demon-prosessi rejektivesien käsittelyssä/marina graan, pöyry
TRANSCRIPT
VESIHUOLTO 2016 –PÄIVÄT 8.-9.6.2016
DEMON+ PROSESSI LAKEUDEN ETAPPI OY:N REJEKTIVEDENKÄSITTELYSSÄ
Ongelmien kautta onnistumiseen
Marina Graan, Pöyry Finland OyAntero Bäcklund, Lakeuden Etappi Oy
2COPYRIGHT©PÖYRY
ESITELMÄN RUNKO
3.6.2016
Ennen 2008Taustaa
2008-2009 Vaihtoehtojen selvitys ja valinta
2012-2014Prosessin ajoaOma ymppi auttaakun teho laskee
2009 Demon+ Läpivirtaus- modifikaatiot
2010 kuormitus-ongelmia ja useita lisäymppejä
2015 Demon+ ongelmat jatkuivat Syyskuussa prosessi toimintaan
2011 Demon+ SBR laajennus
Demon+ prosessi ajettiin ensimmäisen kerran ylös vuoden 2009 lopulla.Muut vaiheet, jotka tulen esittelemään on kuvattu alla olevassa kaaviossa.
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
2012 Demon+ SBR laajennuksenylösajo
3COPYRIGHT©PÖYRY
TAUSTAA, ENNEN 2009
Biokaasulaitoksen rejektivesien aktiivilieteprosessi Toimimaton DN prosessi, nitriitin aiheuttama
myrkytystila, vaihteleva kuormitus Vaihtoehtojen vertailu: aktiivihiili, käänteisosmoosi,
ammoniumtypen strippaus, DN-prosessin laajennus, Demon+ prosessi
3.6.2016
Valittiin Demon+ kokonaistaloudellisesti ylivoimainen! Säästö käyttökuluissa on erittäin merkittävä (energia, metanoli, alkalointikemikaali,
mahdollisesti saostuskemikaali, polymeeri, yms.)
Prosessi on kaksivaiheinen; – Nitritaatio; Noin puolet ammoniumista hapetetaan jaksottaiseen hapetuksen avulla
nitriitiksi– Deammonifikaatio; Tämän jälkeen jäljelle jäävä ammonium muutetaan suoraan
anaerobisesti typpikaasuksi nitriitin avulla autotrofisen aineenvaihdunnan kautta– Elektronidonorina toimii ammoniumtyppi
Liete on hitaasti kasvavaa, punaista, granulamuotoista ja hyvin raskasta
4COPYRIGHT©PÖYRY3.6.2016
VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA
REJEKTIVESIEN KÄSITTELY - CASE DEMON®
ARA Glarnerland elokuussa 2009
COPYRIGHT©PÖYRY
DEAMMONIFIKAATIOON PERUSTUVA TYPENPOISTOPROSESSI
3.6.20165VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA
Keskeinen asia on Annamox-liete pysyminen prosessissa mekaanisten erottimien avulla, sykloni sekä kelluva esiselektori (preselector)
Liete erittäin nopeasti laskeutuvaa, laskeutumisnopeus 60 m/h Altaassa kaksi lietettä, granulalietteen lieteikä 100-200 d ja vapaan lietteen 2-
10 d (lämpötilasta riippuen)
Jaksottainen hapetus Osittainen
nitritaatio
Autotrofinen nitriitin reduktio
6COPYRIGHT©PÖYRY
ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI
3.6.2016
VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA
Prosessi toteutettiin olemassa oleviin altaisiin Käytettiin pääasiassa olemassa olevaa rakennetta ja koneistoa
Prosessimuutokset olivat seuraavat:– Prosessi muutettiin täyssekoitusaltaaksi, jossa koko altaassa on sekoitus ja
ilmastus– Prosessiin lisättiin Demon® sykloni sekä Demon® lietteenerotus– Prosessia ohjataan erillisellä ohjausjärjestelmällä– Lisättiin instrumentointia NH4-N, NO3-N, pH ja O2 mittaukset (sekä
mittausten tuplaus)
7COPYRIGHT©PÖYRY
ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI
3.6.2016
VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA
8COPYRIGHT©PÖYRY
2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 1
Lisenssi ostettiin 900 kg N typenpoistolle
Keskimääräisellä pitoisuudella mitoitusvirtaama oli n. 320 m3/d, eli 13m3/h.
Yritettiin saavuttaa mitoituskuormitusta, mutta suuren kuormituksen jälkeen tuli aina ongelmia
3.6.2016
9COPYRIGHT©PÖYRY
2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 2
3.6.2016
Prosessin ajon aikana siirrettiin sykloni jälkiselkeytykseen, koska todettiin, että preselektorista karkasi granulaa.
Altaan pintaa laskettiin, lisättiin ravinnetta, huollettiin tarkemmin mittareita ja koulutettiin henkilökuntaa
Tyhjennyksessä todettiin, että pyöreän altaan seinämille ja pohjan reunoille, oli kertynyt paksu kerros punaista granulaa, joten sekoittimien asennot muutettiin
Mitkään muutokset eivät auttaneet ratkaisevasti vaan kuormitus jouduttiin jatkuvasti rajoittamaan
10COPYRIGHT©PÖYRY
DEMON+ SBR JA YLÖSAJO
Alussa esiintyneiden ongelmien takia päätettiin vuonna 2011 laajentaa prosessia perinteisellä Demon+ SBR prosessilla. SBR prosessin periaate on seuraava:
Vuonna 2012 prosessi otettiin käyttöön
Vaikka ongelmia oli ollut, usko prosessiin oli kova, sillä sen tuomat edut olivat selvästi näkyvissä.
3.6.2016
11COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016Vaikka käytössä oli kaksi Demon+ prosessia, niin tulos ei silti muuttunut tasaiseksi.
Etuna oli, että tällä järjestelyllä saatiin tarvittava ymppi omasta Demon+ SBR prosessista.
Ongelmat jatkuivat vuosia, kunnes syksyllä 2015 tulos tasaantui.
Syksyn jälkeen poistoteho on ollut alkuperäisessä Demon+ altaassa lähellä 500 kg/d ja tulos on pysynyt hyvänä.
Linkojen vaihtoon liittyvät ongelmat heikensivät tulosta, mutta se palautui nopeasti
3.6.2016
12COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016
3.6.2016
Kuorma seuraa suoraan virtaamaa
Typen määrä on prosessin rajoittava tekijä
Typpi lähtee nousuun, kun syöttöraja tulee vastaan
13COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016
Puhdistustulos on täyttänyt vaatimuksen
Kuormitusta ei ole voitu ajaa suunnitellusti
Pienemmällä syöttökuormalla tulos hyvä
3.6.2016
01/01/13
06/02/13
14/03/13
19/04/13
25/05/13
30/06/13
05/08/13
10/09/13
16/10/13
21/11/13
27/12/13
01/02/14
09/03/14
14/04/14
20/05/14
25/06/14
31/07/14
05/09/14
11/10/14
16/11/14
22/12/14
27/01/15
04/03/15
09/04/15
15/05/15
20/06/15
26/07/15
31/08/15
06/10/15
11/11/15
17/12/15
22/01/16
27/02/16
03/04/16
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
NH4-N, kg/d Ntot ulos, kg/d Lähtevä Ntot tavoite
14COPYRIGHT©PÖYRY
TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ
3.6.2016
Antero Bäcklundin sanoin Prosessissa muutettua tai kehitetty vuosien varrella:
– Syklonin tyyppi– Syklonin paikka– Mittareiden anturit vaihdettu useasti (mekaanista rasitusta nopean virtaaman vuoksi ja
mm. kaapelivaurioita on korjattu)– Mittaukset kahdennettu– Muutokset ajotavassa: syklonointiaikojen huomattava pidentäminen – Prosessien ohjaus on siirretty laitoksen ohjausjärjestelmään
Parannettavaa:– tarvitsee lämpimän veden (> 25C )– mittaukset ovat olleet epäluotettavia (WTW) – vaatii jatkuvaa laboratoriomittausta– ohjaus vaatii jatkuvaa seurantaa – ei voi jättää automatiikan varaan– prosessi työllistää yhden henkilötyövuoden ja lisäksi viikonvaihdevalvonta– alkaliteetti katoaa (syy ei ole selvillä) – lisättävä soodaa tai lipeää– lämpötilamuutokset vaikuttavat voimakkaasti puhdistustehoon– SBR – yksikössä ongelma: max. ilmamäärä jää alle tarvittavan, koska jakeluputkisto
ahdas – jos tarvitaan uusi bakteerikanta, sen saa vain toimittajalta huomattavan kalliilla hinnalla
15COPYRIGHT©PÖYRY
TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ
3.6.2016
Antero Bäcklundin sanoin
Käytössä on tällä hetkellä molemmat yksiköt, jotka käsittelevät kaiken syntyvän rejektiveden (9 m3/h)
Maksimikapasiteetit ovat läpivirtaus Demon yksiköllä 10 m3/h ja SBR yksiköllä 8 m3/h
Kompressorikapasiteetti ei ole rajoittava tekijä
Ongelmista huolimatta prosessissa ollaan pitäydytty!– Pääasiallinen syy on että ei ole löytynyt teholtaan ja investoinneiltaan vakavaa vaihtoehtoa– Muut deammonifikaatioprosessit ovat vasta tulleet suomen markkinoille
Prosessin edut ovat:– typenpoistoteho on korkea– pystyy toimimaan lämpimässä vedessä (< 40C )– kemikaali- ja energiakustannukset pienet– syöttöä on helppo säätää – kestää kuormitusta
16COPYRIGHT©PÖYRY
YHTEENVETO
Tällä hetkellä Etapilla käytössä taloudellinen typenpoistoprosessi, joka saavuttaa sille asetettuja päästötavoitteita
Suurin ongelma oli prosessin tehon yllättävät heikentymisen ja ongelman ratkaisu oli rinnakkainen prosessi, josta voidaan saada ymppi tarvittaessa nopeasti ja ilman kustannuksia
Kun miettii mitä tänä päivänä olisi suositus, niin edelleen suosittelisimme samaa prosessia– Kokonaiskustannukset ovat edullisimmat– Prosessin periaate on innovatiivinen mutta kuitenkin yksinkertainen
Mitä tekisimme toisin?– Jos olisimme tienneet, että luvattua kapasiteettia ei saavuteta, olisimme määritelleet
mitoituskuormituksen korkeammaksi ja tehneet laitoksesta kaksiosaisen ympin saannin varmistamiseksi.
3.6.2016
17COPYRIGHT©PÖYRY
KIITOS MIELENKIINNOSTA!
3.6.2016
Yhteyshenkilöt:Suunnittelija; Marina Graan, Pöyry Finland Oy, [email protected]
Käyttäjä; Antero Bäcklund, Lakeuden Etapopi Oy, [email protected]