NEER ENGI SAMMENLIGNENDE TEST AF 3 GUNDFOS DYKPUMPER TIL GYLLE OG SPILDEVANDSSLAM. Mechanical Engineering Technical Report ME-TR-7

Transkript

1 NEER ENGI SAMMENLIGNENDE TEST AF 3 GUNDFOS DYKPUMPER TIL GYLLE OG SPILDEVANDSSLAM Mechanical Engineering Technical Report ME-TR-7

2 DATA SHEET Titel: Sammenlignende test af 3 Grundfos dykpumper til gylle og spildevandsslam. Undertitel: Mechanical Engineering Serietitel og nummer: Technical report ME-TR-7 Forfatter: Erik Fløjgaard Kristensen Institution: Institut for Ingeniørvidenskab - Mechanical Engineering, Aarhus Universitet Internetversion: Rapporten er tilgængelig i elektronisk format (pdf) på hjemmesiden for Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet Udgiver: Aarhus Universitet URL: Udgivelsesår: 2013, Sideantal: 120, Redaktion afsluttet: 2013 Sammenfatning: I denne rapport præsenteres resultater af en sammenlignende test med 3 Grundfos dykpumper. Pumpernes egenskaber og driftsikkerhed ved brug i forskellige medier er undersøgt. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Til undersøgelserne er anvendt traditionelle gylletyper fra kvæg og svin, samt forskellige typer spildevandsslam fra rensningsanlæg. De anvendte gylletyper havde tørstofindhold varierende fra 2,8 til 8,6 procent, mens tørstofindholdet i de forskellige typer spildevandsslam varierede fra 1,9 til 6,3 procent. Pumpe type SLV har fungeret meget driftsikkert i både gylle og spildevandsslam. Dog forekom der et enkelt driftsstop ved brug i kvæggylle. Pumpe type SL , S-tube kanalløber har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam, men er ikke egnet til pumpning af husdyrgylle. Husdyrgyllen har ofte et relativt højt indhold af halm og andre fibre som vil ophobes i pumpehuset. Pumpe type SLV med back flow kit har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam og afgasset gylle fra biogasanlæg. Pumpen er mindre egnet til pumpning af rå ubehandlet husdyrgylle. Emneord: Dykpumper, gyllepumper, spildevandsslam, spildevand, husdyrgylle, energiforbrug. Finansiel støtte: Undersøgelserne er finansieret af Grundfos Bedes citeret: Kristensen, E.F Sammenlignende test af 3 Grundfos dykpumper til gylle og spildevandsslam. Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet. Antal s.120 Technical Report ME-TR-7 Forsidefoto: Grundfos ISSN Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse

3 SAMMENLIGNENDE TEST AF 3 GRUNDFOS DYKPUMPER TIL GYLLE OG SPILDEVANDSSLAM Erik Fløjgaard Kristensen Aarhus University, Department of Engineering Sammenfatning I denne rapport præsenteres resultater af en sammenlignende test med 3 Grundfos dykpumper. Pumpernes egenskaber og driftsikkerhed ved brug i forskellige medier er undersøgt. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Til undersøgelserne er anvendt traditionelle gylletyper fra kvæg og svin, samt forskellige typer spildevandsslam fra rensningsanlæg. De anvendte gylletyper havde tørstofindhold varierende fra 2,8 til 8,6 procent, mens tørstofindholdet i de forskellige typer spildevandsslam varierede fra 1,9 til 6,3 procent. Pumpe type SLV har fungeret meget driftsikkert i både gylle og spildevandsslam. Dog forekom der et enkelt driftsstop ved brug i kvæggylle. Pumpe type SL , S-tube kanalløber har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam, men er ikke egnet til pumpning af husdyrgylle. Husdyrgyllen har ofte et relativt højt indhold af halm og andre fibre som vil ophobes i pumpehuset. Pumpe type SLV med back flow kit har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam og afgasset gylle fra biogasanlæg. Pumpen er mindre egnet til pumpning af rå ubehandlet husdyrgylle.

4 Indholdsfortegnelse 1. Sammenlignende test af 3 Grundfos dykpumper til gylle og spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 1, Svinegylle med højt tørstofindhold Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 2, Svinegylle iblandet halm Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 3, Afgasset gylle fra biogasanlæg Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 4, Kvæggylle Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 5, Kvæggylle iblandet snittet halm Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer 41

5 7. Delrapport 6, Afgasset gylle iblandet halmpiller Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 7, Afgasset spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 8, Fortykket spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 9, Retur spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 10, Primær spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer Delrapport 11, Retur spildevandsslam Sammendrag Beskrivelse Prøvens omfang Prøvens resultater Tekniske specifikationer 74

6 13. Bilag 1 Svinegylle Bilag 2 Svinegylle iblandet halm Bilag 3 Afgasset gylle Bilag 4 Kvæggylle Bilag 5 Kvæggylle iblandet halm Bilag 6 Afgasset gylle iblandet halm Bilag 7 Afgasset spildevandsslam Bilag 8 Fortykket spildevandsslam Bilag 9 Retur spildevandsslam Bilag 10 Primær spildevandsslam Bilag 11 Retur spildevandsslam 116

7 Sammenlignende test af 3 Grundfos dykpumper til gylle og spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i forskellige medier. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Til undersøgelserne er anvendt traditionelle gylletyper fra kvæg og svin, samt forskellige typer spildevandsslam fra rensningsanlæg. De anvendte gylletyper havde tørstofindhold varierende fra 2,8 til 8,6 procent, mens tørstofindholdet i de forskellige typer spildevandsslam varierede fra 1,9 til 6,3 procent. For pumpe 1, SLV har testen omfattet 2634 driftstimer med automatiske start/stop operationer. Det gennemsnitlige energiforbrug har i de forskellige typer medier varieret fra 7,6 til 9,7 kwh pr driftstime. Pumpen har fungeret meget driftsikkert i både gylle og spildevandsslam. Dog forekom der et enkelt driftsstop ved brug i kvæggylle. Pumpen blev stoppet på grund af for højt ampereforbrug forårsaget af ophobet halm og fiberrester på pumpehjul og i pumpehus. For pumpe 2, SL , S-tube kanalløber har testen omfattet 893 driftstimer med 3698 automatiske start/stop operationer. Det gennemsnitlige energiforbrug har i de forskellige typer spildevandsslam varieret fra 6,8 til 8,1 kwh pr driftstime. I forhold til de 2 andre testede pumper var energiforbruget lavt. Pumpen har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam, men er ikke egnet til pumpning af husdyrgylle. Husdyrgyllen har ofte et relativt højt indhold af halm og andre fibre, som vil ophobes i pumpehuset. For pumpe 3, SLV med back flow kit har testen omfattet 2466 driftstimer med automatiske start/stop operationer. Det gennemsnitlige energiforbrug har i de forskellige medier varieret fra 8,0 til 10,4 kwh pr driftstime. Pumpen har fungeret meget driftsikkert i spildevandsslam og afgasset gylle fra biogasanlæg. Pumpen er mindre egnet til pumpning af rå, ubehandlet husdyrgylle. Her vil ofte forekomme driftsstop på grund af ophobet halm og fiberrester på pumpehjul og i pumpehus. Ophobningen forårsager for højt ampereforbrug og hermed overbelastning af motoren. Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5 kw elmotorer. 1

8 Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden april 2012 til juni Der er gennemført forsøg med 6 forskellige typer husdyrgylle og 5 forskellige typer spildevandsslam. De i alt 11 medier som testen har omfattet er: Svinegylle Svinegylle iblandet halm Afgasset gylle fra biogasanlæg Kvæggylle Kvæggylle iblandet snittet halm Afgasset gylle iblandet halmpiller Afgasset spildevandsslam Fortykket spildevandsslam Returslam Primær spildevandsslam Biologisk overskudsslam De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank, hvori der blev fyldt ca. 20 m 3 af det pågældende medie. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem, som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen kunne via en ventil indstilles og var ved de fleste forsøg 0,5 bar. Ved nogle af gylletyperne var modtryk dog større alene på grund af tryktabet i opstillingen. Således var modtrykket ved start af forsøget med kvæggylle 1,8 bar. I tanken var monteret en neddykket 4 kw propelomrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Ved normal drift af alle 3 pumper var driftscyklus således 15 minutters drift efterfulgt af 30 minutters stilstand. Såfremt der var udfald eller manuel stop af en af pumperne gik styreprogrammet automatisk videre til den efterfølgende pumpe. Ved pumpning med gylle var pumpe SL S- tube kanalløber ikke i normaldrift, og driftscyklus for de to andre pumper var derfor her 15 minutters drift efterfulgt af 15 minutters stilstand. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring for at sikre maksimal opblanding af mediet ved forsøgets start. Forsøgene med hvert af de 11 enkeltmedier har omfattet en periode på 3-4 uger med pumpedrift. 2

9 Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i en logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampereforbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. De 11 forskellige medier (gylle- og slamtyper) som er anvendt er karakteriseret ved følgende parametre: Tørstof Askeindhold PH 3

10 N - total N N- ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, aske, PH, N indhold og viskositeten er bestemt ved forsøgets start, midtvejs i forsøget og ved afslutning af forsøget med pågældende medie. Svovl og klorid er kun bestemt ved forsøgets opstart. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter (Knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N er bestemt ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N er bestemt ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Klorid er bestemt ved standard metode SM 17 udg (Eurofins) Svovl er bestemt i henhold til standard DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Medierne anvendt til forsøgene repræsenter et bredt spekter af traditionelt forekommende gylle- og slamtyper. Medierne var af forskellig konsistens og homogenitet, og derfor med vidt forskellige karakteristika med betydning for pumpbarheden. Resultater fra karakterisering af de anvendte medier er vist i tabel 1. De anførte værdier er bestemt i en stikprøve i udtaget ved testens start efter omrøring af mediet. Der blev endvidere udtaget prøver og foretaget analyser midt i testperioden og ved testens afslutning. I løbet af testen skete der på grund af den konstante ompumpning en mindre ændring i mediernes karakteristika. Generelt kunne der konstateres et lille fald i tørstofprocent og den målte viskositetsværdi, mens ammonium N og PH-værdi viste svagt stigende tendens. De detaljerede resultater er anført i delrapporterne for de enkelte medier. 4

11 Svinegylle Svinegylle iblandet halm Afgasset gylle fra biogasanlæg Kvæggylle Kvæggylle iblandet halm Afgasset gylle iblandet halm Afgasset spildevandsslam Fortykket spildevandsslam Retur spildevandsslam Primær spildevandsslam Retur spildevandsslam Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Tørstofindhold, % 5,0 5,2 2,8 8,3 8,6 7,3 2,9 2,2 2,0 1,9 6,3 Askeindhold, % 1,1 1,2 0,8 1,3 1,3 1,3 1,0 0,9 0,7 0,6 3,0 PH værdi 6,8 6,6 8,0 6,6 7,0 8,0 7,2 6,0 6,3 6,1 7,0 N Total N, g/kg N ammonium N, g/kg 3,3 4,0 2,5 3,5 3,2 3,4 1,7 1,0 0,9 1,0 3,1 2,7 3,3 1,3 1,7 2,0 2,1 0,8 0,1 0,2 0,2 0,8 Svovl, mg/kg Klorid, g/kg ts ,7 3,7 18,0 7,0 2,1 Viskositet 1), Cp (centipoise) 23 (12) 9 (5) 9 (5) - (276) 284 (99) 313 (35) 44 (18) - (7) 10 (5) 32 (10) - - 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2 mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Viskositeten er endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Hvor der ikke er anført nogen værdi var det ikke teknisk muligt at bestemme viskositet ved denne metode. 5

12 Svinegylle Svinegylle iblandet halm Afgasset gylle fra biogasanlæg Kvæggylle Kvæggylle iblandet halm Afgasset gylle iblandet halm Afgasset spildevandsslam Fortykket spildevandsslam Retur spildevandsslam Primær spildevandsslam Retur spildevandsslam I tabel 2 er anført pumpernes gennemsnitlige energiforbrug i testperioden. Energiforbruget er angivet som kwh pr driftstime. Tabel 2. Energiforbrug i testperioden angivet som kwh pr driftstime. SLV ,3 8,8-8,8 8,6 8,1 7,8 7,6 8,0 9,7 7,6 SLV med back flow kit SL , kanalløber 8,9 10,0 8,5 10,1 9,8 8,9 8,3 8,0 8,5 10,4 8, ,8 6,8 7,0 8,1 7,2 Det fremgår af tabel 2 at pumpe SLV havde et lavere energiforbrug end den tilsvarende pumpe SLV med back flow kit. Det øgede energiforbrug ved anvendelse af pumpen med back flow kit udgjorde gennemsnitligt 9,8 procent. For pumpen SL med S-tube kanalløber er der ikke anført energiforbrug ved de forskellige gylletyper. Det skyldes, at det ikke var muligt at opnå stabil drift over en længere periode med denne pumpe i disse medier. Ved pumpning af de forskellige spildevandsslamtyper havde pumpen et energiforbrug, som var lavere end de 2 andre pumper. I forhold til pumpe SLV var det gennemsnitlige energiforbrug 11,8 procent lavere ved pumpning af slammedierne. Ved test med to af gylletyperne samt spildevandsslam blev måleværdier for pumpernes ampereforbrug registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte 6

13 Kvæggylle iblandet halm Afgasset gylle iblandet halm Afgasset spildevandsslam Fortykket spildevandsslam Retur spildevandsslam Primær spildevandsslam Retur spildevandsslam ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier for ampereforbrug er vist i tabel 3. Tabel 3. Strømforbrug i testperioden angivet ved gennemsnit af ampereforbrug målt hvert 30 minut SLV ,0 13,6 13,3 12,7 12,7 13,0 12,7 SLV med back flow kit 15,4 14,9 14,1 13,4 13,5 13,9 14,2 SL , kanalløber 12,9 12,2 12,1 11,9 13,0 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt driftssikkert gennem hele testperioden. Ved brug i halmholdig gylle, f.eks. svinegylle iblandet halm, og kvæggylle kan der dog forekomme nogen ophobning af halm og gyllefibre langs åbning ved hjulets bagside, foto 2. Ved forsøget med kvæggylle blev pumpen stoppet og renset, da der kunne konstateres for højt ampereforbrug. Efter rensning faldt pumpens ampereforbrug. 7

14 Foto 2. Pumpe nr. 1 - SLV Ved afslutning af forsøget med svinegylle iblandet halm var der ophobet halm og gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside. Foto 3. Pumpehjul i SLV (pumpe 1) ved testens afslutning. Samlet driftstid i gylle og spildevandsslamslam 2634 timer. Pumpe nr. 2 - SL , S-tube kanalløber - Det var ikke muligt at opnå stabil automatisk drift i husdyrgylle med denne pumpe. Efter få minutters drift blev pumpen stoppet af alarm fra styring på grund af for højt strømforbrug, 25A. Overbelastningen skyldtes ophobning og sammenpakning af halm og gyllefibre i pumpehus, foto 4. Foto 4. Pumpe SL , S-tube kanalløber. Driftsproblemer på grund af halmrester og gyllefibre som pakker sammen mellem løbehjul og pumpehus 8

15 Ved pumpning af de forskellige spildevandstyper har pumpen fungeret meget driftsikkert, og der blev ikke konstateret nogen problemer med ophobning af fibre eller blokering af pumpehjul. Foto 5. Pumpehjul i SL , S-tube kanalløber (pumpe 2), ved testens afslutning. Samlet driftstid med gylle og spildevandsslam 893 timer. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpe har fungeret driftsikkert ved pumpning af afgasset gylle fra biogasanlæg og spildevandslam. Ved pumpning af de øvrige gylletyper fra husdyr forekom flere driftstop på grund af for højt ampereforbrug og for høj motortemperatur. Overbelastningerne skyldtes ophobning og sammenpakning af halm og gyllefibre, foto 6. Foto 6: Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit. Ophobet gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside. Efter en samlet driftstid på 691 timer ved pumpning af de forskellige typer husdyrgylle blev pumpen manuelt stoppet på grund af for højt vandindhold i olien. Vandindholdet i olien var i henhold til registreringerne fra overvågningsprogrammet steget til over 25%. Olien blev skiftet, og der blev ikke fortaget yderligere olieskift i testperioden. 9

16 Svinegylle Svinegylle iblandet halm Afgasset gylle fra biogasanlæg Kvæggylle Kvæggylle iblandet halm Afgasset gylle iblandet halm Afgasset spildevandsslam Fortykket spildevandsslam Retur spildevandsslam Primær spildevandsslam Retur spildevandsslam Foto 7. Pumpehjul i SLV med back flow kit (pumpe 3) ved testens afslutning. Samlet driftstid med gylle og spildevandsslam 2466 timer. I tabel 4 er vist en samlet oversigt over, hvorledes de 3 pumper driftsteknisk har fungeret i de 11 forskellige typer af husdyrgylle og spildevandsslam. Tabel 4. Driftstekniske egenskaber ved pumpning af forskellige typer gylle og spildevandsslam SLV SLV med back flow kit SL , kanalløber : Stabil drift uden problemer 2: Driftstekniske problemer (tilstopning, for højt strømforbrug mm.) 3: Stabil drift ikke muligt 10

17 Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumperør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter, mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

18 Delrapport 1, Svinegylle med højt tørstofindhold Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i svinegylle med højt tørstofindhold. Den anvendte gylle havde et relativt højt indhold af halmrester. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe gyllen. I løbet af testperioden på 286 driftstimer med 1149 automatiske start/stop operationer forekom der ikke driftsstop. Pumpe 3, SLV med back flow kit fungerede ikke driftssikkert, idet der forekom flere driftsstop på grund af overbelastning forårsaget af ophobning af halm mm. i pumpehuset. For pumpe 3 har testen omfattet 214 driftstimer med 866 automatiske start/stop operationer. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber, var ikke egnet til at pumpe denne gylletype. 12

19 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 10. april til 1. maj De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 slagtesvinegylle. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause mens, en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. 13

20 Foto 1: Tank med gylle ved prøvens start. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billet til højre. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Foto til højre viser den omrørte gylle ved prøvens start. Energiforbrug er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 10 døgns drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. 14

21 Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Svinegyllen anvendt til forsøget var en tyktflydende gylle med lavt indhold af halm. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 10/4 20/4 1/5 Tørstofindhold, % 5,0 4,5 4,1 Aske, % 1,1 1,1 1,1 PH 6,8 7,5 7,4 N - total N, g/kg 3,3 3,6 3,7 N - ammonium N, g/kg 2,7 3,4 3,5 Svovl, mg/kg 190 Viskositet 1), Cp (centipoise) 23 - (12) 13 - (6,4) 7,9 - (4,7) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. Det kunne konstateres at der skete en separering af gyllen i gylletanken, således at der blev dannet et flydelag med et højt indhold af halmresterne. Tørstofindholdet i den gylle som pumperne arbejde i var derfor lavere end værdien anført i tabel 1. Ved forsøgets afslutning blev udtaget en orienterende prøve af gyllen som blev pumpet rundt. Analysen viste et tørstofindhold på 3,8 %. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 1. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energiforbrug i testperioden. 15

22 Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,3-8,9 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt uden driftsstop gennem hele testperioden. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpe stoppet efter 3 dages drift (13 april) på grund af for højt strømforbrug. Løbehjulet blev afmonteret og renset for gyllefibre, som var ophobet langs åbning ved hjulets bagside, hvorefter pumpen blev genstartet. Efter yderligere 1 døgns drift var strømforbruget atter steget til et kritisk niveau, og pumpen blev manuelt stoppet og pumpehjulet rengjort. Pumpen blev genstartet i automatisk drift den 16. april. Foto 2: Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit 13 april. Ophobet gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside. Den. 14 april var strømforbrug atter steget, og pumpen blev stoppet og løbehjulet blev renset for gyllefibre. 16

23 Foto 3: Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit 16 april. Ophobet gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside Pumpe nr. 2 - SL , S-tube kanalløber - Efter 1 døgns drift blev pumpen stoppet af alarm fra styring på grund af for højt strømforbrug, 25A. Pumpen blev afmonteret, renset og efterset hvorefter strømforbruget kunne aflæses til 20 A. Pumpen blev genstartet i automatisk drift 13. april. Pumpen stoppet den 14. april på grund af for højt strømforbrug og blev ikke testet yderligere i dette medie. Foto 1. Pumpe SL , kanalløber. Driftsproblemer på grund af halmrester ville pakke sammen mellem løbehjul og pumpehus 17

24 Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

25 Delrapport 2, Svinegylle iblandet halm Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 2 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i svinegylle iblandet ekstra halm med henblik på at opnå et vanskeligt pumpbart medie med relativ høj tørstofindhold. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Tørstofindholdet i den anvendte gylle var ca. 5,5% Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe gyllen. I løbet af testperioden på 325 driftstimer med 1305 automatiske start/stop operationer forekom der ikke driftsstop. Ved testens afslutning var der nogen ophobning af halm mm i pumpehus. Pumpe 3, SLV med back flow kit er i stand til at pumpe gyllen. Dog forekom driftsstop på grund overbelastning forårsaget af ophobning af halm mm i pumpehus. Den samlede driftstid under testen var 277 timer med 914 automatiske start/stop operationer. 19

26 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af en 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 2 basispumper med forskellige type pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 2 pumper har type betegnelserne: SLV og SLV med back flow kit. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i pumpen uden back flow kit er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 7. maj til 30. maj De 2 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 slagtesvinegylle iblandet halm. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Der blev iblandet i alt 225 kg hvedehalm. For at opnå en fuldstændig opblanding og en homogen gylle før prøvens start var propel omrøreren i tanken i konstant drift 6 døgn før opstart. Foto 1 viser tilsætning og iblanding af halm. Foto 1. Tilsætning og opblanding af halm i tank. Opblanding var vanskelig og tidskrævende. Foto til venstre er umiddelbart efter tilsætning af halm, mens foto til højre er efter 2 døgns omrøring. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. 20

27 Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var drifts cyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause mens en af den anden pumpe var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for de 2 pumper. Under prøven kørte omrøreren automatisk i en driftscyklus med 10 minutters drift efterfulgt af 50 minutters pause. Foto 2: Tank med gylle. Beslag for montering af 3 pumper ses nederst i billedet. Pumpe 1 (uden back flow kit) var monteret på beslag til højre, mens pumpe 3 (med back flow kit) yderst til venstre. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH 21

28 N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Svinegyllen anvendt til forsøget var med et relativt højt tørstof indhold på grund af iblandet halm. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 7/ / / Tørstofindhold, % 5,2 5,5 5,7 Aske, % 1,2 1,2 1,3 PH 6,6 6,8 6,7 N - total N, g/kg 4,0 4,0 4,0 N - ammonium N, g/kg 3,3 3,6 3,5 Svovl, mg/kg 220 Viskositet 1), Cp (centipoise) 9,4 - (5,3) 10 (5,6) 12 - (6,2) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. 22

29 Det kunne konstateres at der var tendens til separering af gyllen i gylletanken, således at der blev dannet et tyndt flydelag med et højt indhold af halmresterne. Tørstofindholdet i den gylle som pumperne arbejde i var derfor lidt lavere end værdien anført i tabel 1. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 2. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energiforbrug i testperioden. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,8 10,0 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt uden driftsstop gennem hele testperioden. Ved prøvens afslutning var der dog nogen ophobning af for gyllefibre langs åbning ved hjulets bagside, se foto 3. Der blev ikke konstateret driftmæssig betydning af ophobningen af gyllefibre. Foto 3: Pumpe nr. 1 - SLV maj. Ved prøvens afslutning var der ophobet gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit Pumpe stoppet efter ca. 2 ugers drift (21 maj) på grund af for højt strømforbrug. I perioden fra maj er konstateret automatisk udkobling af pumpen på grund af for højt strømforbrug, således at pumpens samlede driftstid i denne periode er minimal (se Bilag medie 3). Løbehjulet blev afmonteret og renset for gyllefibre, som var ophobet langs åbning ved hjulets bagside, 23

30 se foto 3. Pumpen blev genstartet og kørte uden driftsstop den resterende del af testperioden. Ved prøvens afslutning var der dog igen tydelig ophobning af for gyllefibre langs åbning ved hjulets bagside. Foto 4: Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit 21. maj. Ophobet gyllefibre i rille på pumpehjulets bagside. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

31 Delrapport 3, Afgasset gylle fra biogasanlæg Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i afgasset gylle fra biogasanlæg. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte gylle havde et lavt tørstofindhold. Pumpe 1, SLV og pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe gyllen. I løbet af testperioden på henholdsvis 246 og 320 driftstimer med henholdsvis 1012 og 1308 automatiske start/stop operationer forekom der ikke driftsstop på grund overbelastning. På pumpe 3, SLV med back flow kit, blev der i testperioden foretaget et olieskift på grund af for højt (25%) vand i olie. Den samlede driftstid i gylle før olieskift var 691 timer. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber, var ikke egnet til at pumpe denne gylletype. 25

32 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er forestået af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 4. juni til 28.juni De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 afgasset gylle fra driftsanlægget på Forskningscenter Foulum. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Ved automatisk udfald af en pumpe, f.eks. på grund af for højt ampereforbrug, sker automatisk opstart af den efterfølgende pumpe uanset om pumpen har været i drift i 15 minutter. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i 26

33 automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Foto 1: Tank med gylle ved prøvens start. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Gyllen er karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er bestemt efter ca. 2 uges drift samt ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) 27

34 Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Den afgassede gylle som blev anvendt til forsøget var forholdsvis tyndflydende og homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 4/6 14/6 26/6 Tørstofindhold, % - 2,8 2,5 Aske, % - 0,8 0,7 PH - 8,0 - N - total N, g/kg - 2,5 2,5 N - ammonium N, g/kg - 1,3 1,4 Svovl, mg/kg Viskositet 1), Cp (centipoise) 8,7 (5,3) 8,2 - (5,1) 5,9 - (3,7) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 3. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energiforbrug i testperioden. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime - - 8,5 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt uden driftsstop gennem hele testperioden. Pumpen stoppet manuelt i perioden 19 til 22. juni. 28

35 Pumpe nr. 2 - SL , S tube kanalløber - Pumpen blev opstartet i automatisk drift, men den var ikke i stand til at gennemføre en komplet driftscyklus. Pumpen blev gentagne gange stoppet automatisk fra styring på grund af for højt ampereforbrug. Pumpen blev stoppet manuelt den 4. juni efter i alt 18 automatiske stop, alle på grund af for højt strømforbrug. Pumpen blev ikke testet yderligere i dette medie. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpen har kørt uden automatisk uden driftsstop frem til den 22. juni hvor pumpen blev manuelt stoppet på grund af højt vandindhold i olie. Vandindholdet var over 25%. Pumpens samlede driftstid før dette første olieskift var 691 timer med 2810 start/stop funktioner. Efter olieskift blev pumpen opstartet i automatisk drift og der var ikke yderligere driftsstop under testen. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

36 Delrapport 4, Kvæggylle Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 2 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i kvæggylle. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte kvæggylle havde et tørstofindhold på ca. 8 pct., hvilket er forholdsvist højt. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe gyllen. Efter et døgns drift forekom der dog et for højt ampereforbrug på grund af ophobning af gyllefibre og halmrester i pumpehuset. Efter rensning af pumpen arbejdede pumpen uden driftsstop i den resterende testperiode. Testen inkluderede 248 driftstimer med 1006 automatiske start/stop operationer. Med pumpe 3, SLV med back flow kit forekom der flere driftsstop på grund overbelastning, som skyldtes ophobning af gyllefibre og halmrester i pumpehuset. Pumpen er derfor mindre egnet til denne type gylle. For pumpe 3 har testen inkluderet 218 driftstimer med 987 automatiske start/stop operationer. Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. 30

37 Ved testen er anvendt 2 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 2 pumper har typebetegnelserne: SLV og SLV med back flow kit. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i pumpen uden back flow kit er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 6 til 27. august De 2 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 kvæg gylle fra driftsanlægget på Forskningscenter Foulum. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen kunne via en ventil indstilles. Ved forsøget var tilstræbt et modtryk på 1,5 bar, men da mediet specielt ved opstart af forsøget gav anledning til et stort modtryk ved pumpning var modtrykket ved start ca. 1,8 bar ved fuld åbning af ventilen for indstilling af modtryk. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens den anden pumpe var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Ved automatisk udfald af en pumpe, f.eks. på grund af for højt ampereforbrug, sker automatisk opstart af den efterfølgende pumpe uanset om pumpen har været i drift i 15 minutter. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for pumperne. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. 31

38 Foto 1: Tank med gylle ved start af en test. Beslag for montering af 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 10 døgns drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 32

39 Prøvens resultater Kvæggyllen som blev anvendt til forsøget var forholdsvis tyktflydende og med et vist indhold af snittede halmrester. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 6/8 17/8 27/8 Tørstofindhold, % 8,3 8,2 7,7 Aske, % 1,3 1,2 1,3 PH 6,6 6,7 6,7 N - total N, g/kg 3,52 3,59 3,58 N - ammonium N, g/kg 1,74 2,00 2,13 Svovl, mg/kg 390 Viskositet 1), Cp (centipoise) - (276) 581 (41) 386 (56) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. I prøverne udtaget ved forsøgets stat var det end ikke muligt at måle viskositet i den filtrerede gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 4. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energiforbrug i testperioden. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,8 10,1 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen stoppet efter et døgns automatisk drift på grund af for højt ampereforbrug. Pumpehjulet blev afmonteret og pumpen renset for halmrester og andre gyllefibre, se foto 1. På pumpehjulet var der synligt slid, se foto 1. Pumpens totale driftstid i forskellige typer gylle var 861 timer med 3488 start/stop operationer. Gennem den resterende testperiode kørte pumpen uden driftstekniske stop. Pumpen var stoppet manuelt i perioden 9 til 10. august på grund af arbejde på pumpe 3. 33

40 Foto :1 Pumpe 1 SLV Ophobning af fibre og halmrester ved pumpning med kvæggylle. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpen stoppet efter et døgns automatisk drift på grund af for højt ampereforbrug. Pumpehjulet blev afmonteret og pumpen renset for halmrester og andre gyllefibre, se foto 2. Pumpen blev genstartet i automatisk drift. Foto :2 Pumpe 3 SLV med back flow kit. Ophobning af fibre og halmrester ved pumpning med kvæggylle. Den 9. august blev pumpen atter stoppet på grund af for højt ampereforbrug. Årsagen til det høje ampereforbrug var at der igen var ophobet halmrester og gyllefibre i pumpehuset, se foto 3. Pumpen blev den 10. august genstartet i automatisk drift. I den resterende testperiode forekom flere automatiske udkoblinger af pumpen på grund af for høj motor temperatur eller for højt ampereforbrug inden den i testcyklussen indstillede driftstid på 15 minutter var opnået. Pumpens samlede driftstid ved test i dette medie er derfor lidt kortere end for pumpe 1. 34

41 Foto 3: Pumpe 3 SLV med back flow kit. Ophobning af fibre og halmrester ved pumpning med kvæggylle. Pumpehjul skyllet for gylle og der ses de fastklemte fibre i hjulets udfræsning. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

42 Delrapport 5, Kvæggylle iblandet snittet halm Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 2 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i kvæggylle iblandet snittet halm. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte gylle havde et tørstofindhold på ca. 8,6 pct. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe gyllen uden driftstekniske problemer. Testen inkluderede 328 driftstimer med 1319 automatiske start/stop operationer. Med pumpe 3, SLV med back flow kit forekom der flere driftsstop på grund overbelastning og for høj motortemperatur. Overbelastningen skyldtes ophobning af gyllefibre og halmrester i pumpehuset. Pumpen er derfor mindre egnet til denne type gylle. For pumpe 3 har testen inkluderet 289 driftstimer med 1323 automatiske start/stop operationer. Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives 7,5kW elmotorer. 36

43 Ved testen er anvendt 2 basispumper med forskellige type pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 2 pumper har typebetegnelserne: SLV og SLV med back flow kit. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i pumpen uden back flow kit er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden fra 29. august til 24. september De 2 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 kvæg gylle fra driftsanlægget på Forskningscenter Foulum iblandet snittet halm. Gyllen blev tilsat i alt 290 kg snittet halm. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen kunne via en ventil indstilles. Ved forsøget var tilstræbt et modtryk på 1,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens den anden pumpe var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Ved automatisk udfald af en pumpe, f.eks. på grund af for højt ampereforbrug, sker automatisk opstart af den efterfølgende pumpe uanset om pumpen har været i drift i 15 minutter. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause. Ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 14 timer med både propelomrøreren og en ekstern traktordreven omrørepumpe for at sikre fuldstændig opblanding af halmen. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for pumperne. 37

44 Foto 1: Tank med gylle ved start af en test. Beslag for montering af 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 38

45 Prøvens resultater Gyllen som blev anvendt til forsøget var forholdsvis tyktflydende og med et vist indhold af snittede halmrester. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 29/8 10/9 24/9 Tørstofindhold, % 8,6 7,8 7,3 Aske, % 1,3 1,4 1,3 PH 7,0 7,6 7,7 N - total N, g/kg 3,2 3,1 3,3 N - ammonium N, g/kg 2,0 2,1 2,1 Svovl, mg/kg 380 Viskositet 1), Cp (centipoise) 284 (99) 305 (75) 154 (50) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 5. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,6 9,8 Ampereforbrug, A 13,9 15,4 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt driftssikkert i hele testperiode uden driftstekniske stop. Pumpen var stoppet manuelt den 31. august, 3. september og 4. september på grund af arbejde på pumpe 3. 39

46 Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpen stoppet efter 2 døgns automatisk drift på grund af for høj motor (stator) temperatur. Pumpehjulet blev afmonteret og pumpen renset for halmrester og andre gyllefibre, se foto 2. Pumpen blev genstartet i automatisk drift. Foto 2: Pumpe 3 SLV med back flow kit. Ophobning af fibre og halmrester ved pumpning med kvæggylle iblandet snittet halm.(31/8) Efter yderligere 3 dages drift, den 3. september, blev pumpen atter stoppet på grund af for høj motortemperatur. Pumpehjulet blev afmonteret og pumpen renset, hvorefter den blev genstartet i automatisk drift. Årsagen var, at der igen var ophobet halmrester og gyllefibre i pumpehuset, se foto 3. Samme fejl forekom den 4. september, hvor pumpen atter blev renset, se foto 3. I den resterende testperiode forekom ikke flere automatiske udkoblinger. Motortemperaturen oversteg flere gange 120 C ved slut af den indstillede driftstid på 15 minutter i driftscyklussen. Foto 3: Pumpe 3 SLV med back flow kit. Ophobning af fibre og halmrester ved pumpning med kvæggylle tilsat snittet halm. Der ses fastklemte fibre i hjulets udfræsning. Foto til venstre er fra 3. september og foto til højre fra 4. september. 40

47 Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

48 Delrapport 6, Afgasset gylle iblandet halmpiller Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 2 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i afgasset gylle fra biogasanlæg med højt tørstofindhold. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Gyllens tørstofindhold blev hævet ved iblandning af halmpiller. Den anvendte gylle fra biogasanlægget havde et tørstofindhold på 2,5 pct. og der blev iblandet halmpiller således at tørstofindhold steg til ca. 7 pct. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe gyllen uden driftstekniske problemer. Testen inkluderede 250 driftstimer med 999 automatiske start/stop operationer. Pumpe 3, SLV med back flow kit var ligeledes i stand til at pumpe gyllen uden driftstekniske problemer. For pumpe 3 har testen inkluderet 250 driftstimer med 998 automatiske start/stop operationer. Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af en 7,5kW elmotor. 42

49 Ved testen er anvendt 2 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 2 pumper har typebetegnelserne: SLV og SLV med back flow kit. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i pumpen uden back flow kit er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden fra 5. til 26. oktober De 2 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 afgasset gylle fra biogasanlægget på Forskningscenter Foulum. Gyllen blev tilsat i alt 845 kg halmpiller bestående af fint snittet halm. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i gyllen. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som gylle blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen kunne via en ventil indstilles. Ved forsøget var tilstræbt et modtryk på 1,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i gyllen. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var drifts cyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens den anden pumpe var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Ved automatisk udfald af en pumpe, f.eks. på grund af for højt ampereforbrug, sker automatisk opstart af den efterfølgende pumpe uanset om pumpen har været i drift i 15 minutter. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause. Ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 2 døgn for at sikre fuldstændig opløsning og opblanding af halmpillerne. 43

50 Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for pumperne. Foto 1: Tank med gylle ved start af en test. Beslag for montering af 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører som netop er startet. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) 44

51 Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Den afgassede gylle som blev anvendt til forsøget var forholdsvis tyndflydende og homogen. Iblandingen af snittetr halm i form af halmpiller øgede tørstofindholdet væsentligt, men der var fortsat tale om en forholdsvis homogen gylle. Resultater fra karakterisering af den anvendte gylle er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af gylle anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 5/10 17/10 26/10 Tørstofindhold, % 7,3 6,7 6,4 Aske, % 1,3 1,4 1,4 PH 8,0 8,5 8,4 N - total N, g/kg 3,4 3,6 3,2 N - ammonium N, g/kg 2,1 2,1 2,0 Svovl, mg/kg 330 Viskositet 1), Cp (centipoise) 313 (35) 82 (44) 132 (36) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt i gylle filtreret på 2mm filter. Viskositeten er bestemt på filtrate. Det var med dette måleinstrument ikke teknisk muligt at måle viskositet i ubehandlet rå-gylle. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede gylle tilsat 100ml demineraliseret vand. Resultatet herafer vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 6. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,1 8,9 Ampereforbrug, A 13,6 14,9 45

52 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt driftssikkert i hele testperiode uden driftstekniske stop. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpen har kørt driftssikkert i hele testperiode uden driftstekniske stop. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

53 Delrapport 7, Afgasset spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i afgasset spildevandsslam. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte slam havde et tørstofindhold på ca. 3 procent. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 175 driftstimer med 722 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 165 driftstimer med 704 automatiske start/stop operationer forekom der et enkelt stop på grund af motorfejl. Pumpens energiforbrug var henholdsvis 13 og 18 procent lavere end for pumpe 1 og pumpe 3. Pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 175 driftstimer med 722 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. 47

54 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber.. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 31. oktober til 26. november De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 22 m 3 afgasset slam fra Brunshåb Rensningsanlæg. Slammen var fra anlæggets rådnetank. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i slammen. Forud for testen blev pumperne afmonteret og kontrolleret for fejl og slitage af personale fra firmaet Grundfos. På pumpe 3 - SLV med back flow kit var der synligt slid på løbehjul, se foto 1. Foto 1. Pumpehjul i pumpe SLV med back flow kit ved prøvens start. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift, efterfulgt af pause mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. 48

55 Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning. 49

56 Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Klorid bestemmes ved standardmetode SM 17 udg (Eurofins) Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Slammen anvendt til forsøget var let flydende og forekom homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte slam er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 31/10 14/11 26/11 Tørstofindhold, % 2,9 2,6 3,0 Aske, % 1,0 0,9 0,9 PH 7,2 7,4 7,7 N - total N, g/kg 1,7 1,7 1,6 N - ammonium N, g/kg 0,8 0,9 0,9 Svovl, mg/kg 240 Klorid, g/kg ts 5,7 Viskositet 1), Cp (centipoise) 44 - (18) 35 (13) 29 (9,9) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 7. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug 50

57 indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 7,8 6,8 8,3 Ampereforbrug, A 13,3 12,3 14,1 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Pumpe nr. 1 - SLV Pumpen har kørt driftssikkert i hele testperiode uden driftstekniske stop. Pumpe nr. 2 - SL , S-tube kanalløber - Efter forsøgets start blev konstateret fejl i drift af pumpen. Fejlmelding fra pumpe2 var cos phi fejl. Den 1. november afbrydes forsøget, og alle 3 pumper stoppes. Problemet løses af medarbejdere fra Grundfos. Den 5. november genstartes forsøget og alle pumper sættes i drift. Pumpe nr. 3 - SLV med back flow kit - Pumpen har kørt driftssikkert i hele testperiode uden driftstekniske stop. Den 7. november blev alle 3 pumper stoppet ca. 6 timer på grund af problemer med skumdannelse og deraf følgende overskumning af forsøgstank. Skumdannelsen aftog og forsøget kunne genstartes og afsluttes uden problemer. 51

58 Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

59 Delrapport 8, Fortykket spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i fortykket slam. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte slam havde et relativt lavt tørstofindhold, ca. 2,2 procent. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 167 driftstimer med 675 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 167 driftstimer med 673 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpens energiforbrug var henholdsvis 11 og 15 procent lavere end for pumpe 1 og pumpe 3. Pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 167 driftstimer med 673 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. 53

60 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 26. november til 17. december De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 22 m 3 fortykket slam fra Brunshåb Rensningsanlæg. Slammen var udtaget i proceslinjen før anlæggets rådnetank. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i slammen. Forud for testen blev pumperne efterset og kontrolleret for fejl af personale fra firmaet Grundfos. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift, efterfulgt af pause mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutter drift efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper 54

61 Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 10 døgns drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. 55

62 Klorid bestemmes ved standardmetode SM 17 udg (Eurofins) Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Slammen anvendt til forsøget var let flydende og forekom homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte slam er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 26/11 5/12 17/12 Tørstofindhold, % 2,2 2,3 2,1 Aske, % 0,9 0,8 0,8 PH 6,0 6,1 5,5 N - total N, g/kg 1,0 0,9 0,9 N - ammonium N, g/kg 0,1 0,4 0,5 Svovl, mg/kg 240 Klorid, g/kg ts 3,7 Viskositet 1), Cp (centipoise) - - (6,5) 11 (5,5) 9,5 (4,7) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 8. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 7,6 6,8 8,0 Ampereforbrug, A 12,7 12,2 13,4 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) 56

63 Der blev ikke konstateret driftstekniske problemer under testen. De 3 pumper kørte efter den planlagte driftscyklus og der forekom ikke driftsstop. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

64 Delrapport 9, Retur spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i retur spildevandsslam. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte slam havde et relativt lavt tørstofindhold, ca. 2,0 procent. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 168 driftstimer med 678 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 168 driftstimer med 675 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpens energiforbrug var henholdsvis 12 og 17 procent lavere end for pumpe 1 og pumpe 3. Pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 167 driftstimer med 673 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. 58

65 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 20. december 2012 til 11. januar De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 22 m 3 returslam fra Brunshåb Rensningsanlæg. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i slammen. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper 59

66 Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning Viskositeten er desuden bestemt ved testens afslutning efter ca. en uges drift. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret 60

67 af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Klorid bestemmes ved standardmetode SM 17 udg (Eurofins) Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Slammen anvendt til forsøget var let flydende og forekom homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte slam er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 20/ / / Tørstofindhold, % 2,0 1,8 1,7 Aske, % 0,7 0,6 0,6 PH 6,3 7,0 7,0 N - total N, g/kg 0,9-1,0 N - ammonium N, g/kg 0,2 0,3 0,5 Svovl, mg/kg 100 Klorid, g/kg ts 18,0 Viskositet 1), Cp (centipoise) 10 - (5) 10- (5) - - (1,3) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 9. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 8,0 7,0 8,5 Ampereforbrug, A 12,7 12,1 13,5 61

68 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Der blev ikke konstateret driftstekniske problemer under testen. De 3 pumper kørte efter den planlagte driftscyklus og der forekom ikke driftsstop. Foto 2. Pumpehjul i SLV efter test med returspildevandsslam Foto 3. Pumpehjul i SLV med back flow kit efter test med returspildevandsslam Foto 4. Pumpehjul i SL ,S-tube kanalløber, efter test med returspildevandsslam 62

69 Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

70 Delrapport 10, Primær spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug i primær slam. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte slam havde et relativt lavt tørstofindhold, ca. 1,9 procent. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 168 driftstimer med 678 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 168 driftstimer med 675 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpens energiforbrug var henholdsvis 16 og 22 procent lavere end for pumpe 1 og pumpe 3. Pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 167 driftstimer med 673 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. 64

71 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 17. januar til 12. februar De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 22 m 3 primærslam fra Brunshåb Rensningsanlæg. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i slammen. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. 65

72 Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbruget er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 2 uges drift og ved testens afslutning. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). 66

73 Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Klorid bestemmes ved standardmetode SM 17 udg (Eurofins) Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Slammen anvendt til forsøget var let flydende og forekom homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte slam er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 17/ / / Tørstofindhold, % 1,9 1,9 1,8 Aske, % 0,6 0,6 0,6 PH 6,1 6,6 7,0 N - total N, g/kg 1,0 1,4 1,4 N - ammonium N, g/kg 0,2 0,4 0,5 Svovl, mg/kg 95 Klorid, g/kg ts 7,0 Viskositet 1), Cp (centipoise) 32 - (10) - 29 (12) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 10. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. 67

74 Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 9,7 8,1 10,4 Ampereforbrug, A 13,0 11,9 13,9 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Der blev ikke konstateret driftstekniske problemer under testen. De 3 pumper kørte efter den planlagte driftscyklus og der forekom ikke driftsstop. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg

75 Delrapport 11, Retur spildevandsslam Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , S-tube kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Sammendrag Testens formål var at belyse og sammenligne 3 dykpumpers egenskaber og driftsikkerhed ved brug retur spildvandsslam. Pumperne er udviklet til spildevand og målet var at undersøge deres funktion og eventuelle begrænsninger med hensyn til bl.a. tørstofindhold og viskositet ved brug i andre medier. Den anvendte slam havde et relativt højt tørstofindhold, ca. 6 procent. Pumpe 1, SLV var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 176 driftstimer med 708 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpe 2, SL , S-tube kanalløber var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 176 driftstimer med 707 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. Pumpens energiforbrug var 5 procent lavere end for pumpe 1 og 16 procent lavere end for pumpe 3. Pumpe 3, SLV med back flow kit var i stand til at pumpe slammen. I løbet af testperioden på 176 driftstimer med 708 automatiske start/stop operationer forekom der ikke stop på grund af driftstekniske forhold. 69

76 Beskrivelse Pumperne er beregnet til at arbejde med spildevand og tilsvarende uhomogene væsker. Pumperne er af centrifugaltypen og beregnet til at arbejde neddykket i væsken. De drives af 7,5kW elmotorer. Ved testen er anvendt 3 basispumper med forskellige typer pumpehjul og indslusningsudstyr for indtag af væsken. De 3 pumper har typebetegnelserne: SLV , SLV med back flow kit og SL med S-tube kanalløber. Pumpehjulet i SLV med back flow kit er fremstillet i rustfrit stål, mens pumpehjulet i de to andre pumper er fremstillet i traditionelt stål. Prøvens omfang Testen er foretaget af Institut for Ingeniørvidenskab og gennemført på Biogasanlægget ved AU Foulum. Testen er udført i perioden 25. april 2013 til 17. maj De 3 dykpumper var monteret i en 33 m 3 betontank med ca. 20 m 3 biologisk overskudsslam fra Ulstrup Rensningsanlæg. Pumperne var fast monteret på en rammekonstruktion og neddykket i væsken. Via en koblingsfod var pumpernes afgangsrør tilsluttet et rørsystem som væsken blev pumpet igennem, hvorefter den løb tilbage til tanken. Modtrykket i opstillingen var via en ventil indstillet til 0,5 bar. I tanken var monteret en neddykket 4kW propel omrører med henblik på at undgå svømmelag og bundfældning i slammen. Pumperne var styret således, at der hele tiden var én pumpe i drift. For hver pumpe var driftscyklus 15 minutter i drift efterfulgt af pause, mens en af de andre pumper var i drift. Herefter igen automatisk opstart og 15 minutters drift. Driftsdata og driftsikkerhed er registreret over forsøgsperioden for alle 3 pumper. Omrøreren kørte i automatisk driftscyklus på 10 minutters drift, efterfulgt af 50 minutters pause, dog således at der ved prøvens start blev foretaget konstant omrøring i 3 timer. Forsøgsopstillingen fremgår af nedenstående skitse. Figur 1. Forsøgsopstilling ved test af pumper 70

77 Foto 1: Tank med pumper og omrører. Beslag for montering af de 3 pumper ses nederst i billedet. Øverst til højre ses beslag for omrører. Omrøreren er i drift. Energiforbrug er bestemt ved bi-måler monteret på strømforsyning til hver enkeltpumpe. Alle driftsstop og driftsforstyrrelser under testen er registreret i logbog med angivelse af tidspunkt og angivelse af handling for afhjælpning af problem. Driftstekniske data, herunder start og stop, samlet driftstid, ampere forbrug med mere er registreret via Grundfos overvågningsprogram, Remote Management. Ved testens start er gyllen karakteriseret ved følgende analyser: Tørstof Askeindhold PH N - total N N ammonium N Svovl Klorid Viskositet Tørstof, askeindhold, PH, kvælstofindhold og viskositet er desuden bestemt efter ca. 10 døgns drift og ved testens afslutning.. Tørstofindholdet er bestemt ved tørring i tørreskab ved 105 C til konstant vægt (min 24 timer) Askeindhold er bestemt ved udglødning i en muffelovn i 2 timer ved 550 C PH er bestemt ved måling med ph meter(knick med Hamilton polilyte elektrode) direkte i prøvebeholder. Total N bestemmes ved en dobbelt analyse i henhold til Kjeldahl metoden beskrevet i standard AOAC, 1999a (Association of Official Analytical Chemists). Ammonium N bestemmes ved spektrofotometer (Spektroquant Nova 60). Prøven tilsættes reagens 1-B, som justerer ph til 13. Ammoniak reagerer med hypoklorit (reagens 2-B) til monocloramin, som katalyseret 71

78 af en to-trins reaktion med thymol (reagens 3-B) får en grøn farve, der kan måles med et spektrofotometer ved 690 nm. Klorid bestemmes ved standardmetode SM 17 udg (Eurofins) Svovl bestemmes i henhold til DS 259/SM 3120 ICP (Eurofins) Viskositet er bestemt med et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34 Prøvens resultater Slammen anvendt til forsøget var tykt flydende, men forekom homogen. Resultater fra karakterisering af den anvendte slam er vist i tabel 1 Tabel 1. Karakterisering af slam anvendt til forsøg Prøveudtagnings dato, 25/ / / Tørstofindhold, % 6,3 6,0 5,8 Aske, % 3,0 3,0 3,0 PH 7,0 7,4 7,5 N - total N, g/kg 3,1 3,1 3,2 N - ammonium N, g/kg 0,8 1,5 1,7 Svovl, mg/kg 320 Klorid, g/kg ts 2,1 Viskositet 1), Cp (centipoise) (503) - (243) 1) Der er anvendt et Brookfield DV-II viscometer, med spindel type ULA-34. Viskositeten er målt på ubehandlet filtreret slam (2mm filter ). Viskositeten er bestemt på filtrate. Ved alle 3 udtags tidspunkter blev viskositeten endvidere bestemt i prøver af 200 ml af den filtrerede slam tilsat 100 ml demineraliseret vand. Resultatet heraf er vist i parentes. Drift data for hele testperioden er vist i bilag 11. I tabel 2 er anført pumpernes samlede driftstid, antal start og stop samt energi- og ampereforbrug i testperioden. Ampereforbruget er registreret og gemt via Grundfos Remote Management programmet. De målte værdier er det senest målte ampereforbrug indenfor de seneste 30 minutter. Gennemsnit af de registrerede værdier gennem testperioden er ampereforbruget anført i tabellen. 72

79 Tabel 2. Driftstimer, antal start/stop og energiforbrug. Pumpe Pumpe 1: SLV Pumpe 2: SL , kanalløber Pumpe 3: SLV med back flow kit Driftstimer, h Start/stop, antal Energiforbrug, kwh pr driftstime 7,6 7,2 8,6 Ampereforbrug, A 12,7 13,0 14,2 Prøvens forløb (evt. driftsstop og andre observerede forhold) Der blev ikke konstateret driftstekniske problemer under testen. De 3 pumper kørte efter den planlagte driftscyklus og der forekom ikke driftsstop. Foto 2. Pumpehjul i SLV uden back flow kit (pumpe 1) efter test med retur spildevandsslam. Samlet driftstid i gylle og slam 2634 timer. Foto 3. Pumpehjul i SLV med back flow kit (pumpe 3) efter test med retur spildevandsslam. Samlet driftstid med gylle og slam 2466 timer. 73

80 Foto 4. Pumpehjul i SL , S-tube kanalløber (pumpe 2), efter test med retur spildevandsslam. Samlet driftstid med gylle og slam 893 timer. Tekniske specifikationer Typebetegnelse SLV A.2.51D (Pumpe 1) SL D.A (Pumpe 2) SLV A.2.51.DQ (Pumpe 3) Motorstørrelse, kw 7,5 7,5 7,5 Motor mærkestrøm, A 15,7 14,8 15,8 14,9 15,7 14,8 Omdrejningstal, rpm Isoleringsklasse, IEC 85 F F F Lysning, pumpe rør, mm Ø 80 Ø 100 Ø 80 Lysning, indsugning, mm Ø 80 Ø 150 Ø 80 Højde, mm Bredde/diameter,mm Bredde, inkl. afgangsrør, mm Vægt, kg