Phosphorrecycling im Kanton Zürich

Transkript

1 Kanton Zürich AWEL Phosphorrecycling im Kanton Zürich Strategie und Verfahrenswahl Dr. Leo S. Morf Rückgewinnung und Verwertung von Phosphor aus Klärschlamm: Revision der TVA und neue Verfahren, VSA/SVUT-Fachtagung, Tecorbe.ch, Oktober 2015, Yverdon-les-Bains

2 Ausgangslage wasserentsorgung im Kanton Zürich (1.4 Mio. EW) 2 öffentliche Kläranlagen 230 Mio. m3 Abwasser) m3 gefaulter KS teks/a (30% TS) eit 2006 ist Klärschlamm in Siedlungsabfall, der ntsorgt werden muss! Klärschlammdüngerverbot)

3 malige rschlammentsorgung (bis Mitte 2015) ntsorgung erfolgt stark gional. ntsorgungspfade: KVA: 65% Zementwerke: 10% Kleinere/ältere Monoverbrennungsanlagen 25% tsorgungsengpässe ab

4 sphor: Wertvollste source im Klärschlamm entieller Nährstoff für Mensch und Tier dliches Vorkommen in nur einzelnen Ländern sses Potential in Klärschlamm Flüsse in t/a

5 . Strategie der lärschlammentsorgung im anton Zürich

6 trategie egierungsratsbeschluss 572/2007 setzt klare ahmenbedingungen für Klärschlammentsorgung: ahmenbedingungen bilden Festlegungen zur hosphorrückgewinnung und Energienutzung. lanung zukünftiger Entsorgungswege t so auszurichten, dass: die (spätere) Rückgewinnung des Wertstoffes Phosphor möglich ist. erneuerbare Energie, unabhängig vom Ort der Behandlung, wirtschaftlich optimal genutzt wird.

7 . Evaluation der Machbarkeit der direkten P- Rückgewinnung (Projekt P-Mining) Umsetzung (2007- heute) Erste (Vor-)Abklärungen Umfeldbeobachtung: Verfahrenswahl/ (alternative) Entsorgungsketten Planung und Bau der neuen zentralen Klärschlammverwertung im Klärwerk Werdhölzli

8 II. Umfeldbeobachtung: osphorrückgewinnungsverfahren/ rnative Entsorgungsketten 29 Verfahren zur P-Rückgewinnung beurteilt: (Erkenntnisse liegen z.t. erst im Labor bzw. Pilotverfahren vor) Mono- Verbrennung us Abwasser r Klärschlamm P aus Klärschlammasche

9 Phosphorkgewinnungsverfahren erfahren: (Stand 2009) rtungskriterien: chaftlichkeit ienutzung ckgewinnungsgrad

10 . Umfeldbeobachtung: phorrückgewinnungsverfahren/ native Entsorgungsketten 29 Verfahren zur P-Rückgewinnung beurteilt: (Erkenntnisse liegen z.t. erst im Labor bzw. Pilotverfahren vor) Mono- Verbrennung 35 % 70 % 85 % uliche Massnahmen den ARA s notwendig Max. Rückgewinnung von Phosphor mit bestem Verfahren in % des Zulaufs

11 native Entsorgungsketten chiedene rgungsketten mit kgewinnung beurteilt: Mit-Verbrennung in KVA Zementofen Mono- Verbrennung P Nassoxydation P

12 hlussfolgerung bzgl. Wahl der optimalen tsorgungsketten mit P-Rückgewinnung Mono- Verbrennung Monoverbrennung erfüllt die vorgegebenen Kriterien: züglich Stand der Technik, Phosphorrückgewinnung, Energie und 2 am besten! d weist einige weitere klare Vorteile auf.

13 . Planung und Bau der neuen zentralen Klärschlammverwertung Ungewichteter, transparenter Kriterienvergleich Bieter 1 Bieter 2 Optimale Wahl

14 V Werdhölzli, Zürich:

15 . Evaluation der Machbarkeit r direkten P-Rückgewinnung

16 rungen und Resultate seit 2011: ische Machbarkeit: zung des Phosphors aus der KSA tels nass.chem. Extraktion (Leachphos) echnisch machbar (Grossversuch KVA Bern). gischer/ökonomischer Verfahrensvergleich: Gewächshaus-Laborversuche (Quelle: ETH Zürich) den drei untersuchten Verfahren (LEACHPHOS, ASH-DEC, ophos) spricht zur Zeit im Kanton Zürich keines für die sofortige endung. Weg der nasschem. Asche-Extraktion mit LEACHPHOS soll im ne des Massnahmenplans Abfall- und Ressourcenwirtschaft des ton Zürich aktiv weiterentwickelt werden. Interessante timierungspotentiale sind identifiziert.

17 nde Arbeiten und ntnisse seit Herbst 2013: entwicklung/optimierung mit den Zielen: igerung der Qualität des raktionsrückstandes mit dem Ziel: rtstoffqualität bzw. I/2 für Verwertung erwertung (I/2) machbar. gerung der Wertschöpfung des sphorproduktes; Ziel: DSP, TSP oder sphorsäure owohl DSP-Dünger wie auch P- reproduktion als Option vorhanden. Filtration Phosphor-Produkt (Quelle: BSH) usloten von Synergiepotentialen mit nderen Prozessen

18 rschlammasche (KSA) und deren Inhalt: osphor und Potentiale für Synergien r Fokus: or Synergiepotential 3 Fe ARA (Fällmittelsubstitution) Synergiepotential 1 Matrix Mineralik Synergiepotential 2 Nebenbestandteile Element Gehalt [mg/kg TS] Titan 5'600 Zink 2'100 Barium 1'200 Mangan 1'100 Kupfer 850 Kobalt 150 Blei 130 Zinn 120 Chrom 110 Nickel 70 Antimon 15 Arsen 13 Quecksilber 10

19 nasschemische Prozess: eitere Synergiepotentiale Klärschlammasche: Produkt(e): Düngerrohstoff Phosphorsäure Säure H 2 SO 4 Phosphor -Mining rgiepotential 4 llst.verbrauchte Säuren iederverwendung Rückstand Im Falle von P-Säure: Synergiepotential 5 Reiner Gips Mineral. Industrie

20 azit/ausblick nton Zürich setzt bzgl. rschlammverwertung s Vorsorgeprinzip konsequent um. levante Ressourcen hosphor, Energie) werden schont bzw. eine optimale tzung ist gesichert. tsorgungssicherheit ist erzeit gewährleistet onomie: Umsetzung der Strategie vertretbar und wird laufend optimiert. r Zeit wird intensiv an der technischen Machbarkeit der riante Phosphorsäureproduktion gearbeitet.

21 ielen Dank für Ihr Interesse nd Ihre Aufmerksamkeit! Dokumentation: Bei Fragen: Dr. Leo Morf