Återvinning av fosfor från avloppsslam genom samförbränning

Projektet visar att det vid förbränning av avloppsslam går att separera fosfor från de flesta tungmetaller. Fosfor hittas i de grövre askfraktionerna medan tungmetaller avgår till gasfasen. Genom samförbränning med kaliumrik biomassa, i detta fall vetehalm och solrosfröskal, fick man mer växttillgängliga fosfater än de som bildas vid förbränning av enbart slam. För bästa resultat bör slam och biomassa sammanfogas i pellets, briketter eller granuler.

Slam från svenska avloppsreningsverk innehåller ungefär 5 800 ton fosfor per år, varav cirka 25 procent återförs till åkermark. För att situationen ska bli hållbar behöver mer av slammets fosfor återföras till produktiv mark, och det innebär att många avloppsslam behöver behandlas genom tekniska lösningar. Det har bland annat föreslagits processer som återvinner fosfor ur den aska som bildas vid förbränning av slammet. Termisk behandling av slam oskadliggör olika organiska föreningar, men däremot inte tungmetaller. Därför bör fokus ligga på hur olika processer kan avskilja fosfor och andra önskvärda ämnen från tungmetaller. Tidigare forskning i labbskala visar på möjligheten att genom förbränning av avloppsslam i en fluidiserad bädd producera askgranuler med växttillgängliga fosfater och samtidigt avgifta slammet. Det har också visats att askgranulens hållfasthet är kritisk för effektiv återvinning av slammets fosfor i en fluidbädd i industriell skala. Syftet med det här projektet var att utvärdera möjligheterna att direkt i eldstaden producera och extrahera ut växttillgängliga fosfater i form av hårda askgranuler genom sampelletering av avloppsslam med olika kaliumrika biobränslen.

Det slam som användes var ett typisk svenskt avloppsslam från SYVAB (Himmerfjärdsverket). Försöken utfördes dels i en liten fluidbädd i labbskala, dels i en eluppvärmd ugn vid 800 och 950 oC. Den bildade askgranulens hållfasthet och kemiska sammansättning bestämdes. Nästan 100 procent av den mängd fosfor, kalium och kalcium som fanns i bränslet hittades i den askrest som bildades. För bränslemixar med hög inblandning av de kaliumrika åkerbränslena bildades mer växttillgängliga fosfater än dem man får vid förbränning av enbart slam. Flera tungmetaller kunde drivas av från den bildade askresten. Halten tungmetaller i förhållande till fosforhalten i den bildade askresten sänktes signifikant för kadmium, kvicksilver, bly, zink och krom jämfört med den ingående bränslemixen.

Hållfasthet och hårdhet hos den utbrunna askresten blev väsentligt försämrad vid inblandning av halm och solrosfröskal. Men inte heller hållfastheten hos den bildade askresten från förbränning av rena slampellets är tillräcklig för att undvika sönderdelning under den tid som behövs i fluidbädden. Separationen av de fosforrika askfraktioner som lämnar bädden genom medryckning av små askpartiklar bör därför ske nedströms i cykloner för att ge möjlighet till effektiv separering från tungmetaller i gasfasen. En annan möjlighet skulle kunna vara att elda sambriketterat slam och kaliumrik biomassa i en rosterpanna i stället för en fluidbädd.

Projektet syftar på lång sikt till att dels demonstrera ny teknik som inom den kommunala verksamheten medger hållbar och resurseffektiv återvinning av fosfor och energi från kommunalt avloppsslam, dels initiera nya sektorsöverskridande samarbeten mellan kommunal vatten- och energiverksamhet å ena sidan och primärproduktion av biomassa/grödor å andra sidan.

Övrig information

Ämnesområden:
Författare: , , ,
Utgivare:
Artikelnummer: 2021-01
Utgivningsår: 2021

Scroll to Top