ŚCIEKI – OSADY - ENERGIA ODNAWIALNA

Aquateam Beata Szatkowska

POL-EKO 2012

Osady – naglący problem!

● ścieki zawierają10 razy więcej energii potrzebnej do jej

oczyszczania (WERF)

● osady przed zagospodarowaniem musza zostać

poddane obróbce, a koszty obróbki osadów stanowią

30% kosztów oczyszczani ścieków

● według prognoz demograficznych ilość osadów, która

będzie produkowana w Polsce w latach 2011 a 2022

wzrośnie z 62 000 do 746 000 ton sm. na rok (Krajowy

Plan Gospodarki Odpadami 2014).

● wyzwaniem jest znalezienie wydajnego procesu, który

spełni wymogi społeczne i środowiskowe

● zmiana sposobu myślenia – osad cenny surowiec a nie

odpad!

Osad – do – energii

osad ściekowy

fermentacja beztlenowa

biogaz CHP

odwadnianie suszenie

spalanie

współspalanie

procesy alternatywne

Co jest głównym celem? – produkcja i wykorzystanie odnawialnej energii

● Osady są źródłem produkcji

biogazu

● Biogaz jest “zieloną energią” -

energią klimatycznie neutralna

● Biogaz może być wykorzystany

jako:

paliwo

ciepło

energia

Osad z oczyszczalni ścieków

● Komunalne oczyszczalnie ścieków

● Oczyszczalnie ścieków przemysłowych

Aquateam dostarcza usługi poszukując

najlepszych rozwiązań na wykorzystanie

osadów:

● Pozyskanie energii - biogaz

● Odzysk energii

● Bezpieczny recykling osadów jako nawozów

Potencjalne surowce w osadach ściekowych

Recykling/odzysk surowca

• Recykling materiału organicznego po fermentacji beztlenowej - nawożenie ziemi

• Recykling związków biogennych po fermentacji beztlenowej - nawożenie ziemi

• Użycie popiołu do produkcji materiałów konstrukcyjnych

Aquateam dostarcza rozwiązań dla

obróbki osadu w biogazowniach

● Ocena wstępna

● Koncepcja procesu

● Ulepszenie – np. wzrost wydajności obecnej biogazownii

● Zarządzanie i rozwiązywanie problemów

● Szkolenia dla personelu, operatorów

Ko-fermentacja osadów z odpadami

organicznymi np. odpady kuchenne

● Ocena i optymalizacja

● Kontrola i redukcja odorów

● Wymogi sanitarne dla recyklingu osadów i odpadów organicznych dla rolnictwa

● HACCP – hazard analysis and critical control point – analiza zagrożeń

Osad wartościowym surowcem

Osad ściekowy

z oczyszczalni ścieków

Biogaz

(60-70% metan)

– Systemy centralnego ogrzewania

– Kogeneracja (ciepło i energia el.)

– Paliwo

– Zasilanie sieci gazu ziemnego

– Rolnictwo

– Kompostowanie

– Użyźnianie gleby

– Pokrycie składowisk warstwą glebową

– Składowanie

Oczyszczanie

wstępne

(opcjonalnie)

Mieszanie i

podgrzewanie

~ 37°C

lub

~ 55°C

Odwodniony i

przefermentowany

osad

Opcje dla kofermentacji

odpadów organicznych:

– odpady kuchenne

– odpady rolne

– ścieki przemysłowe

– nawóz zwierzęcy

– Recyrkulacja na początek oczyszczalni

– Recyrkulacja i rozcieńczenie ścieków

– Odzysk związków biogennych i

użycie ich jako nawozu

Wody

odciekowe

Odbiór i

odwadnianie (opcjonalnie)

osadów z terenów wiejskich

Oczyszczanie

wstępne

(usuwanie

nieczystości)

● Fermentacja mezofilowa (ang. mesophilic anaerobic digestion MAD):

proces prowadzony w temperaturze 35-40o C

● Fermentacja termofilowa (ang. thermophilic anaerobic digestion TAD):

Proces w temperaturze ≥ 50o C, wzrost do ≥ 55o C jeśli celem jest

higienizacja osadu (inaktywacja patogenów)

Fermentacja beztlenowa termofilowa.

Definicje

● Polepszenie dezaktywacji patogenów (higienizacja) zależne od

kryteriów kontroli patogenów w każdym kraju

● Wzrost degradacji materiału organicznego osadu skutkującej w:

Wzroście produkcji biogazu

Redukcji ilości osadu do składowania

● Wzrost wydajności istniejących komór fermentacji lub redukcja

objętości dla nowych komór.

Fermentacja beztlenowa termofilowa.

Cele potencjalne

● Dane z U.S.A., Norwegi, Republiki Czeskiej, Szwecji, Dani i Niemiec z szerokim zakresem warunków operacyjnych pokazują, że większość biogazowni zmieniła warunki procesu z mezofilowych na termofilowe.

● Beztlenowa fermentacja termofilowa (TAD) może zwiększyć redukcję materiału organicznego (substancje lotne) o około 20 % i tym samym zwiększyć produkcję biogazu o ~20 %, w porównaniu do fermentacji mezofilowej (MAD).

● Polepszenie zdolności odwadniających osadu i zmniejszenie pienienia to doświadczenia na oczyszczalniach stosujących TAD.

● Wysokie temperatury fermentacji termofilowej wiążą się z silnym odorem. Chłodzenie osadu jest konieczne przed następnym etapem, i w pierwszej fazie powinna nastąpić wymiana ciepła przefermentowanego osadu z zimnym surowym osadem wprowadzanym do komory fermentacyjnej. To również polepszy balans energetyczny procesu

Fermentacja termofilowa.

Prowadzenie procesu i doświadczenia

● Koszty inwestycyjne TAD – niewiele danych. Jednak nie powinny mocno różnić się od kosztów dla MAD.

● Przekształcenie MAD do TAD – normalnie nie stanowi raczej dużych kosztów inwestycyjnych (wymienniki ciepła, boilery, pompy, rury, zawory itp.)

● Koszty operacyjne – prawie nie zmienne dla tej samej ilości obrabianych osadów. Wzrost zużycia energii jest balansowany przez wzrost produkcji biogazu (zapewniając wykorzystanie całego produkowanego gazu) i redukcję ilości osadów przeznaczonej do odwodnienia i końcowego składowania

Fermentacja termofilowa.

Koszty w porównaniu do MAD

• osad jest cennym SUROWCEM!!!

• konwersja osadów do energii jest możliwa i

porządna.

• wyzwaniem jest znalezienie sposobu, który jest

opłacalny, dobry z punktu widzenia

środowiskowego i spotka się z pozytywnym

przyjęciem przez społeczeństwo.

• obecne technologie są obiecujące jednak żaden

z procesów nie pozyskuje całej energii dostępnej

w ściekach rozwój nowych technologii lub

ulepszanie istniejących jest konieczne aby

maksymalnie wykorzystać dostępną energię w

osadach.

Podsumowanie

Dziękuję za uwagę!