Technologia odzysku fosforu ze ścieków komunalnych w postaci struwitu : wdrażanie założeń gospodarki o obiegu zamkniętym w polskich oczyszczalniach ścieków

• Autorzy: Stanclik Anna , Zieliński Jakub , Hoffmann Józef , Dziuba Andrzej , Krężelewski Tadeusz , Kostka Elżbieta

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.3.9

Warianty tytułu

EN

Phosphorus recovery technology from municipal wastewater as struvite : implementation of circular economy principles in Polish wastewater treatment plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W dobie rosnącej potrzeby zrównoważonego gospodarowania zasobami odzysk fosforu ze ścieków komunalnych stanowi kluczowy element nowoczesnych rozwiązań środowiskowych. Zgodnie z rozporządzeniem UE struwit został dopuszczony do użytku jako komponent nawozowy (CMC 12). W pracy przedstawiono wdrożenie technologii krystalizacji struwitu (MgNH₄PO₄·6H₂O) w oczyszczalni ścieków w Cielczy k. Jarocina, pierwszej tego typu inwestycji w Polsce i jednej z czterech w Europie. W badaniach przeprowadzono analizę składu chemicznego i fazowego produktu za pomocą zaawansowanych technik analitycznych, takich jak dyfrakcja rentgenowska (XRD), fluorescencja rentgenowska (XRF), spektroskopia ICP-OES oraz analiza termiczna. Wyniki potwierdziły wysoką efektywność odzysku fosforu. Produkt finalny, rejestrowany jako Fosforavit, spełnia europejskie normy jakości. Zastosowanie tej technologii umożliwia efektywne wdrażanie zasad gospodarki o obiegu zamkniętym, zmniejsza zależność od nieodnawialnych zasobów fosforu oraz zmniejsza koszty eksploatacyjne oczyszczalni ścieków, przynosząc jednocześnie wymierne korzyści środowiskowe i ekonomiczne.

EN

The process of struvite crystn. (MgNH₄PO₄·6H₂O) according to the Ostara Pearl®-WASSTRIP® technology launched in the sewage treatment plant in Cielcza near Jarocin was discussed. The chem. and phase compn. of the product was analyzed using anal. techniques such as Xray diffraction, X-ray fluorescence, ICP-OES spectroscopy and thermal anal. Granulated struvite contained 2% by mass of N, 24% by mass of P₂O₅ (all soluble in neutral ammonium citrate) and 12% by mass of MgO. High efficiency of P recovery was confirmed. The final product, registered as Fosforavit, meets European quality stands.

Słowa kluczowe

PL

odzysk fosforu; struwit; gospodarka o obiegu zamkniętym; oczyszczalnie ścieków; zrównoważone technologie; jakość produktu

EN

phosphorus recovery; struvite; circular economy; wastewater treatment plants; sustainable technologies; product quality

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 3
• Strony: 385--395
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., il., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stanclik Anna

• Katedra Inżynierii i Technologii Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-1063-3381

autor

Zieliński Jakub

• Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0003-2416-7238

autor

Hoffmann Józef

• Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0002-4173-193X

autor

Dziuba Andrzej

• Krevox Europejskie Centrum Ekologiczne sp. z o.o., Warszawa

autor

Krężelewski Tadeusz

• Krevox Europejskie Centrum Ekologiczne sp. z o.o., Warszawa

autor

Kostka Elżbieta

• Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji sp. z o.o. w Jarocinie

Bibliografia

• [1] Ł. Krawczyk, K. Iskra, P. Przygoda-Kuś, P. Józefiak, Kierunki rozwoju komunalnych oczyszczalni ścieków - innowacyjne rozwiązania w obliczu gospodarki cyrkularnej, Instytut Ochrony Środowiska - Państwowy Instytut Badawczy, Wrocław 2022.
• [2] M. Smol, D. Szołdrowska, Mat. Międzynarodowej Konf. „Strategie Wdrażania Zielonego Ładu - Część 1”, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków 2021.
• [3] T. M. Vu, N. L. Nguyen, J. Zdarta, A. H. J. Mohammed, N. Pathak, D. L. Nghiem, [w:] Clean energy and resource recovery. Wastewater treatment plants as biorefineries, Elsevier, Netherlands, 2022.
• [4] https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/raw-materials/areasspecific-interest/critical-raw-materials_en, dostęp 24.10.2024 r.
• [5] Komisja Europejska, Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów, Odporność w zakresie surowców krytycznych: wytyczanie drogi do większego bezpieczeństwa i bardziej zrównoważonego rozwoju, COM(2020) 474 final, 03.09.2020, Bruksela.
• [6] R. B. Chowdhury, G. A. Moore, A. J. Weatherley, M. Arora, J. Clean. Prod. 2017, 140, 945.
• [7] https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/raw-materials/areasspecific-interest/critical-raw-materials/critical-raw-materials-act_en, dostęp 24.10.2024 r.
• [8] K. C. van Dijk, J. P. Lesschen, O. Oenema, Sci. Total Environ. 2016, 542, 1078.
• [9] B. Cieślik, P. Konieczka, J. Clean. Prod. 2017, 142, 1728.
• [10] L. Peng, H. Dai, Y. Wu, Y. Peng, X. Lu, Chemosphere 2018, 197, 768.
• [11] Baza Scopus, dostęp 05.11.2024 r.
• [12] M. C. Chrispima, M. Scholza, M. A. Nolasco, J. Environ. Manag. 2019, 248, 109268.
• [13] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/2009 z dnia 5 czerwca 2019 r. ustanawiające przepisy dotyczące udostępniania na rynku produktów nawozowych UE, zmieniające rozporządzenia (WE) nr 1069/2009 i (WE) nr 1107/2009 oraz uchylające rozporządzenie (WE) nr 2003/2003, Dz.U. UE L 170.
• [14] United States Geological Survey 2021, https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf, dostęp 28.02.2025 r.
• [15] M. Muys, R. Phukan, G. Brader, A. Samad, M. Moretti, B. Haiden, S. Pluchonc, K. Roest, S. E. Vlaeminck, M. Spiller, Sci. Total Environ. 2021, 756, 143726.
• [16] D. Huygens, H. Saveyn, D. Tonini, P. Eder, L. Delgado Sancho, Technical pro posals for selected new fertilising materials under the Fertilising Products Regulation (Regulation (EU) 2019/1009), Urząd Publikacji Unii Europejskiej, Luksemburg 2019, ISBN 978-92-76-09888-1, https://data.europa.eu/doi/10.2760/186684.
• [17] A. E. Johnston, I. R. Richards, Phosphorus Res. Bull. 2004, 15, 52.
• [18] Pat. USA 9 878 960 (2018).
• [19] N. Hutnik, A. Stanclik, K. Piotrowski, A. Matynia, Open Chem. 2019, 17, 1071.
• [20] N. Hutnik, A. Stanclik, K. Piotrowski, Desalin. Water Treat. 2020, 190, 125.
• [21] B. Li, I. Boiarkina, B. Young, W. Yu, Adv. Powder Technol. 2016, 27, nr 6, 2354.
• [22] B. Li, I. Boiarkina, W. Yu, H. Ming Huang, T. Munir, G. Qian Wang, B. R. Young, Sci. Total Environ. 2019, 648, 1244.
• [23] H. Bacelo, A. M. A. Pintor, S. C. R. Santos, R. A. R. Boaventura, C. M. S. Botelho, Chem. Eng. J. 2020, 381, 122566.
• [24] R. M. Lee, Ohio Nutrients Workshop, 2018, https://ohiowea.org/docs/180926_NRS_OhioNutrients.pdf, dostęp 28.02.2025 r.
• [25] L. Egle, H. Rechberger, J. Krampe, M. Zessner, Sci. Total Environ. 2016, 571, 522.
• [26] https://ostara.com/nutrient-management-solutions/, dostęp 27 listopada
• [27] S. Kataki, H. West, M. Clarke, D.C. Baruah, Waste Manag. 2016, 49, 437.
• [28] https://slidetodoc.com/technologie-odzysku-fosforu-w-oczyszczalniach-ciekw-maria-wodarczykmakua/, dostęp 27.11.2023 r.
• [29] J. K. Syers, A. E. Johnston, D. Curtin, Efficiency of soil and fertilizer phosphorus use, FAO Fertilizer Plant Nutrition Bull. 18, Rzym 2008.
• [30] M. Fan, H. Li, L. Zhao, X. Wang, Front Plant Sci. 2021, 12, 638.
• [31] Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc., Ostara Pearl® Nutrient Recovery System - Technical Overview, Ostara, 2018, https://ostara.com/wp-content/uploads/2018/08/Ostara_Pearl_Handout-180424.pdf, dostęp 30.01.2025 r.
• [32] Rich Schici, IAWEA Conference Resource Recovery Economics - Stickney Plant, 4.06.2015 Ames, Iowa (USA), https://www.iawea.org/wp-content/uploads/2015/06/Resource_Recovery_Economics_Stickney_Schici_IAWEA_060415_final.pdf, dostęp 20.01.2025 r.
• [33] https://www.gwinnettcounty.com/web/gwinnett/NewsandEvents/NewsDetails?news=PressReleases%2FOstara_102115, dostęp 20.01.2025 r.
• [34] Clean Water Services, Nutrient Recovery from Wastewater, Hillsboro, OR, USA, 2016, https://cleanwaterservices.org/our-water/resource-recovery/nutrients/, dostęp 20.01.2025 r.
• [35] Materiały informacyjne firmy Ostara Pearl, https://ostara.com/wp-content/uploads/2018/08/Ostara_Pearl_Handout-180424.pdf, dostęp 20.01.2025 r. 162 104/1 (2025).

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

2. Praca finansowana z projektów: MINIATURA6 nr 2022/06/X/ST8/00676 oraz ,,Gospodarka wodno-ściekowa w Gminie Jarocin".