Fosfor kan trækkes ud, før slammet sendes til forbrænding

Med udsigt til skærpede PFAS-krav risikerer mere spildevandsslam fremover at ende i forbrænding frem for på marken. Dermed går vigtige næringsstoffer som fosfor tabt.

Et MUDP-projekt har derfor testet en ny metode, der udvinder fosforen som calciumfosfat direkte fra renseanlæggets sidestrøm, inden slammet udrådnes. Det giver et rent gødningsprodukt til markant lavere omkostninger end kendte alternativer som struvit.

I pilotforsøg på Randers Centralrenseanlæg blev mindst 43 % af anlæggets fosforinput genvundet. I projektets businesscase koster det 47-70 kr. pr. kg P, mod 130-140 kr. for struvit. Metoden kræver biologisk fosforfjernelse (Bio-P) og er endnu ikke afprøvet i fuld skala. 

Fra syreopløsning til biologisk frigivelse 

Projektet lagde oprindeligt ud med at teste nedsyring af udrådnet slam for at opløse fosforen. Men forsøgene stødte på velkendte kemiske barrierer: Sammen med fosforen blev der også fældet store mængder jern samt over 70 % organisk materiale. Det gav et produkt med dårlig plantetilgængelighed og høj brandrisiko ved videreforarbejdning på gødningsfabrikker. 

Projektgruppen valgte derfor at flytte fokus opstrøms i renseprocessen til den biologiske fosforfjernelse (Bio-P). 

Princippet udnytter fosforakkumulerende bakterier (PAO). I anlæggets beluftningstank ophober bakterierne store mængder fosfor, som de efterfølgende afgiver under iltfrie (anaerobe) forhold i en hydrolysetank. 

I stedet for at lade denne fosforrige væske recirkulere i anlægget eller binde sig irreversibelt til kemiske fældningsmidler, tappes den ud som en sidestrøm: 

• Flokkulering og separation: Slam og bakterier flokkuleres med polymer og ledes gennem en lamelseparator, der fjerner mere end 95 % af det organiske materiale uden at skade bakteriernes biologiske aktivitet. Slammet sendes retur til renseprocessen. 
• Kalkfældning: Det rensede rejektvand, der nu indeholder høje koncentrationer af opløst orthofosfat (o-P), tilsættes calciumsalte (fx læsket kalk), hvorved fosforen fælder ud som calciumfosfat ved en pH omkring 8,5–9. 
• Fraseparation: Calciumfosfat-krystallerne filtreres fra på et tromlefilter og opsamles som et tørt fosforprodukt. 

Høj genvindingsgrad og rent produkt 

Pilottests gennemført på Randers Centralrenseanlæg viste, at tilsætning af kalk i forholdet 2:1 (Ca:P) bandt over 90 % af det opløste fosfat i rejektvandet. 

Slutproduktet adskiller sig markant fra fældning på udrådnet slam: 

• 55–60 % calciumfosfat (ca. 11 % rent P og 26 % Ca). 

• Kun ca. 20 % organisk materiale (mod >70 % ved syrefældning). 

• Mindre end 5 % jern og magnesium, hvilket sikrer en høj plantetilgængelighed. 

• Tungmetaller som cadmium, bly, nikkel og chrom lå i testene under detektionsgrænsen for analyserne. 

Genvindingsgraden for anlæggets samlede fosforinput blev i pilotforsøgene beregnet til mindst 43 % med potentiale til at nå op mod 69 %, hvis jernkloriddoseringen i hovedprocessen gradvist trappes ned i takt med, at bio-P optimeres. 

Konkurrencedygtig økonomi i forhold til struvit 

Hvor genvinding af fosfor via struvit kræver dyre magnesiumsalte og høje ammoniumkoncentrationer, benytter den nye metode billige calciumsalte (som hydratkalk eller calciumklorid). 

I projektets businesscase er behandlingsprisen beregnet til helt ned til 47–70 kr. pr. kg genvundet P under gunstige driftsbetingelser. Til sammenligning ligger produktionsomkostningerne for etablerede struvitanlæg ofte omkring 130–140 kr. pr. kg P. 

Dertil kommer en markant driftsmæssig synergi på renseanlægget: Når store mængder fosfor trækkes kontinuerligt ud via hydrolysetanken, falder den samlede fosforbelastning i hovedprocessen. Det reducerer behovet for at dosere jernklorid til kemisk fældning med op mod 50 %. 

En løsning til anlæg med forbrændingsbehov 

For renseanlæg, der fortsat uden problemer kan udbringe deres slam direkte på landbrugsjord, vil den mest økonomiske vej fortsat være at lade slammet fungere som biogødning. 

Men for de forsyninger, hvor lokale forhold, skærpede kvælstofkrav eller PFAS-overskridelser tvinger slammet til forbrænding, giver teknologien et nyt, realistisk handlingsrum. Den gør det muligt at redde fosforressourcen ud i en handelsgødningskvalitet, inden resten af slammet køres væk.  

Metoden er veldokumenteret i pilotskala, men næste skridt mod fuldskala-implementering vil kræve længerevarende demonstrationsdrift, optimering af partikelstørrelsen ved krystalliseringen samt test af gødningsproduktets optagelighed i stor skala i landbruget.  

Læs rapporten fra projektet her