Eurotec Biomass A/S Projekt Selektiv Hydrolyse Erfaringer fra indledende forsøgsrunde 15.08.2011 / NOe
Hvad drejer det sig om? Forøgelse af omsætningen af organisk stof i slam til biogas ved en varmebehandling. Renseanlægget har 2 sæt rådnetanke i parallel, hver med 2 rådnetanke i serie. Opbygningen af anlægget har været præget af en længere række tilpasninger til de variationer, der i renseanlæggets lange levetid har været for at kunne bibeholde en effektiv rådnetank funktion. Hele rådnetank systemet er i dag endevendt. Der er lavet helt betydelige ændringer af de driftsmæssige karakteristika, hvilket har betydet ganske betragtelige investeringer i: - pumper, rør, ventiler og overvågningsudstyr - varmevekslere - nyt gasmotor anlæg med styringsanlæg, nye varmeinstallationer og transformator - opkobling på fjerrnvarmenettet for salg af overskudsvarme - ombygning af styring af forklaringstanke, slam koncentreringstanke, rådnetanke og som kommende investeringer fedthåndtering og lagertanke til udrådnet slam.
Den samlede investering fra Esbjerg Forsyning er i størrelsesordenen et 8 millioner. Eurotec Biomass A/S har til dato investeret i nærheden af 5 millioner i anlægget som selvfinanciering. Der forventes et yderligere forbrug på mellem ½ og 1 million til færdiggørelse af projektet. Forsøgsdelen påregnes færdig med slutningen af 1. kvartal 2012. Projektet forventes at være afleveret og godkendt medio 2012.
Hvordan ser hydrolyseanlægget ud?
Hvordan ser varmevekslerne ud?
Hvordan styres anlægget?
Laver det noget? Styringsanlægget blev sat i drift i vinter. Hele systemet inklusive slam koncentreringstanke og pumpefunktioner er indkørt i 1. og begyndelsen af 2. kvartal, hvorefter den egentlige drift af hydrolyseanlægget er påbegyndt. Den indledende drift viser følgende: - det er ikke nødvendigt at rense varmevekslerne - temperaturen i rådnetankene kan varieres mellem 36 og 43 C, i alle tilfælde med meget stabil bakteriel funktion - tørstofkoncentrationen i afvandet, udrådnet slam er hævet fra cirka 17 % TS til cirka 23 % TS. Der forventes yderligere en forøgelse på et par %-point over det kommende halvår, når funktionen i slamlagertankene revideres - biogasproduktionen er steget såvel i absolut mængde som i specifik mængde som m 3 biogas / m 3 slam og m 3 biogas / kg tørstof og glødetab
For funktionerne med hydrolyseanlægget i drift er følgende fundet: - i opstartsperioden er de tekniske funktioner kontrolleret. Det er vist, at slammet uden tekniske problemer kan opvarmes til over 80 C - i indkøringsperioden blev der observeret en tydelig hydrolyseeffekt på en blanding af primærslam og bioslam ved en driftstemperatur på cirka 75 C - igennem den første forsøgsdel er anlægget drevet ved 70 C for at finde effekten ved den forventeligt laveste effektive temperatur - mængden af bioslam i det tilførte slam har en betydelig indvirkning på effekten af hydrolysen - beregninger på primærslam viser, at effekten er cirka + 7 % som biogas. Dette svarer til forventningerne - der resterer tilsvarende forsøg med iblanding af bioslam
Hvorfor er biogasproduktionen høj på rådnetank 2B? Vi kan regne på sådanne data også fordi der er dataopsamling på time- og døgnbasis på anlægget. Nedenfor et regneeksempel: Slam fra KC2: Linje 1: 110 m3 Linje 2: 80 m3 Biogas produktion: 1A: 2271 m3 1B: 216 m3 => sum = 2487 m3 2A: 1732 m3 2B: 599 m3 => sum = 2331 m3
Dette giver følgende overordnede data: M3 biogas / m3 slam: Linje 1: 22,6 m3 / m3 slam heraf tank 1A: 20,6 m3 / m3 slam Linje 2: 29,1 m3 / m3 slam heraf tank 2A: 21,7 m3 / m3 slam hvorfor de 2 trin 1 tanke stort set fungerer ens taget i betragtning, at belastningen på 1A er 38 % større end på 2A. Hvis TS indholdet i slammet indenfor de seneste døgn har været rundt 5 % i gennemsnit, får vi følgende specifik biogasproduktion: M3 biogas / kg TS tilført: Linje 1: 0,45 m3 / kg TS heraf fra tank 1A: 0,41 m3 biogas / kg TS Linje 2: 0,58 m3 / kg TS heraf fra tank 2A: 0,43 m3 biogas / kg TS
Vi kan således se, at linje 2 giver betydeligt mere biogas end linje 1. Hvis vi antager, at der er en biogasproduktion på cirka 0,9 m3 biogas / kg TS nedbrudt, kan vi beregne TS nedbrydningen til følgende: TS nedbrydning: Linje 1: (2487 / 0,9) = 2.763 kg TS v. 110 m3 slam = 25 kg TS / m3 slam = slamreduktion på 2,5 % Linje 2: (2.331 / 0,9) = 2.590 kg TS v. 80 m3 slam = 32 kg TS / m3 slam = slamreduktion på 3,2 % Udløbet fra de 2 linjer, tank 2 bør derfor være følgende % TS: % TS ud: Linje 1: (5-2,5) = 2,5 % TS Linje 2: (5-3,2) = 1,8 % TS
Beregningerne viser, at der skal være en betydeligt større slamnedbrydning i linje 2 end i linje 1. Der er tale om (25 18)kg TS / m3 slam = 7 kg TS / m3 slam. Igen ved en biogasproduktion på 0,9 m3 biogas / kg TS nedbrudt skal dette give cirka 6 m3 biogas / m3 slam. Resultaterne af TS og VS analyserne er som følger: % TS og VS i udløb: Linje 1: Tank 1A: 2,52% TS / 1,48 % VS Tank 1B: 2,33 % TS / 1,30 % VS Linje 2: Tank 2A: Tank 2B: 2,58 % TS / 1,47 % VS 2,62 % TS / 1,51 % VS Tallene indikerer, at udløbet fra linje 2 har større stofindhold end udløbet fra linje 1 og samtidig at der ikke er nogen stofnedbrydning i tank 2B.
Gasproduktionen viser, at der SKAL være en betydeligt større stofnedbrydning i linje 2 end i linje 1, ellers er det ikke muligt at opnå den givne biogasproduktion. Afvigelsen er på (2,62 1,8) % TS = 0,8 % TS = 8 kg TS / m3 slam. Igen ved en biogasproduktion på 0,9 m3 biogas / kg TS nedbrudt svarer dette til (8 * 0,9) = 7,2 m3 biogas / m3 slam. Hvis vi tager den overordnede biogasproduktion, der for linje 1 er 22,6 m3 / m3 slam og for linje 2 er 29,1 m3 / m3 slam, og fratrækker de 7,2 m3 biogas / m3 slam, der i henhold til ovenstående mangler i henhold til TS beregningerne baseret på TS analyserne, skal linje 2 give (29,1 7,2) = 21,9 m3 biogas / m3 slam. Dette tal, 21,9 m3 biogas / m3 slam er næsten samme tal som opnået i linje 1, der giver 22,6 m3 / m3 slam. Vi mangler derfor TS svarende til 7 m3 biogas / m3 slam, ved 80 m3 slam som til linje 2 er det i alt (80*8) kg TS = 640 kg TS i døgnet. - Mon ikke det modsvarer den mængde fedtstof, der pumpes ind i linje 2 fra fedtfanget?
Tilbage til gas og TS værdierne. TS reduktionen over 1B er cirka 0,2 % TS. Ved 0,9 m3 biogas / kg TS nedbrudt giver dette 1,8 m3 biogas / m3 slam. Ved 110 m3 slam giver dette 198 m3 biogas / døgn. Der er målt 216 m3 biogas / døgn i henhold til ovenstående. Disse tal passer således godt overens. Tager vi samme beregning for tank 2B, er der en biogasproduktion på 599 m3 uden at der er reduktion af TS koncentrationen. Det er nok fedt nok. Der er idriftsat kontrol på dette element anlægspersonalet har normalt vurderet, at fedtfangsfedt ikke har haft videre indvirkning på biogasproduktionen. En analog effekt er opnået på Viby J renseanlæg blot ved etablering af varmeveksler anlæg til varmegenvinding, der stabiliserer procestemperaturen i rådnetankene. / NOe