VÝVOJ KALOVÉHO PRAHA ZA POSLEDNÍCH 10 LET

Transkript

1 Vysoká škola chemicko technologická v Praze Ústav technologie vody a prostředí VÝVOJ KALOVÉHO HOSPODÁŘSTV STVÍ NA ÚČOV PRAHA ZA POSLEDNÍCH 10 LET Michal Dohányos, Jana Zábranská, Pavel Jeníček, Josef Kutil, Vladimír Todt 1

2 ÚČOV Praha Uvedení do provozu Téměř do konce devadesátých let ÚČOV biologicky čistila pouze 70% přítoku p odpadní vody, zbytek byl vypouštěn n do Vltavy po mechanickém předčištění. Poslední intenzifikace ukončena v roce 1997 a je v podstatě provizoriem, které biologicky čistí a částečně nitrifikuje celý přítok p odpadní vody. 2

3 Kalové hospodářstv ství ÚČOV Praha primární kal přebytečný kal zahušťovací odstředivky strojovny A B manipulační nádrže fugáty odvodňovací odstředivky stabilizovaný kal Teoretický objem: I 6 x 5166 m 3 II 6x 4690 m 3 C 11 I II bioplyn energo centrum 3

4 Kalové hospodářstv ství ÚČOV v devadesátých letech Od r postupně instalovány ny 4ks odvodňovac ovacích ch odstředivek Centripress 4-1. Dosaženo snížen ení objemu kalů (při i produkci 70 tun sušiny VK/den) oproti pásovým p lisům Bellmer o 45%. R započalo alo separátn tní zahušťov ování přebytečného aktivovaného kalu pomocí zahušťovac ovacích ch odstředivek typu BSC od KHD Humboldt-Wedag Wedag. 4

5 Kalové hospodářstv ství ÚČOV v devadesátých letech tun/rok PK ZPAK SSK rok PK primárn rní kal; ZPAK zahuštění přebytečný aktivovaný kal; SSK směsný sný surový kal

6 Kalové hospodářstv ství ÚČOV v devadesátých letech- anaerobní stabilizace VN I I je při p i pouze hydraulickém m míchm chání (externí recirkulace) ) využita jen z 54,3%, středn ední doba zdržen ení je při p i denní dávce kalu 450 m 3 pouze 4,3 dne VN I I je při p i souběž ěžném m míchm chání (externí recirkulace a míchm chání pneumatické) ) využita ze 75,1%, středn ední doba zdržen ení se zvýšila na 5,1 dne. VN II není míchaná,, její objem zvyšuje dobu zdržen ení v prvním m případp padě (mích chání pouze hydraulické) na 7,3 dne, ve druhém m případp padě na 9,0 dne.. 6

7 Kalové hospodářstv ství ÚČOV v devadesátých letech- anaerobní stabilizace etapa Denní produkce BP Nm 3 /d Specifická produkce BP Nm 3 /t VLorg. Přived ené OL t/d Dosažitelná výroba energie MWh el /d MWh t /d ,84 50,06 77, ,05 53,56 82, ,05 72,36 111, ,72 100,81 155,72 7

8 Intenzifikace kalového hospodářstv ství na ÚČOV Praha Jedním m z klíčů intenzifikace kalového hospodářstv ství je optimalizace anaerobní stabilizace to jest zvýšen ení produkce bioplynu.. Toho lze dosáhnout: zvýšen ením m množstv ství přiváděných organických látek, optimalizací technologických podmínek procesu, předúpravou přebytep ebytečného aktivovaného kalu desintegrací, termofilní anaerobní stabilizací. 8

9 Intenzifikace kalového hospodářstv ství na ÚČOV Praha Pro intenzifikaci anaerobní stabilizace kalů byly na ÚČOV Praha zvoleny dvě vzájemn jemně se umocňuj ující metody a to zavedení: lyzace přebytečného aktivovaného kalu termofilní anaerobní stabilizace směsn sného surového kalu. 9

10 Zavedení lyzace přebytečného aktivovaného kalu 1997 provozní test, pouze mezofilie +20% BP 1998 BP %, lyzace 3 5% BP + 20%, lyzace 5-8% % BP, ekonomická návratnost 1,5 roku bez zelené energie, poloviční doba se zelenou energii, (instalováno 5 zařízení, v provozu max 3, 5 provozní rezerva) 10

11 Zahušťovací odstředivka jako lyzační zařízení destrukce buněk je vedlejším procesem zahušťování využívá se kinetické energie rotoru lyzaci je podrobován až zahuštěný kal v odděleném prostoru nedochází k ovlivňování centrátu nejsou ovlivněny separační vlastnosti odstředivky 11

12 Provedení lyzačního zařízení - příklad 12

13 Přebytečný aktivovaný kal před zahuštěním Gramm Neisser 13

14 Přebytečný aktivovaný kal po zahuštění Gramm Neisser 14

15 Přechod z mezofilní na termofilní stabilizaci Provozní pokus byl zahájen na dvojici stabilizačních nádrn drží VN 5 (VN 6) dne , postupným zvyšov ováním m teploty v prvním m stupni, konečné teploty 55 C C bylo dosaženo Plné výkonnosti termofilního procesu bylo dosaženo aža za cca 12 měsíců. m Přechod další ších nádrn drží na termofilní provoz již probíhal podstatně rychleji, protože e jako inokulum byla použita biomasa z druhého ho stupně termofilní nádrže. 15

16 Snížená hladina v mezofilních nádržích pro zvládnutí pěnění 4525 m3 55 o C 38 o C 3600 m3 16

17 Technologické parametry stabilizačních nádrží zatížen ení nádrže mezofilní : termofilní : 3.1 kg /m3.d VS 3.7 kg /m3.d VS Specifická produkce bioplynu na přivedenou p org.su.sušinu Termofilní Mezofiln zofilní Provozní teplota 55 o C 38 o C (m 3 /kg) (Nm 3 /kg)

18 Výkonnost termofilní a mezofilní nádrže produkce bioplynu (m3/nádrž.d) termo m3/nádrž.d mezo m3/nádrž.d zatížení SK VLorg (t/nádrž.d) 18

19 v srpnu uvedeno do provozu zahušťování PAK v dubnu uvedeny do provozu 3 kogenerační jednotky intensifikace ÚČOV - odstávka provozu + rekonstrukce zahájena lyzace ZPAK, ÚČOV ve zkušebním provozu zkušební provoz, nestabilita pěnění VN + úniky BP, od XI. VN 5 termofilní zk. provoz, pěnění VN (mimo VN5), úniky BP od XII. trvalý provoz, na 3 měsíce lyzace vyjmuta produkce jen za 7 měsíců, v srpnu povodeň od VIII. úplná termofilie ustálený stav p rodukce BP v Nm3/rok BP pec. prod. BP ÚČOV Praha s pec. prod. B P v N m 3/tunu OL p řid.

20 Výsledky intenzifikace kalového hospodářstv ství na ÚČOV Praha specifická produkce bioplynu / přivedené organické látky OL v t/den I.fáze intensifikace anaerobie - lyzace zahuštěného přebytečného kalu, zvyšování spec. produkce - narušeno změnou složení SSK a povodní II.fáze intensifikace anaerobie - postupný přechod souboru VN na termofilní fermentaci SSK s lyzovaným ZPAK spec. produkce BP v Nm3/ tunu OL přid

21 Vývoj produkce bioplynu ve srovnání s množstv stvím vložených OL produkce BP v Nm3/rok BP OL OL vlož. v tunách/rok lineární trend produkce BP má větší strmost než tentýž trend u OL - tím je doložen růst spec. produkce BP 21

22 etapa Denní produkce BP Nm 3 /d Specifická produkce BP Nm 3 /t VLorg. Přived ené OL t/d Dosažitelná výroba energie MWh el /d MWh t /d ,84 50,06 77,33 Lyzace ,05 53,56 82,73 Přechodové období ,05 72,36 111,78 Termofílie ,72 100,81 155,72 22

23 Závěry Kombinací lyzace přebytečného aktivovaného kalu a termofilní anaerobní stabilizace surového kalu bylo dosaženo prohloubení anaerobního rozkladu a podstatného zrychlení procesu stabilizace. To mám za následek: významné zvýšen ení produkce bioplynu a tím t m i snížen ení množstv ství stabilizovaného kalu a snížen ení obsahu organických látek l v stabilizovaném m kalu; celkové zkapacitnění celého kalového hospodářstv ství a zvýšen ení stability provozu; 23

24 využit itím m bioplynu v kogeneračních jednotkách se dosáhne soběsta stačnosti ÚČOV ve spotřeb ebě elektrické energie; stávaj vající objemy vyhnívac vacích ch nádrn drží budou naprosto postačuj ující s dostatečnou rezervou v kapacitě a výkonu minimáln lně po dobu další ších 10 let. zvýšen ení hygienického ho zabezpečen ení výstupního stabilizovaného kalu; 24