevoerd om gecontroleerd struviet te vormen in het slib na gisting. Aanleiding is dat in de afgelopen jaren afzettingen zijn geconstateerd in de centrifuges en leidingwerk (zie figuur 1). Deze afzettingen zijn geanalyseerd en bestaan voor het grootste deel uit struviet. Dit is een kristal bestaande uit magnesium, ammonium en fosfaat (MgNH4PO4.6 H2O). Figuur 1: Afzettingen leidingwerk en centrifuges slibverwerking

De vorming van struviet beperkte zich niet alleen tot de slibverwerking. Eind 2008 liep de aanvoer vanuit de uitgegist slib buffer (USB) naar de slibontwatering vast. Bij de schoonmaak van de USB bleek zich 150 ton struviet gevormd te hebben, dat in bergen op de bodem van de buffertank lag (zie figuur 2). Figuur 2: Struviet in de buffertank RWZI Amsterdam West

Op het eerste gezicht lijkt het struviet erg vervuild te zijn maar na wassing met water blijven er mooie heldere kristallen over (zie figuur 3).

5 juni 2012 - Struviet productie door middel van het Airprex proces - 1 6/54

Samenvatting

Op de rioolwaterzuivering Amsterdam West van Waternet (uitvoerende dienst van het waterschap Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam) is in samenwerking met de STOWA een proef uitgevoerd om gecontroleerd struviet te vormen in het slib na gisting. Aanleiding is dat in de afgelopen jaren afzettingen zijn geconstateerd in de centrifuges en leidingwerk (zie figuur 1). Deze afzettingen zijn geanalyseerd en bestaan voor het grootste deel uit struviet. Dit is een kristal bestaande uit magnesium, ammonium en fosfaat (MgNH4PO4.6 H2O). Figuur 1: Afzettingen leidingwerk en centrifuges slibverwerking

De vorming van struviet beperkte zich niet alleen tot de slibverwerking. Eind 2008 liep de aanvoer vanuit de uitgegist slib buffer (USB) naar de slibontwatering vast. Bij de schoonmaak van de USB bleek zich 150 ton struviet gevormd te hebben, dat in bergen op de bodem van de buffertank lag (zie figuur 2). Figuur 2: Struviet in de buffertank RWZI Amsterdam West

Op het eerste gezicht lijkt het struviet erg vervuild te zijn maar na wassing met water blijven er mooie heldere kristallen over (zie figuur 3).

34

Business case Amsterdam

Kosten   (kEuro/year)  

Kapitaal   307  MgCl2   182  Energie,  opera7e,  onderhoud   178  Slibverwerking   -­‐681  Flocculant   -­‐131  Besparing  op  ijzerzouten   -­‐307  Totaal   -­‐452  

Source: STOWA report 2012-27

34

STOWA 2011-24 FOSFAATTERUGWINNING IN COMMUNALE AFVALWATERZUIVERINGSINSTALLATIES

Resultaat scenarioberekeningen

W&E-1032619/GN, revisie C Pagina 36 van 50

respectievelijk opgenomen in figuur 7.1 en 7.2. Bij zowel Airprex als Pearl dient magnesium ge-doseerd te worden. De pH is een belangrijke factor bij struvietprecipitatie en dient te liggen tussen 7,0 en 8,0. Be-neden deze range is de potentiaal voor struvietvorming erg laag, en daarboven slaat fosfaat ook neer als calciumapatiet (calciumfosfaat). In de Airprex reactor wordt een pH van rond de 8 be-reikt door het strippen van CO2 door middel van beluchten. Bij deze pH kan een erg lage fosfaat effluentconcentratie worden behaald (<10mg/L). Bij het Pearl proces ligt de pH lager, doorgaans tussen de 7,0 en 7,5 en zijn de fosfaatconcentraties in het effluent ook iets hoger (10-25 mg/L). Soms wordt loog gedoseerd om lagere effluentwaarden te bereiken, maar dit is ook afhankelijk van de eigenschappen van het rejectiewater en de gewenste rendementen.

Figuur 7-1: Processchema Airprex

Figuur 7-2: Processchema PEARL

Resultaat scenarioberekeningen

W&E-1032619/GN, revisie C Pagina 36 van 50

respectievelijk opgenomen in figuur 7.1 en 7.2. Bij zowel Airprex als Pearl dient magnesium ge-doseerd te worden. De pH is een belangrijke factor bij struvietprecipitatie en dient te liggen tussen 7,0 en 8,0. Be-neden deze range is de potentiaal voor struvietvorming erg laag, en daarboven slaat fosfaat ook neer als calciumapatiet (calciumfosfaat). In de Airprex reactor wordt een pH van rond de 8 be-reikt door het strippen van CO2 door middel van beluchten. Bij deze pH kan een erg lage fosfaat effluentconcentratie worden behaald (<10mg/L). Bij het Pearl proces ligt de pH lager, doorgaans tussen de 7,0 en 7,5 en zijn de fosfaatconcentraties in het effluent ook iets hoger (10-25 mg/L). Soms wordt loog gedoseerd om lagere effluentwaarden te bereiken, maar dit is ook afhankelijk van de eigenschappen van het rejectiewater en de gewenste rendementen.

Figuur 7-1: Processchema Airprex

Figuur 7-2: Processchema PEARL

Systemen gericht op de benutting van uitgegist slib en rejectiewater als bron voor fosfaat zijn

per definitie toe te passen op type 3 zuiveringen. Hierna zijn de resultaten voor beide proces-

sen voor dit soort installaties beschreven.

7.2 RESULTATEN AIRPREX EN PEARL VOOR GROTE INSTALLATIES MET VOORBEZINKING EN GISTING

7.2.1 PROCESOMSTANDIGHEDENHet terugwinnen van fosfaat op de rwzi kan alleen effectief gebeuren op grote zuiveringen (in

dit geval 300.000 i.e.) met een slibgisting (type 3). Het principeschema van Airprex en Pearl

zijn respectievelijk opgenomen in figuur 7.1 en 7.2. Bij zowel Airprex als Pearl dient magne-

sium gedoseerd te worden.

De pH is een belangrijke factor bij struvietprecipitatie en dient te liggen tussen 7,0 en 8,0.

Beneden deze range is de potentiaal voor struvietvorming erg laag, en daarboven slaat fosfaat

ook neer als calciumapatiet (calciumfosfaat). In de Airprex reactor wordt een pH van rond de

8 bereikt door het strippen van CO2 door middel van beluchten. Bij deze pH kan een erg lage

fosfaat effluentconcentratie worden behaald (<10mg/L). Bij het Pearl proces ligt de pH lager,

doorgaans tussen de 7,0 en 7,5 en zijn de fosfaatconcentraties in het effluent ook iets hoger

(10-25 mg/L). Soms wordt loog gedoseerd om lagere effluentwaarden te bereiken, maar dit is

ook afhankelijk van de eigenschappen van het rejectiewater en de gewenste rendementen.

FIGUUR 7-1 PROCESSCHEMA AIRPREX

FIGUUR 7-2 PROCESSCHEMA PEARL

35

Struviet projecten

RWZI Sinds Capaciteit (ton P/a)

Opmerking

Amersfoort 2015 260 Ostara

Amsterdam 2014 140 Airprex

Echten 2013 29 Airprex

Land van Cuijk 2011 15 Anphos, with dairy industry

Olburgen 2009 60 Phospaq, 15% municipal origin

Total teruggewonnen 504

Gepland 363

Totaal P in rioolslib 13 900

36

Soorten P-verwijdering

Netherlands (CBS, 2010)

Enhanced biological P-removal Combined chemical & biological Chemical precipitation

United Kingdom (UKWIR, 2010)

Germany (DWA, 2003)

Chemische P-verwijdering bepalend

37

Onderzoek: vrijmaken van ijzer

Philipp Wilfert

38

Onderzoek: adsorptie

Prashanth Kumar

Primary settler Secondary settler Aeration Adsorption

Fe

Dewatering Digester

P-Recovery

Calcium phosphate

Ca, OH

Sludge

Influent

Effluent

39

Terugwinning uit rioolwater

Decentraal Rioolwaterzuivering Slibverwerking

40

Verwerking Rioolslib

Slibverwerking (EU 27, 2005) Trend naar verbranding & toepassing in de landbouw NL: 100% verbranding

A. Kelessidis, A.S. Stasinakis , Waste Management 32 (2012) 1186–1195

Agricultural application

Incineration

Composting

Landfill

Others

41

Rwzi-slib in de landbouw

De makkelijke manier voor hergebruik? Maar: •  Slib bevat verontreinigingen •  De biobeschikbaarheid van het fosfaat wisselt •  Competitie met mest •  Transport

42

As na slibverbranding

Alle P concentreert in de as •  80% van alle P in rioolwater in slib •  100% van de P in slib komt in de as •  Concentratie in as: 20% P2O5

As moet behandeld worden: •  Verwijdering zware metalen •  Verhogen biobeschikbaarheid

43

Terugwinning uit as

Thermphos: Productie van zuivere P4

Uit ijzerarme as Gestopt 2012

Ecophos: Natchemische ontsluiting met HCl Gepland 2017 50% alle P in slib: 5000-6000 ton P/jaar

44

Afsluiting

Decentraal Rioolwaterzuivering Slibverwerking

45

Tenslotte

46

Meer informatie

IOS-app: “The Phosphorus Challenge” Documentaire Arte: Die Phosphor Krise http://www.arte.tv/guide/de/046557-000/die-phosphor-krise

Nutrienten Platform www.nutrientplatform.org

European Sustainable Phosphorus Platform: www.phosphorusplatform.eu

47

www.wetsus.nl