Nieuws
Agenda

Recycling: SusPhos maakt de fosfaatcirkel rond

Samen met stikstof en kalium is fosfaat nodig om gewassen te laten groeien. Het is dus een belangrijk bestanddeel van kunstmest. Daarnaast heeft fosfaat een brandvertragende werking, wat een tweede toepassingsgebied oplevert. De wereldwijde fossiele voorraden raken echter op en de EU heeft maar één kleine fosfaatmijn. Fosfaat staat daarom niet voor niets op de lijst van ‘kritieke grondstoffen’ die de EU in 2017 opstelde.

Om te voorkomen dat fosfaat ongewild in grote hoeveelheden in het milieu terechtkomt – via uitscheiding door de mens – is het nodig om afvalwater te defosfateren it. Dat leidt tot een stroom fosfaatrijk struviet uit de enkele tientallen afvalwaterzuiveringen in Nederland. Maar voor struviet staan klanten niet echt in de rij, al is er wel een beperkte markt voor. Verder zit er veel fosfaat in het rioolslib dat in Moerdijk en Dordrecht wordt verbrand. De vrijkomende fosfaatrijke as blijft onbenut. Het is daarom niet verwonderlijk dat er veel onderzoek is gedaan naar mogelijkheden om fosfaat uit deze twee afvalstromen te recyclen. Wat is er mooier dan een product terug te winnen dat volledig compatibel is met producten gemaakt van fossiel fosfaat, waarnaar vraag is en waarvan de kwaliteitseisen en marktprijzen bekend zijn? Toch is er na twintig jaar onderzoek nog altijd geen grootschalige fabriek die dit daadwerkelijk doet. SusPhos wil hier op korte termijn verandering in brengen

“Het is mooi om een proces dat in eigen huis is uitgedacht op operationele schaal zelf te bedrijven”

Eenvoudig proces

De kiem van het bedrijf ligt bij het Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences van de Universiteit van Amsterdam. Daar ontwikkelden onderzoekers Bas de Jong, Marissa de Boer en Chris Slootweg het SusPhos-proces voor de recycling van fosfaat. Inmiddels is het proces flink verbeterd, wat heeft geleid tot de gelijknamige spin-out met De Boer als CEO. Het bedrijf produceert in een pilotinstallatie in Leeuwarden nu 25 kilo fosfaat per dag volgens het proces en is klaar voor opschaling.

“Het SusPhos-proces ontsluit het fosfaat met een sterk zuur”, vertelt CTO Willem Schipper. “Er zijn ook andere processen om fosfaat terug te winnen uit afvalstromen, maar ons proces onderscheidt zich op een manier waar elke chemicus blij van wordt: het is eenvoudig, kost weinig water en energie en kent een goede selectiviteit. Dat moet ook wel om commercieel uit de voeten te kunnen, want we winnen bulkchemicaliën met een lage marge. De selectiviteit zijn we nu in de pilotinstallatie nog verder aan het optimaliseren.” 

V.l.n.r.: Victor Ajao, Willem Schipper, Marissa de Boer en Bart Riesebos.

Alles verwaarden

SusPhos maakt in het recyclingproces zowel gebruik van de as van verbrand rioolslib als van het struviet uit rioolwaterzuiveringsinstallaties. Schipper: “Het proces is hetzelfde, maar de samenstelling van de grondstof niet. Het proces met struviet hebben we in de pilotinstallatie inmiddels volledig in de vingers, dat draait lekker. Behalve fosfaat levert het ook magnesiumzout op. Dat gaat weer terug naar de rioolwaterzuiveringen, waar het ervoor zorgt dat het fosfaat bij de zuivering neerslaat als struviet.” 

De as uit de slibverbranding is een chemisch heterogener mengsel van mineralen. “Daarvan is het wat moeilijker om de selectiviteit en de opbrengst op het niveau te brengen dat we willen”, aldus Schipper. “Hieruit winnen we ook ijzer- en aluminiumzouten die kunnen dienen om fosfaat te laten neerslaan. Verder komt hier nog een stroom zand uit, die als grondstof in de bouw dienst doet. De inzet is om eigenlijk alles te verwaarden.”

SusPhos onderzoekt nog wat de handigste aanpak is: struviet en slibas in gescheiden batches in het proces invoeren of in een bepaalde mengverhouding? De pilotinstallatie leent zich uitstekend om op zulke vragen antwoord te krijgen.

Meters maken

Een tweede belangrijke vraag waar SusPhos op korte termijn een antwoord op moet formuleren: gaat het bedrijf meteen van pilotinstallatie naar operationele schaal of zet het eerst een tussenstap op demonstratieschaal? Schipper geeft aan dat er twee valide argumenten zijn om meteen een grote stap te zetten. “Het proces hebben we al goed in de vingers en het bevat vooral standaardtechnologie. Daardoor is niet te verwachten is dat bij opschaling naar 50.000 ton per jaar opeens heel andere aspecten opdoemen dan nu bij de pilotinstallatie het geval is. De fabriek kan gewoon met standaard technologie worden opgebouwd – met uitzondering van de reactor die het hart van het SusPhos-proces vormt. En het ontwerp daarvoor is al aardig rond.”

Een tweede overweging om direct naar ‘full scale’ te gaan is dat het bedrijf “meters wil maken”, zegt Schipper. “Op de Nederlandse markt willen de betrokken slibverbrandingsbedrijven graag dat de recycling van fosfaat nu echt van start gaat na vertraging die ze hebben opgelopen met een partij die het uiteindelijk niet heeft gered. “En voor ons is ook de Duitse markt van belang.”

In 2026 wordt fosfaatrecycling in Duitsland verplicht. “Het zou fijn zijn als we op dat moment klaar zijn om daaraan een bijdrage te kunnen leveren. En dat betekent dat je daarvoor in 2023 een pasklare oplossing moet kunnen aanbieden.”

Een argument om toch een tussenstap op demoschaal te maken is er ook: “Dat zou ons de gelegenheid geven het proces en de benodigde apparaten verder te optimaliseren.”

De businesscase die aan SusPhos ten grondslag ligt is volgens Schipper solide. De prijs van fosfaat stijgt. Het budget voor de periode tot aan de bouw van een fabriek is inmiddels aanwezig vanuit subsidies en investeerders. Gesprekken met een aanvullende investeerder lopen nog.

De pilotinstallatie in Leeuwarden produceert 25 kilo fosfaat per dag. Het proces is klaar voor opschaling.

Cluster

SusPhos weet zeker dat het de eigen technologie met een eigen fabriek wil gaan bedrijven. “Het is mooi om een proces dat in eigen huis is uitgedacht op operationele schaal zelf te bedrijven”, zegt Schipper. “Dat wil nog niet zeggen dat we nu de hele wereld vol willen zetten met eigen fabrieken. Als zich gegadigden aandienen, staan we open voor licentiëring.”

Over waar de fabriek moet komen kan de CTO in dit stadium nog geen uitspraken doen. “Het moet een locatie zijn met de juiste categorie milieuvergunning, dat is duidelijk. Ook is het logisch om aan te sluiten bij een bestaand cluster voor duurzame bedrijven. Wat de logistiek betreft is de ligging ten opzichte van de slibverbrandingsbedrijven van enig belang, maar niet doorslaggevend.”

Dat geldt ook voor de afzet van de productie. “Tot slot is er dan nog de ligging ten opzichte van de Duitse markt: houden we daar rekening mee of mikken we te zijner tijd op de bouw van een aparte fabriek voor die markt? Ziedaar de stukjes van de puzzel die we de komende tijd gaan leggen. Uiterlijk 2022 maken we een keuze voor een locatie.”


Vivianiet

Technologisch denkt SusPhos inmiddels alweer verder dan de huidige stad van zaken. “Ons proces leent zich voor as uit rioolslib en struviet, maar we zien inmiddels ook een derde mogelijke grondstofstroom: vivianiet. Dat is een gehydrateerd ferro-fosfaat dat met magneten kan worden teruggewonnen uit rioolslib. We gaan onderzoeken tot welke resultaten en opbrengsten dat in ons proces leidt.”