Adsorptie: andere insteek voor fosfaat winning

Deze maand verscheen er een nieuwsbericht op internet dat men op de Michigan State University een nieuwe methode had ontwikkeld om fosfaat uit afvalwater te winnen. Het zou hierbij gaan om een nieuwe techniek om fosfaat te adsorberen met op ijzer gebaseerde nanodeeltjes. Heel erg nieuw is deze techniek niet, maar niettemin is het wel een interessante techniek die misschien nog te weinig aandacht krijgt.

Het idee achter de techniek is dat je hele kleine ijzerdeeltjes met een grootte van enkele nanometers vast zet op een drager. Dit kan granulair actief kool zijn of een ionenwisselaar hars. Door het hoge actieve oppervlak van deze deeltjes kunnen hoge adsorptiecapaciteiten voor fosfaat worden gekregen, tot wel 50-100 g/kg adsorptiemateriaal . De werking van een dergelijke insteek is door diverse onderzoeksgroepen al aangetoond. Een wat andere aanpak wordt gevolgd door het Nederlandse bedrijf Biaqua die de nanodeeltjes stabiliseert met ferritin, een eiwit dat ook een rol speelt in de natuurlijke stofwisseling van veel organismen.

De vraag is hoe dergelijke adsorptiemiddelen in de praktijk inzetbaar gemaakt kunnen worden. Een eerste toepassing kan zijn voor het polishen van stromen met lage fosfaatconcentraties. Dit zou bijvoorbeeld het effluent van een rioolwaterzuivering kunnen zijn, maar ook andere stromen met lage fosfaatconcentraties (orde 1-20 mg/l). Het adsorbens maakt het dan mogelijk om het fosfaat in hoge concentraties op het adsorbens te accumuleren en tegelijk een hele lage effluentconcentratie te bereiken. Regeneratie van het adsorbens kan ter plaatse of centraal plaatsvinden, afhankelijk van de schaalgrootte van de gekozen toepassing. Het vrijgekomen fosfaat is vervolgens neer te slaan als calciumfosfaat dat als grondstof kan dienen voor de kunstmestindustrie.

Een geheel andere aanpak is mogelijk voor de toepassing van geconcentreerdere stromen. Hier kan het adsorptiemiddel bijvoorbeeld gebruikt worden om selectief fosfaat uit een stroom te winnen. Een voorbeeld waarbij dit mogelijk interessant is de behandeling van de dunne fractie van mest. Deze dunne fractie bevat naast veel N en K ook een beetje fosfaat. Door de hoge N en K concentraties voegt de aanwezigheid van het fosfaat weinig waarde toe aan het mineralen concentraat dat men uit de dunne fractie wil maken. Adsorptie van het P biedt misschien mogelijkheden om het P apart te verwaarden.

Er is kortom veel ontwikkeling op het gebied van fosfaatadsorptie en dit maakt het de moeite waard om deze technieken ook mee te nemen in technieken voor de winning van fosfaat. Hierdoor ontstaan er nieuwe opties naast de meestal bekeken technieken, zoals struvietprecipitatie.