Met het Spodofosproces kan alle as van afvalwaterzuiveringsslib van Nederland worden verwerkt in een reactor niet groter dan een tafel, vertelt chemisch technoloog Frans Horstink. Hij is bedenker van het proces en directeur-eigenaar van ThermusP, zijn eenmanszaak die het concept ontwikkelde en wil realiseren. De compactheid van de installatie is een belangrijk voordeel van dit fosforrecyclingproces: de transportkosten zijn laag en er komt nauwelijks afval bij vrij. Het proces ‘verorbert’ juist een belangrijke afvalstroom: aluminiumgranulaat dat overblijft bij de verbranding van huishoudelijk afval.

Het hoofdproduct, witte fosfor, kan onder meer worden toegepast in brandvertragers, batterijen, gewasbeschermingsmiddelen en  medicijnen. Daarnaast ontstaat een minerale slak en een ijzerlegering. Voor beide stromen voorzien experts een afzetmarkt. De slak bijvoorbeeld als in cement; de ijzerlegering in een mijnbouwproces voor het afscheiden van erts.

In de net gepubliceerde praktijkstudie ligt de focus op economische haalbaarheid en circulariteitsaspecten. De conclusies zijn helder en positief: het Spodofosproces is haalbaar en waarschijnlijk winstgevend. Bovendien voorkomt het veel CO2-uitstoot.

Gewilde grondstof

De EU ziet fosfor als een kritiek element en wil de productie meer in eigen hand nemen. Op dit moment is er echter geen Europese leverancier. Witte fosfor wordt geïmporteerd uit Kazachstan of Vietnam waar het uit fosfaaterts wordt gewonnen. Horstink: “Bovendien is er geen gerecyclede witte fosfor verkrijgbaar, terwijl de industrie er vanuit duurzaamheidsredenen om vraagt.”

Een duurzame lokale bron is rioolwater. Dat bevat fosfor in de vorm van fosfaten, vooral afkomstig uit onze eigen urine. De EU Urban Waste Water Treatment Directive uit 2024 sorteert al voor op verplichte terugwinning van dit fosfaat. De Nederlandse waterschappen en STOWA investeren al meer dan vijftien jaar in innovatieve methoden om fosfor of fosfaat terug te winnen. Dat kan direct uit rioolwater, maar ook uit het zuiveringsslib of de as daarvan, waarin het element zich ophoopt.

Innovatietechnoloog Saskia Hanneman (Waterschap Limburg) is vanaf de start van het STOWA-traject betrokken bij Spodofos. “Wij kijken als waterschap naar meerdere sporen als het gaat om fosfaatrecycling. Witte fosfor is een aantrekkelijk eindproduct, direct inzetbaar en waardevol. Bovendien is het proces te combineren met andere methoden, ook bijvoorbeeld met het ViviMag-proces waar wij zelf op locatie aan werken.” 

Horstink noemt de Spodofosmethode 'een wat vreemde eend in de bijt' in fosfaatrecycling. Een metallurgisch proces bij hoge temperaturen (zie kader) tegenover natchemische benaderingen waar het fosfaat met zuren wordt vrijgemaakt. Omdat witte fosfor bij hoge temperaturen zelfontbrandend is, is Spodofos een industrieel proces, waar bijzondere veiligheidseisen voor gelden. “Als waterschap kun je het niet zelf op een rwzi-locatie uitvoeren”, zegt Hanneman.

Pilot

Uijterlinde (STOWA): “Alle seinen staan op groen voor realisatie van Spodofos. Maar er is er nog veel werk te verzetten om het idee daadwerkelijk naar de markt te brengen.” De volgende fase in technologieontwikkeling (TLR6) is het realiseren van een pilotinstallatie, die in een latere fase ook kan dienen als demonstratie-installatie. De plannen, tekeningen en belangrijkste componenten daarvoor heeft Horstink klaar liggen. En er is ook interesse van investeerders, merkt hij. “Tot nu toe heb ik de kar alleen getrokken, maar in deze fase zijn ook andere dan technische expertises nodig.” Horstink ziet zichzelf het liefst als adviseur van degene(n) die zijn vinding nu naar de markt zullen brengen.

> Download het rapport

Hart van het Spodofosproces is de (redox)reactie tussen fosfaten en het metaal aluminium. Fosfaten  zijn zouten die een verbinding van fosfor met zuurstof bevatten. Bij temperaturen boven 1500 graden Celsius wisselen aluminium en fosfor zuurstof uit. Het fosfaat wordt omgezet in elementaire witte fosfor (P4) terwijl het aluminium zuurstof bindt en aluminiumoxiden vormt. Bij de productie van witte fosfor uit fosfaaterts vindt deze reactie plaats met cokes (koolstof) in plaats van aluminium en vraagt veel energie. Aluminiumschroot, een product uit de huisvuilverbranding, blijkt echter ook effectief, ontdekte Frans Horstink.