»Afblæsning af metan på Sjælsø Vandværk

Transkript

1 »Afblæsning af metan på Sjælsø Vandværk Dansk Vand Konferencen den Indlægsholder: John B. Kristensen, ALECTIA Udarbejdet i samarbejde med: Elisabeth Hartelius [email protected]»afblæsning af metan på Sjælsø Vandværk Dansk Vand Konferencen den Indlægsholder: John B. Kristensen, ALECTIA [email protected] Udarbejdet i samarbejde med: Elisabeth Hartelius [email protected] 1

2 » Disposition Baggrund Sjælsø Vandværk Problemstilling Nordvands krav til nyt beluftningsanlæg Metodevurdering Opbygning af pilotanlæg og forsøgsprogram Præsentation af resultater Perspektiv for Sjælsø Vandværk»Baggrund - Sjælsø Vandværk Behandlingskapacitet ca m³/time Årlig produktion ca. 7,5 mio. m³ Sjælsø I og Sjælsø II på hver m³/time Sjælsø II har et afblæsning for metan og svovlbrinte med 12 INKA-spor fra 60 erne. Centrifugalblæsere m³/time - L/V = 100 INKA-anlæg ønskes erstattet af ny beluftning/afblæsning 2

3 »Problemstilling Sjælsø Vandværk INKA-anlægget er neslidt ikke muligt at skaffe reservedele Arbejdsmiljø ved rensning af INKAspor er en udfordring Drikkevandssikkerhed ved rensning af INKA-spor er en udfordring INKA - afblæsning af metan og svovlbrinte er effektiv (metan < 0,01 mg/l) Ingen kalkfældning Relativt lavt energiforbrug (ca. 0,1 kwh/m³)»nordvands krav til nyt beluftningsanlæg Fuldt inspicerbar Fuldt adskilt fra bygningskonstruktioner Høj hygiejnisk standard udført i rustfrit stål, PE, PP som let kan renses Energimæssig optimal løsning maks. 0,1 kwh/m³ Skrappe krav til rensning grad af hensyn til bl.a. myg i filtersalen Dynamisk regulering af beluftning afhængig af råvandskvalitet og råvandsflow Godt arbejdsmiljø - gerne automatiseret in-line rensning af anlægget Tilpasses eksisterende bygning (totaløkonomisk optimering) 3

4 »Nordvands krav til nyt beluftningsanlæg 1. Min 90 % iltmætning 2. Rensekrav: Metan 0,01 mg/l (99,8 % fjernelse) 3. Rensekrav: Svovlbrinte 0,05 mg/l (95 % fjernelse) 4. Temperaturpåvirkning 0,5 C Parameter mg/l Worst case Målt i samlet råvand Gennemsnit Maxværdi siden år 2000 Gennemsnit sidste 5 år Maxværdi sidste 5 år Ammonium 1,31 1,44 Svovlbrinte 0,44 0,85 0,09 1,0 Jern 2,17 2,64 1,54 1,90 Metan 3,56 5,51 2,57 5,97»Metodevurdering 1. INKA-belufter/pladebelufter 2. Stripning i kolonne/lamelpladebelufter /mv. 3. Bund beluftning 4. Spray beluftning 4

5 »Metodevurdering Baseret på en vurdering af: 1. Arbejdsmiljø/rengøring 2. Clogging 3. Håndtering af bakteriologisk vækst 4. Stripningseffektivitet 5. Energiforbrug 6. Indbygning i eksisterende bygning 7. Studietur til Tyskland Vælges forsøg med Fluidtec Gaspurger afblæsningsspor - bundbeluftning» Forsøgsanlæg og forsøgsprogram Vandkvalitet: - worst case - normal drift - lavt indhold af metan Varierende: - L/V- forhold (10 40) - Vandflow (8,5 30 m³/time) - Luftflow ( m³/time) - Vanddybde (28/37/46 cm) 5

6 » Forsøgsanlæg og forsøgsprogram Formål med forsøg: - Fastlæg optimal: - L/V- forhold - Vanddybde - Opholdstid/længde af anlægget i forhold til energiforbrug og rensekrav. Kontrolprogram for: - Metan - Svovlbrinte - Kalkfældning - ph - Mikrobiologisk vækst - Ilt - Energiforbrug Indlægget har fokus på metan.»præsentation af resultater Kilde: Vandforsyning. Teknisk Forlag. Baseret på: - Indblæsningsdybde 2,5 3 meter - Opholdstid 10 min. - Rensekrav < 0,1 mg/l 6

7 »Præsentation af resultater Henry s konstant beskriver sammenhængen mellem koncentrationen i vandfasen og koncentrationen i gasfasen ved ligevægt. C W k H = (dimensionsløs) C g Henry s konstant beskriver hermed, i hvor stor grad et stof vil overføres fra vandfasen til gasfasen, og hermed hvor let det vil være at strippe stoffet ud af vandfasen. Teoretisk beregnet L/V-forhold: Min 12 Gas Henry s konstant (v/10 gr. C) Nitrogen 0,016 Oxygen 0,041 Metan 0,043 CO2 1,23 Svovlbrinte 3,65 Tetrachlorethylen 3,20 Chloroform 9,0 Afhængig af: andre gasser, anlægsudformning, ligevægtsbetingelser osv.»præsentation af resultater q vent Δp τ E vent = (kwh) 10 3 η v kwh/m³ E/m³ vand = E vent / q vand Teoretisk krav: - 1 meter vandstand: L/V 20-0,5 meter vandstand: L/V 45-0,2 meter vandstand: L/V 200 L/V 7

8 »Præsentation af resultater q vent Δp τ E vent = (kwh) 10 3 η v kwh/m³ E/m³ vand = E vent / q vand Teoretisk krav: - 1 meter vandstand: L/V 20-0,5 meter vandstand: L/V 45-0,2 meter vandstand: L/V 200 L/V»Præsentation af resultater Forsøg var nødvendig for at finde: 1. Optimal indblæsningsdybde 2. Optimal opholdstid 3. Optimal L/V-forhold 8

9 Metan mg/l Rensegrad (%) Rensegrad (%) »Præsentation af resultater - indblæsningsdybde - Effekten stiger ved øget indblæsningsdybde - Effekt af at øge indblæsningsdybde aftager - Minimal gevinst > 0,46 meter 0,14 Luft/vand forhold : 10:1 Luft/vand forhold : 20:1 Luft/vand forhold : 30:1 100,0 0,12 99,0 0,1 98,0 0,08 Lav VS 97,0 0,06 Høj VS 96,0 0,04 95,0 0,02 94, L/V 93, Vandhøjde (cm)»præsentation af resultater - opholdstid - Opholdstiden i anlægget er vigtig - Min ca. 6 min. - Men L/V-forholdet er af større betydning 100,0 Høj vandstand 99,0 98,0 97, Opholdstid (min) 9

10 »Præsentation af resultater L/V forhold - L/V er vigtig, men effekten af at øge L/V forholdet aftager»præsentation af resultater indløbskoncentration - Rensningsgraden er ikke særlig afhængig af indkøbskoncentrationen 10

11 Metan mg/l »Konklusion på forsøg Min 90 % iltmætning Rensekrav: Metan 0,01 mg/l (99,8 % fjernelse) Rensekrav: Svovlbrinte 0,05 mg/l Temperaturpåvirkning 0,5 C Undgå kalkfældning Fuldt inspicerbar Fuldt adskilt fra bygningskonstruktioner Høj hygiejnisk standard udført i rustfrit stål, PE, PP som let kan renses Energimæssig optimal løsning maks. 0,1 kwh/m³ Dynamisk regulering af beluftning afhængig af råvandskvalitet og råvandsflow Godt arbejdsmiljø - gerne automatiseret in-line rensning af anlægget Tilpasses eksisterende bygning (totaløkonomisk optimering)»perspektiv for Sjælsø Vandværk Opholdstid 3 6 min. L/V-forhold afhængig af indløbskoncentration Vanddybde cm Kan eksempelvis løses med 10 stk. beluftningsspor på 4 8 meters længde. Variable L/V-forhold afhængig af råvandskvalitet boringsindkobling 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 Lav VS Høj VS L/V 11

12 »Tak for opmærksomheden Følg ALECTIA på