Harstad VB Et annerledes Moldeprosessanlegg Av Jon Brandt, Asplan Viak

Transkript

1 Harstad VB Et annerledes Moldeprosessanlegg Av Jon Brandt, Asplan Viak

2 Agenda Bakgrunn for utbyggingen Prosessvalg Generelt om Moldeprosessen Pilotforsøk Driftserfaringer Saltsyre Reelle driftsparametre sammenlignet med dimensjoneringsveilederen.

3 Råvannskvalitet (midlere verdier) Fargetall: 14,3 mg Pt/l Turbiditet: 0,24 FNU ph: 7,3 Kalsiuminnhold: 8,3 mg Ca/l Alkalitet: 0,42 mmol/l Klorid: 8 mg Cl/l Sulfat: 2,0 mg SO 4 /l Vannet er med andre ord halvveis karbonatisert fra naturens side!

4 Prosjektfaser Utredning prosessvalg, Rambøll 2008 med valg av Moldeprosess og UV-bestråling. Forprosjekt, Rambøll juni 2008 Pilotforsøk, Sintef (Eikebrokk)/ Harstad kommune -> mars 2009 Forprosjekt revidert, Asplan Viak jan - aug 2009 Detaljprosjekt, Byggefase, Igangkjøring, mai 2012

5 Prosessvalg Rambøll gjennomførte en vurdering av en rekke ulike prosesser for fargefjerning og korrosjonskontroll. Moldeprosessen ble valgt blant annet på grunn av: At man så det som hensiktsmessig å benytte karbonatisering for korrosjonskontroll Jern ble vurdert som mindre problematisk enn aluminium i forbindelse med utslipp av prosessavløp til Bergselva (rødlistearter).

6 Moldeprosessen Jern Typisk prosessløsning: Råvann ph 4,5 Mikser CO 2 ph >8,0 Rentvann Jern(klorid)(sulfat) benyttes som koagulant Fjerning av farge / NOM og korrosjonskontroll / karbonatisering i samme filter Marmorfilteret fjerner restjern i tillegg til å tilføre kalsium og alkalitet Prosessen er utviklet for det typiske norske overflatevann; surt, bløtt og høyt humusinnhold.

7 Moldeprosessanlegg i Norge Første anlegg ble bygget i 1994 Tingvoll VBA Største anlegg, Svartediket VBA i Bergen 925 l/s Rundt 40 anlegg totalt 3 anlegg under bygging/prosjektering <50 l/s l/s l/s l/s l/s l/s I drift Under bygging/prosjektering

8 Pilotforsøk, Sintef (Eikebrokk) Utløpsturbiditet - Avlest On-line (NTU) Forsøk Harstad PIX113 0,5 1.2-PIX 0,4 1.5-PIX 0,3 1.8-PIX 2.0-PIX 0,2 2.2-PIX 0,1 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Koagulerings-pH-Online Anbefalte koaguleringsbetingelser, 1,8 mg Fe/l, koaguleringsph 4,5. Lav koagulantdose gir lite slam, lang filtreringstid, lavt spylevannsforbruk og lave kjemikaliekostnader

9 Justering av koagulerings-ph Total alkalitet (mmol/l) Base Marmor CaCO CO Syre Total karbonat karbon (mmol/l) H 2 CO 3 +HCO 3- +CO 3 2-

10 Hvorfor er Harstad VB et annerledes Moldeprosessanlegg? HCl Jern Råvann ph 4,5 Mikser CO 2 ph >8,0 Rentvann

11 Utfordringer knyttet til denne prosessløsningen KoaguleringspH på 4,5 gir stort syrebehov Dosering av syre gir: o Økt kloridinnhold i rentvann o Økt kalsiuminnhold i rentvann (over 25 mg Pt/l) o Lav ph i rentvann < 8,0 Råvann HCl Jern Mikser

12 Driftserfaringer fra innledende fullskaladrift - Anbefalte koaguleringsbetingelser gir meget god vannkvalitet: - Fargetall 0-3 mg Pt/l - Turbiditet < 0,1 FNU - Restjern < 0,03 mg Fe/l - Slamproduksjonen er lav - ph 7,9 8,0 - Kalsiuminnhold 28 mg Ca/l - Kloridinnhold mg Cl/l Men noen andre ting skjer: Sedimentering av spyleavløp fungerer dårlig mye flyteslam, alt spylevann ledes til avløpsnettet Stadige smålekkasjer av saltsyre

13 Saltsyredosering - Konsentrert saltsyre (33-35 %) er en gass som er løst i vann. - Ved lekkasjer blir det dannet saltsyregass som er meget korrosiv og helseskadelig. - En større saltsyrelekkasje oppstår høsten Saltsyredamp ble trukket inn i UV-tavlene slik at UV ene etter tur havarerte. - Gode råd var dyre Man fikk tettet lekkasjen og det ble besluttet å prøve PIX318-A15, jernkloridsulfat med 15 % fri syre. - I tillegg ble det tilrettelagt for å dosere koagulant og saltsyre inn på en drivvannssløyfe. - Kommer ikke ned i antatt riktig koaguleringsph uten en overdosering av Fe, men heldigvis...

14 Heldigvis - Ved å øke jerndoseringen til 3,3 mg Fe/l som PIX318-A15 får man svært god koagulering. (Ved fargetall 17 mg Pt/l er teoretisk jerndose 2,55 mg Fe/l). - Koagulerings-pH ligger da rundt 5,9 og det kommer en del positive bivirkninger: o Vi tilfører vesentlig mindre klorid og sulfat i prosessen. o Kalsiuminnhold i rentvann synker ned til under 25 mg Ca/l. o ph stiger til over 8,0 o Fargetallet og turbiditet viser en liten nedgang o Og ikke minst; sedimenteringen av spyleslam begynner å fungere.

15 Endringer i vannkvalitet med nytt doseringsregime Parameter Råvann Optimal koagulering Dagens driftsregime Jerndose (mg Fe/l) 1,8 3,3 Saltsyredose (mg HCl/l) 12 (7) Kloridinnhold Sulfat Fargetall Turbiditet 0,4 0,09 0,07 ph 7,3 7,9 8,3 Kalsiuminnhold 8,

16 Trykktapsoppbygging timer ved 4 m/t ~ 3,2 m trykktap ved tilbakespyling

17 Vurdering av driftsparametre opp mot dimensjoneringsveilederen Fargetall råvann: Filterhastighet: 17 mg Pt/l 4 m/t Jerndose (mg Fe/l) Slamproduksjon (mg SS/l) Teoretisk Fra drift Formel (jern) 2,55 3,3 6,4 8,3 0,086*Fargetall+0,58 2,5*dose (neglisjerbar SS i råvann) Driftstid (timer) *(SS*V f ) -1,3 Produksjonskapasitet filter: Slamlagringskapasitet: 220 m 3 vann / m 2 filterflate 1,8 kg SS / m 2 filterflate

18 Oppsummering Moldeprosessen fungerer bra også på dette råvannet med høy alkalitet og lavt humusinnhold. Koagulering ved høy ph: o Krever høyere koagulantdose enn den optimale o Gir mer slam i filtrene o Kortere filtreringstid o Økt vannforbruk til spyling og modning Men også o Lavere klorid og sulfatinnhold i rentvann o Riktigere kalsiuminnhold i rentvann (< 25 mg Ca/l) o ph i rentvann over 8,0 o Noe lavere fargetall og turbiditet i rentvann o Sedimentering av spyleslam fungerer meget godt Optimalisering av vannbehandlingsprosessen er komplisert. Det er mange hensyn som må tas. Dosering av saltsyre må gjøres med stort fokus på HMS og øvrig sikkerhet. Bruk helst drivvann og plasser doseringsutstyr og doseringspunkt i et eget bygg/rom.

19 Takk for meg!