Optimalisering av koagulerings/filtreringsanlegg Paula Pellikainen Bergen Vann KF Norsk Vann Høstfagtreff 26.10.16
Vikitge parameter for koagulerings/filtreringsprosesser Kvalitet på råvann Fargetall på råvann Ønsket kvalitet på rent vann Prosesskontroll Koaguleringskjemikalie Filtersyklus Filterregulering Filtermedia Spyling Modning Resirkulering av prosessvann
Koaguleringskjemikalie og kjemikaliedosering Jern eller aluminium Forskjellige egenskaper Metall% Fri syre Basisitet Prepolymisert Må være godkjent av mattilsynet Polymer Kontroll over polymerkonsentrasjon
Kjemikaliedosering Endre kjemikaliedose etter behov Koagulantdose Dose (mg Me/l)= A*Råvannsfarge (mg Pt/l)+B Koagulering ved lave temperaturer trenger lengre tid (under 9 C) Kjemikaliedosering dominerer slamproduksjon-kort filtersyklus Forbruk per produserte m 3 rent vann ved Os VBA i 2014 sammenlignet med 2013 37% mindre lut 32% mindre PAX 95% mer vannglass
Optimal kjemikaliedosering Mengdemåler Riktig størrelse doseringspumper Tilbakeslagsventil på doseringsledning Måle Fe eller Al rest i fellingsvann Plassering av doseringspunkt og innblanding av kjemikaliene Bytt dose etter fargetall i råvann Optimalt ph område ph overstyring
Filtersyklus Overflatebelastning kg SS/m 2 Kjemikaliedosering dominerer slamproduksjon Mengde (m 3 /h) Koagulantdose (g Me/m 3 ) Svartediket Overflatebelastning 1,3kg SS/m 2 *38m 2 =49kg Dose 3mg/m 3 Med dose 2g Fe/m 3 Slamproduksjon ved dose 3g Fe/m 3 49kg/m 3 /0,75kg SS/m 3 =65,5h =3g Fe/m 3 *2,5=7,5g SS/m 3 Produksjon 150m 3 /h =150m 3 /h*7,5g SS/m 3 =1125g/h=1,125kg/h Optimal Syklus=49kg/1,125kg/h=43,5h
Viktig å ha rolig filterdrift Unngå raske endringer i filterhastighet Bruk bassengkapasitet Reguleringsventiler Filterregulering Mengdemåler (riktig dimensjon) Individuell filterregulering Test-modus
Overtid Sædalen 250 200 150 100 sædalen 50-2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Fnokkstørrelse og filtermedia
Vann og temperatur Kaldt og varmt vann har ulike egenskaper Kaldt vann har høyere viskositet enn varmt vann Koagulering ved lave temperaturer trenger lengre tid (under 9 C) Med kaldt vann trenger man mindre spylevann = bør justere spylevannsmengde lavere Problemer kan oppstå på sensommer/tidlig høst pga spylevannstemperatur er høyere og filterspyling er redusert På vinter/vår kan man tape filtermasse pga for høy hastighet ved spyling Viskositet er væskens motstand
Hva påvirker filterspyling Høyde og vekt på filterseng Type filtermedia Multimedia filter, slitasje på filtermasse Kvalitet på spylevann Råvann/behandlet vann Temperatur på spylevann Type filterspyling Den mest effektiv måten er å spyle med en kombinasjon av luft og vann
Luftspyling Stor betydning for å få filter rent sammenlignet med å spyle kun med vann Ikke anbefalt å spyle med luft alene Luft påvirker BARE det øverste laget av filtersengen 15-25cm Mudballs som ligger under «kokesone» kan ikke brytes med luft aleine Mer effekt av luftspyling jo lengre ned vannet er tappet Jo lengre man spyler med luft, jo dypere drar man møkkete vann Anbefaling for luft alene: 45-90 sekunder
Kombinert luft- og vannspyling Den mest effektive spylemetoden Man tilsetter lavhastighetsvann under luftspyling Vi har brukt vann 15m/h og luft ca. 60m/h Sandfilter kan spyles kombinert med luft og vann gjennom hele filterspylingen Også mulig å avslutte med høy-hastighets vannspyling Hjelper mot mudballs, akkumulert slam, polymer etc.
Vannspyling Viktig å fjerne partiklene som er brutt ned under luftspyling Også viktig å få lagdeling på plass Man kan ha flere ulike hastigheter under vannspyling Redusert hastighet mot slutten av vannspyling Ikke nødvendig å spyle filteret rent! Rester av koaguleringskjemikalie kan hjelpe med modning Jo lengre man spyler, jo mer kalk taper man (Kalkfilter)
700 Uten pauser 600 500 SS (mg/l) 400 300 200 Med pauser 100 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Time (min)
Sædalen spylevann i kg SS 14 12 10 kg SS /min 8 6 kg/ss min 4 2 0 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 Tid (min)
Filtermedia 2-media filter (deep bed filtrering) Vanlig media Sand Antrasitt Filterkalk Filtralite Velge media basert på fnokkstørrelse? Fordel med Filtralite: Økt porøsitet+ lettere filtersengmindre energi krevd for å fluidisere filterseng under spyling F.eks Kismul Antrasitt :19m2*0,8m*1400kg/m3=21 tonn Filtralite 19m2*0,8**1050kg/m3=16 tonn
Lav ph? Slitasje på antrasitt
Modning Første filtrat dårlig kvalitet Modningshastighet Fin filtermasse høy hastighet Grov filtermasse lav hastighet Slow start Partikler fra forrige filtersyklus kan hjelpe med modning Tilsette ekstra koagulant under filtermodning
Nøkler for optimal koaguleringfiltrering Forstå endringer i råvannskvalitet Rett kjemikaliedose Nok kontakttid for koagulering/flokkulering Rolig filterregulering Riktig spyling Riktig modning Forståelse av prosess Vedlikehold og kalibrering Kompetent fagpersonell Nøkkeltall
Nye Espeland Teste forskjellige løsninger på eksisterende anlegg Dynasand filter på Svartediket VBA for å rense dekantat til bedre kvalitet
Resirkulering av rejektvann (Moldeprosess) Konklusjoner Rejektvann er mulig å lede tilbake til innløp. For å gjøre dette trenger man mer koaguleringskjemikalie for å nå optimal koagulerings-ph. Det ble funnet at dose 10mg Fe/l fungerte ved vanlig dosering med 3mg Fe/l. Lavere Fe-doser til råvann kan kreve høgere Fe-dose for rejektvann. Koaguleringskjemikalieforbruk øker med 13 %. Årlig tilsvarer dette ca 52 tonn PIX318 (2014). Filterbelastning økes som gjør at spylesyklus reduseres og spylevannsforbruk, modningsvannforbruk og rejektvannmengde økes per produsert m 3. Årlig dette tilsvarer 69 000m 3 mer spylevann og 143 000m 3 rejektvann. Problemer kan oppstå ved påfylling av filterkalk til filtrene, og det kan løses ved å dosere mer koagulant til rejektvann eller ved å dele kalkpåfyllingen inn i filtrene over lengre tidsperiode. Hvis rejektvann er delt til begge filtrelinjene, blir rejektvannet lettere å håndtere. Koagulering som hygienisk barriere kan bli mer sårbart på grunn av feil ph for koagulering. Større returvannsbasseng kan hjelpe med for å fordele returvann over et større tidsrom. (mindre % andel returvann pr. m 3 råvann). Vurdere engen separat PIX318 dosering på returvannsledning. Plassering av doseringspunkt og statisk mikser («normal dosering») for og sikre tilstrekkelig oppholdstid/innblanding før filtrering. Hvis prosessen skal blir brukt på Espeland, er teoretisk JKL dosering mye lavere enn på Svartediket, og det er sannsynlig at koaguleringskjemikalieforbruk ved resirkulering av rejektvann blir mer enn 13%.
Resultater Bedre kontroll over prosessene/prosessforståelse Bedre vannkvalitet Økt sikkerhet Færre uønskede hendelser Reduksjon i kjemikalieforbruk Reduksjon i energiforbruk Lengre filtersyklus Mindre spylevann Mindre rejektvann