genanvendelse af fosfor I spildevand Dansk vand konference 2012

1. genanvendelseaffosforIspildevandDansk vandkonference 2012

2. Indhold • Fremtidens fosforefterspørgsel og behov P mængder i spildevand, gylle og handelsgødning Udbytte, fosfortal og jordtypen • Miljømæssig bæredygtighed State of the art teknologi Slutdisponering - forbrænding og/eller til landbrug • Kvalitet af slutprodukter State of art og nye teknologier Fosfor recirkuleringseffektivitet Biotilgængelighed 4. Miljømæssige bæredygtige løsninger Udbringningsscenarier

3. Efterspørgsel- Tilførsel af fosfor til landbruget Vinther, F.P., Olsen., P., 2012. NÆRINGSSTOFBALANCER OG NÆRINGSSTOFOVERSKUD I LANDBRUGET 1990/91-2010/11.DCA

4. Gødningsforbruget I Danmarkgylle, spildevand og handelsgødning • Udbringning af spildevandsslam på markerne toppede i slutningen af 1990erne på et niveau omkring 80.000 tons tørvægt og er siden faldet til et niveau på 30.000 tons i 2006 – i 2011 på 55.000 tons.

5. Afgrødernes gødningsbehov • Afgrøders P behov varierer • Ikke stor forskel på kornafgrøder • Raps højere P behov sammenlignet med korn • Græs lavest P behov

6. Fordeling af JOrdbundstypeR

7. Fosfortal fordelingen i landsdele og på jordbundstype • Fosfortal lavere end 2 er ensbetydende nedgang i udbytte • Områder med lave fosfortal skal derfor gødes op til et fosfortal mellem 2 og 4

8. Fordeling af afgrødetyper-Hvede

9. Afgrødetyper og P Behov

10. Afgrødeudbyttetons TS/HA, 2010

11. ER DER EN Sammenhæng mellem udbragte mængder af P, fosfortal og høstudbytte ?

12. ER DER EN Sammenhæng mellem udbragte mængder af P, fosfortal og høstudbytte ?

13. P overskud og udnyttelsesgrad

14. Miljømæssige bæredygtig økonomisk forretning • HVORDAN? • Tendens: leverance af flere tjenester og produkter Levere rent vand, klima mitigation, etc. • Spildevandsslam – fra affald til multifunktionel ressource P-beriget materiale der skal anvendes som gødning Energikilde (biogas, forbrænding) • LCIA • Slam på landbrugsjord og/eller slamforbrænding ….

15. Livscyklus analyse • Funktionel enhed: behandling af 1 m3 indløb spildevandFire muligheder:1. T2AG- Aerob behandling, <20000PE, slam til landbrug2. T2IN - Aerob behandling, <20000PE, slam til forbrænding 3. T4AG- Anaerob behandling.> 100000PE, slam til landbruget 4. T4IN- Anaerob behandling.> 100000PE, slam til forbrændingData: Energi forbrug og biogas produktion (grønt regnskab) Slam sammensætning og spildevand emissioner (slam og vand databaser) • LCIA (recipemidpoint): • Systemudvidelse:Slam erstatninger for fremstilling og brug af mineralsk gødning (baseret på P-indholdet)Forbrænding erstatninger for energiproduktion (baseret på energiudnyttelse)

16. Systemgrænser og komponenter

17. Udvalgte LCIA resultaterclimate change and resource depletion –[kg CO2eqv.]

18. Udvalgte LCIA resultaterHuman toxicity and terrestrial ecotoxicity – [kg1,4-DB eqv.]

19. Teknologiskemulighederfosforprodukterfraspildevand • De teknologier, der på nuværende tidspunkt er afprøvet i praksis kan generelt inddeles i tre overordnede grupper hvor fosforen genvindes 1. Fra vandfasen 2. Fra den organiske fase 3. Fra askenvedslamafbrænding 1 og 2 ved en kombination af kontrolleret struvit dannelse og BIO-P 3 ved ekstraktion af P fra forbrændingsrester (aske og slagge)

20. VedTilbageførselaffosforfraspildevandsbehandlingtilLandbrugsjordVedTilbageførselaffosforfraspildevandsbehandlingtilLandbrugsjord 1. producere et produkt/-er med kendt P biotilgængelighed 2. producere et rent produkt uden negative konsekvenser 3. opnåen højøkoeffektivitet • Fx ved at kende den citratopløselige fraktion af P i produktet • ved at kende renheden af produktet • ved at kende ressource (materiale og energi forbrug, samt stofstrømmene for hele værdikæden spildevand til produkt/-er)

21. Tilbageførselseffektivitet og biotilgængelighed • P recirkuleringseffektivitet ((Pind-Pud)/Pind)*100% ≈ 95% • P biotilgængelighed

22. Kvalitet af slutprodukter Tilgængelige data om stofstrømme • Spildevandsdatabasen, slamdatabasen, spørgeskema fra EcoP projektet Kvalitetssikring - P massebalance

23. slam som gødningsprodukt

24. Opgraderede gødningsProdukter

25. Produktkvalitet - tungmetalindhold

26. Produktkvalitet - MFS

27. Produktkvalitet - NPK indhold

28. Gødskningsscenarier - Cadmium

29. Produkt kvalitet og miljømæssig ansvarlighed

30. Konklusion • Fosfortallet i jord siger mest om mængden af svært tilgængeligt P i jorden • Høstudbyttet er tilsyneladende overvejende bestemt af jordbundstype og mængde biotilgængelige næringsstoffer • Det faldende fosforoverskud i dansk landbrugsjord tilsiger en større efterspørgsel på fosforgødning med et vist indhold at biotilgængeligt P • Ved en overgang fra kemisk fældning af P til biologisk assimilering af P er det muligt at producere et produkt med et biotilgængeligt P indhold (nytteeffekt) på 40%. • Et sådant gødningsprodukt vil som positiv sideeffekt kunne bidrage til en langsigtet genopbygning af fosforpulje for jorde med et lavt fosfortal. • En sammenlignende analyse af den miljømæssige bæredygtighed af nye teknologier har ikke været mulig i nærværende projekt • Den øgede fosforrecirkuleringseffektivitet har en fortyndingseffekt på metal indholdet i gødningsproduktet som gør at de største anlæg kan levere en kvalitet der er bedre/tilsvarende de mindre decentrale anlæg. • Tungmetal problemstillingen bør løses ved en dokumenteret håndtering der resulterer i et stadigt minimeret indhold i gødningsprodukter/tab til miljøet.