GRUNDFOS BIOBOOSTER Decentral membranfilter-anlegg for avløpsvann MBR -Cleaner water Greener environment
GRUNDFOS 2009 amounts in DKKm Turnover No. of employees R&D investment Pumps produced Production locations Sales companies 17,061,895 17.000 953,034 Over 10 million 14 50 Grundfos er ikke bare pumper!!
..men også: Sustainable treatment and use of treated wastewater..
Membran teknologi muliggør bedre rensning og membranerne bliver mere og mere økonomiske. Two common types of MBR: Side-stream MBR Submerged MBR Conventional MBR compared to Conventional Activated Side-stream Sludge: MBR 2-4 times more compact: No clarifyer and process tank SS 10-12 kg/m 3 Better effluent quality (reuse possible) More stable effluent quality Higher energy consumption
GRUNDFOS BIOBOOSTER MBR MEMBRANE Membrane technology BIOLOGICAL Biological treatment with UF-filtration and aeration REACTOR Enclosed reactor processes O2 H2O WW
GRUNDFOS BIOBOOSTER MBR Operation Ceramic ultra-filtration membrane of 60 nm cut-off Mechanical cleaning through rotation and back flush sequences Up to 5 x higher sludge concentration (MLSS up to 30kg/m3 in operation) Operating pressure up to 3 bar
GRUNDFOS BIOBOOSTER MBR Ultra Filtration Bacteria free permeate BioBooster cut-off
BioBooster MBR-based plant illustration of 1500 PE Grundfos BioBooster plant design: 6 x 20 containers 1 control 1 pre-treatment 1 supply 2 MBR 1 DN/Bio-P 1 x sludge tank 3 % Dry matter 1 x 200 m3 bauffer tank
Flow diagram for a BioBooster MBR 530 mg COD/liter 50 mg N/liter 10 mg P/liter Belt filter 1-2 mm Buffe r tank FeCl Air compressor <75 mg COD/liter <8 mg N/liter < 01,0 mg NH4-N <0,2 mg P/liter Screen 5 mm PBR DN/Bio.P PBR MBR Pump Well Waste from screen packed in plastic bags GBB plant Sludge tank 3% DM sludge Slam Wastewater from village
Grundfos BioBooster s municipal reference plant Bjerregrav,Viborg, Denmark
Inlet characteristics and discharge requirements BioBooster WWTP, Bjerregrav COD BOD 5 N-tot P-tot SS ph Inlet wastewater Outlet requirements Post BioBooster mg/ l mg/ l mg/ l mg/ l mg/ l 770 350 77 17 750 6,5 8,5 75 15 8 1 30 6,5 8,5 75 15 8 < 0,25 < 5 6,5-8,5
Grundfos BioBooster s municipal reference plant Bjerregrav,Viborg, Denmark
Kontrol container Komponenter: Bord og stol Computer Forsyningstavle Mulighed for køleskab til opbevaring af prøver
Forbehandlings container Komponenter Båndfilter Vask og komprimering af ristegods Ristegods plast emballering Automatisk prøvetagning
Forsynings container Komponenter Kompressor Kul filter Afluftning Recirculationspumpe Trykpumpe
MBR container Komponenter: 16 MBR / N reaktorer Procesvolumen: 6 m3 (MBR) Filterareal membraner: 81 m2 Flux på membraner: 40-80 l/m2*h ved 1-2 bar
25-03- 04-22-04-06-05-20-05-03-06-17-06-01-07-15-07-29-07-12- 26-09-09-23-09- temp. C 23-04- 30-04- 07-05- 14-05- 21-05- 28-05- 04-06- 11-06- 18-06- 25-06- 02-07- 09-07- 16-07- 23-07- 30-07- 06-13- 20-27- 03-09- 10-09- 17-09- 24-09- COD mg/l Bjerregrav: COD i råspildevand, Temperatur i MBR reaktor COD indløb 1200 1000 800 600 Series1 400 200 0 temp. MBR 1 dato 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 temp. MBR 1
COD mg/l COD indløb og udløb MBR1 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 11-02- 02-04- 22-05- 11-07- 30- COD ind MBR 1 COD ud MBR1
5 TS NH4 mg/l NH4 indløb og udløb MBR1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 11-02- 02-04- 22-05- 11-07- 30- NH4 ind MBR1 NH4 ud MBR1 TS MBR 1 og MBR 2 5 4 3 2 TS MBR 1 TS MBR 2 1 0 22-01- 13-03- 02-05- 21-06- 10-29-09-18-11-
Konc. (mg/(l) Resultater P-total PO4-P 9 8 7 6 5 4 PO4 - Før PTB PO4 - Efter PTB Permeat 3 2 1 0 17-2009 20-2009 23-2009 26-2009 29-2009 01-09-2009 04-09-2009 07-09-2009 10-09-2009
Resultater for bakterie reduktion Obtained from BioBooster MBR, project SAFIR, Bologna, Italy
Bruttoflux [l/(m2 * h)] GRUNDFOS BIOBOOSTER Flux på membraner marts til september 130 120 110 100 Bruttoflux Bjerringbro CIP MBR1 MBR2 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 23-03- 06-04- 20-04- 04-05- 18-05- 01-06- 15-06- 29-06- 13-07- 27-07- 10-24- 07-09- 21-09- CIP: Membranerne renses kemisk med cirka 3 måneders interval
Net flux [l/(m 2 h)] Kritisk flux ved fast RPM og varierende TMP 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Up - 300 RPM Down - 300 RPM Up - 150 RPM Down - 150 RPM Up - 75 RPM 0,0 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 TMP [bar] Kritisk flux er der hvor fluxen ikke stiger med øgen TMP (Trans membran tryk). I BioBooster MBR opnås Kritisk Flux ved et tryk på mellem 1,75 og 2 bar
Net flux [l/(m 2 h)] Kritisk flux og Anti Fouling Kritisk flux er afhængig af Anti Fouling RPM (omdrejninger af mekanisk-hydraulisk mekaniske til rensning af membranen ) 50,0 45,0 40,0 Poly. (Up - 300 RPM) Poly. (Up - 150 RPM) Poly. (Up - 75 RPM) 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 TMP [bar]
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Bruttoflux Bjerregrav 1 2 3 4 5 6 7 8 l/h*m2 01-10- 04-10- 05-10- 06-10- 10- Flux Bjerregrav. 0,75 bar 200 RPM 60 Jern i indløbet 50 40 30 Nettoflux på flowmåler Bruttoflux målt i spand 20 10 0 03-04- 05-06- 07-09- 10-11- 12-13- 14-15- 16-17- 18-19- 20-21- 22-
Sammenfatning Efter ombygninger i starten af perioden har anlægget kørt relativt stabilt mekanisk Det har været muligt at opretholde en brutto-flux på 60 70 l/h*m2 i 1½ - 2 mdr uden CIP eller anden rensning ved en TMP på 1 bar. Foulingen sker således meget langsomt. Det er muligt at opnå et energiforbrug på < 1,5 kwh/m3 ved at sænke omdrejningerne ned til 150 RPM eller derunder ved en bruttoflux på ca. 60 l/h*m2. Det er muligt at øge fluxen lineært ved at gå fra 1 til 1,5 bar. Der er ingen effekt ved yderligere at øge trykket til 2 bar, men det giver derimod anledning til fouling af skiverne. Det er muligt at drifte reaktorerne ved et TS op imod 30 g/l. Højere TS giver problemer med tilstopninger og dårlig recirkulation. COD fjernelsen har hele forløbet været tilfredsstillende. COD ud < 75 mg/l Efter at der blev opnået stabil drift har der været fuld nitrifikation på reaktorer. Nh4 udløb < 1 mg/l. Fosforfjernelse er når der tilsættes fældningskemikalie- > 95 %. Udløb < 0,2 mg/l SS udløb = 0! Slambelastningen har været 0,15 kg COD/kg SS i gennemsnit over perioden. Der er beregnet en udbyttekonstant på 0,18 kg TS/kg COD. Flux 40-80 l/m2/h ved 1-2 bars tryk. Samlet el forbrug til MBR reaktor< 1,5 kwh/m3 Anlægget udvikles og forbedres løbende inden det markedsføres: Service og vedligehold skal reduceres til 1 ugentligt besøg af 4-8 timer for 1 person Mekanisk stabilitet skal i top! Vedligehold/CIP af membraner skal automatiseres Større driftserfaring skal opbygges
Hvad kan BioBooster MBR? Vores Vision med produktet: Renser mere effektivt end det centralt renseanlæg -på grund af Membraner (MBR) Meget stabil proces ingen tab af slam, = lav SS og P Bakteriefrit renset vand, sikre badevandskvalitet Er fuldt automatiseret, fjernovervåget, og kræver minimal service. Eneste fleksible renseanlæg -kan udvides eller flyttes til anden placering Er en ekstrem kompakt totalløsning til spildevandsbehandling Kræver kun lidt anlægs- og byggearbejder Lugtfri proces (lukket og tryksat, aktiv kulfilter) Hurtig implementerings tid Giver mulighed for særlig miljøbeskyttelse Kan skabe økonomiske eller miljømæssige fordele for forsyningerne ved fleksibel investering i anlæg Grundfos kan udleje anlæg og varetage drift/service
Some advantages of a BioBooster solution: Automatic plant control (SCADA), remote surveillance low maintenance requirement Better treatment quality than conventional activated sludge process - due to membranes Safety against loss of sludge SS, P and bacteria to the environment Flexible and modular add modules to match increase in capacity, buy or lease..