Foszfor műtrágya közvetlenül a szennyvízből

Az új technológia a szennyvíz foszforré kristályos műtrágyává alakul

A szennyvízben rengeteg foszfor található - nélkülözhetetlen forrás a növények növekedéséhez. © John Kasawa / gondolkodó
felolvasta

A szennyvíztől közvetlenül az értékes nyersanyagig: A kutatók kifejlesztettek egy rendszert, amely a szennyvíz foszforát közvetlenül foszfát-műtrágyává alakítja - vegyi anyagok hozzáadása nélkül. A foszfor elektrokémiai reakcióval lerakódik. Az Egyesült Államokban a környezetbarát technológiát már Európában forgalmazzák, a kutatók továbbra is engedélyesket keresnek.

A foszfor elem létfontosságú erőforrás a növények és az állatok számára. De ez egyre több és több problémát okoz: egyrészt a gazdálkodók világszerte egyre több foszfát-műtrágyát használnak, és így ártanak a környezetnek. Másrészről a készletek szűkösek - Európa már függ az importtól, például Marokkóból és Oroszországból.

Forrás a szennyvízben

Ezt a dilemmát azonban meg lehet oldani - a foszfát visszanyerésével a biogázüzemek szennyvízéből és az emésztőtestből, és műtrágyává téve. Csak Németországban az importált foszfát kb. 60% -a helyettesíthető újrahasznosított foszforral - talán még ennél is többet. Eddig azonban nincs megfelelő és olcsó módszer a foszfor és a nitrogén visszanyerésére.

Ez most megváltozhat: A stuttgarti IGB Fraunhofer Interfáciai Mérnöki és Biotechnológiai Intézetének kutatói olyan elektrokémiai eljárást dolgoztak ki, amellyel a foszfor vegyi anyagok nélkül és környezetbarát módon regenerálható a szennyvízből. Az úgynevezett ePhos® reaktor a szennyvíztisztító telepektől közvetlenül felhasználható műtrágyát nyer az élelmiszer-előállításhoz.

Az ePhos elektrolízis cella tisztán elektrokémiai úton extrahálja a nitrogént és a foszfort. © Fraunhofer IGB

Az elektrolízis elválasztja a foszfort

A technológia magja egy elektrolitikus elem, magnézium-elektróddal. A vízmolekulákat árammal osztja fel, és a vízben lévő foszfát és ammónium reakcióba lép az elektróda magnéziumával, és struvitot képez. Ez a foszfáttartalmú ásvány kristályosodik, és ezért könnyen elválasztható a maradék viztől. A szennyvíztisztító telep kísérleti projektjeiben a foszfor átlagosan 85% -át nyerik vissza. kijelző

Az eljárás sajátossága: tisztán elektrokémiailag működik, sók vagy lúgok hozzáadása nélkül, mint a szokásos módszereknél. "A struvit nem tartalmaz biomasszát, és közvetlenül felhasználható a mezőgazdaságban kiváló minőségű, lassan tápanyag-felszabadító műtrágyaként" - magyarázza Iosif Mariakakis, az IGB projektmenedzsere. "Ez a növény-üzemeltetők számára is előnyös, mivel nem kell vegyi anyagokat tárolniuk, és az egész folyamat nagyon egyszerűen kezelhető."

A technológia készen áll a piacra

Az új eljárás már készen áll a piacra, és már forgalmazzák az USA-ban, Kanadában és Mexikóban. "Szeptember végére az Egyesült Államokban indul az első nagyszabású bemutató rendszer" - mondja Mariakakis. Mivel a szennyvízkezelés határértékei nagyon szigorúak, a foszfor szétválasztásának hatékony módjai iránti igény különösen nagy. Az Egyesült Államok szennyvíztisztító telepének számos üzemeltetője, akik ezt a folyamatot alkalmazzák, szintén maguk akarják eladni a sztruvitet - ők látják, hogy vonzó jövedelemforrást jelentenek.

A kutatók szerint azonban az ePhos gyorsan terjedhet Németországban és Európában is. Itt is a foszfort elválasztják a szennyvíziszaptól, és a mezőgazdaságban továbbra is növekszik a kedvező műtrágyák iránti igény. "A folyamat alkalmas az élelmiszeriparra és a folyamatvízkezelésre is" - tette hozzá Mariakakis. Az egyetlen feltétel: A tisztítandó víznek foszfátban kell lennie.

A Fraunhofer IGB jelenleg további engedélyeseket keres a technológia bevezetésére az európai piacon. Eközben a kutatók továbbra is optimalizálják a reaktor koncepcióját. "Kiegészítjük az ePhos -t további folyamatmodulokkal, hogy a jövőben visszanyerjük az ammóniumot a szennyvíztisztító telepekben" - mondja Mariakakis.

(Fraunhofer Gesellschaft, 2016.06.02. - NPO)