Forbedring af vandkvalitet og energioptimering på Renseanlæg Anitha K. Sharma Postdoc DTU Environment (fhv. Udviklingsingeniør på Spildenvandscenter Avedøre og Udviklingssamarbejdet) Medforfattere: Bo Neergaard Jacobsen, EEA (fhv. Udviklingschef Spildevandscenter g, ( g p Avedøre) Thomas Guildal; Procesingeniør; Spildevandscenter Avedøre
Indhold Spildevand som forurening og Ressource Forbedring af vandkvalitet og energi forbrug på Renseanlæg: Et eksempel fra Spildevandscenter Avedøre Perspektivering af energi forbrug og energi potentiale i spildevand
Spildevand: Forurening vs Ressource Forurening: Indeholder ilt forbrugende stoffer, næringsstoffer, sygdomsfremkaldende bakterier, metaller og miljøfremmede stoffer osv. Kræver energi til transport og rensning Kræver kemikalier til rensning Ressource: Termisk og bio(kemi)ske energi Næringsstoffer (P og N) Vand ressource
Spildevandscenter Avedøre Stiftet som interessentskab i 1965 Ejet af de 10 kommuner: Albertslund, Ballerup, Bø Brøndby, Glostrup, Herlev, Hvidovre, Høje- Taastrup, Ishøj, Rødovre, Vallensbæk Ca. 235.000 indbyggere i oplandet 3. Største renseanlæg i Danmark med en design Kapacitet på 340,000 PE
Aktiviteter til forbedring af rensning og optimering af energi forbrug Fokus på Elforbrug og Vandkvalitet (COD, P, N, SS) 1997-2001: Online styring ved at installere online sensorer for næringsalte sensors 2004-2005: Udviklingsprojekt Ø-forsk (delvis finansieret af INTERREG) Avanceret online styring ved STAR og installering af flere onlinesensorer 2006-2009: Udviklingsprojekt OpDrift (delvis finansieret af INTERREG IIIA) og ansættelse af videnskabelig personale Upgradering af STAR og installering af flere online sensorer Udviklingsprojekt Energi, CO2 og samlet miljøregnskab for afløb og renseanlæg (delvis finansieret af DANVA) Ny biogas motor med bedre udnyttelsesgrad Renseanlæg fjerner også tungmetaller (As, Pb, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Zn med en rensegrad på 95-99%) miljøfremmede stoffer (de fleste ned til under detektionsgrænsen) Sygdomsfremkaldende bakterier Osv. I forbindelse med NOVANAs målinger bliver der også udført toksikologiske undersøgelser med muslinger.
2004 2005 Ø-forsk forsk Activititer Avanceret online styring baseret på STAR, ATS og ekstra sensorer: e Forbedret COD og TN fjernelse Formindsket Elforbrug Forhøjelse af hydraulisk kapacitet t med ATS Udvikling af Bio-P control Strategy (patent afventer) Reduceret kemikalie forbrug til fosfor fjernelse Resultater: Reduktion i El forbrug til beluftning og returslamspumpning Reduktion i jern tilsætning Reduktion i jern tilsætning Forbedring i TP fjernelse Forringelse af TN fjernelse
Fokus aktiviteter i perioden 2006-2009 2009 Energi forbrug Omrøring Returslam Belutning Forbedret control af online sensorer Forbedret ATS regnvandsstyring vha. intelligent bassin styring Forbedring af vandkvalitet ved at optimere avanceret online styring med øget fokus på følgende processer slamalder Hydrolyse y i eksisterende volumener Nitrifikation, denitrifikation and Bio-P Udvikling af kemikalie doserings strategi Udvikling af strategi for slamalderstyring
Nedsat omrøring: L.2 X X L.1 Y Ý Undersøgelser: Iltfordeling (iltgradient) Hastighed (nedsættelse) SS fordeling (lagdeling og bundfældning) Udløbskvalitet: COD; N og P fjernelse Resultat: Stop af 4 oprørere fra hver tank og dermed 50% reduktion i omrøringskapacitet uden nogen effekt på udløbskvalitet. Besparelser: Elforbrug: 750000 kwh/år = 445000 DKK/år (0,59 DKK/år 2007 pris) = 510000 DKK/år (0,68 DKK/år 2008 pris) Service og vedligehold: = 64000 DKK/år R lt t t t i Resultaterne er rapporteret i: www.opdrift.org Sharma A.K.; Guildal T.; Thomsen H.A.; Jacobsen B.N. (August 2008). Energioptimeringspotentialer i ved biologisk rensning af spildevand: Erfaringer fra Spildevandscenter Avedøre I/S. danskvand; nr. 5.
Hydrolyse i eksisterende volumen Slamspejl FORMÅL: Højere slamniveau => mere hydrolyse/vfa i returflow til Bio-P og DN proces Højere slamspejl resulterer i højere TP og Ortho-P i renset spildevand Højere slamspejl resultere i lavere TN i renset spildevand Optimal slamhøjde i efterklaringstankene varierde fra sommer til Vinter.
Belastning, Elforbrug, Elproduktion og Vandkvalitet Omrøring AOS+andre aktiviteter ET+AOS+ JKLstyring Ny Gasmotor
Hydraulisk kapacitet Større hydraulisk kapacitet med ATS
Effekten af forbedringer på driftsomkostninger Faldende driftsomkostninger: på Elforbrug, JKL og spildevandsafgifter
Perspektivering af energi forbrug og energi potentiale i spildevand Årligt Elforbrug 16 GWh på SCA Årligt elforbrug til spildevandshåndtering i Danmark: Biologisk rensning (eksl. 625 GWh (DANVA 2006) omrøring); Omrøring i spildevandshåndtering; 44% luftningstanke; 100 GWh til transport af spildevandet 100 GWh til pumpning på renseanlægget Hovedparten af resten på omrøring og beluftning Svarende til ca. 2% af det samlede elforbrug i Danmark Indløbspumpe station; Sand & fedtfanger; forklaring osv; 18% 9% Pumpestation er i oplandet; 6% Udløbs pumpestation; 5% Slam forbrændning; 17%
Energiforbrug på renseanlæg som er med i SMS samarbejde I alt 15 store og mellemstore renseanlæg El forbrug i 2005: 108 GWh Spildevandscenter Avedøre
Potentialer (Energi og vandkvalitet) Biokemisk energi: Potentiale på SCA : 14200 t COD/år i indløbet svarende til 52 GWh Faktisk udnyttelse (40%): produktion af biogas 3.3 mill. m 3 /år svarende til 20.7 GWh; hvoraf 6.7 GWh el blev produceret og resten som varme. Termisk energi fra renset spildevand*: Potentiale på SCA ved en temperatursænking på 6 C = 350 GWh!! Faktisk Udnyttelse: 0% Begrænsninger: store investeringer og Ikke rentabel på grund af afgiftsstrukturen Spildevandsafgifter vs sparet energi forbrug til rensning Sparet Energi ved reduceret Fe forbrug og/eller at anvende restprodukter som f.eks. Okkerslam Højere energiproduktion ved ændret drift til termofildrift på rådnetank Energioptimering på pumpning Energi forbedring ved onlinestyring; vedligehold og Control af onlinemålere Integreret styring af afløbssystem og renseanlæg med forudsigelser af regn Central vs. Decentral rensning (overløbsvand, interne delstrøm som rejektvand osv.) Overflade beluftning vs. bundbeluftning Osv. *(DANVA støttet projekt Feasibility study Optimal udnyttelse af varmeenergi fra spildevand )
Tak for opmærksomheden