Contracting division of Läckeby Water Group Anaerob behandling av industriella avloppsvatten Daniel Ling 27 Januari 2011
Innehåll presentation Anaerob behandling LWG Purac Biogas vs anaerobi Anaerobi vs aerobi Processer för anaerob industriell behandling Kriterier för val av process Några case
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
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.
Anaeroba bakterier Två huvudgrupper av bakterier i en anaerob process Syrabildare Lever i ett brett ph område (4.0-8.0) 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(6.6-7.6) Arbetar optimalt i ett smalt temperaturområde (30 37 C) Generationstid 3-5 dagar Omvandlar syrorna till CH4 och CO2 (Biogas)
Anaerob behandling 1 Hydrolys Organiskt material Kolhydrater, proteiner, fetter 2 Surjäsning 1 3 4 Acetogenesis Methanogenesis Lösliga organiska molekyler Socker, Aminio syror, fett syror 2 Flyktiga organiska syror Acetat 3 H2, CO2 4 4 CH4 + CO2
Biogas vs anaerobi Mikrobiologiska aspekter Hastighetsbestämmande steg skiljer sig Hydraulisk uppehållstid vs mikrobiell uppehållstid Kemostat vs high rate Stor skillnad på utrustning
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
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
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
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
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?
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
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
Granulprocesser Kompakta granuler Inget bärarmaterial Höga sjunkhastigheter (60-100 m/h) 60-80 kg TS/m3 slambädd (VSS approx. 80%) Hög specifik aktivitet (1 g COD/g VSS.d)
High Rate Tekniker UASB- Upflow Anaerobic Sludge Bed VLR: 5-20 kg COD / m3 * d ECSB External Circulation Sludge Bed VLR: 10 35 kg COD / m 3 * d EGSB Expanded Granular Sludge Bed VLR: 10 30 kg COD / m 3 * d IC Internal Circulation VLR 10-35 kg COD / m3 * d
Jämförelse olika tekniker high rate EGSB - Biothane IC- Paques ECSB HydroThane STP
High Rate ECSB External Circulation Sludge Bed VLR: 10 35 kg COD / m 3 * d CHARACTERISTICS ECSB: Biogas Typical 14-22 m water height Pressurized system Round / rectangular Steel / FRP / Concrete Effluent NT From buffer tank HydroThane STP ECSB
ECSB High Rate
EGSB High Rate Biogas Effluent 1 2 1. Granular sludge/water 2. Settled granular sludge Sludge bed Influent
Ultra high rate EGSB
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 30000 begränsning begränsning begränsning UASB >1200 30000 1) >500 Normalt ingen <15% <1500 begränsning ECSB,IC etc >1200 30000 1) >500 Normalt ingen <15% <500 begränsning 1) Utan utspädning, även beroende på typ av avloppsvatten
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
Turkish Seker, Yozgat
Turkish Seker Design basis: Calcium > 1 500 mg/l COD = 30 000 kg/d COD-Reduction = 75 % Biogas production value: 3.2 MW
Shandong Huatai Paper Co., Ltd Anaerobic Waste Water Treatment
Huatai One of the worlds largest anaerobic treatment plants Design data Waste paper and BCTMP 182 ton COD/d 60 000 m 3 /d Energy production 370 000 kwh/d Size anaerobic reactors 2 x 30 000 m 3
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
Performance COD removal 118 000 kg/d COD removal rate 65-70 % Biogas production 74 000 Nm 3 /d (50 % CH 4 ) Biogas produktion 15 MW
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
Mondi Packaging Paper Swiecie
Mondi Swiecie Container board & Sack Paper Kraft EGSB process Reactor volume 2 x 1500m 3 (20kgCOD/m 3 *d) Biogas 23 000 m 3 /d 15 ton oil equivalents per day
Mondi Swiecie Design data Flow < 10 000 m 3 /d COD < 70 tpd COD < 7 000 mg/l TSS < 200 mg/l Ca 2+ < 300 mg/l SO 4 < 300 mg/l
www.purac.se Tack för uppmärksamheten!