Élelmiszeripari zöld innovációs program megvalósítása EEA Grants Norway Grants IPARI CSAPADÉKVÍZ- HASZNOSÍTÓ RENDSZER Dr. Kovács Elza egyetemi docens Debreceni Egyetem MÉK, Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet 2015.09.28 HU09-0015-A1-2013 1
Projektcélok DE Mennyiségi és minőségi igények és alternatív hasznosítási technológiai pontok felmérése csapadékhasznosításra. Anyag- és energiamérleg számítás és optimalizálás a hőcserélők vízigényének biztosítására csapadékhasznosítás mellett. Ipari csapadékvíz-hasznosító rendszer: Vízminőségi igénykritériumok alapján a csapadékvíz-tisztítási technológia, valamint monitoring hálózat megtervezése Csapadékhasznosítással összefüggő rendszerparaméterek optimalizálása a próbaüzem során. Csapadékvíz-hasznosító rendszer folyamat-monitoringja normál üzemben, rendszerellenőrzés a monitoring rendszer, valamint egyedi mintavételi stratégia és mérési módszerek adatai alapján. Csapadékvíz-hasznosító rendszer folyamat-monitoringja normál üzemben, rendszerellenőrzés a monitoring rendszer, valamint egyedi mintavételi stratégia és mérési módszerek adatai alapján. Teljes hőhasznosító rendszer monitoringja, csapadékhasznosító rendszer finomhangolása. 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 2
Projektcélok Gastor Baromfi Kft. Vízminőségi igénykritériumok meghatározása. Csapadékvíz-hasznosító rendszer műszaki tervezése. Monitoring rendszer kiépítése Csapadékvíz-hasznosító rendszer és csapadékvíz-felhasználással egybekötött hulladékhő-hasznosító rendszer megépítése és üzembehelyezése Teljes csapadékvíz-hasznosító rendszer üzembehelyezése, rendszermonitoring üzembehelyezése, próbaüzem, teljes üzem 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 3
Előzmények Gastor Baromfi Kft. baromfifeldolgozó üzeme EKHE 7. Erőforrások felhasználása c. pontja szerinti felülvizsgálat energia felhasználás csökkentésére és hatékonyabbá tételének lehetősége a telephelyen felhasznált összes vízmennyiség csökkentésének lehetősége Módosított engedélyes tervdokumentáció: csapadékvíz gyűjtése homokfogóval megoldott mechanikai tisztítás szervesanyag-feldúsulás és berothadás megelőzésére levegőztetés lehetséges felhasználás: göngyöleg mosása és az evaporatív kondenzátorok hűtése 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 4
Alternatív hasznosítási pontok Technológiai víz-igény üres rekeszek mosása (előmosó, főmosó, fertőtlenítő), Bátortrade Kft. biogáz-termelő üzeméből 75 C hőmérsékletű víz, gázkazánnal ráfűtés hús-előhűtés: ammóniás hűtési rendszer, (evaporatív kondenzátor) megfelelően kezelt, lágyított víz igény Jelenlegi vízellátás: vezetékes ivóvíz, vízkeménység állandó 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 5
Csapadékvíz-minőség Változó BFT Min. BFT Max. GMT Zavarosság BFT: baromfifeldolgozó 2,3 tetőzete; 3,3 GMT: 2,1göngyölegmosó 6,3 2,9tetőzete; 4,2SZT: szabadtéri mintavétel *201/2001. (X.25.) Kormányrendelet; **MSz 12749 szerinti kiváló állapot A biogáz hőtartalmának technológiai melegvízként való hasznosításával egybekötött csapadékvíz-hasznosításhoz nem kedvező a hozzákevert csapadékvíz (BOI 5 ) Az ammónia rendszer vízigényének lágyvízzel történő részleges kiváltása előnyös (párolgási veszteség miatt sókoncentráció-növekedés, vízkőkiválás okozta hőátadási hatásfokromlás) 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 6 Min. GMT Max. SZT Min. SZT Max. * ** ph 5,6 6,2 5,7 6,3 4,8 5,9 6,5 9,5 6,5-8 Vezetőképesség 25 38 19 50 15 41 <2500 <500 Redoxipotenciál 34 70 27 67 49 112 Keménység 18 18 18 36 18 18 5 35 BOI 5 5,0 7,5 4,0 8,5 4,0 16,0 <4 Oldott Szerves Szén 1,8 3,8 2,3 5,2 2,2 4,3 Szervetlen szén 4,3 5,2 4,5 5,7 4,2 9,7 Lebegőanyag 79 97 77 125 80 83
(mm) Csapadékvíz-mennyiség Évi csapadékmennyiségek átlaga: 50 éves idősor alapján 589,7 mm/év; 100 éves idősor alapján 566 mm/év havi csapadékátlag 50 mm 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 100 éves havi csapadékátlagok, valamint ezek százalékos aránya (%) a csapadékmennyiség 100 éves átlagában (Nyírbátor) 75,7 61,7 63,5 58,8 48,1 48,3 43,3 42,7 41,9 38,7 35,1 31,9 6,6 6,0 5,4 7,3 10,5 12,8 10,8 10,0 7,2 7,1 8,2 8,2 Átlag % Hónap Legkevesebb: január-február-március, ez az éves csapadékmennyiség 5,4-6%-a. 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 7
Csapadékvíz-mennyiség Csapadékeloszlás, szélsőséges csapadékesemények Az eltérés jellege Az eltérés sorrendje év Csapadék (mm) Az eltérés jellege Az eltérés sorrendje év Csapadék (mm) 1 2001 115 1 1974 233 2 1897 86 2 1965 204 kiugró magas 3 1962 86 kiugró magas 3 1953 190 4 1988 76 4 1973 168 5 1987 69 5 1954 164 1 1903 0 1 1950 9 2 1974 1 2 1931 11 kiugró alacsony 3 1973 3 kiugró alacsony 3 1968 13 4 1953 3 4 2000 20 5 1950 3 5 1994 24 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 8
Mennyiségi vízigény Tetőfelületek nagysága 7402 m 2, lefolyási tényező: 0,9; azaz 3767 m 3 /év csapadékmennyiség gyűjthető göngyölegmosás technológiai melegvíz-igénye: 64m 3 /nap, éves szinten 16%-a lehet biztosítható az összegyűjthető csapadékmennyiséggel, és a folyamatos vízáramhoz való hozzákeverés aránya a rendelkezésre álló csapadékmennyiségtől függ evaporatív kondenzátorok vízigénye: 2400 l/h térfogatáram, éves hűtővíz igény 9500 m 3, párolgási veszteség 20%, víz-visszaforgatás nincs 40%-a váltható ki csapadékvízzel 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 9
A csapadékvíz-hasznosítás energiamérlege Többlet energiafelhasználás: csapadékvíz-gyűjtő és elosztó rendszer működtetése átemelő medencébe torkoló csatornák mértékadó vízhozama Q = 49 l/s 10 perces csapadék: 29,4 m 3 víz szabad tározókapacitás V = 7,8 m 3 21,6 m 3 vizet kell átemelni 36 l/s vízszállító képességű szivattyúteljesítmény szükséges szervesanyag-feldúsulás megelőzése: diffúzor 40 m 3 /h légkompresszor kapacitás (p = 10 bar) szükséges 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 10
Méretezés csapadékgyûjtõ Plan: 01 2015.05.26. 0.137 0.098 0.001 0.076 0.051 0.001 Legend WS PF 1 WS PF 2 WS PF 4 Ground Bank Sta 0.170 0.02 0.032 0.023 vízszállító képesség és a vízsebesség zárt csatornák vízszállításának meghatározása hidraulikai modellezés keresztszelvény méretezése nyomóvezeték méretezése gépegységek méretezése típusjavaslatok (teljesítmény, telepítés, karbantartás): FLYGT CP3127 típusú búvárszivattyú JÄGER típusú diffúzor Aerzen GM típusú légkompresszor 0.152 0.001 0.089 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 11
Műszaki terv 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 12
Környezeti teljesítmény BAT, ipari hűtőrendszerek a rendelkezésre álló hűtőközeg mennyisége, minősége és költségei rendelkezésre álló hely (berendezések alapterülete, magassága, súlya) a vízminőségre és a vízi élőlényekre gyakorolt hatás a levegő minőségére gyakorolt hatás meteorológiai körülmények vegyi anyagoknak a vízbe bocsátása hő- és zajkibocsátás az épület illeszkedése a környezetbe a hűtőrendszerek, szivattyúk, csővezetékek és a vízkezelés tőkeköltsége a szivattyúk és a vízkezelés működési költsége a javítás és karbantartás éves költsége működési paraméterek (minimális élettartam, évi üzemórák száma, átlagos terhelés) 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 13
Környezeti teljesítmény Hűtővíz-fogyasztás: recirkulációs hűtőrendszerekben nő a koncentrációs tényező, lerakódások megelőzése, több vegyi adalékanyag (hűtővíz előkezelésével, vagy a párologtató medencék és a különböző ipari egységek vízellátó rendszerének összekapcsolásával) átfolyó rendszerűek, vízfelhasználásuk jelentős pl. evaporatív kondenzátorok A csapadékvíz gyűjtő és kezelő rendszerhez kapcsolva a hűtőrendszeren átvezetett vezetékes ivóvíz igény csökken Energiaigény: energiafelhasználás függ a vízmennyiségtől és a vízkivétel helyétől. csapadékvíz-hasznosítás esetében a csapadékvíz-gyűjtő és elosztó hálózat működtetéséhez szükséges szivattyúk és légbefúvók energiaigénye révén nő Környezeti hőterhelés: megfelelő felület és tartózkodási idő és/vagy előhűtés a jelenlegi technológiai rendszernek már részét képezi 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 14
Környezeti teljesítmény A vízminőségből eredő problémák: a hűtőberendezés korróziója, amely szivárgáshoz vezethet vízkőképződés, amely a hőátadás hatásfokát csökkenti Adalékanyag kibocsátás csökkentése: a környezetet kevésbé károsító vegyi kezelés a vegyi anyagok leghatékonyabb módon való alkalmazása a vízkezelés szükségességének csökkentése Hígító hatása a csapadékesemények függvényében változó mértékben ugyan, de az összes oldott sótartalom csökkenését eredményezi a hűtőberendezés hőátadási hatásfokának fenntartása mellett a lágyításhoz felhasznált vegyi anyagok kisebb volumenű felhasználása, a savazással történő karbantartás gyakorisága csökken 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 15
Beruházás megvalósult, próbaüzem, monitoring folyamatban. A DE munkacsoportjának tagjai: Dr. Kovács Elza egyetemi docens Dr. Juhász Csaba egyetemi docens Dr. Pregun Csaba egyetemi adjunktus Bozsik Éva PhD hallgató Vállalati konzulens: Gebei Miklós műszaki vezető 2015.09.29. HU09-0015-A1-2013 16 e-mail: palyazat@gastor.hu