Rethink Sludge Optimering af slamafvandingen via onlinesensorer kombineret med kamerateknologi Morten Bormann Nielsen, konsulent, ph.d. Hanne Løkkegaard, seniorprojektleder, ph.d. Teknologisk Institut, mon@teknologisk.dk, 7220 3531
Moderne renseanlæg er meget komplekse biokemiske maskiner Slamafvanding, op til 50 % af driftsomkostninger
Projektets forsøg foregår primært på to renseanlæg Viborg Centralrenseanlæg ~50.000 PE Udrådnet slam Hedensted Renseanlæg ~40.000 PE Aktivt slam
Vand fjernes fra slammet (det afvandes) for at spare penge Viborg Centralrenseanlæg Skruepresse Hedensted Renseanlæg Centrifuge
Slammet starter med ~3 % tørstof og afvandingen hjælpes på vej af en polymer Før polymertilsætning Efter polymertilsætning
I driften balanceres omkostningerne ved afsættelse af slam og polymerens pris Eksempel: 3 % TS ind, 400 kr./ton slam, 35 kr./kg polymer
Udfordringer som projektet ønsker at løse Kurven for tørstof versus dosering kendes normalt ikke Laboratorieforsøg kan ikke oversættes til drift Flere faktorer, fx omrøringshastighed i blandetank, har betydning Tørstof skal måles manuelt Hvad skal/kan man styre på? Hvorfor afvander noget slam bedre end andet? Hvilke karakteristika ved slammet har betydning? Hvad er det bedst mulige resultat for et givent anlæg? Hvorfor afhænger sammenhængen af årstid, anlægsopbygning, vejr osv.?
Hvor god kan afvandingen blive? Afvandes? Frit vand Kapillarbundet vand fastholdes af overfladespænding Øget temperatur (35 o C) kan langsomt overvinde overfladespændingen, mens det kræver meget varme at fjerne intercellulært og adsorberet vand
Koop-metoden undersøges til bestemmelse af maksimal afvandelighed af slammet Kontrolleret tørring Flow (0,5-1 m/s) Luftfugtighed (RH 40%) Temperatur (35,5 o C)
Indledende målinger på slam fra Viborg Centralrenseanlæg ser lovende ud Tørstof = 23%
Styringskonceptet bygger oven på kvalitative erfaringer fra branchen
Det centrale koncept: Billeder af flokkuleret slam Individuelle flokke identificeres og måles Digital billedbehandling Flokegenskaber vs polymerdosering + statistisk modellering af tørstof
Der er udviklet en prototype der måler på flokke fra processen i fuld skala Ultimate Camera Box, The Fourth
Første større forsøgsserie fra Viborg, efter en stor anlægsændring i sommeren Forsøgsnummer Polymerdosering (kg/t TS) Prøver 1 17 Flokke, kemiske, TS 2 18 Flokke, kemiske 3 19 Flokke, kemiske 4 20 Flokke, kemiske, TS 5 21 Flokke, kemiske 6 15 Flokke, kemiske, TS 7 16 Flokke, kemiske 8 17 Flokke, kemiske, TS 9 17 Flokke, kemiske 10 17 Flokke, kemiske Omrøring 50 %
Det er nødvendigt at fortynde flokkene for at opnå korrekt segmentering 16 kg/t 15 kg/t 17 kg/t, 3. gentagelse
Der er sammenhæng mellem dosering og flokkenes størrelsesfordeling
Der er ligeledes klar korrelation mellem flokke og tørstof efter afvanding
Flokkenes morfologi er uafhængig af polymerdosering
Anden større forsøgsserie fra Viborg Forsøgsnummer Polymerdosering (kg/t TS) Prøver 1 16 Flokke, kemiske, TS 2 16 Flokke 3 18 Flokke, kemiske, TS 4 20 Flokke, kemiske, TS 5 20 Flokke 6 22 Flokke, kemiske, TS 7 24 Flokke, kemiske, TS 8 26 Flokke, kemiske, TS 9 26 Flokke 10 26 Flokke 11 28 Flokke, kemiske, TS 12 28 Flokke 13 28 Flokke Omrøring 60 %
Gentagelser indikerer at et enkelt billede ikke er tilstrækkelig sampling Problemet løses ved at pulje billeder taget ved samme indstillinger
Flokstørrelsen når et plateau ved høje polymerdoseringer Tilsvarende målinger af tørstof er undervejs
Status på udfordringerne Forsøg med flokke fra faktisk drift giver de facto korrekt sammenhæng mellem dosering og tørstof Kalibreringen er dog stadig meget arbejdstung og bliver ugyldig over tid Tørstof skal måles manuelt mulig løsning på vej via ny partner Flokstørrelse virker som realistisk styringsparameter, flokmorfologi formodes at være konstant for faste driftsbetingelser Hvorfor afvander noget slam bedre end andet? Koop-metoden testes som metode til bestemmelse af maksimalt opnåeligt tørstofindhold Laboratorieforsøg er ved at afdække sammenhænge mellem flokstørrelse og slamegenskaber som ph, ledningsevne, hårdhed og redox-potentiale
Konklusioner TO DO