26 augustus 2020

Chemisch verwijderd fosfaat terugwinnen via magnetische scheiding

In 2013 stonden STOWA en het chemiebedrijf Kemira - dat onder meer chemicaliën produceert voor waterzuivering - aan de wieg van onderzoek dat technologie-instituut Wetsus heeft uitgevoerd naar het terugwinnen van aan ijzergebonden fosfaat uit zuiveringsslib. Na zeven jaar, waarin onder de naam Vivimag het nodige fundamentele en toegepaste onderzoek werd uitgevoerd, kan de vlag uit. Er is serieus zicht op een commercieel toepasbare techniek. Het geheim: magnetisch scheiden.

Waterschappen halen sinds jaar en dag fosfaat uit afvalwater. Om de oppervlaktewaterwaterkwaliteit te verbeteren, maar ook om deze steeds schaarser wordende grondstof te kunnen hergebruiken. Bijvoorbeeld in kunstmest. Het verwijderen kan zowel biologisch als chemisch plaatsvinden. Dat laatste gebeurt via het toevoegen van ijzer- of aluminiumzouten, waarmee het fosfaat in het afvalwater reageert en neerslaat. Onderzoeker Leon Korving van Wetsus: "Biologisch verwijderd fosfaat kan worden teruggewonnen, bijvoorbeeld in de vorm van struviet. Maar totnogtoe waren er geen technieken om chemisch verwijderd fosfaat terug te winnen. Het komt in het zuiveringsslib terecht en wordt dan veelal met het slib verbrand. Dat is niet echt circulair."

Mijnbouw

Vandaar dat STOWA al in 2013 het initiatief nam om ook bij chemische defosfatering te kijken naar mogelijkheden voor terugwinning. Daarvoor moesten de onderzoekers van Wetsus en TU Delft terug naar de basis: hoe ziet het chemisch neergeslagen fosfaat er precies uit en wat gebeurt ermee in het zuiverings- en slibverwerkingsproces? Korving: "We kwamen erachter dat al het neergeslagen fosfaat in het zuiveringsslib uiteindelijk dezelfde soort fosfaatverbinding vormt: vivianiet.  Vivianiet is paramagnetisch: dat betekent dat het zelf niet magnetisch is, maar wel in aanwezigheid van een sterke magneet. Deze eigenschap hielp ons aan het idee voor terugwinning. We gebruiken hiervoor een reeds bestaande magnetische scheidingstechniek uit de mijnbouw. In een succesvolle pilot bij waterschap Brabantse Delta op rwzi Nieuwveer, hebben we het 'Proof-of-Principle' aangetoond; de techniek werkt. De volgende stap is het op grotere schaal testen van de bedrijfszekerheid de van de techniek. Maar het ziet er goed uit."

Patent

Zo goed, dat een van de founding fathers van het onderzoekstraject, het bedrijf Kemira, deze zomer besloot alvast het Vivimag-patent over te nemen van Wetsus. Cora Uijterlinde van STOWA: "Ik ben blij dat we als STOWA aan de wieg hebben gestaan van deze ontwikkeling. Daarmee dragen we bij aan de ambities en doelstellingen die waterschappen hebben op het gebied van circulariteit. Nu is de tijd gekomen dat de markt het overneemt. Omdat de vinding is gedaan in de tijd dat STOWA het onderzoek meefinancierde, is in de overeenkomst met Kemira opgenomen dat de Nederlandse waterschappen geen jaarlijkse licentiekosten hoeven te betalen voor het gebruik van het patent, als zij op hun eigen rwzi's een ViviMag-installatie willen plaatsen. Er is dus ook geen verplichting om dit met Kemira te doen. Zo profiteren de waterschappen maximaal van ons werk." 

Ten slotte: op dit moment is men ook druk bezig met onderzoek naar de toepassingsmogelijkheden van vivianiet. Een simpele vorm van hergebruik is volgens Korving om het direct toe te passen als ijzerkunstmest bij bepaalde gewassen die vaak te kampen hebben met ijzertekort, zoals olijfbomen, citrusbomen en wijnranken. "Maar we onderzoeken ook de mogelijkheden om het fosfaat en het ijzer weer te splitsen. Het ijzer kan dan opnieuw worden gebruikt  in de zuivering, terwijl het fosfaat kan worden gebruikt in kunstmest. Ook wordt gekeken of je vivianiet, net als struviet, kunt gebruiken als grondstof voor brandvertragers."    

Meer weten? Kijk op https://www.vivimag.nl

 

Vivimag