De afvalwaterzuivering als energiefabriek

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "De afvalwaterzuivering als energiefabriek"

Timo Bogaerts
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 De afvalwaterzuivering als energiefabriek Joop Colsen Energiebesparing op RWZI s anno info@colsen.nl

2 Introductie (1) Afvalwaterzuivering levert energie op: Door vergisting van biomassa en energieproductie uit het geproduceerde biogas Goede biogas behandeling Besparing van energie rond vergisting Optimaliseren van bestaande energieproductie Daarnaast ook: Digestaatbehandeling: AMFER, ANPHOS waarbij meststoffen worden geproduceerd: Ammoniumsulfaat, struviet, gedroogd vast digestaat, Digestaat behandeling van het slibwater middels NAS proces

3 Introductie (2) Afvalwaterzuivering levert energie op: Meest efficiënt: Een combinatie van optimale vergisting en behandeling van het digestaat Mesofiele of thermofiele vergisting; menging / verwarming biogas behandeling Strippen van ammoniak; Verwijderen van fosfaat; NAS systeem voor restzuivering digestaat

4 Activiteiten Colsen is gespecialiseerd in: Ontwikkelen van innovatieve technologieën voor kringloopsluiting van o.a. nutriënten als fosfaat, stikstof, zwavel en kali; Ontwikkeling en optimalisatie in processen; Ontwerp, bouw en begeleiding van milieu-installaties; Industriële afvalwaterbehandeling; Biogasinstallaties voor vergisting van biomassa; Vergunningaanvragen, ruimtelijke ordening procedures, bodemonderzoek en sanering

5 Vergisting en energieproductie uit biogas BIDOX η 42% elektrisch Groen gas? Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Biozwavelzuur Ammoniumsulfaat Effluent Zuiveringsslib MBR Vergister Scheiding Stripper Anphos NAS Droger Struviet

6 Thermofiele vergisting (1) Thermofiele vergisting 100 % surplusslib met gemiddeld 25% DS (47 % ODS) Rendement ODS 47,5 % ODS omzetting (36,2 % DS omzetting) Bij HRT 20 dagen ODS influent en effluent Totaal (10 daags gemiddelde) 250,00 200,00 ODS (gram/dag) 150,00 100,00 50,00 0, Tijd (dagen) ODS in (g/dag) ODS uit (g/dag)

7 Thermofiele vergisting (2) Thermofiele vergisting Rendement biogas 750 liter biogas / kg ODS omgezet Door circulatie vaste fractie meer biogasopbrengst Bij vergisting primair en secundair slib hogere rendementen Gemeten tot 90 % omzetting COD

8 Thermofiele vergisting (3) Thermofiele vergisting Rendement 50-60% verwijdering van ODS 0,30 Nm³ CH 4 / kg ODS omgezet Warmteverlies wordt beperkt door opwarmen voeding met digestaat Kortere verblijftijd Stabiele bedrijfsvoering Kleinere tanks Lagere investeringskost of grotere inputvolumes

9 Optimaliseren energieproductie Optimaliseren energie productie van bestaande WKK s Biologische ontzwaveling biogas bio-zwavelzuur Drogen biogas (koelen) Biologische ontzwavelingsunit BIDOX Droger Zeer lage exploitatiekosten Elektrisch rendement biogas WKK naar 42%

10 Uniek mengsysteem; energiebesparing Meng/verwarmingssysteem Digest mix Ca. 36 kw bij vergister m 3 Mengen, pompen en verwarmen kost even veel energie als normaal voor het rondpompsysteem voor verwarming Geen onderhoud aan warmtewisselaars Voorkomt vorming drijflaag Resultaat Eenvoudig en stabiel systeem Minder onderhoud Energie-efficiënter Energiebesparing op huidige voorzieningen

11 Scheiding van digestaat en vaste stofverwerking BIDOX η 42% elektrisch Groen gas? Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Zuiveringsslib Biozwavelzuur Ammoniumsulfaat Effluent MBR Vergister Scheiding Stripper Anphos NAS Droger Struviet

12 Scheiding van digestaat en vaste stofverwerking Scheiding digestaat Opties: KFP ZBP Centrifuge An MBR Met warmte WKK (droger) Bio-brandstof

13 Ammoniak strippen BIDOX η 42% elektrisch Groen gas? Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Zuiveringsslib Biozwavelzuur Ammoniumsulfaat Effluent MBR Vergister Scheiding Stripper Anphos NAS Droger Struviet

14 Ammoniak strippen Stripper Amfer 70-80% verwijdering van ammoniumstikstof Geen dure constructies en hoge temperaturen (60 80 o C) Geen scaling Opbrengsten uit 37% ammoniumsulfaat Kosten / baten Opbrengsten Ammoniumsulfaat oplossing (37%) Kosten Electriciteitsverbruik beluchting Inkoop (zwavel)zuur Resultaat: kost 0,50 /kg N verwijderd bij een opbrengst van 20 /ton ammoniumsulfaat oplossing

15 Ammoniak strippen Productie van meststoffen Ammoniumsulfaat (ca. 37% opl.) Nieuw onderzoek naar kristalisatie Ammoniumsulfaat kristallen

16 Fosfaatverwijdering BIDOX η 42% elektrisch Groen gas? Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Zuiveringsslib Biozwavelzuur Ammoniumsulfaat Effluent MBR Vergister Scheiding Stripper Anphos NAS Droger Struviet

17 Fosfaatverwijdering Anphos Verwijderen van ortho-fosfaat en ammoniumstikstof met magnesium. Daarnaast tot 50% CZV verwijdering mogelijk Na strippen in ammoniakstripper enkel dosering van magnesium Bezinking van struvietkristallen Afzet gegarandeerd; prijs onzeker (2010: 100,- per ton) Markt is nog klein Exploitatiekosten bestaan uit aankoop magnesium Ontwatering struviet noodzakelijk; op centrifuge tot 30% DS Verwijdering ortho-fosfaat tot ca. 10 mg/l Kost 0,63 /kg P verwijderd (bij MgO dosering) Simultaan P verwijderen kost 3,34 /kg P aan chemicaliën (FeCl 3 )

18 Fosfaatverwijdering Struviet kristallen

19 MBR - NAS BIDOX η 42% elektrisch Groen gas? Biogas Droging kw(e) + kw(th) WKK Zuiveringsslib Biozwavelzuur Ammoniumsulfaat Effluent MBR Vergister Scheiding Stripper Anphos NAS Droger Struviet

20 MBR - NAS NAS New activated sludge Bewezen techniek bij digestaat nabehandeling (Ecofuels) Bewezen techniek in industriële afvalwaterzuivering (operationeel sinds 2004) gedeeltelijke nitrificatie tot nitriet en denitrificatie in combinatie met autotrofe ammonium omzetting Ca. 3% van de biomassa is Anammox 70% omzetting van ammoniak en nitriet in de anoxische fase FISH analyse: Anammox-organismen

21 MBR - NAS Resultaat 30% minder beluchtingsenergie 50% minder slibgroei Lagere C/N verhouding: (5/1 is voldoende)

22 Conclusies (1) Inpassing in bestaande RWZI Energie besparing / productie: Aanpassen bestaande vergisters met meng en verwarmingssysteem is mogelijk Hogere elektriciteitsproductie door betere behandeling biogas; ontzwaveling, koeling, verwarming Lagere investering / capaciteitvergroting: Thermofiele vergisting heeft een hogere capaciteit Kunstmestproductie NAS interessant om hoofdsysteem te ontlasten van stikstof Stripper en Anphos kunnen bijgeplaatst worden

23 Conclusies (2) Inpassing in bestaande RWZI Nieuwe slibverwerking: Kan optimaal ingericht worden met optimale productie van energie, maximale energiebesparing en productie van meststoffen en biobrandstof

24 Bedankt voor uw aandacht Bedankt voor uw aandacht! Kreekzoom GX Hulst +31(0) (0) info@colsen.nl

Vergelijkbare documenten

onderzoeken Peka Kroef 2011/2012

onderzoeken Peka Kroef 2011/2012 1 Verwerking van > 200.000 ton aardappelen per jaar Productie van gekookte aardappel producten Verbruikt hierbij ca. 600.000 m 3 water. Produceert hierbij ca. 500.000 m