Fosforåtervinning från slam och aska
Uthållig slamhantering
Projektet är inriktat på återvinning av fosfor
från slam från avloppsreningsverk.
Fosforåtervinning från avloppsslam har studerats experimentellt
genom lakning av restprodukter från superkritisk vattenoxidation,
SCWO, slamförbränningsaska, och aska från samförbränning
av slam med hushållsavfall med syra och bas.
 Deltagande
personer:
Projektledare
Erik
Levlin, Tekn. doktor
Forskare
Bengt Hultman, Professor
Doktorand
Kristina Stark, Tekn. dr.
Extern samarbetspartner:
Agnes Mossakowska, Stockholm
Vatten AB.
Laboratoriet
Monica Löwén, forskningsingenjör
Mark- och
vattenkemiska laboratoriet används för lakningsförsök
och analys av fosforhalten i laklösningar.
VA-Forsk
VA-Forsk har 2003 gett anslag för studie av fosforåtervinning
genom lakning med syra och bas av aska från förbränning
och slamrest från superkritisk vattenoxidation. Basisk lakning
gav liten kontaminering av metaller i den erhållna fosforprodukten
medan sur lakning gav ett högt fosforutbyte. Arbetet har rapporterats
i VA-Forsk
2004-03.
 År
2004 har anslag erhållits för fortsatta försök.
En tvåstegsmetod för fosforåtervinning har studerats
som kombinerar den sura lakningens höga fosforutbyte med den
basiska lakningens låga kontaminering av metaller. I ett första
steg lakas slammet med syra vid pH 4. Därefter kan lakning
ske i ett andra steg med bas. Återvinningen vid basisk lakning
ökas om kalcium som binder fosfor i basisk miljö, först
lakas vid pH 4. Tvåstegsprocessen gav mer utlakning av fosfat,
men inte så mycket som vid lakning med syra.
Den höga andelen fosforlakningen jämfört
med utlakad metall vid lakning med syra och den lägre kostnaden
för syra (90 Euro/ton för HCl ) än för bas (265
Euro/ton för NaOH) gör lakning med syra billigare än
lakning med bas. Om enbart metallfosfater löses ut är
mängden utlöst metall 3 ekvivalenter per mol P. Syrakostnaden
för lakning med HCl är ca 0,32 Euro/kg P (3 mol HCl per
mol P) och uppåt beroende på andelen utlöst metall.
Lakning av Mora slamförbränningsaska med 1 M HCl löser
upp 3,49 ekvivalenter metalljoner per mol fosfat, vilket ger en
kostnad på 0,37 Euro/kg P. Kostnaden för lakning med
bas är ca 1 Euro/kg P (3 mol NaOH per mol P). Kemikaliekostnaden
för tvåstegslakning bedömdes till 1,2 Euro/kg P
och uppåt. Arbetet har rapporterats i VA-Forsk
2005-12 och vid IWA Specialized Conference - Sustainable sludge
management. 29-31 Maj 2006 i Moskva, Ryssland.
MISTRA
Mistra finanserar 1999 till
2005 en doktorandtjänst inom Mistraprogrammet
Sustainable Urban Water Management.
Doktorsavhandling:
Stark K. (2005) Phosphorus release and recovery from treated sludge.
Dep. Land and Water Resources Engineering, KTH, ISBN 91-7178-123-4.
Licenciatavhandling:
Stark K. (2002) Phosphorus release from sewage sludge by use of
acids and bases. Dep. Land and Water Resources Engineering, KTH,
ISBN 91-7283-307-6.
Stockholm Vatten
Stockholm Vatten har t.o.m. 2002 bidragit till projektets finansiering.
Internationella presentationer:
Poster
vid 1st World Water Congress i Paris, 3 - 6 juli 2000: Levlin, E.,
Löwén, M., Schmidt, E., Hultman, B. och Mossakowska,
A. Phosphorus recovery from sewage sludge incineration ash.
OH vid 2nd World
Water Congress i Berlin 15-18 oktober 2001: Levlin, E., Löwén,
M., Stark, K. och Hultman, B. Effects of phosphorus recovery requirements
on Swedish sludge management.
Artikeln har även tryckts i Water Science and Technology Vol
46, Nr. 4-5, sid. 435–440. 2002.
Två posters vid 3:d World Water Congress i Melbourne 7-12
april 2002:
- Poster: Stark, K., Hultman,
B., Levlin, E., Löwén, M. och Mossakowska, A. Calculation
of chemical needs in combined phosphorus removal and recovery
at Henriksdal WWTP, Sweden.
- Poster: Stark, K., Hultman, B.
och Levlin, E. New system technology for combined phosphorus removal
and recovery.
Presentation
vid 2nd international Conference on Recovery of phosphates from
sewage and animal wastes, Noordwijkerhout Netherlands 12 - 13 mars,
2001 Hultman, B., Levlin, E., Mossakowska, A. och Stark, K. Effects
of wastewater treatment technology on phosphorus recovery from sludges
and ashes.
Stockholm Vattens rapporter:
- Hultman, B. Levlin, E., Löwén M. och Mossakowska,
M. Uthållig Slamhantering. Förstudie. Stockholm Vatten
AB, R. Nr 23 sept-97, 1997
- Levlin, E., Löwén, M., Schmidt, E., Hultman, B.
och Mossakowska, A. Fosforutvinning ur aska. Stockholm Vatten
AB, R. Nr 54 nov-98, 1998.
- Hultman, B., Levlin, E., Löwén, M., Mossakowska,
A. och Stark, K. Utvinning av fosfor och andra produkter ur slam
och aska, delrapport, Stockholm Vatten AB, R.
Nr 6 mars 2001.
- Hultman, B., Levlin, E., Löwén, M., Mossakowska,
A. och Stark, K. Utvinning av fosfor och andra produkter ur slam
och aska, Slutrapport. Stockholm Vatten AB, R
nr 02, feb 2002.
Svenskt - Polskt forskningssamarbete
Articklar om fosforåtervinning har publicerats i rapporter
från seminarier inom Svenskt
- Polskt forskningssamarbete:
Levlin E. Sustainable
sludge handling - Metal removal and phosphorus recovery, Report
No. 3, Advanced Wastewater reatment, Nowy Targ, Oktober 1-2, 1998.
Levlin E. Resources
recovery from incineration ashes, Report No. 5, Sustainable
municipal sludge and solid waste handling, Stockholm Augusti 24,
1999.
Hultman B. och Löwén M. Combined
phosphorus removal and recovery och
Stark K. Phosphorus
release from sewage sludge by use of acids and bases, Report
No. 9, Wastewater, Sludge and Solid Waste Management, Nowy Targ
- Zakopane, Oktober 24-26, 2001.
Hultman, B. Levlin, E. Plaza E. och Stark K.
Phosphorus recovery from sludge in Sweden - possibilities to meet
proposed goals in an efficient, sustainable and economical way
och
Levlin E. och Hultman B. Phosphorus
recovery from phosphate rich side-streams in wastewater treatment
plants, Report No. 10, Integration and optimisation of urban
sanitation systems, Gdansk, 23-25 Mars 2003.
Levlin E., Löwén M. och Stark K. Phosphorus
recovery from sludge incineration ash and Supercritical Water Oxidation
residues with use of acids and bases, Report No. 11, Integration
and optimisation of urban sanitation systems,Wisla Oktober 25-28,
2003.
Levlin E. och Hultman B. Phosphorus
recovery from sewage sludge - Ideas for further studies to improve
leaching Report No 12. Integration and optimisation of urban
sanitation systems, Stockholm Juni 5-9, 2004.
Levlin E. Phosphorus
recovery from sewage sludge - Two-step leaching process with acid
and base, Report No 13, Krakow Mars 17-19, 2005.
|
