1

APĂ ENERGIE MATERIAL

E

nextGen Caz demonstrativ

Elveția Altenrhein

Anders Nättorp,

Școala de Științele Vieții, FHNW

Consorțiul a primit finanțare prin programul

Orizont 2020 de cercetare și inovare al UE,

prin acordul de grant Nr. 776541. URMĂRIȚI-NE

Altenrhein, Elveția

Date:

• Apă uzată 100.000 EP

• Tratare nămol 300.000 EP incluzând

co-fermentare deșeuri alimentare

• Eliminare pe scară largă a

micropoluanților

• Înlăturare pe scară largă a amoniacului

Viziune: Îmbunătățirea folosirii resurselor

prin închiderea ciclurilor în tratarea apei

uzate și tratarea nămolului din apa uzată.

2

Altenrhein în cadrul nextGen

3

Proces

Proces nextGen Agricultură

Mâncare/ hrană

animale

Nutrienți/ materiale

Nexus apă

uzată

Recuperare azot Recuperare fosfor

Producere de carbon

activ granulat (CAG)

Tehnolo

gii de

tratare a apei

pentru reutili-zarea

apei

Sistem colectare

Apă de ploaie

Apă de suprafață

Infiltrație apă de suprafață Apă subterană

Colectare și tratare

Apă sărată

Teh

nolo-gii desalinare

Apă potabilă

Teh-nolo-

gii apă

pota-

bilă

APĂ

Apă adecvată

Producție microalge

Industrie (alimentară)/ Consumator

ENERGIE

Electricitate/ căldură

Producție biogaz Biogaz

Recu pe

rare

căldu

ră grad scă

zut

Căldură

Înmagazinare căldură/ recuperare

NUTRIENȚI/

MATERIALE

Linia de bază și tehnologiile nextGen

Apă

Energie

Materiale

Linie de bază

NG nou NG înlăturare

Absorbție

CAG-BAC

(din

2019)

Fermentator

Înlăturare

amoniac

Deshidratare Uscare

Piroliză (pilot)

1. Carbon Activ

2. Îngrășământ

Pompă

căldură

(NH4)2SO4

PK-

îngrășământ

Spre încălzirea

districtuală Nămolul la fabricile de ciment

Exces

nămol

Uzina Tratare Ape

Uzate

Carbon Activ

Granulare

(pilot)

NPK(S)-

îngrășământ

Biomasă

locală

Ozonare

Sursă

potasiu,

de ex.

C6H7KO2

Co-Substrat Nămol

terțiar

4

Nămol

fermentat

terțiar

Nămol

deshidratat

terțiar

5

Carbon activ granulat regenerabil (CAG) SCOP: Producere de CAG prin piroliză &

activare

Toate metodele au fost testate cu

două materiale regenerabile(FHNW):

• Piroliză

• Activare

• Performanță

• Caracterizare fizică și chimică

Screening parametri

• DSC/TGA plus absorbție (UV 254)

• Ridicare la scara pilot (1 kg/h) pentru a verifica

aria suprafeței, porozitate, duritate, densitate

Mijlocul lui 2020 (FHNW):

Producție de CAG optimizat pentru teste pe termen

lung CAG din nămol din ape

uzate după piroliză

• Nămol din ape uzate, CO2, 800°C

• Sâmburi de cireșe, H2O, 1000°C

Alimentare

Sistem evacuare

Cameră combustie

Dulap control

reactor

Ieșire

Carbon activ granulat regenerabil (CAG)

Analiza TGA a materialelor pilot activate la 900°C 10’:

• CAG din nămol ape uzate (SS) cu 10-15% conținut carbon

• CAG din sâmburi cireșe (SC) cu 90% conținut carbon

32

%

54

%

25

%

40

%

44

%

6%

0

%

20

%

40

%

60

%

80

%

100

%

SS

uscat

SC

uscat

fra

ction

14% 14% 13%

92

%

90

% 87

%

85

% 86

% 86

%

3% 3% 5%

0

%

20

%

40

%

60

%

80

%

100

%

SS-

0%

aburi

SS-

50%

aburi

SS-

100%

aburi

SC-

0%

aburi

SC-

50%

aburi

SC-

100%

aburi

carbon «anorganic» în O2

carbon «organic» N2

inert

6

Carbon activ granulat regenerabil (CAG)

CAG din nămol ape uzate cu densitate mai mare decât referința

CAG din sâmburi cireșe cu densitate mai mică decât referința

300

0

250

0

200

0

150

0

100

0

500

0

7

SC

brut

SC

0%

aburi

SC

50%

aburi

SC

100%

aburi

SS

uscat

SS

0%

aburi

SS

50%

aburi

SS 100%

NORI

T CAG

aburi

Densitate

reală

[k

g/m

3]

Carbon activ granulat regenerabil (CAG)

Experimente de referință în coloane la scară reală cu CAG

convențional

Caracterizare și cuantificare microbiană prin metagenomică

🡪 abundență microbiană mai mare în coloanele cu BAC decât în cele cu material

normal de filtrare

8

Demonstrație pe scară largă de recuperare a

amoniacului SCOP: recuperare azot prin contactor cu membrană cu

fibră goală

• Optimizare parametri proces

(temperatură, pH, debit

concentrat)

• Determinare Indicatori-cheie de

performanță (transfer de masă amoniac,

randament absolut amoniac, randament

specific sodă caustică și consum de

căldură)

• Teste granulație, îngrășământ NPK(S)

9

Tanc stocare

lichid nămol

Extragere CO2 Coagulare + floculare Sedimentare

pe lamele

Filtrare cu nisip

Filtru cartuș

Schimbător căldură

Unitate membrană

Recuperare fosfor prin tratamentul termochimic al nămolului din ape uzate SCOP: recuperare fosfor prin producția îngrășământului

PK

Probele preparatorii s-au finalizat în februarie 2020

🡪 Fabrica pilot e operațională

Toamna 2020: Test laborator calcinare (FHNW)

Toamna 2020: Test laborator granulare (CTU)

Iarna 2020/21: Probe pilot (CTU, FHNW)

10

URMĂRIȚI-NE

Consorțiul a primit finanțare prin programul

Orizont 2020 de cercetare și inovare al UE,

prin acordul de grant Nr. 776541.

11