Kringloopfosfaat

De Europese fosfaatindustrie wil dat in 2010 een kwart van het fosfaat wordt teruggewonnen uit afvalwater en mest. Begin vorige week vond in Noordwijk een tweedaags congres plaats over hoe deze fosfaatrecycling het beste gerealiseerd kan worden, maar dat blijkt nog een hele opgave. De enige techniek die op dit moment bruikbaar fosfaat uit afvalwater levert, is de (Nederlandse) korrelreactor. De winning uit rioolwater is echter niet meer rendabel, sinds het gebruik van fosfaat in wasmiddelen verboden is.

Een van de bedrijven die zich sterk maken voor hergebruik van fosfaat uit afvalwater en dierlijke mest is Thermphos in Vlissingen. Het bedrijf ligt aan het eind van een lange weg in het wijde Zeeuwse land. Aan de ene kant de Westerscheldedijk, aan de andere kant een lange rij windturbines. Witte stoompluimen stijgen op in de winterkou, maar dat is het enige teken van activiteit. Op een enkele oplegger na straalt het bedrijf een serene rust uit.

Die rust is schijn. Thermphos importeert jaarlijks 600.000 ton fosfaaterts uit Noord-Afrika en Rusland (overeenkomend met 200.000 ton fosfaat) en maakt daar fosforzuur en polyfosfaat van. Fosforzuur wordt onder meer gebruikt in voedingsmiddelen en frisdranken en, in geconcentreerde vorm, voor het schoonmaken van metalen. Polyfosfaat werd tot het verbod van tien jaar geleden veel gebruikt als ontharder in wasmiddelen, maar wordt tegenwoordig vooral gebruikt bij onder meer de bereiding van levensmiddelen (kaas en bakpoeder) en het veredelen van papier en textiel.

Thermphos heeft zich tot doel gesteld om in vijf jaar tijd 40.000 ton fosfaaterts, twintig procent van de aanvoer, te vervangen door secundair fosfaat. Op dit moment is de stroom niet groter dan enkele honderden tonnen, afkomstig van de korrelreactor bij de zuiveringsinstallatie van Geestmerambacht (zie kader), dus er valt nog een hoop te doen. ``Dat gebeurt ook'', zegt dr.ir. Rob de Ruiter, directeur productie en technologie van Thermphos. ``We kijken naar reststromen, die vrijkomen bij het zuiveren van afvalwater en bij het verbranden van dierlijke mest.''

Voor afvalwater heeft de Stichting Onderzoek Waterbeheer en Afvalwaterzuivering (STOWA) een inventarisatie gemaakt van de mogelijkheden om fosfaat uit de zuiveringsinstallatie opnieuw te gebruiken. Daarbij zijn de eisen van de afnemer afgezet tegen de kwaliteit van de vrijkomende reststof. De resultaten zijn vorige week verschenen en vallen niet mee voor de potentiële hergebruiker. In principe zou Thermphos maximaal 12,5 procent van zijn fosfaatbehoefte kunnen dekken met fosfaat uit afvalwater, maar als gevolg van allerlei knelpunten zal dat voorlopig niet meer zijn dan 0,15 procent.

Rioolwater bevat een gering percentage fosfaat, dat er voornamelijk via onze spijsvertering in terecht is gekomen. Sinds het verbod op fosfaat in wasmiddelen is de concentratie met een kwart gedaald. In de zuiveringsinstallatie wordt fosfaat er voor een groot deel uitgehaald, hetzij door de bacteriën in de zuivering, die het ophopen, hetzij door het neer te slaan met ijzerzouten. In beide gevallen komt het in het slib terecht. Vroeger werd dat afgezet in de landbouw, maar dat mag niet meer, dus tegenwoordig wordt het verbrand of gedroogd en gestort.

FERROSLAK

De as die vrijkomt bij verbranden zou een interessante grondstof kunnen zijn, zegt dr. Willem Schipper, technoloog bij Thermphos, ware het niet dat er stoffen in zitten die bij verdere verwerking problemen geven. IJzer bijvoorbeeld, geeft een verbinding van ijzer en fosfor die als steenachtig materiaal (slak) vrijkomt in het productieproces. Schipper: ``Die ferroslak kunnen we kwijt bij de staalindustrie, maar de afzet is beperkt. Als er meer vrijkomt door het gebruik van zuiveringsslib, hebben we een probleem.''

Het ijzer in de as is voornamelijk afkomstig van ijzerchloriden die de zuiveraars toevoegen om fosfor uit afvalwater te verwijderen. Het zou beter zijn als daarvoor aluminiumchloride of kalkmelk wordt gebruikt, maar dat heeft weer als nadeel dat het duur is. Bovendien is het niet te vermijden dat er een beetje aluminium uit de zuivering in het oppervlaktewater terechtkomt en dat is slecht voor het waterleven. Andere metalen die problemen opleveren zijn koper en zink, afkomstig uit leidingen en goten. Koper vermindert de kwaliteit van de ferroslak en zink levert problemen op doordat het zich hecht aan stofdeeltjes. Weliswaar worden die keurig afgevangen, maar de opslag van het stof is duur.

Wat geldt voor de as van zuiveringsslib, geldt ook voor de as die vrijkomt bij het verbranden van kippenmest, een andere bron van secundair fosfaat. De hoeveelheid fosfaat in dierlijke mest is in principe voldoende om de fosfaatbehoefte van Thermphos te dekken, maar in de praktijk komt daar nog weinig van. Thermphos is in gesprek met de Stichting Duurzame Energie Pluimveemest (DEP). Deze stichting, waarin onder meer energiebedrijf Essent en de Zuidelijke Land- en Tuinbouw Organisatie deelnemen, wil bij Moerdijk een elektriciteitscentrale bouwen die wordt gestookt met kippenmest. De as die daarbij bevat fosfaat, maar (helaas) ook koper en zink. Die worden zelfs aan het voer toegevoegd om de kippen beter te laten groeien. Vanwege de problemen die beide metalen veroorzaken bij de verwerking van secundair fosfaat is Thermphos inmiddels in gesprek met de leveranciers van kippenvoer om te kijken of het gehalte omlaag kan.

De enige methode voor fosfaatterugwinning die al werkt, is de korrelreactor of een variant daarop: het neerslaan van het fosfaat uit afvalwater met aluminiumzouten. Beide technieken vergen de nodige investeringen en de meeste zuiveringsschappen zijn (nog) niet bereid om die te doen. Van de ruim vierhonderd zuiveringsinstallaties in ons land hebben er slechts drie een korrelreactor en zijn er enkele die fosfaat neerslaan met aluminiumchloride. Zoals gezegd is de geringe populariteit van deze nazuiveringstechnieken te wijten aan het verdwijnen van fosfaten uit wasmiddelen. Een mogelijkheid zou zijn om, zoals Zweden van plan is, zuiveringsinstallaties te verplichten om fosfaat terug te winnen in een bruikbare vorm. Een andere mogelijkheid is om het verbod op fosfaat in wasmiddelen op te heffen, waardoor het voor zuiveringsbedrijven financieel weer interessant wordt om te investeren in deze technieken. Dat leidt tot de paradoxale conclusie dat je eigenlijk weer fosfaat aan wasmiddelen moet toevoegen om het hergebruik van fosfaat van de grond te krijgen.