Cambi Junho 2009_Ambiurbe (Degremont)

A hidrólise térmica
Uma solução energeticamente
eficiente e sustentável
Workshop Ambiurbe - Junho 2009
A digestão avançada : Digelis Turbo
•Digelis Turbo é um processo de digestão avançada de lamas da
Degrémont, que inclui uma etapa prévia de hidrólise térmica e
uma digestão anaeróbica mesofílica.
•A etapa de hidrólise térmica é um processo patenteado pela
empresa noruega CAMBI
•O campo de aplicação do processo Digelis Turbo é duplo :
As estações de tratamento de águas residuais (ETAR)
As instalações centralizadas de tratamento de lamas
Degrémont
Onde se integra a hidrólise térmica?
É um tratamento das lamas antes da digestão.
Degrémont
O que é a hidrólise térmica?
DISSOLVER MATÉRIA ORGÂNICA UTILIZANDO PRESSÃO E TEMPERATURA
165 °C – 6 bar
20 – 30 min.
Degrémont
Utilidade da hidrólise térmica?
• REDUZIR LAMAS FINAIS
•
MELHORAR DESIDRATAÇÃO
•
MAIOR BIODEGRABILIDADE
•
ASSEGURAR HIGIENIZAÇÃO
•
AUMENTAR PRODUÇÃO DE
ENERGIA
Rotura de uma colónia de células devido ao stress
aumento 200 x
Degrémont
A acção da hidrólise térmica sobre as
lamas biológicas
A retenção no reactor das lamas : 20-30 min a 165 ºC – 6 bar permite :
•Solubilizar a Matéria Orgânica
Mais velocidade, estabilidade e rendimento da digestão
•Desintegra as estruturas celulares das bactérias. Desnatura as proteínas
Melhora as propiedades da lama para ser digerida e desidratada
•Reduz a viscosidade da lama
Alimentação digestores 10-12% MS, Volume digestão 2 -3 vezes menor
lama inicial
lama digerida sem hidrólise
lama digerida com hidrólise
18%
lama hidrolizada
12%
Degrémont
lama digerida
6,5%
Onde se integra a hidrólise térmica?
É um tratamento das lamas antes da digestão.
Degrémont
Como funciona a hidrólise térmica?
Sistema descontínuo – “Batch”
Circulação
Gases de processo (para
digestor)
REACTOR
lama fresca
Vapor
reciclado
lama
pré-aquecida
PULPER
digestão
lama
hidrolizada
Vapor
FLASH TANK
Degrémont
Chaves do processo de hidrólise
165 °C / 20-30 min.
• ALIMENTAÇÃO A ALTAS CONCENTRAÇÕES %MS
OPTIMIZAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO
• INJECÇÃO DIRECTA DE VAPOR VIVO E VAPOR FLASH
MANUTENÇÃO REDUZIDA (sem permutadores)
• RECIRCULAÇÃO DE VAPOR AO PULPER
SALTO TÉRMICO FINAL COMO SE FOSSE A 102°C
FACILITA A COLOCAÇÃO EM SERVIÇO DO PROCESSO E
A ESTABILIDADE NA OPERAÇÃO
• GESTÃO DE GASES DE PROCESSO / SEM FUGAS DE ODORES
SISTEMA FECHADO DIGESTÃO
BIODEGRADAÇÃO
SEM PERDAS DE ENERGIA / SEM FUGAS DE ODORES
Degrémont
Quando utilizar a hidrólise térmica?
• CUSTOS ELEVADOS / DIFICULDADE NA GESTÃO DE LAMAS
35-50% REDUÇÃO DO VOLUME DE BIOSÓLIDOS
• MELHORAR A DESIDRATAÇÃO / SICIDADE FINAL
AUMENTO DE 6-10 % MS
• AUMENTAR A CAPACIDADE DE DIGESTÃO
3-6 Kg VS/ m3/dia : 8 – 12 % MS ALIMENTAÇÃO AO DIGESTOR
• ESPAÇO LIMITADO / CUSTO ELEVADO DE comSTRUÇÃO
1/3 – ½ DE VOLUME DE DIGESTÃO CONVENCIONAL
• AUMENTO PRODUÇÃO DE BIOGÁS – ENERGIA RENOVÁVEL E VALORIZÁVEL
35 – 45 % MAIS BIOGÁS
• NECESSIDADE DE HIGIENIZAÇÃO – BIOSÓLIDOS CLASSE A
GARANTIA LAMA LIVRE DE PATOGÉNICOS
Degrémont
hidrólise CAMBI : 3D
Degrémont
Caso da ETAR Kapusciska,
Bydgoszcz, Polónia – 7650 t MS/ano
- 2006
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Arranque da hidrólise em 2005
• A instalação tinha problemas com a digestão das lamas mistas e com a sua
desidratação final.
• Instalação do sistema de hidrólise CAMBI de 1 x 2 reactores
• Características :
−
−
−
−
−
−
Capacidade nominal : 7.650 t MS/ano
Tipos de lamas : Urbanas mistas ( 50% primárias e 50% secundárias)
Capacidade de digestão existente : 2 x 3.800 m3
Cogeração com motores a biogás : 2 x 529 kWe
Produção de biogás : 7.500 m3/día
Destruição MV : >57%
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Evolução da Quantidade de Lamas
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Evolução da Sicidade das Lamas
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Do projecto à realização
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Os reactores da hidrólise térmica
• Produção de lamas desidratadas pasteurizadas Classe A ,
livres de patogénicos para aplicação agrícola
• lamas sem odores
• Alta carga nos digestores ( 10% MS), sem espumas.
• Sistema energéticamente eficiente devido à recirculação de vapor
de processo e à concentração de entrada admitida pelo sistema de
hidrólise ( 16-17%)
•Electricidade gerada cobre o equivalente a 40% das
necessidades eléctricas da ETAR
•Redução a metade do volume final da lama desidratada.
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
Geração de vapor para a hidrólise
As caldeiras de recuperação
de gases de escape dos
motores fornecem 80%
das necessidades de
vapor da hidrólise.
Degrémont
ETAR Kapusciska (Polónia)
lama final desidratada para agricultura
Biosólido com 30-33% MS
Agora : 9.500 t MF/ano
Antes : 19.600 t MF/ano
Degrémont
Parâmetros comparativos
Cambi vs. digestão convencional
Degrémont
Referências CAMBI
Capacidade total de tratamento equivalente a : 301.600 t MS/ano
Cliente
HIAS (1)
Thames Water (2)
Borregaard Industries
Ayuntamiento de Naestved
Nigg Bay
Mjosanlegget Planta de bio-residuos
Ringsend EDAR
Ayuntamiento de Fredericia
Kobelco Eco-Solutions
Spolka Wodna Kapusciska
Thames Water
HIAS, Digestor termofílico
Oxley Creek
Bruselas Norte
Amperverband THP-C
HIAS - Ampliación
Cotton Valley ( Anglian Water)
Ecopro - plante multi-residuo
Whitlingham EDAR ( Anglian Water)
Nigg Bay - Ampliación
Biovakka Oy
Bran Sands (Aker-Kvaerner /NWL
Jumeirah Golf Estates / Degrémont
Vilniaus Vandenys / Vilnius Water
Ringsend EDAR , ampliación
Ubicación
Hamar ( Noruega)
Chertsey ( Reino Unido)
Sarspborg ( Noruega)
Naestved ( Dinamarca)
Aberdeen ( Reino Unido)
Lillehammer ( Noruega)
Dublín (Irlanda)
Fredericia ( Dinamarca)
Niigata ( Japón )
Bydgoszcz (Polonia)
Chertsey ( Reino Unido)
Hamar ( Noruega)
Brisbane ( Australia)
Bruselas ( Bélgica)
Geiselbullach ( Alemania)
Hamar ( Noruega)
Milton Keynes (Reino Unido)
Verdal ( Noruega)
Norwich ( Reino Unido)
Aberdeen ( Reino Unido)
Abo/Turku ( Finlandia)
Capacidad
t MS/año
Tipo
Finalizada
3600
9600
4000
1600
16500
4600
36000
8000
1200
8000
Incluido en (1)
Incluido en (2)
12900
20000
2000
3600
20000
8000
19000
4000
14000
EDAR
EDAR
Papel
EDAR
EDAR
Trat. Residuos
EDAR
EDAR
EDAR
EDAR
Operación
Nuevo digestor
EDAR
EDAR
EDAR
EDAR
EDAR
Trat. Residuos
EDAR
EDAR
EDAR
1996
1999
2000
2000
2001
2001
2002
2002
2002
2005
2005-12
2005
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
EDAR
EDAR
EDAR
EDAR
2008/2009
2009
2009
2009
Bajo Pedido / En Diseño / En Construcción
Tees Valley ( Reino Unido)
37000
Dubai ( UAE)
25000
Vilnius ( Lituania)
23000
Dublín ( Irlanda)
20000
Degrémont
Referências (I)
Chertsey ( Reino Unido)
Fredericia ( Dinamarca)
HIAS ( Noruega)
Bruselas ( Bélgica)
Naestved ( Dinamarca)
Degrémont
Referências (II)
Borregaard ( Noruega)
Brisbane ( Australia)
Aberdeen ( Reino Unido)
Niigata ( Japão)
Degrémont
Referências (III)
Verdal ( Noruega)
Cotton Valley ( Reino Unido)
Whitlingham ( Reino Unido)
Bran Sands ( Reino Unido)
Degrémont
A hidrólise térmica CAMBI :
conclusões
A digestão avançada com hidrólise Térmica (THP) permite:
• Redução do volume final de biosólidos produzidos por:
• Maior destruição de sólidos voláteis
• Maior sicidade do produto final
• Melhorar o rendimento energético duma ETAR: Maior produção de Biogás aproveitável para
generação de electricidade.
• Obtenção de biosólidos isentos de patógénicos, Classe A
• Redução do volume da digestão e de todos os equipamentos posteriores de tratamento
(desidratação, secagem térmica/solar, incineração, compostagem, armazenamento,........)
• Melhorar a estabilidade do processo de digestão com uma instalação Compacta e Automatizada
• Tratamento de lamas sustentável em termos do meio ambiente. Grande redução das emissões de
CO2.
• Processo Maduro, Robusto e Fiável : 14 anos de experiência e 18 instalações em serviço
Degrémont