1 Energieffektivitet Käppalaverket, Lidingö Torsten Palmgren VA-mässan 2009 24 september Stockholm 3 Käppalaverket Renar avloppsvatten från 11 kommuner norr och öster om Stockholm En konventionell aktivslam process med modifierad UCT- layout Dimensionerad belastning 700 000 p.e. Nuvarande belastning 550 000 p.e. Utsläppskrav N: 10 mg/l P: 0,3 mg/l BOD 7 : 8 mg/l Belastning 2008: BOD 7 : 34 ton/d P: 0,9 ton/d N: 5,8 ton/d Utsläpp 2008 BOD7 < 3 mg/l (8 mg/l) P: 0,2 mg/l (0,3 mg/l) N: 8 mg/l (10 mg/l) 2 Upptagningsområde 2008 4 Käppalaverket
5 Energibalans Elförbrukning 33 GWh/år varav 5 GWh på fastlandet Värmeproduktion 32 GWh Egenförbrukning värme 6 GWh Försåld värme 26 GWh 7 Genomförda och övervägda åtgärder Ökad biogasproduktion Ökad TS-halt i slam till rötning Minskad egenförbrukning av värme Minskad elförbrukning i biosteget Ventilation Belysning Inloppspumpning Sommartid, ställa av linjer med sämre energieffektivitet 6 Elenergiförbrukare 8 Ökad biogasproduktion Större fokus på driften av rötkamrarna Högre TS-halt in, överskottsslamcentrifuger Förtjockning primärslam, planerad Förbehandling av slam före rötning, försök
9 Uppvärmning/avkylning slam 9 8 7 Överskottslam Primärslam 6 5 4 andel TS % 3 2 1 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 elförbrukning kwh/dygn 10 Minskad egenförbrukning av värme Utbyte av värmeväxlare för slam från rötning Kylning med hjälp av värmepump av rötat slam Kyla i el-utrymmen och värme från utgående vatten med värmepump Återvinning värme från blåsmaskinerna Återvinning värme i ventilationsluften MWh/d Producerad och levererad energi 120 100 levererad energi producerad energi 80 60 40 20 0 september 2000 mars 2001 september 2001 mars 2002 september 2002 mars 2003 september 2003 mars 2004 september 2004 mars 2005 september 2005 mars 2006 september 2006 mars 2007 september 2007 mars 2008 september 2008 mars 2009 11 Förbehandling av slam före rötning Ultraljud - utredningar, försök på lab avdödning Microthrix, ökad gasproduktion Venturi fullskaleförsök avdödning Microthrix, ökad gasproduktion Enzymer fullskaleförsök ökad gasproduktion Malning fullskaleförsök, pågår ökad gasproduktion 12 Malning av överskottslammet
13 Malning, varför skillnad mellan pilot och fullskaleförsök Under försöken 2008 kördes malmaskinen med ett mottryck på 1,0 och 1,5 bar. Detta är mycket mer än vi har nu (0,3 bar). Enzymer tillsattes överskottsslammet i ett annat projekt under försöket 2008. Slammet recirkuleras på annat sätt Sämre avgasning vid högre gasproduktion Eventuellt var det olika slam. Detta år har det varit höga filamenthalter i slammet. 15 Varför ny syrestyrning? Luftning av aeroba zonerna står för ca 20% av totala elenergiförbrukningen. Problem: 1. Vid låg belastning uppstod situationer med förhöjda syrehalter i slutet av aeroba zonerna. Risk för syresättning av nitratrecirkulationen Oönskad stabilisering av slammet 2. Vid normal belastning, ineffektiv syreöverföring 14 Energiförbrukning biosteget (30 %), luftning N- och P- rening Fördenitrifikation utan extern kolkälla Bio- P och simultanfällning i returslamflödet 4 till 6 aeroba zoner med separat styrning av luftflödet Bottenmonterade gummimembrandysor 16 Varför ny syrestyrning? Syrehalter i sista luftade zonerna
17 Ny syrestyrningsstrategi Genom att utnyttja den icke- linjära strukturen i syreöverföringens dynamik och nitrifierarnas tillväxthastighet finns en potentiell energibesparing, dvs. Undvik aeroba zoner med onödigt höga syrehalter Undvik allt för låga ammoniumkoncentrationer innan sista aeroba zonen. Använd adaptiva syrebörvärden 19 Resultat: Luftflödesfördelning Belastning förskjuten till zon 3 18 Resultat: Förhöjda syrehalter Syrehalter i sista luftade zonerna 20 Fullskaledrift Strategin är nu implementerad i 6 linjer Årlig besparing på ca 500 000 SEK under 2009 kommer strategin implementeras till övriga linjer Förväntad besparing ca 1 000 000 SEK Ytterliggare syrehaltsmätare kostar ca 250 000 SEK Underhåll ca 60 000 SEK/år
21 Biosteget, övrigt (12 %) Omrörning (49 %) försök planeras Returslam (23 %) förbättrad styrning planeras Nitratretur (24 %) styrs idag manuellt efter redoxmätning, styrning med nitrathaltsmätning planeras 23 Belysning (10 %) Belysningen tänd dagtid 7.00 16.30 vardagar i centraltunnlar Rörelsedetektorer i blocken Nya energisnålare lysrör installeras 22 Ventilation (12 %) exkl uppvärmning viktig för att undvika korrosion 500 000 m 3 luft/h byts ut i berget 10 % går genom en skrubber 290 000 kwh/månad Energisparläge, spar idag ~ 50 000 kwh/månad 24 Inloppspumpning 10 % Pumpning före silar Möjligt trycksätta sugsidan Fördelar med trycksatt sugsida lägre energiförbrukning ca 1 000 MWh Nackdelar med trycksatt sugsida svårare renshantering sämre ventilation av Lidingötunneln Vattennivå 20 m Pumpar
25 Inloppspumpning Inloppspumpning (10 %) 0,120 0,115 0,110 0,105 0,100 0,095 0,090 0,085 kwh/m 3 27 Slutsatser Vi måste få en bättre bild av energi in och ut, lyfta blicken Exergi Utnyttja energin i inkommande avloppsvatten optimalt Processutveckling till snålare reningsprocesser En lampa släkt i Käppalaverket spar lika mycket energi som en lampa släkt hemma 26 0,080 0,075 0,070 0,065 0,060 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 m 3 /s 8 st frekvensstyrda centrifugalpumpar 28 Slut Tack för uppmärksamheten