Presentation of Sewage Sludge Treatment Options and Technologies. In Lithuanian. A.Brazas, Oct. 2010

1 1 1 1

Liet

uva

2010

Gal

imos

NV

Į dum

blo

tvar

kym

o (a

pdor

ojim

o) a

lter

naty

vos

Apžvalgoje pateikiama esama nuotekų valymo

įrenginių (NVĮ) dumblo tvarkymo (apdorojimo)

padėtis, aprašomi numatomi įdiegti (pagal

Dumblo tvarkymo investicinę programą)

dumblo apdorojimo įrenginiai ir pateikiami

įvairūs galimi NVĮ dumblo tvarkymo

(apdorojimo) variantai

EcoForce Baltic Ltd P.Lukšio g. 7 LT- 08221 Vilnius Tel./fax. +370 5 21 02 178 Mobil. tel. +370 687 76633 El. paštas ecoforce@zebra.lt

2

EcoForce Baltic Ltd Atlieku tvarkymo konsultantai, UAB atk@zebra.lt

Parengė: Alfonsas BRAZAS 2010.09.30

3 3

NVĮ dumblo tvarkymo situacija po 1990 m. iki ~ 2005 m.

• Po 1990 m. NVĮ susidaręs dumblas būdavo nusausinamas/nuvandeninamas ir

kaupiamas dumblo aikštelėse arba išvežamas į dumblo kaupyklas (lagūnas).

• Dalis (mažiau kaip 25 proc.) NVĮ susidariusio dumblo buvo išvežama į laukus –

dirvų tręšimui.

• Dumblo aikštelės ir kaupyklos (lagūnos) gan sparčiai artėjo prie užsipildymo

(perpildymo) ribos.

• NVĮ nebuvo vykdoma jokio dumblo nukenksminimo/stabilizavimo (kai kur

buvusios dumblo nukenksminimo kalkėmis linijos buvo išardytos).

• Situacija pamažu pradėjo keistis tik apie 2005 m.:

– Utenoje pastatyti pirmieji, vėliau Panevėžyje ir Kaune, dumblo anaerobinio

pūdymo įrenginiai, kuriuose išgaunamos biodujos.

– Vilniuje 2005 m. pradėtas pirminio dumblo kompostavimas atviruose

kaupuose, maišant jį su įvairiomis struktūrinėmis medžiagomis

(susmulkintomis medienos atliekomis, žaliosiomis atliekomis, šiaudais ir

pan.).

• 2005-2006 m. parengta ir 2006 m. balandžio mėn. patvirtinta Galimybių studija

ir investicinė programa dumblo tvarkymui Lietuvoje.

4 4

NVĮ dumblo tvarkymo situacija 2005 metais

5 5

Dabar (2010 m.) egzistuojanti NVĮ dumblo tvarkymo sistema

6 6

Dabar (2010 m.) egzistuojanti NVĮ dumblo tvarkymo sistema - kur yra pastatyti anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginiai

7 7

Dabar (2010 m.) egzistuojanti situacija

• Skaičiuojant sausosiomis medžiagomis per metus susidaro virš 75 tūkst. tonų NVĮ dumblo.

• NVĮ dumblas, kuris po nusodinimo turi tik 3-5 proc. sausųjų medžiagų yra nuvandeninamas presų arba centrifugų pagalba iki ~ 20 proc. sausųjų medžiagų ir saugojamas (kaupiamas) dumblo aikštelėse ar dumblo kaupyklose (lagūnose) arba išvežamas (dalis jo) į laukus - dirvoms tręšti.

• Šiuo metu dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginiai jau veikia šiuose miestuose: Utenoje, Panevėžyje, Kaune, Klaipėdoje; statomi – Šiauliuose ir Vilniuje; šiemet turėtų prasidėti projektavimas ir kitąmet statybos: Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje ir Šilutėje.

• Visuose šiuose miestuose šiemet turėtų prasidėti po anaerobinio pūdymo gauto nuvandeninto dumblo terminio džiovinimo įrenginių projektavimas ir kitąmet statybos/montavimo darbai.

• Likusiuose miestuose dumblas kol kas tvarkomas po senovei – tik nuvandeninamas ir saugomas aikštelėse/kaupyklose arba išvežamas į laukus – dirvoms tręšti.

• Vilniuje kompostuojamas visas pirminis dumblas ir dalis perteklinio.

8 8

Galimos NVĮ dumblo tvarkymo alternatyvos

9 9

Kas numatoma padaryti jau artimiausiu metu (2010-2012 m.) pagal Dumblo investicinę programą

• Pastatyti dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginius šiuose miestuose: Vilniuje, Šiauliuose, Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje ir Šilutėje.

• Vilniuje, Kaune, Klaipėdoje, Šiauliuose, Panevėžyje, Alytuje, Marijampolėje, Kėdainiuose, Mažeikiuose, Telšiuose, Tauragėje, Šilutėje, Utenoje ir Visagine pastatyti po aerobinio pūdymo gauto nuvandeninto dumblo terminio džiovinimo įrenginius.

• Druskininkuose, Ukmergėje, Jonavoje, Kaišiadoryse, Raseiniuose, Kelmėje,

N. Akmenėje, Biržuose, Švenčionėliuose – Švenčionyse turi būti suprojektuotos ir pastatytos dumblo kompostavimo aikštelės.

• Likusieji miestai nuvandenintą NVĮ dumblą turės pristatyti apdoroti į aukščiau išvardintus anaerobinio pūdymo įrenginius arba minėtas dumblo kompostavimo aikšteles (taip pat yra galimybė NVĮ dumblą kompostuoti kartu su žaliosiomis atliekomis (medžių šakomis ir lapais bei žole) kiekvienoje savivaldybėje (ten kur nebus įrengiamos dumblo kompostavimo aikštelės) jau įrengtoje arba artimiausiu metu įrengsimoje žaliųjų atliekų kompostavimo aikštelėje – dumblas ir žaliosios atliekos visur kompostuojamos kartu (žaliosios atliekos kaip struktūrinė medžiaga)

10 10

Įvairios dumblo apdorojimo technologijos – temperatūra, slėgis ir laikas

11 11

Metodai pagerinantys perteklinio dumblo anaerobinį puvimą (bakterijų suvirškinamumą) dėl dumblo ląstelių suskaldymo (išardymo)

• Mechaniniai perteklinio dumblo ląstelių suskaldymo/suardymo metodai ir įrenginiai ( ultragarsiniai homogenizatoriai (UH- Ultrasonic Homogenizers), aukšto slėgio homogenizatoriai (HPH – High Preassure Homogenizers), aukštos įtampos ir dažnio pulsuojantys elektro-hidrauliniai įrenginiai (HPP – High Performance Pulse Technique), besitrinančių rutuliukų malūnas (SBM – Stirred Ball Mills), mechaniniai aukšto slėgio čiurkšlės įrenginiai (MJS – Mechanical Jet Smash Technique), Lysato centrifuga (LC – Lysat – Centrifugal – Technique) ir kiti)

• Terminiai – slėgio metodai (Cambi termohidrolizė)

• Cheminiai- slėgio metodai (MicroSludge disintegrator)

• Biologiniai – cheminiai metodai (probiotikai – biocheminė hidrolizė)

12 12

Metodai pagerinantys perteklinio dumblo anaerobinį puvimą (bakterijų suvirškinamumą) dėl dumblo ląstelių suskaldymo (išardymo)

Įprastiniai anaerobiniai pūdytuvai paprastai suskaldo ir paverčia metanu tik iki 30

proc. perteklinio dumblo ir iki 60 proc. pirminio dumblo.

Todėl biodujų išeigai padidini yra naudojami įvairūs dumblo ląstelių

dezintegratoriai/homogenizatoriai.

Šiuo metu Vilniuje statomi Cambi termohidrolizės ir anaerobinio pūdymo įrenginiai

leis padidinti biodujų išeigą iki 50 proc. palyginus su biodujų išeiga kai anaerobiniam

pūdymui naudojamas neapdorotas perteklinis dumblas.

MicroSludge dezintegratorius padidina biodujų išeigą nuo 35 iki 50 proc.

Mechaniniai dezintegratoriai/homogenizatoriai padidina biodujų išeigą nuo 10 iki 35 proc.

Probiotikų naudojimas padidina biodujų išeigą nuo 10 iki 25 proc.

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

Cambi terminės hidrolizės procesas

21 21

22 22

23 23

Cambi dumblo termohidrolizės įrenginiai

24

25

26

27

Vilniaus NVĮ dumblo anaerobinio pūdymo įrenginiai Cambi dumblo termohidrolizės įrenginiai

28 28

Įprastiniai NVĮ įrenginiai su numatomu dumblo

anaerobiniu pūdymu (biodujų išgavimu) – žr. sekančioje schemoje

29 29

Įprastiniai dumblo anaerobinio pūdymo

(biodujų išgavimo) įrenginiai

30 30

Ar būtinai DABAR reikalingi dumblo

dezintegravimo/homogenizavimo įrenginiai ?

• Ne – nebūtinai, nes esant dabartinėms “žaliosios” elektros

energijos supirkimo kainoms (30 ct/kWh) ir šilumos gamybos

kaštams (~ 10-15 ct/kWh) – įrenginiai paprasčiausiai

neatsiperka, t. y. gautos papildomos pajamos už papildomas

biodujas nepadengia įrenginių investicinių ir eksploatacinių kaštų.

• Ultragarsinį dezintegratorių arba MicroSludge

dezintegratorių/homogenizatorių paprasčiausiai bus galima

įrengti/pastatyti ir vėliau – kai padidės elektros energijos supirkimo

ir šilumos gamybos kainos.

• Probiotikus galit pradėti naudoti bet kada – kai tik tai pasidarys

ekonomiškai tikslinga.

31 31

Anaerobinio pūdymo dumblo nuvandeninimas Presai ir centrifugos

32 32

Ką toliau daryti su nuvandenintu dumblu? Ko gero tai yra pagrindinis šiandienos klausimas

• Dumblo tvarkymo investicinėje programoje numatyta: – Didžiuosiuose miestuose (ten kur bus anaerobinis pūdymas (biodujų

išgavimas)) – terminis džiovinimas ir granuliavimas/briketavimas bei po to sekantis džiovinto dumblo sukūrenimas (nors yra numatyta ir teorinė galimybė granules naudoti kaip trąšas – ko gero tik techninėms kultūroms, energetinių augalų plantacijoms ir miškams tręšti)

– Likusiuose miestuose – dumblo kompostavimas ir išvežimas į laukus – dirvoms tręšti.

• Bet vietoje brangaus terminio džiovinimo galima naudoti bio-džiovinimą: – Modulinius konteinerinius bio-džiovintuvus

– Bio-džiovinimo tunelius

• Vietoje brangaus terminio džiovinimo galima naudoti ekstruderius ir, pridėjus struktūrinės biomasės (medienos atliekų, šiaudų, durpių), gaminti tuos pačius kuro briketus, tik didesnio kaloringumo – bet svarbiausia gerokai pigiau.

33 33

34 34

35 35

Terminis džiovinimas

36 36

37 37

Terminis džiovinimas (kaštai)

38

39

40

41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

Moduliniai bio-džiovintuvai

50 50

Statomi bio-džiovinimo tuneliai

51 51

Nukenksminimas/stabilizavimas maišant su kalkėmis

52 52

Nukenksminimas/stabilizavimas maišant su kalkėmis

53

54 54

Išdžiovintas dumblas bus sukūrenamas specialioje ko-generacinėje jėgainėje,

kūrenamoje atliekomis arba iš atliekų pagamintu kuru (SFR/RDF)

• Tačiau yra galimi ir kiti išdžiovinto dumblo panaudojimo būdai: – Dumblo džiovinimas ir sukūrenimas cemento fabrike

– Vitrifikacija (dumblo pavertimas į stiklą - sustiklinimas)

– Sukūrenimas pirolizės įrenginyje

– Bioetanolio gamyba

55 55

56 56

MINERGY vitrifikacija/sustiklinimas

57 57

MINERGY vitrifikacija/sustiklinimas (kaštai)

58 58

59

60 60

Bioetanolio gamyba

61 61

Senas patikrintas metodas – dumblo kompostavimas

• Miestuose, kuriuose nebus įrengta dumblo anaerobinio pūdymo (biodujų išgavimo) įrenginių – dumblas bus kompostuojamas

• Gal būt bus kompostuojama ir dalis dumblo po anaerobinio pūdymo – nes pasirodys, kad džiovinti termiškai yra labai brangu (brangūs įrenginiai ir dideli eksploatacijos kaštai)

62 62

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas

63 63

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Atviri ir uždari aeruojami komposto kaupai bei LDPE rankovės

64 64

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Uždari reaktoriai

65

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Vertikalūs ir horizontalūs tuneliai/konteineriai - uždari reaktoriai

66 66

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Kompostavimo konteineriai

67 67

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Vertikalūs tuneliai

68 68

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Horizontalūs tuneliai

GermsSpores

Aeration pipeswith ventilation

Odours

Watervapour

Semi-permeablelaminate

Organic

material

69 69

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas Kompostavimo vonios

70 70

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas C:N santykis

71 71

NVĮ dumblo ir žaliųjų atliekų (struktūrinės masės) kompostavimas

72 72

Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?

73 73

Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?

74 74

Tai kokią iš ateities alternatyvų pasirinkti ?

75 75

Kokias technologijas vertino Otavos miestas Kanadoje esamos infrastruktūros su anaerobinio pūdymo įrenginiais papildymui

76 76

Dumblo sezoninis saugojimas ir išvežimas į laukus – dirvai tręšti

77 77

Dumblo terminis džiovinimas ir jo sukūrenimas arba išvežimas į laukus – dirvai tręšti

78 78

Dumblo stabilizavimas kalkių pagalba ir sukūrenimas arba išvežimas į laukus - dirvai tręšti

79 79

Nedžiovinto dumblo sukūrenimas

80 80

Energijos iš atliekų ir dumblo procesas

81 81

Dumblo kompostavimo procesas

82 82

Dumblo ir bioskaidžių komunalinių atliekų kompostavimas

83 83

Auto terminio aerobinio pūdymo procesas

84 84

Termofilinio anaerobinio pūdymo procesas

85 85

Kalkių įterpimo įrenginių supaprastinta schema

86 86

Kompostavimo fabriko supaprastinta schema

87 87

Pirminio dumblo apdorojimas Vokietijos Šiaurės Reino –

Vestfalijos žemėje 1998-2005 m.

88 88

Perteklinio dumblo apdorojimas Vokietijos Šiaurės

Reino – Vestfalijos žemėje 1998-2005 m.

89 89

Dumblo tvarkymas Bavarijoje 1991-2001 m.

90 90

Dumblo tvarkymas JAV ir Kanadoje 2005 m.

91 91

92

Ačiū už dėmesį

ory

Alfonsas BRAZAS

EcoForce Baltic Ltd

P. Lukšio g. 7, LT-08221, Vilnius

Tel./faksas 8-5-21 02 178

Mob. tel. +370 687 76633

El. paštas: a.brazas@zebra.lt

ecoforce@zebra.lt