VESIHUOLTO 2016 –PÄIVÄT 8.-9.6.2016

DEMON+ PROSESSI LAKEUDEN ETAPPI OY:N REJEKTIVEDENKÄSITTELYSSÄ

Ongelmien kautta onnistumiseen

Marina Graan, Pöyry Finland OyAntero Bäcklund, Lakeuden Etappi Oy

2COPYRIGHT©PÖYRY

ESITELMÄN RUNKO

3.6.2016

Ennen 2008Taustaa

2008-2009 Vaihtoehtojen selvitys ja valinta

2012-2014Prosessin ajoaOma ymppi auttaakun teho laskee

2009 Demon+ Läpivirtaus- modifikaatiot

2010 kuormitus-ongelmia ja useita lisäymppejä

2015 Demon+ ongelmat jatkuivat Syyskuussa prosessi toimintaan

2011 Demon+ SBR laajennus

Demon+ prosessi ajettiin ensimmäisen kerran ylös vuoden 2009 lopulla.Muut vaiheet, jotka tulen esittelemään on kuvattu alla olevassa kaaviossa.

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

2012 Demon+ SBR laajennuksenylösajo

3COPYRIGHT©PÖYRY

TAUSTAA, ENNEN 2009

Biokaasulaitoksen rejektivesien aktiivilieteprosessi Toimimaton DN prosessi, nitriitin aiheuttama

myrkytystila, vaihteleva kuormitus Vaihtoehtojen vertailu: aktiivihiili, käänteisosmoosi,

ammoniumtypen strippaus, DN-prosessin laajennus, Demon+ prosessi

3.6.2016

Valittiin Demon+ kokonaistaloudellisesti ylivoimainen! Säästö käyttökuluissa on erittäin merkittävä (energia, metanoli, alkalointikemikaali,

mahdollisesti saostuskemikaali, polymeeri, yms.)

Prosessi on kaksivaiheinen; – Nitritaatio; Noin puolet ammoniumista hapetetaan jaksottaiseen hapetuksen avulla

nitriitiksi– Deammonifikaatio; Tämän jälkeen jäljelle jäävä ammonium muutetaan suoraan

anaerobisesti typpikaasuksi nitriitin avulla autotrofisen aineenvaihdunnan kautta– Elektronidonorina toimii ammoniumtyppi

Liete on hitaasti kasvavaa, punaista, granulamuotoista ja hyvin raskasta

4COPYRIGHT©PÖYRY3.6.2016

VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA

REJEKTIVESIEN KÄSITTELY - CASE DEMON®

ARA Glarnerland elokuussa 2009

COPYRIGHT©PÖYRY

DEAMMONIFIKAATIOON PERUSTUVA TYPENPOISTOPROSESSI

3.6.20165VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA

Keskeinen asia on Annamox-liete pysyminen prosessissa mekaanisten erottimien avulla, sykloni sekä kelluva esiselektori (preselector)

Liete erittäin nopeasti laskeutuvaa, laskeutumisnopeus 60 m/h Altaassa kaksi lietettä, granulalietteen lieteikä 100-200 d ja vapaan lietteen 2-

10 d (lämpötilasta riippuen)

Jaksottainen hapetus Osittainen

nitritaatio

Autotrofinen nitriitin reduktio

6COPYRIGHT©PÖYRY

ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI

3.6.2016

VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA

Prosessi toteutettiin olemassa oleviin altaisiin Käytettiin pääasiassa olemassa olevaa rakennetta ja koneistoa

Prosessimuutokset olivat seuraavat:– Prosessi muutettiin täyssekoitusaltaaksi, jossa koko altaassa on sekoitus ja

ilmastus– Prosessiin lisättiin Demon® sykloni sekä Demon® lietteenerotus– Prosessia ohjataan erillisellä ohjausjärjestelmällä– Lisättiin instrumentointia NH4-N, NO3-N, pH ja O2 mittaukset (sekä

mittausten tuplaus)

7COPYRIGHT©PÖYRY

ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI

3.6.2016

VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA

8COPYRIGHT©PÖYRY

2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 1

Lisenssi ostettiin 900 kg N typenpoistolle

Keskimääräisellä pitoisuudella mitoitusvirtaama oli n. 320 m3/d, eli 13m3/h.

Yritettiin saavuttaa mitoituskuormitusta, mutta suuren kuormituksen jälkeen tuli aina ongelmia

3.6.2016

9COPYRIGHT©PÖYRY

2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 2

3.6.2016

Prosessin ajon aikana siirrettiin sykloni jälkiselkeytykseen, koska todettiin, että preselektorista karkasi granulaa.

Altaan pintaa laskettiin, lisättiin ravinnetta, huollettiin tarkemmin mittareita ja koulutettiin henkilökuntaa

Tyhjennyksessä todettiin, että pyöreän altaan seinämille ja pohjan reunoille, oli kertynyt paksu kerros punaista granulaa, joten sekoittimien asennot muutettiin

Mitkään muutokset eivät auttaneet ratkaisevasti vaan kuormitus jouduttiin jatkuvasti rajoittamaan

10COPYRIGHT©PÖYRY

DEMON+ SBR JA YLÖSAJO

Alussa esiintyneiden ongelmien takia päätettiin vuonna 2011 laajentaa prosessia perinteisellä Demon+ SBR prosessilla. SBR prosessin periaate on seuraava:

Vuonna 2012 prosessi otettiin käyttöön

Vaikka ongelmia oli ollut, usko prosessiin oli kova, sillä sen tuomat edut olivat selvästi näkyvissä.

3.6.2016

11COPYRIGHT©PÖYRY

PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016Vaikka käytössä oli kaksi Demon+ prosessia, niin tulos ei silti muuttunut tasaiseksi.

Etuna oli, että tällä järjestelyllä saatiin tarvittava ymppi omasta Demon+ SBR prosessista.

Ongelmat jatkuivat vuosia, kunnes syksyllä 2015 tulos tasaantui.

Syksyn jälkeen poistoteho on ollut alkuperäisessä Demon+ altaassa lähellä 500 kg/d ja tulos on pysynyt hyvänä.

Linkojen vaihtoon liittyvät ongelmat heikensivät tulosta, mutta se palautui nopeasti

3.6.2016

12COPYRIGHT©PÖYRY

PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016

3.6.2016

Kuorma seuraa suoraan virtaamaa

Typen määrä on prosessin rajoittava tekijä

Typpi lähtee nousuun, kun syöttöraja tulee vastaan

13COPYRIGHT©PÖYRY

PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016

Puhdistustulos on täyttänyt vaatimuksen

Kuormitusta ei ole voitu ajaa suunnitellusti

Pienemmällä syöttökuormalla tulos hyvä

3.6.2016

01/01/13

06/02/13

14/03/13

19/04/13

25/05/13

30/06/13

05/08/13

10/09/13

16/10/13

21/11/13

27/12/13

01/02/14

09/03/14

14/04/14

20/05/14

25/06/14

31/07/14

05/09/14

11/10/14

16/11/14

22/12/14

27/01/15

04/03/15

09/04/15

15/05/15

20/06/15

26/07/15

31/08/15

06/10/15

11/11/15

17/12/15

22/01/16

27/02/16

03/04/16

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

NH4-N, kg/d Ntot ulos, kg/d Lähtevä Ntot tavoite

14COPYRIGHT©PÖYRY

TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ

3.6.2016

Antero Bäcklundin sanoin Prosessissa muutettua tai kehitetty vuosien varrella:

– Syklonin tyyppi– Syklonin paikka– Mittareiden anturit vaihdettu useasti (mekaanista rasitusta nopean virtaaman vuoksi ja

mm. kaapelivaurioita on korjattu)– Mittaukset kahdennettu– Muutokset ajotavassa: syklonointiaikojen huomattava pidentäminen – Prosessien ohjaus on siirretty laitoksen ohjausjärjestelmään

Parannettavaa:– tarvitsee lämpimän veden (> 25C )– mittaukset ovat olleet epäluotettavia (WTW) – vaatii jatkuvaa laboratoriomittausta– ohjaus vaatii jatkuvaa seurantaa – ei voi jättää automatiikan varaan– prosessi työllistää yhden henkilötyövuoden ja lisäksi viikonvaihdevalvonta– alkaliteetti katoaa (syy ei ole selvillä) – lisättävä soodaa tai lipeää– lämpötilamuutokset vaikuttavat voimakkaasti puhdistustehoon– SBR – yksikössä ongelma: max. ilmamäärä jää alle tarvittavan, koska jakeluputkisto

ahdas – jos tarvitaan uusi bakteerikanta, sen saa vain toimittajalta huomattavan kalliilla hinnalla

15COPYRIGHT©PÖYRY

TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ

3.6.2016

Antero Bäcklundin sanoin

Käytössä on tällä hetkellä molemmat yksiköt, jotka käsittelevät kaiken syntyvän rejektiveden (9 m3/h)

Maksimikapasiteetit ovat läpivirtaus Demon yksiköllä 10 m3/h ja SBR yksiköllä 8 m3/h

Kompressorikapasiteetti ei ole rajoittava tekijä

Ongelmista huolimatta prosessissa ollaan pitäydytty!– Pääasiallinen syy on että ei ole löytynyt teholtaan ja investoinneiltaan vakavaa vaihtoehtoa– Muut deammonifikaatioprosessit ovat vasta tulleet suomen markkinoille

Prosessin edut ovat:– typenpoistoteho on korkea– pystyy toimimaan lämpimässä vedessä (< 40C )– kemikaali- ja energiakustannukset pienet– syöttöä on helppo säätää – kestää kuormitusta

16COPYRIGHT©PÖYRY

YHTEENVETO

Tällä hetkellä Etapilla käytössä taloudellinen typenpoistoprosessi, joka saavuttaa sille asetettuja päästötavoitteita

Suurin ongelma oli prosessin tehon yllättävät heikentymisen ja ongelman ratkaisu oli rinnakkainen prosessi, josta voidaan saada ymppi tarvittaessa nopeasti ja ilman kustannuksia

Kun miettii mitä tänä päivänä olisi suositus, niin edelleen suosittelisimme samaa prosessia– Kokonaiskustannukset ovat edullisimmat– Prosessin periaate on innovatiivinen mutta kuitenkin yksinkertainen

Mitä tekisimme toisin?– Jos olisimme tienneet, että luvattua kapasiteettia ei saavuteta, olisimme määritelleet

mitoituskuormituksen korkeammaksi ja tehneet laitoksesta kaksiosaisen ympin saannin varmistamiseksi.

3.6.2016

17COPYRIGHT©PÖYRY

KIITOS MIELENKIINNOSTA!

3.6.2016

Yhteyshenkilöt:Suunnittelija; Marina Graan, Pöyry Finland Oy, marina.graan@poyry.com

Käyttäjä; Antero Bäcklund, Lakeuden Etapopi Oy, antero.backlund@etappi.com