A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere"

Anikó Csonka
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere Gilián Zoltán üzemmérnökség vezető FEJÉRVÍZ Zrt. 1

2 Áttekintő 1. Alapjellemzés (Székesfehérvár és térsége) 1.1 Szennyvízhozamok 1.2 Szennyezőanyag kibocsátások 1.3 Villamos energia felhasználás 2. A biológiai szennyvíztisztítás főbb folyamatai 3. Az oxigén igény meghatározása 4. A klímaváltozás hatásai: lehetőségek, kényszerek 5. Oxigén beviteli hatékonyság értékelése 2

3 1. Alapjellemzés 3

4 1.1 Szennyvízmennyiségek 4

5 1.1 Szennyvízmennyiségek 5

6 1.2 Szennyezőanyag kibocsátások 6

7 Befolyó szennyezőanyag idősor 7

8 Befolyó szennyezőanyag idősor 8

9 1.3 Villamos energia igény 9

10 Jellemző éves villamos energia felhasználás idősor 10

11 2. A biológiai szennyvíztisztítás főbb folyamatai 11

12 1. Oxidáció: S COHNS + O 2 CO 2 + H 2 O + NH 3 + energia 2. Szintézis: S COHNS + P + NH 3 B C5 H 7 NO 2 + CO 2 + H 2 O 3. Endogén légzés: B C5 H 7 NO 2 + 5O 2 5CO 2 + 2H 2 O + NH 3 + energia 4. Nitrifikáció: NH O 2 2H H 2 O + NO 3 5. Denitrifikáció: NO C org + 2H + 1/2N 2 + H 2 O + CO 2 12

13 3. Az oxigén igény meghatározása 13

14 A vízhőmérséklet hatása az O 2 bevitelre Anyagátviteli együttható [K L ] dm dt D L A C * C L L K L A ( C * C L ) D L oxigén molekuláris diffúziós tényező a folyadékfilm határvonalán [m 2 /s] A levegő / víz határvonal felülete [m 2 ] C * oldott oxigén telítettségi koncentráció a tisztítási hőmérsékleten [g O 2 /m 3 ] C L aktuális O 2 koncentráció a vízben, a tisztítási hőmérsékleten [g O 2 /m 3 ] L folyadékfilm határvonal képzetes vastagsága [m] anyagátviteli együttható a folyadékfilm határvonalon [m/s] K L 14

15 A vízhőmérséklet hatása az O 2 bevitelre Bővített anyagátviteli együttható [K L a] dm dt V K L A ( C V * C A/V teljes tömegátviteli felület / térfogat aránya [m 2 / m 3 ] K L a látszólagos térfogati (bővített) anyagátviteli együttható tiszta vízben, T hőmérsékleten [1/s] T 10 C 20 C K L a 25% a ( C C * 20% O 2 bev 3% Ha a vízhőmérséklet 10 C-ról 20 C-ra növekszik, a bővített anyagátviteli együttható növekszik 25%-kal, míg a telítési O 2 koncentráció 20%-kal csökken. Összevontan e két hatás 3%-kal kisebb oxigén beviteli kapacitást eredményez. L ) K L * C L ) 15

16 Vízhőmérséklet - telítési O 2 koncentráció összefüggés az oldott só koncentráció függvényében 16,0 Telítési O 2 koncentráció (mg/l) 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, Hőmérséklet ( C) 16

17 Az O 2 igény számítása AOR - aktuális oxigén igény [kg O 2 /d] AOR = COR + EOR + NOR - DOR AOR COR EOR NOR DOR aktuális oxigén igény [kgo 2 /d] szerves anyagok lebontásának oxigén igénye [kgo 2 /d] az eleveniszap endogén légzésének oxigén igénye [kgo 2 /d] a nitrifikáció oxigén igénye [kgo 2 /d] a denitrifikáció során felszabaduló oxigén [kgo 2 /d] 17

18 Eckenfelder O Connor: AOR = a. (S0 - S). Q + b. X. V + k. (NH4,0 - NH 4 ). Q - d. (NH4,0 - N D ) a szubsztrát respirációs arány (0,4 ~ 0,63) [kgo 2 /kgboi 5 ] S 0 S Q b X befolyó szerves anyag (gboi 5 /m³) elfolyó szerves anyag (gboi 5 /m³) befolyó szennyvízhozam (m 3 /d) endogén respirációs arány (biológiai tiszt.: 0,1~0,15) [kgo 2 /kgmlvss*d] MLVSS (keverék szennyvíz szerves, szuszpendált lebegőanyag) [kg/m³] V levegőztető medence térfogat [m 3 ] k ammónium oxidációs együttható (4,6) NH 4,0 befolyó ammónium-nitrogén koncentráció [kg/m³] NH 4 elfolyó ammónium-nitrogén koncentráció [kg/m³] d denitrifikációs faktor, (2,8) N D összes N koncentráció az elfolyóban [kg/m³] 18

19 SOTR - standard oxigén beviteli hányad [kg O 2 /h] SOTR * 1 C, T 1 AOR k * C C 24 L 1 α bővített anyagátviteli együtthatók aránya, tiszta víz/szennyvíz β telítési oxigén koncentrációk aránya, tiszta víz/szennyvíz C *,20 telítési oxigén koncentráció standard 20 C, 101,3 kpa [mg/l] C * C L telítési oxigén koncentráció a tisztítási (T) hőmérsékleten [mg/l] aktuális oxigén koncentráció a levegőztetett medencében [mg/l] Θ hőmérséklet korrekciós faktor, 1,024 AOR aktuális oxigén igény [kgo 2 /d] t levegőztetés időtartama [h] k 1 áramlási (tartózkodási időtől függő) korrekciós faktor 19

20 SOTR - standard oxigén beviteli hányad [kg O 2 /h] α bővített anyagátviteli együtthatók aránya, tiszta víz/szennyvíz (0,4~0,9) KLa( szennyvíz) K a( tisztavíz ) L β telítési oxigén koncentrációk aránya, tiszta víz/szennyvíz (0,9~1,0) C * * C ( szennyvíz) ( tisztavíz ) 20

21 SOTE - oxigén beviteli hatékonyság, mint a légbeviteli rendszer jellemzője 35,0 SOTE [%] 30,0 25,0 DD (%) PIK300 20,0 1 db diffúzor mérete: 0,060 m 2 15,0 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 Levegőáram [m 3 /h. diff] Forrás: NOPOL Aeration Manual 21

22 4. A klímaváltozás hatásai: lehetőségek, kényszerek 22

23 4.1 A hőmérséklet változás elemzése 23

24 4.1 A hőmérséklet változás elemzése 24

25 4.1 A hőmérséklet változás elemzése 25

26 4.1 A hőmérséklet változás elemzése 26

27 4.2 A hőmérséklet növekedés következménye Tervezési állapot Jelenlegi állapot Eltérés Mértékadó szv. hms. ( C) Telítettségi O 2 konc. (mg/l) 9,07 7,95-1,12 SOTR (kg O 2 /h) Kapacitás helyreállító fejlesztés szükséges! 27

28 5. Az oxigén beviteli hatékonyság értékelése 28

29 5.1 A fejlesztés lehetőségei 1. Műtárgy reaktortérfogat növelés 2. Légszállítási kapacitás növelés 3. Alacsonyabb DO szinten is hatékonyan működő eleveniszap 4. Az oxidációs technológia változtatása 5. Oxigén beviteli hatékonyság növelés 29

30 5.2 Kapacitás fejlesztés a gyakorlatban 30

31 5.2 Kapacitás fejlesztés a gyakorlatban 31

32 5.2 Kapacitás fejlesztés a gyakorlatban 32

33 5.2 Kapacitás fejlesztés a gyakorlatban 33

34 5.3 A kapacitás fejlesztés értékelése 34

35 5.3 A kapacitás fejlesztés értékelése Az értékelési módszer megbízhatósága, peremfeltételek 1. a biodegradálható szennyezőanyagok aránya változatlan; 2. az oxigén diffúzióját gátló vegyület nincs jelen a szennyvízben; 3. a légbevitel vezérlési beállítása változatlan; 4. a légbevitel gépészeti berendezéseinek kapacitása azonos; 5. az oxikus reaktorokban fenntartott lebegőanyag koncentráció a vizsgált időszakban közel azonos. 35

36 5.3 A kapacitás fejlesztés értékelése 36

37 5.3 A kapacitás fejlesztés értékelése Θ 20-T hőmérsékleti korrekció 37

38 5.3 A kapacitás fejlesztés értékelése Paraméter Érték M.e. Eltávolított szag. (2014. I-XII. hó) kgboi 5 Eltávolított szag. (2015. I-XII. hó) kgboi 5 Fajlagos vill. en. felh ,9486 kwh/kgboi 5 Fajlagos vill. en. felh ,8227 kwh/kgboi 5 Villamos energia felh kwh Villamos energia felh kwh Vill. en. megtakarítás kwh 38

39 Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Gilián Zoltán üzemmérnökség vezető FEJÉRVÍZ Zrt. 39

Hasonló dokumentumok

Előadó: Spissich Ákos Pannon-Víz Zrt. Nyúli üzemmérnökség szennyvízágazat vezető

Előadó: Spissich Ákos Pannon-Víz Zrt. Nyúli üzemmérnökség szennyvízágazat vezető A banai szennyvízrendszer bemutatása Csatornahálózat Gravitációs elválasztott rendszer 5470 fő 1289 db bekötés Szennyvíztisztító