Pilotförsök för ökad biogasproduktion. hygienisering av slam vid Sundets reningsverk i Växjö

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Pilotförsök för ökad biogasproduktion. hygienisering av slam vid Sundets reningsverk i Växjö"

Åsa Gun Henriksson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Pilotförsök för ökad biogasproduktion och hygienisering av slam vid Sundets reningsverk i Växjö

2 Bakgrund Växjö behöver mer fordonsgas för sina stadsbussar Beslut att starta insamling av matavfall och samrötning med avloppsslam kräver om och tillbyggnad av ARV innebär också hygieniseringskrav En processkonfiguration där efterrötning energimässigt betalar för hygieniseringen föreslogs JTI s mobila pilotanläggning för biogasförsök användes i ett projekt för att testa om detta kunde fungera

3 Förutsättningar Sundets ARV skall alltså ändå bygga ytterligare rötkammarkapacitet Förslaget var att nybyggd rötkammarkapacitet då kan läggas i serie i stället för parallellt med existerande rötkammare Vidare att hygieniseringssteget placeras mellan första och andra rötningssteget och att en delavvattning sker innan hygieniseringen för att inte spendera onödig energi på att koka en massa vatten

4 Frågeställningar Finns det mer biogas att hämta ut rötslammet och är det i så fall tillräckligt för att energimässigt betala för pasteurisering? Kan vi på ett enkelt sätt avvattna rötslam från ca 3,5% TS till ca 10 % TS mellan rötstegen? Kan vi pumpa och få en helomblandad eftrrötningsprocess vid höga TS halter, vilka tryck uppstår i ledningar och vilken viskositet får vi? Ger delavvattningen ett acceptabelt rejekt?

5 1 2 Försöksuppställning Sundets ARV 5 Mobil pilotanläggning Försökslängden var tre uppehållstider á 22 dagar för rötkammare Substrat Förtjockare Rejektvatten Dispergering Bufferttank Hygienisering Sundets rötkammare 1 Rötkammare Rötrest Sundets centrifug 9 Verkets stora Delflöde rötkammare till projektspecifik jobbar på som vanligt och utrustning Mindre producerar delflöde som gas hyrdes till pilotanläggning in för test. ca 120 m 3 Kördes slam/dygn 250 kontinuerligt liter och / dygn, dagtid 5 beskickningar 0,6 Nm 3 biogas/m ca av 3 rötkammaren, mdygn 3 63 % 8 á h/dygn CH 45 4 kg/gång

6 Lite foton från försöksuppställningen

7 Gasproduktion och gassammansättning vid efterrötning [Nm 3 /m 3 aktiv & dygn] 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Biogas Metan Specifik metanproduktion [Nm 3 /ton VS ] Biogasproduktion och metanproduktion från efterrötning Koncentration [vol %] Den specifika metanproduktionen i efterrötningen Metan Koldioxid 10 0 Koncentration av metan och koldioxid i biogasen från efterrötning

8 Massbalans Nm 3 biogas/dag 63% metan 11,1 MWh/d 281 Nm 3 biogas/d 74,2% metan 2,0 MWh/d Hygienisering 1,4 MWh/d Sundet existerande anläggning Separat pilotutrustning Mobil pilotanläggning (resultat extrapolerade till fullskala)

9 Sundets ARV Mobil pilotanläggning Utrötningsförsök 1 Substrat Förtjockare Rejektvatten Dispergering Bufferttank Hygienisering Sundets rötkammare 1 Rötkammare Rötrest Satvis utrötning. Växjö I Sundets centrifug Växjö Prov 1; Ackumulerad gas. N-mL CH4 / g VS Växjö Prov 7; 148 Växjö Prov 6; 138 Växjö Prov 2; 131 Växjö Prov 5; 118 Växjö Prov 4.1; 72 Växjö Prov 1 Växjö Prov 2 Växjö Prov 3 Växjö Prov 4.1 Växjö Prov 5 Växjö Prov 6 Växjö Prov 7 Växjö Prov 8 Växjö Prov 4,2 50 Växjö Prov 4,2; Tid (dagar)

10 Hur gick det?? Process parameter Sista uppehållstiden Sista veckan Projektmål TS in till efterrötning 8,8 9,0 10 % Enhet Biologisk belastning 2,47 2,49 3,2 kg VS/m3 Utrötningsgrad 11,8 11,9 N/A % Biogasprod. 0,38 0,41 0,632 Nm3 biogas/m3 Metanprod. 0,28 0,30 0,38 Nm3 CH4/m3 Metanhalt 74,2 74,7 60 % Spec. metanprod liter CH 4 /kg VS och dag Ökning av metanprod. Ökning av energiproduktion % 2,0 2,1 2 X teor. Hyg. = 2,8 MWh/d

11 Varför nådde vi inte ända fram energimässigt?? Gasproduktion och biologisk belastning för Sundets rötkammare 4,0 Vår försöksperiod 3, ,0 Nm 3 /dag ,5 2,0 1,5 Kg VS/ m 3, dag Gasproduktion 2010 Gasproduktion 2011 VS in till verket 2010 VS in till verket , ,5 0 Jan Feb Mars April Maj Juni Juli Augusti Sept Okt Nov Dec Axelrubrik 0,0

12 Slutsatser Det finns tillräckligt med gas kvar i rötat avloppsslam för att energimässigt betala för pasteurisering genom att lägga till ett efterrötningssteg Mellanavvattningen gick bra med en enklare bandavvattnare och kvaliteten på rejektet blev bra Metaninnehållet blir högt vid rötning efter pasteurisering Det mellanavvattnade och pasteuriserade rötslammet gick bra att pumpa och omrörningen i rötkammaren fungerade väl

13 Ytterligare slutsatser Delavvattningen i kombination med dispergering, pasteurisering och efterrötning producerade ett sirapslikt slam med mycket dåliga avvattningsegenskaper Dispergering konsumerade mycket el och hade ingen positiv effekt på gaspotentialen Pasteurisering av avloppsslam genererar en stark lukt luktreduceringstekniker testades och de verkade ha god effekt Pasteuriseringen sänker viskositeten och gör slammet lättare att pumpa och röra om Pasteuriseringen hade i sig en liten positiv effekt på slammets gaspotential

14 Tack för uppmärksamheten! Gustav Rogstrand Forskare JTI - Institutet för jordbruks- och miljöteknik Box 7033, SE Uppsala Tel: Mob: Gustav.Rogstrand@jti.se Internet: Anneli Andersson Chan PhD, Processingenjör avlopp och biogas Växjö kommun, VA, Tekniska förvaltningen Box 1222, SE Växjö Tel: Mob: anneli.anderssonchan@vaxjo.se Internet:

15 Sundets ARV Mobil pilotanläggning Utrötningsförsök 1 Substrat 2 Förtjockare Rejektvatten 3 Dispergering 5 Bufferttank 6 Hygienisering 7 8 Sundets rötkammare 1 Rötkammare Rötrest Satvis utrötning. Växjö I Sundets centrifug Växjö Prov 1; Ackumulerad gas. N-mL CH4 / g VS Förändring Förändring över Förändring RK1 över Förändring (1 2) över över hyg.tanken avvattning över RK2 bufferttanken och (6 7) dispergering (7 8) (5 6) (2 5) Växjö Prov 7; 148 Växjö Prov 6; 138 Växjö Prov 2; 131 Växjö Prov 5; 118 Växjö Prov 4.1; 72 Växjö Prov 1 Växjö Prov 2 Växjö Prov 3 Växjö Prov 4.1 Växjö Prov 5 Växjö Prov 6 Växjö Prov 7 Växjö Prov 8 Växjö Prov 4,2 50 Växjö Prov 4,2; Tid (dagar)

16 Rejektet Tabell 1 Massflöden av ammonium och fosfat baserat på viktade koncentrationer utifrån volymsflödesförhållande mellan 4.1 (95%) och 4.2 (5%) Rejektflöde Ton/dag Ammoniumhalt kg/ton Fosfathalt g/ton Massflöde ammonium kg/dag Massflöde fosfat g/dag 250 0,33 1,01 82, ,33 1, ,33 1, Sundets ARV Mobil pilotanläggning Substrat Förtjockare Dispergering Hygienisering Rejektvatten Bufferttank Sundets rötkammare 1 Rötkammare Rötrest Sundets centrifug 9

17 Tungmetaller Tabell 1 Koncentration av tungmetaller [g/ton] i punkt 2 och 8 samt kvoten mellan metall och total-p [ppm] i respektive punkt Punkt 2 [g/ton] Kvot mellan metall och total P [mg/kg] Punkt 8 [g/ton] Kvot mellan metall och total P [mg/kg] As 0, ,20 77 Ba 7, , Cd 0, ,08 30 Co 0, , Cr 0, , Cu 8, , Hg 0, ,04 16 Ni 0, , Pb 0, , V 0, , Zn 16, , Total P Sundets ARV Mobil pilotanläggning Substrat Förtjockare Dispergering Hygienisering Rejektvatten Bufferttank Sundets rötkammare 1 Rötkammare Rötrest Sundets centrifug 9

18 Mobil pilotanläggning för biogasförsök Gustav Rogstrand, Forskare JTI Institutet för jordbruks och miljöteknik

19 Vår pilotanläggning avskalad 600 liter hygieniseringstank För torrare substrat Kraftig blandare Spädning med rötslam Mottagningstank Buffert Blandning Spädning med rötslam Rötkammare 5000 liter Vågceller Alla fyra tankar står på vågceller för exakt flödesmätning Sönderdelningsutrustning Utbytbar plats för alternativ behandling, exempelvis dispergering eller tillsatsdosering 300 liter hygieniseringstank För lättflytande substrat

20 Anläggningen växer fram i JTI s verkstad

Relevanta dokument

JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik. Tekniskt jordbruksinstitut med tydlig miljö- och energiprofil

JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik Tekniskt jordbruksinstitut med tydlig miljö- och energiprofil JTI är en del av SP-koncernen Ingår i SP-koncernen tillsammans med sex systerbolag: SP, SIK,