Demon+ prosessi Lakeuden Etappi Oy:n rejektivedenkäsittelyssä - ongelmien kautta onnistumiseen. Esitys valtakunnallisilla vesihuoltopäivillä 2016.

1. VESIHUOLTO 2016 –PÄIVÄT 8.-9.6.2016
DEMON+ PROSESSI LAKEUDEN ETAPPI OY:N
REJEKTIVEDENKÄSITTELYSSÄ
Ongelmien kautta onnistumiseen
Marina Graan, Pöyry Finland Oy
Antero Bäcklund, Lakeuden Etappi Oy

2. COPYRIGHT©PÖYRY
ESITELMÄN RUNKO
3.6.2016
2
Ennen 2008
Taustaa
2008-2009
Vaihtoehtojen
selvitys ja
valinta
2012-2014
Prosessin ajoa
Oma ymppi auttaa
kun 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 laajennuksen
ylösajo

3. COPYRIGHT©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
3
 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

4. COPYRIGHT©PÖYRY
3.6.2016
4
VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA
REJEKTIVESIEN KÄSITTELY - CASE DEMON®
ARA Glarnerland elokuussa 2009

5. COPYRIGHT©PÖYRY
DEAMMONIFIKAATIOON PERUSTUVA TYPENPOISTOPROSESSI
3.6.2016
5VESIHUOLTO 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

6. COPYRIGHT©PÖYRY
ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI
3.6.2016
6
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)

7. COPYRIGHT©PÖYRY
ETAPIN BIOKAASULAITOKSEN DEMON+ LÄPIVIRTAUSPROSESSI
3.6.2016
7
VESIHUOLTO 2010 -PÄIVÄT 2.-3.6.2010, VAASA

8. COPYRIGHT©PÖYRY
2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 1
 Lisenssi ostettiin 900 kg
N typenpoistolle
 Keskimääräisellä
pitoisuudella
mitoitusvirtaama oli n.
320 m3/d, eli 13m3/h.
 Yritettiin saavuttaa
mitoituskuormitusta,
mutta suuren
kuormituksen jälkeen tuli
aina ongelmia
3.6.2016
8

9. COPYRIGHT©PÖYRY
2011-2012 ONGELMIA JA MUUTOKSIA PROSESSIIN OSA 2
3.6.2016
9
 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

10. COPYRIGHT©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
10

11. COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016
Vaikka 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
11

12. COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016
3.6.2016
12
 Kuorma seuraa
suoraan virtaamaa
 Typen määrä on
prosessin rajoittava
tekijä
 Typpi lähtee nousuun,
kun syöttöraja tulee
vastaan

13. COPYRIGHT©PÖYRY
PROSESSIN AJOA VÄLILLÄ 2013-2016
 Puhdistustulos
on täyttänyt
vaatimuksen
 Kuormitusta ei
ole voitu ajaa
suunnitellusti
 Pienemmällä
syöttökuormalla
tulos hyvä
3.6.2016
13
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

14. COPYRIGHT©PÖYRY
TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ
3.6.2016
14
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 (> 25C )
– 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

15. COPYRIGHT©PÖYRY
TILANNE TÄLLÄ HETKELLÄ
3.6.2016
15
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 (< 40C )
– kemikaali- ja energiakustannukset pienet
– syöttöä on helppo säätää – kestää kuormitusta

16. COPYRIGHT©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
16

17. COPYRIGHT©PÖYRY
KIITOS MIELENKIINNOSTA!
3.6.2016
17
Yhteyshenkilöt:
Suunnittelija; Marina Graan, Pöyry Finland Oy, marina.graan@poyry.com
Käyttäjä; Antero Bäcklund, Lakeuden Etapopi Oy, antero.backlund@etappi.com