Rethink Sludge Optimering af slamafvandingen via onlinesensorer kombineret med kamerateknologi

Transkript

1

2 Rethink Sludge Optimering af slamafvandingen via onlinesensorer kombineret med kamerateknologi Morten Bormann Nielsen, konsulent, ph.d. Hanne Løkkegaard, seniorprojektleder, ph.d. Teknologisk Institut,

3 Moderne renseanlæg er meget komplekse biokemiske maskiner Slamafvanding, op til 50 % af driftsomkostninger

4 Projektets forsøg foregår primært på to renseanlæg Viborg Centralrenseanlæg ~ PE Udrådnet slam Hedensted Renseanlæg ~ PE Aktivt slam

5 Vand fjernes fra slammet (det afvandes) for at spare penge Viborg Centralrenseanlæg Skruepresse Hedensted Renseanlæg Centrifuge

6 Slammet starter med ~3 % tørstof og afvandingen hjælpes på vej af en polymer Før polymertilsætning Efter polymertilsætning

7 I driften balanceres omkostningerne ved afsættelse af slam og polymerens pris Eksempel: 3 % TS ind, 400 kr./ton slam, 35 kr./kg polymer

8 Udfordringer som projektet ønsker at løse Kurven for tørstof versus dosering kendes normalt ikke Laboratorieforsøg kan ikke oversættes til drift Flere faktorer, fx omrøringshastighed i blandetank, har betydning Tørstof skal måles manuelt Hvad skal/kan man styre på? Hvorfor afvander noget slam bedre end andet? Hvilke karakteristika ved slammet har betydning? Hvad er det bedst mulige resultat for et givent anlæg? Hvorfor afhænger sammenhængen af årstid, anlægsopbygning, vejr osv.?

9 Hvor god kan afvandingen blive? Afvandes? Frit vand Kapillarbundet vand fastholdes af overfladespænding Øget temperatur (35 o C) kan langsomt overvinde overfladespændingen, mens det kræver meget varme at fjerne intercellulært og adsorberet vand

10 Koop-metoden undersøges til bestemmelse af maksimal afvandelighed af slammet Kontrolleret tørring Flow (0,5-1 m/s) Luftfugtighed (RH 40%) Temperatur (35,5 o C)

11 Indledende målinger på slam fra Viborg Centralrenseanlæg ser lovende ud Tørstof = 23%

12 Styringskonceptet bygger oven på kvalitative erfaringer fra branchen

13 Det centrale koncept: Billeder af flokkuleret slam Individuelle flokke identificeres og måles Digital billedbehandling Flokegenskaber vs polymerdosering + statistisk modellering af tørstof

14 Der er udviklet en prototype der måler på flokke fra processen i fuld skala Ultimate Camera Box, The Fourth

15

16 Første større forsøgsserie fra Viborg, efter en stor anlægsændring i sommeren Forsøgsnummer Polymerdosering (kg/t TS) Prøver 1 17 Flokke, kemiske, TS 2 18 Flokke, kemiske 3 19 Flokke, kemiske 4 20 Flokke, kemiske, TS 5 21 Flokke, kemiske 6 15 Flokke, kemiske, TS 7 16 Flokke, kemiske 8 17 Flokke, kemiske, TS 9 17 Flokke, kemiske Flokke, kemiske Omrøring 50 %

17 Det er nødvendigt at fortynde flokkene for at opnå korrekt segmentering 16 kg/t 15 kg/t 17 kg/t, 3. gentagelse

18 Der er sammenhæng mellem dosering og flokkenes størrelsesfordeling

19 Der er ligeledes klar korrelation mellem flokke og tørstof efter afvanding

20 Flokkenes morfologi er uafhængig af polymerdosering

21 Anden større forsøgsserie fra Viborg Forsøgsnummer Polymerdosering (kg/t TS) Prøver 1 16 Flokke, kemiske, TS 2 16 Flokke 3 18 Flokke, kemiske, TS 4 20 Flokke, kemiske, TS 5 20 Flokke 6 22 Flokke, kemiske, TS 7 24 Flokke, kemiske, TS 8 26 Flokke, kemiske, TS 9 26 Flokke Flokke Flokke, kemiske, TS Flokke Flokke Omrøring 60 %

22 Gentagelser indikerer at et enkelt billede ikke er tilstrækkelig sampling Problemet løses ved at pulje billeder taget ved samme indstillinger

23 Flokstørrelsen når et plateau ved høje polymerdoseringer Tilsvarende målinger af tørstof er undervejs

24 Status på udfordringerne Forsøg med flokke fra faktisk drift giver de facto korrekt sammenhæng mellem dosering og tørstof Kalibreringen er dog stadig meget arbejdstung og bliver ugyldig over tid Tørstof skal måles manuelt mulig løsning på vej via ny partner Flokstørrelse virker som realistisk styringsparameter, flokmorfologi formodes at være konstant for faste driftsbetingelser Hvorfor afvander noget slam bedre end andet? Koop-metoden testes som metode til bestemmelse af maksimalt opnåeligt tørstofindhold Laboratorieforsøg er ved at afdække sammenhænge mellem flokstørrelse og slamegenskaber som ph, ledningsevne, hårdhed og redox-potentiale

25 Konklusioner TO DO