Visualisering af rådnetanke på fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg

Transkript

1 Bilag 1 Visualisering af rådnetanke på fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg Visualiseringsarbejdet er udført i februar måned Vi har ved opstilling af en mobillift fjernet tænkelige usikkerheder omkring træhøjder. Mens toppen af liftens kurv var placeret i en højde af 13 meter over terræn, har vi været rundt i nabolaget for visuel inspektion over området. Fotostandpunkter er udvalgt efter aftale med Varde Kommune og efter den visuelle inspektion af området. Der er fra fotostandpunkterne (se oversigtsplanen i dette bilag) taget fotos i retning mod placeringen af 2 rådnetanke på det fremtidige biogasanlæg. Ved den efterfølgende visualisering er liften på fotos (hvor denne er synlig) fjernet, og tankene lagt grafisk ind med top i samme højde som top at liftens kurv. Tankene er således visualiseret med en højde på 13 meter over terræn (11,8 meter tank + 1,2 meter stige). Liftkurven var synlig fra fotostandpunkterne A, E og G, men ikke fra B, D og F. På fotoet fra standpunkt F er toppen af de 2 fremtidige rådnetanke beregnet til at svare til overkant af den røde cirkel på visualiseringen. Fotoet fra standpunkt D er taget uden samtidig tilstedeværelse af lift på rensesanlægget. Toppen af de 2 fremtidige rådnetanke er skønnet til at svare til overkant af den røde cirkel på visualiseringen. Fotostandpunkt B angivet på oversigtsplanen var den oprindeligt af Varde Kommune ønskede placering. Placeringen af fotostandpunktet er dog efterfølgende ændret til adressen Gl. Kærvej 24 (angivet med blå prik på oversigtsplanen), da der var bedre udsyn mod anlægget fra dette sted.

2 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg. Oversigt over fotostandpunkter.

3 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra fotostandpunkt A)

4 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra Gl Kærvej 24 blå prik)

5 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra fotostandpunkt E)

6 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra fotostandpunkt G)

7 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra fotostandpunkt D)

8 Bilag 1: Visualisering af fremtidigt biogasanlæg på Varde Renseanlæg (set fra fotostandpunkt F)

9

10 Vedr.: fremtidigt biogasanlæg Notat Side 1 af december 2013 Ref.: Navn Til: Daniel Friis Baun, Varde Forsyning Fra: Svend Marker 1. Baggrund Varde Forsyningen arbejder på at få en principgodkendelse til etablering af et biogasanlæg på Varde Renseanlæg. Slam- og gasmængder er vurderet. 2. Slammængder Følgende slammængder er grundlaget for vurderingerne: Slam fra Varde Renseanlæg: Slam fra oplandsrenseanlæg: I alt: 500 tss/år 500 tss/år t SS/år Slammængderne er angivet af Varde Forsyning Ved kommunalt spildevand vil spildevandsrensning på et 1-trins renseanlæg (som Varde Renseanlæg) for forureningen fra 1 person normalt udgøre 25 kg SS/år. Spildevandstilførsel fra fødevareindustri vil resultere i en lavere slamproduktion. Ud fra dette vurderes spildevandsbelastningen til Varde Renseanlæg at være ca PE. Den samlede belastning til oplandsrenseanlæggene udgør dermed også ca PE. Hvis spildevandsbelastningen beregnet ud fra slamproduktionen ligger væsentligt lavere end belastningen opgjort ud fra tilløbsanalyserne, anbefales udført supplerende belastningsvurderinger. Krüger A/S ISO 9001 CERTIFIED Gladsaxevej 363 DK-2860 Søborg T Indkildevej 6C DK-9210 Aalborg SØ T Haslegårdsvænget 18 DK-8210 Aarhus N T Fabriksparken 50 DK-2600 Glostrup T SØBORG AALBORG AARHUS GLOSTRUP C:\Users\DFB\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Outlook\8C0UXO62\Notat om belastning slam og gasproduktion.docx \Svend Marker

11 Side 2 af 3 3. Procesberegninger Der er gennemført beregninger med Krügers beregningsværktøjer RENS og Dimgas. Beregningerne vil udgøre en del af grundlaget til principgodkendelsen. Der er udført beregninger for 3 scenarier: 0: status (slam fra 1-trins anlæg uden udrådning) 1: udrådning af slam fra 1-trins anlæg 2: udrådning af slam fra Varde Renseanlæg som 2-trins anlæg, øvrigt slam fra 1-trins anlæg Slammængder, gasproduktion, indfyret effekt fra gas, el-produktion ved udnyttelse af gas på gasmotor, varmeoverskud (nettovarme, dvs. efter opvarmning af rådnetank) samt iltforbrug til biologisk rensning på Varde Renseanlæg. Resultaterne er opsummeret i følgende tabel: ar Scenarie: Status +udrådning +primærtrin +udrådning Slamprod. før RT tss/år Slamprod. før RT kgss/d Slamprod. efter RT kgss/d Afvandet slam %TS Afvandet slam m 3 /år Gasproduktion Nm 3 CH 4 /d Indfyret effekt kw El-produktion kw Varme (netto) kw Iltforbrug Varde Renseanlæg kgo 2 /d Forudsætninger Primærtrin Rådnetanksdrift El-effektivitet gasmotor Iltforbrug 80% SS-reduktion mesofil 0,37 angivet ved standardbetingelser Gasproduktionen som ren metan (CH4) ses at blive hhv. 386 og 600 Nm 3 /d med Varde Renseanlæg som 1- og 2-trins anlæg. Den producerede biogas vil forventes at indeholde ca. 35% CO 2, hvorved biogasproduktionen bliver hhv. ca og m 3 /d. C:\Users\DFB\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Outlook\8C0UXO62\Notat om belastning slam og gasproduktion.docx \Svend Marker

12 Side 3 af 3 Bemærkninger: Energi- og CO 2 -mæssigt er der klare fordele ved at etablere udrådning af slam på biogasanlæg. Slammængden fra Varde Renseanlæg + oplandsrenseanlæg vurderes erfaringsmæssigt umiddelbart at være i den lave ende i forhold til effekten ved udrådning og de tilhørende anlægsinvesteringer, men det vil bl.a. være afhængigt af de lokale udgifter til slamafhænding. En tilførsel af organisk stof fra industri eller som kildesorteret husholdningsaffald vil forbedre den energimæssige effekt betydeligt. C:\Users\DFB\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Outlook\8C0UXO62\Notat om belastning slam og gasproduktion.docx \Svend Marker

13

14 Vedr.: Biogasanlæg på Varde Renseanlæg input til principgodkendelse Notat Side 1 af december 2013 Ref.: Navn Til: Daniel Friis Baun Fra: Svend Marker Kopi til : 1. Baggrund Varde Forsyning har igangsat en forundersøgelse af om det kan være hensigtsmæssigt at indføre en anaerob slamstabilisering (udrådning) på Varde Renseanlæg. En del af forundersøgelsen vil være at få en principgodkendelse fra miljømyndigheden (Varde Kommune). 2. Formål med udrådning af slam De overordnede formål med udrådning af slam er at - Forbedre kvaliteten - Reducere mængden - Producere energi Ved udrådning bliver organisk stof i slammet nedbrudt, hvorved der dannes biogas. Biogassen kan anvendes til at produktion af varme (gaskedel) eller til produktion af el og varme (gasmotor). En del af varmen anvendes til at holde rådnetanken varm (35 o C), mens overskudsvarme kan anvendes til opvarmning af bygninger på renseanlægget eller sælges til fjernvarme. Hvis biogassen anvendes til el-produktion vil typisk kunne fremstilles mellem 30% og 75% af renseanlæggets el-behov, hvis udrådningen alene baseres på slam fra renseanlægget, mens det kræver et eksternt kulstoftilskud til udrådningen som f.eks. restprodukter fra fødevareindustri og/eller kildesorteret husholdningsaffald, hvis egendækningen skal være højere. Ved egenproduktion af el og varme vil renseanlæggets energiforbrug selvsagt mindskes, hvad der videre vil mindske CO 2 -belastningen. Ud over biogasproduktionen vil der opnås en reduktion i slammængden, hvorved udgifterne til afhænding af slammet vil falde. Reduktionen skyldes dels stofomsætningen, hvorved typisk ca. 30% af slamtørstoffet omdannes til biogas, dels at slamafvandingsegenskaberne sædvanligvis forbedres med op mod 5%-point, så det f.eks. er muligt at afvande slammet til ca. 25% tørstof efter udrådning mod 20% tørstof uden udrådning. Krüger A/S ISO 9001 CERTIFIED Gladsaxevej 363 DK-2860 Søborg T Indkildevej 6C DK-9210 Aalborg SØ T Haslegårdsvænget 18 DK-8210 Aarhus N T Fabriksparken 50 DK-2600 Glostrup T # SØBORG AALBORG AARHUS GLOSTRUP

15 Side 2 af 5 3. Funktion af rådnetank og gassystem Princippet i et rådnetankssytem fremgår af nedenstående, hvor den brune farve er slam og den gule farve er gas: Slammets vej ved udrådning Slam opkoncenteres til ca. 5%TS (forbehandling) og pumpes ind på rådnetanken. Ved en temperatur i rådnetanken på 35 o C (mesofil udrådning) er der behov for min. 20 døgns opholdstid for det slam, der pumpes ind på rådnetanken. Organisk stof i slammet omsættes anaerobt under dannelse af biogas, der samler sig i toppen af tanken. Det udrådnede slam ledes i takt med indpumpning til en slamlagertank, og herfra til slutafvanding. #172421

16 Side 3 af 5 Gassystemet Gassen samler sig i toppen af rådnetanken og ledes herfra til en gasbeholder og via en vandudlader til gasmotor eller gaskedel. Eventuelt kan der være en gasfakkel til at sikre gasafbrænding ved udfald af gasmotor/kedel, eller også kan gaskedelen være dubleret og udlagt til afbrænding af spidstime gasproduktion. Gassystemet kører ved et forholdsvis lavt tryk på ca. 0,4 m vandsøjle. Til sikring mod overtryk er der hydrauliske tryksikringer (vandlåse) i top af rådnetank og før gasmotor/kedel. #172421

17 Side 4 af 5 4. Miljøpåvirkninger ved udrådning og gasanvendelse Miljøpåvirkningerne ved udrådning af slam og gasanvendelse er små. Gasudslip Rådnetank og gassystem er udformet, så der ikke udslippes biogas til omgivelserne. Lugt Lugtmæssigt kan der opstå en mindre påvirkning fra vandudlader samt slamlagertank for udrådnet slam. Ved bynær placering af rådnetank kan det overvejes at forsyne disse punkter med en lokal lugtbehandling (overdækning + udsugning til kulfilter). Energi- og CO 2 -forhold Energi- og CO 2 -forhold ved udrådning er bl.a. vurderet i DANVA-rapporten Slam fremtidens renseanlægs energiressource, forsknings- og udredningsprojekt nr. 17, Heraf fremgår, at - El-produktion fra anvendelse af biogas på gasmotor giver en væsentlig fortrængning af CO 2 og har afgørende betydning for den samlede slamhåndteringsstrategis CO 2 -nøgletal - Udrådningen bidrager både til energiproduktion samt til minimering af slammængden. - Biogassen skal udnyttes til el-produktion på en gasmotor for at udrådningsprocessen bidrager til en væsentlig CO2-fortrængning. - En løsning, hvor slammet transporteres fra et mindre renseanlæg til en fælles ekstern udrådning med en gasmotorinstallation, er et CO 2 -mæssigt bedre alternativ end at udrådne slammet lokalt uden udnyttelse af biogassen til elproduktion. Kvælstof Biogassen vil ikke indeholde ammoniak i målelige koncentrationer (< 1 ppm). Ved udrådning sker der ikke en nedbrydning af kvælstofforbindelser i slammet, men der frigives kvælstof fra det organiske stof (slam) der nedbrydes til gas, til væskefasen. Herved øges indholdet af opløste kvælstofforbindelser, mens den slambundne andel af kvælstofforbindelser mindskes. Ammonium-koncentrationen i slamvandet, der udskilles som rejektvand ved slamafvanding, vil derved forøges op til mg/l. Rejektvandet tilbageføres til den biologiske rensning og vil kunne øges kvælstofbelastningen fra indløbet med 10-20%. Kvælstoffjernelsen i form af nitrifikation, denitrifikation og slamopbygning (ammonifikation) vil derefter også foregå på rejekvands-kvælstoffet, og afløbskoncentrationerne fra spildevandsrensningen vil være uændrede, forudsat at renseanlægget har kapacitet til den forøgede mængde kvælstof fra rejektvand. #172421

18 Side 5 af 5 Der vil kunne forventes en marginalt øget ammoniak-fordampning fra udrådnet spildevandsslam i slamlagertanken i forhold til ikke udrådnet slam. Ved udrådning af slam stiger ammoniumkoncentrationen (NH 4 + )som beskrevet i slamvandet, mens ammonium-indholdet i det tilbageværende slam er uændret. Normalt vil ph i slammet kunne forventes at være mellem 7-7,5, hvorved ligevægten mellem NH 4 + og NH 3 vil være forskudt mod NH 4 + : Ligevægt mellem NH 4 + og NH 3 som funktion af ph og temperatur: Det betyder, at ammoniak-afdampningen fra det udrådnede slam vil være lille, da kun ammoniak NH 3 kan frigives til luftfasen, mens NH 4 + -ionen altid vil være på opløst form. Eventuelt NH 3 i slamvandet vil indstille sig i en ligevægt med ammoniak i luften. Samlet kan kvælstofbalancen ved slamudrådning og efterfølgende landbrugsanvendelse af slammet regnes for uændret i forhold til den nuværende slamhåndtering fra Varde Forsyning. Fosfor Fosfor i renseanlæg findes indbygget i slam og på opløst form (fosfat). Ved nedbrydning af slam ved udrådning vil fosfat indbygget i det nedbrudte slam blive frigivet til slam-/rejektvandet, hvorfor fosfat-koncentration her er forholdsvis høj. Den opløste fosfat returneres med rejektvandet til den biologiske rensning, hvor fosfaten dels indbygges i overskudsslam, dels kan fældes med fældningskemikalier. Rensningen for fosfor vil kunne udføres til samme afløbskoncentrationer som før udrådning. Samlet kan fosforbalancen ved slamudrådning og efterfølgende landbrugsanvendelse af slammet regnes for uændret i forhold til den nuværende slamhåndtering fra Varde Forsyning. #172421