Energieffektive renseanlegg

Transkript

1 Energieffektive renseanlegg Example of variation of visuals UMB 13. februar 2013 Vibeke Rasmussen

2 Evolusjon 2

3 I dag 3

4 Fremtiden Kraftverk 4

5 Status Norske Renseanlegg Over 4000 kommunalt eide vann og avløpsanlegg Årlig energiforbruk: 1 TWh (kostnad: 800 Mnok) 80 % innkjøp strøm 20 % egenprodusert energi Kilde: Norsk Vann Stort potensial for å redusere energiforbruket Mulighet for å produsere energi fra egne «kilder» 5

6 Energieffektivisering I følge Norsk Vann er det et potensialet for å redusere strømforbruket med 20 % på norske renseanlegg gjennom energieffektivisering Bygg f.eks: varme, ventilasjon og belysning Maskineri f.eks: frekvensomformere på pumper, vifter og blåsemaskiner To viktige håndbøker fra Norsk Vann: Veileder for kartlegging av energibruk i VA-sektoren Energiriktig design og prosjektering av avløpsrenseanlegg 6

7 Energiproduksjon Det største potensialet for vann- og avløpssektoren ligger i å produsere mer fornybar energi fra egne «kilder» Fall og trykk i vannet gir mulighet for å sette inn mikroturbiner Slam for produksjon av biogass Varmen i vannet kan utnyttes ved bruk av varmepumper 7

8 Renseanlegg Fra energieffektivt Via energinøytralt Til energiproduserende Et «typisk» PE renseanlegg i dag med forbehandling, biologisk rensing, sedimentering, råtneanlegg og gassmotor Årlig strømforbruk på 2200 MWh Miljøbelastning på 1300 t CO 2 /år 8

9 Kraftverk teknologisk mulig i dag? 9

10 Kraftverk teknologisk mulig i dag? fortsettelse Energieffektivisering; forbedre forbehandling, bedre styring, termisk hydrolyse, rejektvannsbehandling 700 MWh, 400 t CO 2 /år Energinøytral; forbedre forbehandling, bedre styring, termisk hydrolyse, rejektvannsbehandling og utbedret design av luftebasseng 0 MWh, 50 t CO 2 /år Energiproduserende; forbedre forbehandling, bedre styring, termisk hydrolyse, rejektvannsbehandling, utbedret design av luftebasseng, brenselcelle, slamtørking og forbrenning 1700 MWh, fortrenging av 1000 t CO 2 /år 10

11 Fra renseanlegg til kraftverk grafisk fremstilt 11

12 Eksempel norsk renseanlegg Skal utvides og bygges om til sekundærrensing Skal ha eget råtneanlegg med gassutvinning Anleggets størrelse PE PE Hydraulisk belastning Qdim 370 m 3 /h Qmaksdim 740 m 3 /h Qmiddel 125 m 3 /h Stoff belastning BOF 5 SS Fosfor 2100 kg/d 2625 kg/d 50 kg/d 12

13 Utgangspunktet Mekanisk/kjemisk renseanlegg Rist og sandfang Forsedimentering Flokkulering og ettersedimentering 13

14 Alternativ A Oppgraderer forbehandling Eksisterende forsedimentering bygges om til biologisk trinn med Kaldnes MBBR i 2 linjer Eksisterende ettersedimentering rehabiliteres Totalt volum biologi: 852 m 3 Fyllingsgrad biomedia: 32 % (272 m 3 ) 14

15 Alternativ A - Energiberegning Det største energiforbruket i et renseanlegg er knyttet til luftinnblåsing til det biologiske trinnet ca. 60 % av totalt energiforbruk Derfor er oksygenoverføringskapasiteten (OTR) viktig. OTR; luftesystemets oksygenoverføringskapasitet i rent vann uten biomedia. MF; biomediets innvirkning (type og fyllingsgrad) α; vannets alpha faktor 15

16 KWH/D Alternativ A Energiberegning fortsettelse Varme 3000 EL M M El-forbruk Energipotensial 16

17 Alternativ A - Konklusjon Ikke energinøytralt Bruker mye energi på å destruere en meget god energikilde Innkommende partikulært organisk materiale 17

18 Alternativ B Utnytte innkommende organisk materiale til biogass produksjon Mengden av biologisk nedbrytbart stoff i slammet som behandles er avhengig av: Hvor mye slam (kg TS/d) som skal behandles Hvor stor andel av det organiske stoffet (VS/TS) i slammet som er biologisk nedbrytbart 18

19 Grunnlag for produksjon av biogass Følgende prinsipper gir størst mulig biogassproduksjon i et sekundærrenseanlegg: Ta ut mest mulig partikulært organisk stoff tidligst mulig i prosessen. Mindre belastning på det biologiske trinnet Mindre luftbehov og derav lavere energiforbruk Høy belastning på det biologiske trinnet Minst mulig hydrolysering av partikulært organisk materiale (både innkommende og det som produseres i biotrinnet) Bruk minst mulig fellingskjemikalier Tilsatt metall danner slam som ikke er biologisk omsettbart Oppbevar slammet så kort tid som mulig før utråtning 19

20 Alternativ B - prosessløsning 20

21 Alternativ B For-flotasjon Tar ut > 85 % SS og > 50 % BOF 5 Biologisk trinn med Kaldnes MBBR Volum: 440 m 3 Fyllingsgrad: 40 % (163 m 3 ) 21

22 KWH/D Alternativ B - Energibalanse El-forbruk Energipotensial 22

23 Konklusjon Det energinøytrale renseanlegg er en realitet Takk for oppmerksomheten