presentation of sewage sludge treatment options and technologies. in lithuanian. a.brazas, oct. 2010
DESCRIPTION
A Review on Sewage Sludge Treatment Options and Technologies (Slide presentation in Lithuanian). A. Brazas, October 2010.TRANSCRIPT
1 1 1 1
Liet
uva
2010
Gal
imos
NV
Į dum
blo
tvar
kym
o (a
pdor
ojim
o) a
lter
naty
vos
Apžvalgoje pateikiama esama nuotekų valymo
įrenginių (NVĮ) dumblo tvarkymo (apdorojimo)
padėtis, aprašomi numatomi įdiegti (pagal
Dumblo tvarkymo investicinę programą)
dumblo apdorojimo įrenginiai ir pateikiami
įvairūs galimi NVĮ dumblo tvarkymo
(apdorojimo) variantai
EcoForce Baltic Ltd P.Lukšio g. 7 LT- 08221 Vilnius Tel./fax. +370 5 21 02 178 Mobil. tel. +370 687 76633 El. paštas [email protected]
2
EcoForce Baltic Ltd Atlieku tvarkymo konsultantai, UAB [email protected]
Parengė: Alfonsas BRAZAS 2010.09.30
3 3
NVĮ dumblo tvarkymo situacija po 1990 m. iki ~ 2005 m.
• Po 1990 m. NVĮ susidaręs dumblas būdavo nusausinamas/nuvandeninamas ir
kaupiamas dumblo aikštelėse arba išvežamas į dumblo kaupyklas (lagūnas).
• Dalis (mažiau kaip 25 proc.) NVĮ susidariusio dumblo buvo išvežama į laukus –
dirvų tręšimui.
• Dumblo aikštelės ir kaupyklos (lagūnos) gan sparčiai artėjo prie užsipildymo
(perpildymo) ribos.
• NVĮ nebuvo vykdoma jokio dumblo nukenksminimo/stabilizavimo (kai kur
buvusios dumblo nukenksminimo kalkėmis linijos buvo išardytos).
• Situacija pamažu pradėjo keistis tik apie 2005 m.:
– Utenoje pastatyti pirmieji, vėliau Panevėžyje ir Kaune, dumblo anaerobinio
pūdymo įrenginiai, kuriuose išgaunamos biodujos.
– Vilniuje 2005 m. pradėtas pirminio dumblo kompostavimas atviruose
kaupuose, maišant jį su įvairiomis struktūrinėmis medžiagomis
(susmulkintomis medienos atliekomis, žaliosiomis atliekomis, šiaudais ir
pan.).
• 2005-2006 m. parengta ir 2006 m. balandžio mėn. patvirtinta Galimybių studija
ir investicinė programa dumblo tvarkymui Lietuvoje.
4 4
NVĮ dumblo tvarkymo situacija 2005 metais
5 5
Dabar (2010 m.) egzistuojanti NVĮ dumblo tvarkymo sistema
6 6
Dabar (2010 m.) egzistuojanti NVĮ dumblo tvarkymo sistema - kur yra pastatyti anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginiai
7 7
Dabar (2010 m.) egzistuojanti situacija
• Skaičiuojant sausosiomis medžiagomis per metus susidaro virš 75 tūkst. tonų NVĮ dumblo.
• NVĮ dumblas, kuris po nusodinimo turi tik 3-5 proc. sausųjų medžiagų yra nuvandeninamas presų arba centrifugų pagalba iki ~ 20 proc. sausųjų medžiagų ir saugojamas (kaupiamas) dumblo aikštelėse ar dumblo kaupyklose (lagūnose) arba išvežamas (dalis jo) į laukus - dirvoms tręšti.
• Šiuo metu dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginiai jau veikia šiuose miestuose: Utenoje, Panevėžyje, Kaune, Klaipėdoje; statomi – Šiauliuose ir Vilniuje; šiemet turėtų prasidėti projektavimas ir kitąmet statybos: Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje ir Šilutėje.
• Visuose šiuose miestuose šiemet turėtų prasidėti po anaerobinio pūdymo gauto nuvandeninto dumblo terminio džiovinimo įrenginių projektavimas ir kitąmet statybos/montavimo darbai.
• Likusiuose miestuose dumblas kol kas tvarkomas po senovei – tik nuvandeninamas ir saugomas aikštelėse/kaupyklose arba išvežamas į laukus – dirvoms tręšti.
• Vilniuje kompostuojamas visas pirminis dumblas ir dalis perteklinio.
8 8
Galimos NVĮ dumblo tvarkymo alternatyvos
9 9
Kas numatoma padaryti jau artimiausiu metu (2010-2012 m.) pagal Dumblo investicinę programą
• Pastatyti dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginius šiuose miestuose: Vilniuje, Šiauliuose, Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje ir Šilutėje.
• Vilniuje, Kaune, Klaipėdoje, Šiauliuose, Panevėžyje, Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje, Šilutėje, Utenoje ir Visagine pastatyti po aerobinio pūdymo gauto nuvandeninto dumblo terminio džiovinimo įrenginius.
• Druskininkuose, Ukmergėje, Jonavoje, Kaišiadoryse, Raseiniuose, Kelmėje,
N. Akmenėje, Biržuose, Švenčionėliuose – Švenčionyse turi būti suprojektuotos ir pastatytos dumblo kompostavimo aikštelės.
• Likusieji miestai nuvandenintą NVĮ dumblą turės pristatyti apdoroti į aukščiau išvardintus anaerobinio pūdymo įrenginius arba minėtas dumblo kompostavimo aikšteles (taip pat yra galimybė NVĮ dumblą kompostuoti kartu su žaliosiomis atliekomis (medžių šakomis ir lapais bei žole) kiekvienoje savivaldybėje (ten kur nebus įrengiamos dumblo kompostavimo aikštelės) jau įrengtoje arba artimiausiu metu įrengsimoje žaliųjų atliekų kompostavimo aikštelėje – dumblas ir žaliosios atliekos visur kompostuojamos kartu (žaliosios atliekos kaip struktūrinė medžiaga)
10 10
Įvairios dumblo apdorojimo technologijos – temperatūra, slėgis ir laikas
11 11
Metodai pagerinantys perteklinio dumblo anaerobinį puvimą (bakterijų suvirškinamumą) dėl dumblo ląstelių suskaldymo (išardymo)
• Mechaniniai perteklinio dumblo ląstelių suskaldymo/suardymo metodai ir įrenginiai ( ultragarsiniai homogenizatoriai (UH- Ultrasonic Homogenizers), aukšto slėgio homogenizatoriai (HPH – High Preassure Homogenizers), aukštos įtampos ir dažnio pulsuojantys elektro-hidrauliniai įrenginiai (HPP – High Performance Pulse Technique), besitrinančių rutuliukų malūnas (SBM – Stirred Ball Mills), mechaniniai aukšto slėgio čiurkšlės įrenginiai (MJS – Mechanical Jet Smash Technique), Lysato centrifuga (LC – Lysat – Centrifugal – Technique) ir kiti)
• Terminiai – slėgio metodai (Cambi termohidrolizė)
• Cheminiai- slėgio metodai (MicroSludge disintegrator)
• Biologiniai – cheminiai metodai (probiotikai – biocheminė hidrolizė)
12 12
Metodai pagerinantys perteklinio dumblo anaerobinį puvimą (bakterijų suvirškinamumą) dėl dumblo ląstelių suskaldymo (išardymo)
Įprastiniai anaerobiniai pūdytuvai paprastai suskaldo ir paverčia metanu tik iki 30
proc. perteklinio dumblo ir iki 60 proc. pirminio dumblo.
Todėl biodujų išeigai padidini yra naudojami įvairūs dumblo ląstelių
dezintegratoriai/homogenizatoriai.
Šiuo metu Vilniuje statomi Cambi termohidrolizės ir anaerobinio pūdymo įrenginiai
leis padidinti biodujų išeigą iki 50 proc. palyginus su biodujų išeiga kai anaerobiniam
pūdymui naudojamas neapdorotas perteklinis dumblas.
MicroSludge dezintegratorius padidina biodujų išeigą nuo 35 iki 50 proc.
Mechaniniai dezintegratoriai/homogenizatoriai padidina biodujų išeigą nuo 10 iki 35 proc.
Probiotikų naudojimas padidina biodujų išeigą nuo 10 iki 25 proc.
13 13
14 14
15 15
16 16
17 17
18 18
19 19
20 20
Cambi terminės hidrolizės procesas
21 21
22 22
23 23
Cambi dumblo termohidrolizės įrenginiai
24
25
26
27
Vilniaus NVĮ dumblo anaerobinio pūdymo įrenginiai Cambi dumblo termohidrolizės įrenginiai
28 28
Įprastiniai NVĮ įrenginiai su numatomu dumblo
anaerobiniu pūdymu (biodujų išgavimu) – žr. sekančioje schemoje
29 29
Įprastiniai dumblo anaerobinio pūdymo
(biodujų išgavimo) įrenginiai
30 30
Ar būtinai DABAR reikalingi dumblo
dezintegravimo/homogenizavimo įrenginiai ?
• Ne – nebūtinai, nes esant dabartinėms “žaliosios” elektros
energijos supirkimo kainoms (30 ct/kWh) ir šilumos gamybos
kaštams (~ 10-15 ct/kWh) – įrenginiai paprasčiausiai
neatsiperka, t. y. gautos papildomos pajamos už papildomas
biodujas nepadengia įrenginių investicinių ir eksploatacinių kaštų.
• Ultragarsinį dezintegratorių arba MicroSludge
dezintegratorių/homogenizatorių paprasčiausiai bus galima
įrengti/pastatyti ir vėliau – kai padidės elektros energijos supirkimo
ir šilumos gamybos kainos.
• Probiotikus galit pradėti naudoti bet kada – kai tik tai pasidarys
ekonomiškai tikslinga.
31 31
Anaerobinio pūdymo dumblo nuvandeninimas Presai ir centrifugos
32 32
Ką toliau daryti su nuvandenintu dumblu? Ko gero tai yra pagrindinis šiandienos klausimas
• Dumblo tvarkymo investicinėje programoje numatyta: – Didžiuosiuose miestuose (ten kur bus anaerobinis pūdymas (biodujų
išgavimas)) – terminis džiovinimas ir granuliavimas/briketavimas bei po to sekantis džiovinto dumblo sukūrenimas (nors yra numatyta ir teorinė galimybė granules naudoti kaip trąšas – ko gero tik techninėms kultūroms, energetinių augalų plantacijoms ir miškams tręšti)
– Likusiuose miestuose – dumblo kompostavimas ir išvežimas į laukus – dirvoms tręšti.
• Bet vietoje brangaus terminio džiovinimo galima naudoti bio-džiovinimą: – Modulinius konteinerinius bio-džiovintuvus
– Bio-džiovinimo tunelius
• Vietoje brangaus terminio džiovinimo galima naudoti ekstruderius ir, pridėjus struktūrinės biomasės (medienos atliekų, šiaudų, durpių), gaminti tuos pačius kuro briketus, tik didesnio kaloringumo – bet svarbiausia gerokai pigiau.
33 33
34 34
35 35
Terminis džiovinimas
36 36
37 37
Terminis džiovinimas (kaštai)
38
39
40
41
42 42
43 43
44 44
45 45
46 46
47 47
48 48
49 49
Moduliniai bio-džiovintuvai
50 50
Statomi bio-džiovinimo tuneliai
51 51
Nukenksminimas/stabilizavimas maišant su kalkėmis
52 52
Nukenksminimas/stabilizavimas maišant su kalkėmis
53
54 54
Išdžiovintas dumblas bus sukūrenamas specialioje ko-generacinėje jėgainėje,
kūrenamoje atliekomis arba iš atliekų pagamintu kuru (SFR/RDF)
• Tačiau yra galimi ir kiti išdžiovinto dumblo panaudojimo būdai: – Dumblo džiovinimas ir sukūrenimas cemento fabrike
– Vitrifikacija (dumblo pavertimas į stiklą - sustiklinimas)
– Sukūrenimas pirolizės įrenginyje
– Bioetanolio gamyba
55 55
56 56
MINERGY vitrifikacija/sustiklinimas
57 57
MINERGY vitrifikacija/sustiklinimas (kaštai)
58 58
59
60 60
Bioetanolio gamyba
61 61
Senas patikrintas metodas – dumblo kompostavimas
• Miestuose, kuriuose nebus įrengta dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginių – dumblas bus kompostuojamas
• Gal būt bus kompostuojama ir dalis dumblo po anaerobinio pūdymo – nes pasirodys, kad džiovinti termiškai yra labai brangu (brangūs įrenginiai ir dideli eksploatacijos kaštai)
62 62
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas
63 63
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Atviri ir uždari aeruojami komposto kaupai bei LDPE rankovės
64 64
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Uždari reaktoriai
65
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Vertikalūs ir horizontalūs tuneliai/konteineriai - uždari reaktoriai
66 66
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Kompostavimo konteineriai
67 67
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Vertikalūs tuneliai
68 68
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Horizontalūs tuneliai
GermsSpores
Aeration pipeswith ventilation
Odours
Watervapour
Semi-permeablelaminate
Organic
material
69 69
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Kompostavimo vonios
70 70
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas C:N santykis
71 71
NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas
72 72
Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?
73 73
Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?
74 74
Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?
75 75
Kokias technologijas vertino Otavos miestas Kanadoje esamos infrastruktūros su anaerobinio pūdymo įrenginiais papildymui
76 76
Dumblo sezoninis saugojimas ir išvežimas į laukus – dirvai tręšti
77 77
Dumblo terminis džiovinimas ir jo sukūrenimas arba išvežimas į laukus – dirvai tręšti
78 78
Dumblo stabilizavimas kalkių pagalba ir sukūrenimas arba išvežimas į laukus - dirvai tręšti
79 79
Nedžiovinto dumblo sukūrenimas
80 80
Energijos iš atliekų ir dumblo procesas
81 81
Dumblo kompostavimo procesas
82 82
Dumblo ir bioskaidžių komunalinių atliekų kompostavimas
83 83
Auto terminio aerobinio pūdymo procesas
84 84
Termofilinio anaerobinio pūdymo procesas
85 85
Kalkių įterpimo įrenginių supaprastinta schema
86 86
Kompostavimo fabriko supaprastinta schema
87 87
Pirminio dumblo apdorojimas Vokietijos Šiaurės Reino –
Vestfalijos žemėje 1998-2005 m.
88 88
Perteklinio dumblo apdorojimas Vokietijos Šiaurės
Reino – Vestfalijos žemėje 1998-2005 m.
89 89
Dumblo tvarkymas Bavarijoje 1991-2001 m.
90 90
Dumblo tvarkymas JAV ir Kanadoje 2005 m.
91 91
92
Ačiū už dėmesį
ory
Alfonsas BRAZAS
EcoForce Baltic Ltd
P. Lukšio g. 7, LT-08221, Vilnius
Tel./faksas 8-5-21 02 178
Mob. tel. +370 687 76633
El. paštas: [email protected]