Att mäta är att veta Effektiv onlinemätning ger energibesparingar och minskade utsläpp Mattias Osterman, Christian Berner AB Lösningar för att möta nya krav på reningsverk oktober 2014, Elmia 1
Agenda Ljungby ARV, Ljungby - Energieffektivisering genom onlinestyrning och intermittent luftning HKC Hässleholm miljö, Vankiva - Ökad kapacitet i befintlig SBR-anläggning 2
Citat Att mäta är att veta - grekiskt talesätt Den som inte kan mäta sina resultat, vet intet Einstein You cannot control what you cannot measure. - Tom DeMarco (Software Engineer) 3
Grundläggande Hur vet vi att det vi mäter är relevant, går att lita på? Använder vi rätt mätmetod? Rätt placering? Verifiering? Underhåll och service? 4
Ljungby ARV Introduktion Önskemål onlinestyrning i Ljungby (2007-2008) Förbättrad kvävereningsgrad Minskad energiförbrukning till luftning Bättre Returslamstyrning Ökad Hydraulisk kapacitet 5
Ljungby ARV processlayout/styrning Energieffektivisering genom onlinestyrning och intermittent luftning Onlinestyrningsmoduler Kvävereningsmodul för avancerad onlinestyrning av luftning, CODdosering, omrörning Modul för returslamstyrning Nya onlinemätare 6
Ljungby ARV Onlinemätningar Onlinemätare WTW IQ-sensornet med Syre (4st i Zon3-6) Susp (Slamalt och Returslam) NH4-N (inkommande och utgående) NO3-N (Utgående) Effektiv mätning: Pålitliga mätdata Snabba resultat Enkelt underhåll 7
Ljungby ARV Onlinestyrning av luftningen NH4, NO3 -princip Recirkulationsdrift Intermittent luftning NO3 NH4 NH4 Fanns redan luftare i alla zoner 8
Ljungby ARV Onlinestyrning av luftningen - princip Variabel O2 setpunkt beroende på belastning Onlinestyrning mot NH4, NO3 i utloppet 9
Ljungby ARV Processlayout/styrning, Trend DN (%) 10
Ljungby ARV Onlinestyrning av luftningen resultat energibesparing Luftning: Uppskattad energibesparing 123 000 kwh/år Omrörning: Tidigare gick omrörarna hela tiden under oluftade perioder. Nu går de intermittent vid oluftade perioder, dvs trots mer DN tid går de färre timmar. Uppskattad energibesparing 13 000 kwh/år 11
Ljungby ARV Sammanfattning energibesparing Ljungby ARV Luftning: Omrörning: Returslam: Totalt 123 000 kwh/år 13 000 kwh/år 34 000 kwh/år ca 170 000 kwh/år sparat ca 13% jämfört med elförbrukningen på reningsverket tidigare Dessutom minskat N-tot med 5 mg/l!!! 12
Ljungby ARV Sammanfattning energibesparing Ljungby ARV Antag 1 kr/kwh Besparing på 170 000 kwh/år investering på 850 000 kr (5år) 13
Ljungby ARV Slutsatser Regelbundet underhåll Fasta rutiner Automatisk rengöring Förebyggande underhåll i tid Verifiering mot labb Justering vid avvikelser Representativ provtagning Rätt typ av mätning Responstid Robusta elektroder 14
Hässleholm miljö Ökad kapacitet i befintlig SBR-anläggning Luftad damm med nitrifikation under del av året SBR nitrifikation och denitrifikation Total mängd lakvatten 140 000 m3 Kapacitet i lakvattenrening 110 000-150 000 m3 HKC år 2010, Förslag på utbyggnad av SBR med fördubblad reaktorvolym, cirka 2 4 miljoner kr 15
Hässleholm miljö Före beslut om utbyggnad Kan vi minska lakvattenmängderna? Kan vi optimera processen? Kan vi styra och övervaka bättre? Hur bra fungerar den biologiska processen? Hur kan vi styra driften ännu bättre 16
Hässleholm miljö Driftoptimering före utbyggnad Ett trepunktsprogram under 2011 1. Mätning av biologisk kapacitet 2. Övervakning med onlinemätning 3. Styrning av nitrifikation och denitrifikation 17
Hässleholm miljö Steg1 Mätning av biologisk kapacitet vid AnoxKaldnes Mycket hög denitrifikationshastighet 12 16 mg N/g VSS*h Hög nitrifikationshastighet 3 5 mg N/g VSS * h Hög andel VSS av TS (hög organisk halt) 90% av TS är VS (90 % glödförlust) Högre kapacitet finns! 18
Hässleholm miljö Steg 2 Onlinemätningar Onlinemätare WTW IQ-sensornet med kombinerad ammonium- / nitratsensor Effektiv mätning: Pålitliga mätdata Snabba resultat Enkelt underhåll 19
Hässleholm miljö Resultat av övervakningen Bekräftade resultat från lab Nitrifikationen färdig snabbare än väntat Denitrifikationen mycket snabb Möjlighet för att korta reaktionstiderna Högre kapacitet finns! 20
Hässleholm miljö SBR styrning möjlig kortare cykeltider per batch! Tid i timmar från cykelstart 21
8 7 Hässleholm miljö Lång denitrifikationstid störst begränsningen 13 dec NO3 och NH4 35 30 6 25 5 20 NH4 4 15 NO3 NH4-N NO3-N 3 2 10 1 5 0 2011-12-12 19:12 2011-12-13 00:00 2011-12-13 04:48 2011-12-13 09:36 2011-12-13 14:24 2011-12-13 19:12 2011-12-14 00:00 0 22
Hässleholm miljö Kolkälla? Nitrat Nitrathalten stiger under nitrifikation Mycket snabb denitrifikation Nitrathalten stiger Långsam denitrifikation Tid 23
90 80 70 60 50 40 30 y = -0,5317x + 79,492 R² = 0,9923 Hässleholm miljö Jämförelse kolkällor fullskala och labskala var enhetliga MOSSTANOL y = -0,1985x + 69,58 R² = 0,9157 Hast 1 hast 2 hast 3 y = -0,0878x + 59,138 R² = 0,9971 70 60 50 40 30 20 10 ETANOL y = -2,0747x + 57,2 R² = 1 y = -1,5743x + 54,698 R² = 0,9674 y = -1,074x + 42,19 R² = 1 hastighet 1 20 0 50 100 150 200 Hastigheter: - 12mg N/g VSS,h (under första tiden) - 4,4 mg N/g VSS,h (under resterande tid) - COD/N=5,0 0 0 20 40 60 80 100 Hastighet: - 16 mg N/g VSS,h (under hela tiden) - COD/N= 4,2 24
Hässleholm miljö Genom att Mäta biologisk aktivitet Övervaka processen med mätare Välja och dosera rätt kolkälla Ökat kapaciteten på verket 33% 25
Hässleholm miljö Slutsatser Verifiering mot labb Justering vid avvikelser Representativ provtagning Inköp av fotometer Rätt typ av mätning Onlinemätning med snabb responstid Robusta sensorer Regelbundet underhåll Automatisk rengöring 26