Contracting division of Läckeby Water Group. Anaerob behandling av industriella avloppsvatten Daniel Ling 27 Januari 2011

Transkript

1 Contracting division of Läckeby Water Group Anaerob behandling av industriella avloppsvatten Daniel Ling 27 Januari 2011

2 Innehåll presentation Anaerob behandling LWG Purac Biogas vs anaerobi Anaerobi vs aerobi Processer för anaerob industriell behandling Kriterier för val av process Några case

3 Anaerob behandling LWG Purac Komplett leverantör inom anaerob teknik Lång tradition av kommunala RK och industriell kontaktprocess Sockerindustrin sen 70-talet Biogas High Rate Uppgradering Totalentreprenader- kunskap kan överföras mellan applikationer

4 Vad är anaerob behandling? Bakterier som i frånvaro av syre omvandlar organiskt material till metan (CH 4 ) och koldioxid (CO 2 ) samt en liten mängd biomassa.

5 Anaeroba bakterier Två huvudgrupper av bakterier i en anaerob process Syrabildare Lever i ett brett ph område ( ) Lever i ett brett temperaturområde Generationstid 3-5 timmar Omvandlar kolhydrater till kortare föreningar som metanbakterierna kan omsätta Metanbildare Arbetar optimalt i ett smalt ph område( ) Arbetar optimalt i ett smalt temperaturområde (30 37 C) Generationstid 3-5 dagar Omvandlar syrorna till CH4 och CO2 (Biogas)

6 Anaerob behandling 1 Hydrolys Organiskt material Kolhydrater, proteiner, fetter 2 Surjäsning Acetogenesis Methanogenesis Lösliga organiska molekyler Socker, Aminio syror, fett syror 2 Flyktiga organiska syror Acetat 3 H2, CO2 4 4 CH4 + CO2

7 Biogas vs anaerobi Mikrobiologiska aspekter Hastighetsbestämmande steg skiljer sig Hydraulisk uppehållstid vs mikrobiell uppehållstid Kemostat vs high rate Stor skillnad på utrustning

8 Anaerob behandling När är anaerobi intressant för industriella avlopp?? Hög koncentration av organiskt material > 1200 mg/l COD (BOD!!) Temperatur Toxicitet Driftkostnader Användning/behov för energi Platsbegränsningar

9 Anaerobi vs aerobi Energi förbrukning: LÅG HÖG Biogas produktion Luft 0,05-0,1 kwh/kg COD 0,7-1 kwh/kg COD Slam produktion: LÅG HÖG 0,03-0,05 kg/kg COD 0,2-0,6 kg/kgcod Market value Disposal costs Foot print: LITEN STOR

10 Anaerob behandling i kombination med aerobi Aerobisteget i kombination med ett anaerobisteg blir mindre än om endast aerobi. Mindre energibehov Mindre slamproduktion Mindre ytbehov Aerobi krävs för utsläppskrav Driftstabilitet vid förgiftning

11 Indelning olika system för anaerob behandling Anaerob behandling Utan koncentrering av biomassa Med koncentrering av biomassa CSTR Separation och återföring av biomassa Bärarmaterial Granuler Rörligt bärarmaterial Fast bärarmaterial

12 Olika system för anaerob behandling Laguner CSTR Kontaktprocess (Anamet ) Anaerobt filter Membran anaerobi High rate Ultra high rate Hybridprocesser Fluidiserad bädd När använda vilken teknik?

13 ANAMET - Process Anaerobic + Aerobic Biological Treatment 1) Inlet water 2) Heat exchanger 3) Anaerobic tank (mixing) 4) Degasification tank 5) Lamella sedimentation 6) Aerobic aeration tank 7) Aerobic sedimentation 8) Outlet clean water 9) Excess sludge 10) Gas system 11) Flare 12) Biogas to boiler

14 ANAMET - Processen Egenskaper vs high rate Låga volymsbelastningar ( 1 7 kgcod/m 3. d) Långa hydrauliska uppehållstider stora volymer Flokkulent anaerob biomassa Recirkulation av slam Låga driftkostnader om näringsbehov Driftstabil Typiska applikationer Avlopp med hög andel nedbrytbara partiklar Avlopp med FOG (fat,oil,grease) Avlopp med hög kalcium koncetration Koncentrerade avlopp

15 Granulprocesser Kompakta granuler Inget bärarmaterial Höga sjunkhastigheter ( m/h) kg TS/m3 slambädd (VSS approx. 80%) Hög specifik aktivitet (1 g COD/g VSS.d)

16 High Rate Tekniker UASB- Upflow Anaerobic Sludge Bed VLR: 5-20 kg COD / m3 * d ECSB External Circulation Sludge Bed VLR: kg COD / m 3 * d EGSB Expanded Granular Sludge Bed VLR: kg COD / m 3 * d IC Internal Circulation VLR kg COD / m3 * d

17 Jämförelse olika tekniker high rate EGSB - Biothane IC- Paques ECSB HydroThane STP

18 High Rate ECSB External Circulation Sludge Bed VLR: kg COD / m 3 * d CHARACTERISTICS ECSB: Biogas Typical m water height Pressurized system Round / rectangular Steel / FRP / Concrete Effluent NT From buffer tank HydroThane STP ECSB

19 ECSB High Rate

20 EGSB High Rate Biogas Effluent Granular sludge/water 2. Settled granular sludge Sludge bed Influent

21 Ultra high rate EGSB

22 Design kriterier anaerobi indikativa Designkriterier med hänsyn till kostnad COD [mg/l] Belastning TSS/COD TSS [kg/d] [mg/l] min max min max Kontakt >2000 Normalt ingen >500 Normalt ingen Normalt ingen begränsning begränsning begränsning UASB > ) >500 Normalt ingen <15% <1500 begränsning ECSB,IC etc > ) >500 Normalt ingen <15% <500 begränsning 1) Utan utspädning, även beroende på typ av avloppsvatten

23 Exempel ANAMET Huatai Paper, CHN, Paper 6 x Turkish Seker, TUR, Sugar Dansico, DEN, Sugar Meishan Mauri Yeast, CHN Harbin Mauri Yeast, CHN Hebei Mauri Yeast, CHN 180 ton COD/day 6 x 30 ton COD/day 50 ton COD/day 24 ton COD/day 25 ton COD/day 8 ton COD/day

24 Turkish Seker, Yozgat

25

26

27 Turkish Seker Design basis: Calcium > mg/l COD = kg/d COD-Reduction = 75 % Biogas production value: 3.2 MW

28 Shandong Huatai Paper Co., Ltd Anaerobic Waste Water Treatment

29 Huatai One of the worlds largest anaerobic treatment plants Design data Waste paper and BCTMP 182 ton COD/d m 3 /d Energy production kwh/d Size anaerobic reactors 2 x m 3

30 Huatai Boiler Steam Cooling tower Lamella return sludge Paper ww Primary clarifier Equalization tank Anaerobic reactor Lamella sedimentation Selector Activated sludge tank Secondary clarifier Tertiary treatment Excess sludge Return sludge Sludge Mixing tank Sludge Dewatering Sludge cake

31 Performance COD removal kg/d COD removal rate % Biogas production Nm 3 /d (50 % CH 4 ) Biogas produktion 15 MW

32 Exempel Purac High Rate Lapin Kulta, FIN, Brewery 2 x Bulmers I, IRL, Cider Agroetanol, SWE, Bioethanol Mondi Paper, POL; Paper 8 ton COD/day 2 x 18.5 ton COD/day 9 ton COD/day 70 ton COD/day

33 Mondi Packaging Paper Swiecie

34 Mondi Swiecie Container board & Sack Paper Kraft EGSB process Reactor volume 2 x 1500m 3 (20kgCOD/m 3 *d) Biogas m 3 /d 15 ton oil equivalents per day

35 Mondi Swiecie Design data Flow < m 3 /d COD < 70 tpd COD < mg/l TSS < 200 mg/l Ca 2+ < 300 mg/l SO 4 < 300 mg/l

36 Tack för uppmärksamheten!