WP4 – Næringsstoffer

Spildevand indeholder fosfor (P) og kvælstof (N) i betydelige mængder. Begge stoffer er nødvendige i gødning for at drive intensivt landbrug.

KVÆLSTOF
I dag fjernes kvælstof fra spildevand baseret på aerobe biologiske processer i alle danske renseanlæg. Herved ’tabes’ omkring 70-80 % af det indkommende kvælstof til atmosfæren som fri kvælstof gas. Der findes i dag ikke bredt anvendte processer, der kan genvinde alt kvælstof fra spildevandet. Kvælstof genvindes i dag alene fra rejektvand, men alle business cases viser, at det er både en samfunds- og virksomhedsøkonomisk dårlig forretning. Slamasken, fra forbrændingen indeholder ikke kvælstof.
Som en del af VARGA vil der blive opført et Anammox anlæg med en kapacitet til rejekt fra 350.000 PE, hvilket forventes at resultere i en mere stabil kvælstoffjernelse uden brug af kulstof. Herved vil det samlede behov for kulstof til kvælstoffjernelse minimeres yderligere og den mængde kulstof, der ellers ville være anvendt til kvælstoffjernelse i luftningstanken kan i stedet omsættes til energi i rådnetanken. Anammox processen er en forudsætning for øget kulhøst i råspildevandet (WP 1). For at sikre en fuldstændig omsætning af kvælstof til frit atmosfærisk kvælstof inkluderes lattergas i moniteringen/styringen (WP 2).

FOSFOR
Fosfor genvindes i dag på enkelte danske renseanlæg som struvit fra rejektvandet. Herfra kan en begrænset del af fosforen (ca. 30 %) hentes og genanvendes. Det forventes, at den høstede fosfor fra rejektvandet vil kunne anvendes i økologisk landbrug. Størstedelen af fosfor fra spildevandet havner i slammet, og i dag genanvendes godt halvdelen af dansk spildevandsslam på konventionel landbrugsjord. I København brænder BIOFOS al slam fra de tre renseanlæg og asken herfra indeholder derfor en stor andel af dansk spildevands fosfor.

Der vil sandsynligvis komme lovkrav til at genanvende fosfor fra slamasken inden for en overskuelig fremtid. Regeringens ressourcestrategi målsætter 80 % genbrug af fosfor fra spildevand allerede i 2018. I VARGA projektet er det planlagt at undersøge genanvendelse af fosfor fra aske ved brug af elektrodialyse separation (EDS). I 2013 fandt DTU frem til, at elektrodialytisk separation i en 2-kammer celle med en kationselektiv membran (EDS) virker godt til opløsning af fosfor fra opslemmet bioaske fra slamforbrænding. DTU vurderede, at der var et økonomisk potentiale i teknologien og fik patent i 2016. EDS teknikken rummer potentiale for en skalerbar proces, der kan udvinde fosfor uden tilsætning af store mængder syre. Således adskiller den sig fra de kendte metoder til udvinding af fosfor, som ofte kræver stor skala og tilsætning af store mængder syre. I VARGA er forudset opførelse af et EDS anlæg, der kan behandle ca. 1/3 af BIOFOS årlige askeproduktion. Anlægget vil være modulopbygget, således at det let kan udbygges efterfølgende.
Før en opskalering af EDS-anlægget, foretages der forforsøg, der i pilotskala samt ved laboratorie forsøg, skal afklare elementer af det endelige design af EDS anlægget. Anlægget vil bestå af en eller flere reaktorer med efterfølgende afvanding af askeresten.