Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Käppalaverkets lösning för ökad belastning & skärpta reningskrav Andreas Thunberg, Käppalaförbundet
Workshop VA-kluster Mälardalen 2011
14 December 2011, Stockholm
Käppalaverket Ägs av Käppalaförbundet bestående av 11 kommuner Beläget under mark AS med UCT- layout Biologisk N- & P- avskiljning
Nominell kap. 700 000 p e Nuvarande kap. ~ 550 000 p e Nuvarande villkor Total-N: 10 mg/l Total-P: 0,3 mg/l BOD7: 8 mg/l
Framtiden för Käppala
Ökad belastning p g a befolkningstillväxt & ev. nya kommuner
> 850 000 p e vid 2030 ?
Ev. skärpta reningskrav (HELCOM, BSAP och vattendirektivet)
Total- P < 0,2 mg/l ?
Total- N 5 mg/l ?
BOD7 4 mg/l ?
(Driftproblem redan innan nominell kapacitet)
Slamflykt
Bräddning
Ny processutformning
2009: Uppstart av projekt för ny processutformning 4 scenarios undersökta
Läkemedelsavskiljning inkluderas
Buffring vid högflöden ej möjligt
Expansion i sidled ej möjlig, ny processteknik premieras
Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4
Total-N (mg/l) 10 10 5 5
Total-P (mg/l) 0,3 0,3 <0,2 <0,2
BOD7 (mg/l) 8 8 4 4
Belastning (p e) 700 000 900 000 700 000 900 000
Ny processutformning
Biologisk/kemisk rening Sedimentering Högflöden
MBR Lameller Sedimentering m. ballast
MBBR MBR Lamellflotation
Vakuumteknik Fler eftersedimenteringar Direktfällning
Bio-P Sedimentering m. ballast Allt flöde genom biosteg
Förfällning Fler sandfilter
Simultanfällning
Efterfällning
ATS
Krauss
Överordnad styrning av SCADA
IFAS
Intermittent luftning
SSH
Ozon & aktivt kol (läkemedel)
Existerande volymer är tillräckliga
Slamseparation är huvudfråga
Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4
Anläggnings- kostnad (Mkr)
10 – 187 94 – 322 152 – 1 075 162 – 1 452
Drift/UH (Mkr/år)
0 – 69 9 – 69 1 - 121 8 - 153
Årskostnad (Mkr/år)
3 – 88 19 – 88 12 – 192 23 – 298
Ny processutformning
Stora skillnader mellan föreslagna tekniker
Förklaras av olika nivåer av driftsäkerhet
Biologisk/kemisk rening Sedimentering Högflöden
MBR Lameller Sedimentering m. ballast
MBBR MBR Lamellflotation
Vakuumteknik Fler eftersedimenteringar Direktfällning
bio-P Sedimentering m. ballast Allt flöde genom biosteg
Förfällning Fler sandfilter
Simultanfällning
Efterfällning
ATS
Krauss
Överordnad styrning av SCADA
IFAS
Intermittent luftning
SSH
Ozon & aktivt kol (läkemedel)
MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor
Vakuumteknik – avgasning av bioslam
Kombination av fällning till P- avskiljning
Effektiv lamellsedimentering m. ballast till
bräddvattenrening
Ny processutformning
Enkel princip, större organisk kapacitet genom att öka halten MLSS
Genom att förbättra slammets sedimenteringsegenskaper kan slamytbelastningen ökas, därmed också koncentrationen av MLSS i biosteget
Motverkar slamflykt vid höga flöden Består av ett ”vakuumtorn”
Vakuumtekniken
Grundar sig i Henry’s lag Genom att sänka trycket över vattnet bryts flockar sönder samtidigt som gaser frigörs När atomsfärstryck återställs
bildas nya flockar i omättat vatten Allt vatten från biosteget behandlas
innan det leds till eftersedimentering Låg energiförbrukning tack vare
hävertverkan
Vakuumtekniken
Andrahandsval är MBBR + Kraftig ökning av organisk kapacitet + Volymeffektiv, 2 biobassänger frigörs + Slamflykt motverkas vid högflöden + Kräver inget returslam + Beprövad teknik
- Hög energiförbrukning - Stora omställningar av befintlig anläggning
(luftning, omrörning m.m.)
- Extern kolkälla - Efterfällning för finpartikulär SS
MBBR
Fosforavskiljning
<0,2 mg Total-P kan bli svårt att upprätthålla som årsmedelvärde
Mycket låg Total-P inverkar kraftigt på valet av process för kväveavskiljning
• Extern kolkälla – etanol, metanol t.ex. • Kombinationer av för- simultan- och efterfällning kan bli
nödvändiga • bio-P tas ur drift
0
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
60 000
70 000
80 000
90 000
100 000
54
0 0
00
56
0 0
00
58
0 0
00
60
0 0
00
62
0 0
00
64
0 0
00
66
0 0
00
68
0 0
00
70
0 0
00
72
0 0
00
74
0 0
00
76
0 0
00
78
0 0
00
80
0 0
00
82
0 0
00
84
0 0
00
86
0 0
00
88
0 0
00
90
0 0
00
kkr/
år
Antal anslutna (p e)
Vakuumteknik
MBBR
Fullskaleförsök vakuumteknik
Bräddvattenrening
Fullskaleförsök MBBR
Omställning zoner
Pilot kolkälla Ny rötkammarvolym
Utbyggnad slamavvattning
Vakuumteknik & ökad luftningskapacitet
MBBR i 4 linjer
Förstärkt MBBR, bärarmaterial och luftning
Förstärkt luftning
Betydligt lägre drift- & UH- kostnader med vakuumtekniken
Tillkommande kostnader – nuvarande krav
Lägre kapitalkostnader med vakuumtekniken Lägre totala kostnader med vakuumtekniken
0
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
60 000
70 000
80 000
90 000
100 000
54
0 0
00
56
0 0
00
58
0 0
00
60
0 0
00
62
0 0
00
64
0 0
00
66
0 0
00
68
0 0
00
70
0 0
00
72
0 0
00
74
0 0
00
76
0 0
00
78
0 0
00
80
0 0
00
82
0 0
00
84
0 0
00
86
0 0
00
88
0 0
00
90
0 0
00
kkr/
år
Antal anslutna (p e)
Vakuumteknik
MBBR
Bräddvattenrening
Fullskaleförsök Vakuumteknik
Fullskaleförsök MBBR
Bio-P tas ur drift (anox)
Ny rötkammarvolym Utbyggnad slamavvattning
Vakuumteknik samtliga linjer,
MBBR i 5 linjer
Förstärkt MBBR, bärarmaterial och luftning
Förstärkt luftning
Tillkommande kostnader – skärpta krav
Nya krav kan ge en ökning av de årliga kostnaderna med ca
20- 60 % beroende på val av teknik
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
54
0 0
00
56
0 0
00
58
0 0
00
60
0 0
00
62
0 0
00
64
0 0
00
66
0 0
00
68
0 0
00
70
0 0
00
72
0 0
00
74
0 0
00
76
0 0
00
78
0 0
00
80
0 0
00
82
0 0
00
84
0 0
00
86
0 0
00
88
0 0
00
90
0 0
00
(kr×
pe-1
) fra
mti
d/(
kr×p
e-1) n
u
Belastning (p e)
Vakuumteknik
MBBR
Kostnad per p e – nya krav
Totala årskostnader per p e sjunker tack vare redan gjorda investeringar → En fördel med stora reningsverk
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
54
0 0
00
56
0 0
00
58
0 0
00
60
0 0
00
62
0 0
00
64
0 0
00
66
0 0
00
68
0 0
00
70
0 0
00
72
0 0
00
74
0 0
00
76
0 0
00
78
0 0
00
80
0 0
00
82
0 0
00
84
0 0
00
86
0 0
00
88
0 0
00
90
0 0
00
kr/k
g O
CP
Antal anslutna (p e)
Vakuumteknik
MBBR
Marginalkostnad-VakuumteknikMarginakostnad-MBBR
Marginalkostnad för tillkommande rening p g a skärpta reningskrav
Relativ reningskostnad sjunker → En fördel med stora reningsverk
Reningskostnad - kr/kg OCP
Marginalkostnaden för nya reningskrav kan bli dubbelt så stor som den genomsnittliga reningskostnaden
Sammanfattning Kraftig ökning av organisk kapacitet möjlig i befintliga volymer
Låga halter för Total-P inverkar på valet av process för N-avskiljning
Skärpta reningskrav inverkar mer på driftkostnaden än kapitalkostnaden
Totala tillkommande kostnader per p e sjunker oavsett reningskrav
Marginalkostnaden för skärpta reningskrav kan bli dubbelt så hög som genomsnittlig reningskostnad
Tack för er uppmärksamhet, frågor ?