Verdifull gørr: Kloakkrenseanlegget på Bekkelaget inne i Ekebergåsen i Oslo. Kloakkslammet blir behandlet slik at bakterier drepes og lukt fjernes, for så å kjøres ut til korn- jord- og plenprodusenter på Østlandet. Foto: Olav Urdahl/Aftenposten/NTBScanpix

Kloakken din er mer verdifull enn du tror

En verden uten fosfor, er en verden uten liv.  Men fosfor er en begrenset ressurs. Derfor gjenvinner forskere den fra kloakk.

Fosfor-krisen er kanskje verdens minst kjente krise, skriver ABC Nyheter. Ifølge forskning.no varsler mange forskere om en «Peak phosphorus», i likhet med utrykket «Peak oil».

Sirkulær økonomi og resirkulering er dermed en nødvendighet for at dette livsviktige grunnstoffet ikke skal gå tapt. Her kommer forskningsprosjektet Recover inn i bildet. Med SINTEF som forskningspartner, i samarbeid med NTNU og NMBU (Norges miljø- og biovitenskapelige universitet), skal det livsviktige stoffet gjenvinnes.

– SINTEFs rolle i Recover er først og fremst å utvikle behandlingsprosesser for avløpsvann som sikrer at fosforet gjenvinnes med minst mulig bruk av energi. Vi arbeider med en metode som kan egne seg for renseanlegg langs kysten, basert på rettvendt osmose, sier seniorforsker i SINTEF, Herman Helness.

Begrenset ressurs – både politisk og fysisk

Før Helness forklarer nærmere hvordan dette med rettvendt osmose fungerer, litt om viktigheten av å gjenvinne fosfor, et grunnstoff som har sine kuriositeter:

Det kan både lyse i mørket, og antenne seg selv.

– Fosfor er en begrenset ressurs, ikke bare fysisk men også politisk. Mesteparten befinner seg i Vest-Sahara, som er okkupert av Marokko, og i Kina. Politisk sett, er det altså ønske om å ha alternative kilder til fosfor.

Det finnes mye fosfor i avløpsvann, og målet er å kunne ta det ut for å nyttiggjøre det til gjødsel.  I dag brukes slam, som er avfallsstoffene som er igjen etter at avfallsvannet er renset, til å spres på jorder som jordforbedringsmiddel.

Men forsøk viser at dette ikke er en særlig effektiv måte for jorda å nyttiggjøre seg fosfor og nitrogen fra slam på.

Gjødselvareforskriften setter dessuten strenge krav til behandling og bruk av slam. Kvalitetskravene går i hovedsak på lukt, innhold av tungmetaller, og til å fjerne bakterier.

– En ny forskrift vil trolig begrense bøndenes muligheter til å bruke slam som jordbruksgjødsel på grunn av krav til maksimalt fosforinnhold i slammet. Det er nok en tilleggsmotivasjon til å finne metoder for å kunne gjenvinne fosfor fra slammet og nyttiggjøre seg det på en bedre måte enn før, sier Helness.

Egner seg for renseanlegg langs kysten

SINTEF har kommet fram til at rettvendt osmose kan gi muligheter for bedre nyttiggjørelse av fosfor. Dette skjer gjennom at vannet sendes gjennom halvgjennomtrengelig membran. I denne prosessen beveger vannmolekylene seg fra en løsning med høyere vannkonsentrasjon til en løsning med lavere vannkonsentrasjon.

Metoden egner seg spesielt for å renseanlegg langs kysten da den høye konsentrasjonen av salt i saltvannet langs kysten, gjør at vannet fra avløpsvannet lett vil sive gjennom osmosemembranen. Alt av organiske stoffer og partikler, som nitrogen og fosfor, holdes tilbake på avløpssiden.

– Prinsippet om osmose gjør at en ikke trenger å tilsette energi for å gjøre dette. En oppnår at vannet som siver ut i saltvannet renses veldig godt, samtidig som en sitter igjen med en konsentrert strøm av slam på den andre siden som egner seg til å ta ut fosforet, forklarer Helness.

Når det skal gjøres laboratorieforsøk med avløpsvann, eller kloakk, er det ikke uvanlig å bruke «kunstig» kloakk. Men det mener SINTEF ikke holder. På laboratoriet på Gløshaugen i Trondheim brukes ekte kloakk fra bygninger i nærområdet.

Kan også bøte på vannmangel

I Norge har vi nok ferskvann, men vannmangel er et økende problem flere steder i verden. Flere land produserer ferskvann av saltvann ved å bruke en omvendt osmosemembran. Problemet er at det er energikrevende.

– Når det rensede avløpsvannet blander seg med saltvannet langs kysten, får vi fortynnet saltvann. Fordi det er mindre salt i det enn i vanlig sjøvann, er det mindre energikrevende å lage ferskvann av, sier Helness.

Forskerne jobber nå med å regne ut kostnadene ved metoden. Prinsippet med osmose gjør at avløpsstrømmen, eller slammet, er mer konsentrert. Mindre volum fører til at renseanleggene ikke trenger å være så store, det brukes mindre energi for å få fosforet ut av slammet.

Metoden som SINTEF er i ferd med å utvikle, er ny og finnes ikke i dag i bruk.

NTNU på sin side jobber med forsøk med biologisk fosforfjerning, en metode som i dag brukes i fullskala på et anlegg i Hamar. Her framdyrkes en gruppe mikroorganiske bakterier som akkumuleres fosfor, og NTNU ønsker å forbedre metoden.

– Det er stor satsning på sirkulær økonomi. En visjon for nær framtid er å tilpasse verdikjedene i Norge og internasjonalt til gjenbruk av ressurser og oppnå et fungerende marked, sier Helness.  

Fakta om prosjektet:

  • Recover er et kompetanseprosjekt, hvor et viktig mål er flere doktorgrader, og at kunnskapen skal videreutvikles for bruk i industri og samfunn. Prosjektet startet i 2015, ferdigstilles i slutten av 2020. Prosjektet er 70 prosent finansiert av Forskningsrådet.
  • Målet er å finne nye prosessløsninger for å gjenvinne fosfor, nitrogen og karbon fra avløpsvann på en mest mulig energivennlig måte. Gjennom laboratorieundersøkelser tar en sikte på å finn en god balanse mellom rensekrav, CO2-utslipp, energiutnytting og gjenvinning av næringssalter.
  • Det jobbes først og fremst med kommunalt avløpsvann, eller det som på godt norsk kalles kloakk, og med rensedelen, slambehandling og returvann fra slambehandlingen.
  • NTNU er koordinator, og de andre forskningspartnerne er SINTEF og NMBU (Norges miljø- og biovitenskapelige universitet). I prosjektet deltar også bedriftene Cambi, Doscon, Kemira, Krüger Kaldnes, Norconsult og Salsnes Filter og det samarbeides med flere renseanlegg.

    Kilder: NTNU og SINTEF