Iaki del Campo Director de Proyectos Degrmont Iberia
El factor clave del tratamiento de fangos - La energa
Degrmont
La depuracin : El contexto europeo y tendencias
VOLUMEN DE FANGOS Aumento de la cantidad de fangos producidos anualmente, debido a
Aumento de la poblacin. Incremento del nmero de estaciones de depuracin de aguas residuales en los pases desarrollados y en vas de desarrollo. Normas de vertido ms exigentes.
ENERGIA Consumir el mnimo de energas de origen fsil y el mximo de energas renovables Optimizacin energtica de las instalaciones
La EDAR de energa positiva. La EDAR de desarrollo sostenible
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Tratamientos de fangos (trmicos, convencionales, biolgicos)
Schage thermique
Valorisation nergie
Co-Incinerac. Incinration ddie
Digestin
Secado Trmico
Gasificacin Pirlisis RSU
Vertedero Material
Mono Incineracin
Combustible
Oxidacin via hmeda
Secado Solar
Cal Compostaje
Valorizacin Agrcola
Lnea Agua residual
Espesamiento
Deshidratacin
Acondicionamiento
Complementos qumicos
La digestin anaerobia
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Digestin anaerobia de fangos - mesoflica
Temperatura 35 - 37 C Tiempo de retencin 18 - 22 j Carga 1,8 kg MV / m3 / d pH 7 - 7,5 AGV / TAC < 0,15
Eliminacin MV 40 - 55 % (segn el fango) Produccin biogs 0,9 - 1,1 Nm3/kg MV elim.
Parmetros de funcionamiento y resultados
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El biogs
Produccin 0,9 - 1,1 Nm3 / kg MV destruido Composicin volumtrica aproximada CH4 65 % CO2 35 % H2S, H2O, NH3 trazas
Poder calorfico inferior 5.500 kcal / Nm3
23.000 kJ / Nm3 6,38 kWh / Nm3
Usos para el biogs Agitacin, Calefaccin (digestor, locales), Generacin elctrica ( Cogeneracin) Ayuda al secado trmico posterior Ayuda a la incineracin
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De los fangos en el intercambiador
Biogas
CALENTAMIENTO
Gasmetro
Caldera e intercambiador tubular de calor
Retorno a cabeza de condensados
Pote de purga Pote de purga Retorno a cabeza de condensados
Sistema de calentamiento trmico de un digestor anaerobio
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El biogs en el RD 661/2007 (Modalidad tarifa regulada)
Categora b) Instalaciones que utilizan como energa primaria alguna de las energas renovables no consumibles. Grupo b.7. Subgrupo b.7.2. Instalaciones que empleen como combustible principal el
. Potencia elctrica instalada = 500 kW 103,35 /MWhe ( 15 aos)
O bien
Categora a) Grupo a.1. Cogeneraciones con alto rendimiento energtico Subgrupo a.1.3( Deben cumplir REE => 50%)
- Potencia elctrica instalada =< 500 kW 142,5 /MWhe ( 15 aos) - Potencia elctrica instalada > 500 kW 106,33 /MWhe ( 15 aos)
+ Complemento por energa reactiva + Complemento por eficiencia - Desvos
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Digestin anaerobia de los fangos: Ventajas
Reduccin de la cantidad de fangos 40 - 55 % de la MV, es decir, 25 - 40 % de la MS Estabilizacin de larga duracin Capacidad tampn Produccin biogs valorizable Reduccin de patgenos Balance positivo en la huella de carbono (CO2) del proceso.
Digelis turbo : La hidrlisis trmica + digestin anaerobia
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La digestin avanzada : Digelis Turbo
Digelis Turbo es un proceso de digestin avanzada de lodos de Degrmont que se compone de una etapa previa de hidrlisis trmica y de una digestin anaerobia mesoflica. La etapa de hidrlisis trmica es un procedimiento patentado por la sociedad noruega CAMBI El campo de aplicacin de Digelis Turbo es doble :
Las estaciones de depuracin de aguas residuales (EDAR) Las instalaciones centralizadas de tratamiento de lodos
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Qu es la hidrlisis trmica?
DISOLVER MATERIA ORGNICA UTILIZANDO PRESIN Y TEMPERATURA
165 C 6 bar 20 30 min.
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Para qu la hidrlisis trmica?
Rotura de una colonia de clulas debido al stress 200 x aumentos
REDUCIR LODOS FINALES MEJORAR DESHIDRATACIN MAYOR BIODEGRABILIDAD ASEGURAR PASTEURIZACIN MS PRODUCCIN DE ENERGA
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La accin de la hidrlisis trmica sobre los lodos biolgicos
Lodo inicial Lodo hidrolizado Lodo digerido
15% 12% 6,5%
La retencin en el reactor de los lodos : 20-30 min a 165 C 6 bar permite : Solubilizar la materia orgnica
Ms velocidad, estabilidad y rendimiento de la digestin Desintegra las estructuras celulares de las bacterias. Desnaturaliza las proteinas
Mejora las propiedades del lodo para ser digerido y deshidratado Reduce la viscosidad del lodo
Alimentacin digestores 10-12% MS,volumen digestin 2 -3 veces menor
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Dnde se integra la hidrlisis trmica?
Es un tratamiento de los lodos previo a la digestin.
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Cmo funciona la hidrlisis trmica? Sistema discontinuo
FLASH TANK
REACTOR
PULPER
Fango pre-calentado
Fango Hidrolizado
Vapor
Fango fresco Vapor reciclado
Gases de proceso (a digestor)
A digestin
Circ
ulac
in
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Claves del proceso de hidrlisis 165 C / 20-30 min.
ALIMENTACION A ALTAS CONCENTRACIONES %MS OPTIMIZACIN DEL CONSUMO ENERGTICO
INYECCION DIRECTA DE VAPOR VIVO Y VAPOR FLASH MANTENIMIENTO REDUCIDO (SIN INTERCAMBIADORES)
RECICLADO DE VAPOR AL PULPER SALTO TRMICO FINAL COMO SI FUERA A 102 C FACILITA LA PUESTA EN MARCHA DEL PROCESO Y DA ESTABILIDAD EN LA OPERACIN
GESTIN DE GASES DE PROCESO / SIN FUGAS DE OLORES SISTEMA CERRADO A DIGESTIN BIODEGRADACION
SIN PRDIDAS DE ENERGA / SIN FUGAS DE OLORES
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Cundo utilizar la hidrlisis trmica?
COSTES ELEVADOS / DIFICULTAD EN LA GESTIN DE BIOSLIDOS 35-50% REDUCCIN DEL VOLUMEN DE BIOSLIDOS
DIFICULTAD DE DESHIDRATACIN DEL FANGO BIOLGICO /MEJORA LA DESHIDRATACIN / SECADO FINAL
AUMENTO DE 8-10 PUNTOS % MS
DIGESTORES SOBRECARGADOS / AUMENTAR LA CAPACIDAD DE DIGESTIN 3-6 Kg VS/ m3/dia : 8 12 % MS ALIMENTACIN A DIGESTOR
ESPACIO LIMITADO / COSTE ELEVADO DE CONSTRUCCIN
1/3 DE VOLUMEN DE DIGESTIN CONVENCIONAL
ALTA COMPENSACIN ENERGIA RENOVABLE Y VALORIZABLE 35 45 % MS BIOGS
REQUERIMIENTO HIGIENIZACIN BIOSLIDOS CLASE A
GARANTIZADO LIBRE DE PATGENOS
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Hidrlisis CAMBI : 3D Reactor de 12 m3 1 a 6 reactores por lnea
Capacidades : 4.000 24.000 t MS/ao por lnea
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CAMBI THP Compact : 3D Reactor de 5,5 m3 1 a 3 reactores
CAMBI THP COMPACT
Basado en las experiencias de las instalaciones de Naestved (Dinamarca) y de Japn.
Hasta 9.000 t MS/ao / 300.000 h.e.,
1-3 reactores, desde 1.000 3.000 t MS/ao para el diseo ms pequeo.
Diseo modular y compacto 6,5 m x 10 m
Para capacidades mayores se utiliza el Cambi clsico con reactores de 12 m3.
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Lodos higienizados Su aplicacin agrcola -
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EDAR Kapusciska (Polonia) Del diseo a la realizacin
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EDAR Ringsend, Dubln, Irlanda 37000 t MS/ao - 2002
CAMBI THP
SECADO TRMICO
COGENERACIN
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El caso de la EDAR Ringsend, Dubln, Irlanda 37000 t MS/ao - 2002 La EDAR de Ringsend da servicio a 1,6 Millones de h x eq. ( 22,3 m3/seg ) La planta fue construida en el 2002 dentro del proyecto de ampliacin de la capacidad de la EDAR. La instalacin existente dispona de 3 digestores de 4250 m3 cada uno y de dos lneas de secado trmico.
Digestin Convencional
Cambi + Digestin
Capacidad ( t MS/ao) 37.000 37.000Alimentacin a digestin ( % MS) 5 12Volumen requerido de digestin ( m3) 30.500 12.750Destruccin de MV en % 42 62Sequedad obtenida con la deshidratacin final (%MS) 25 34Volumen de lodos ( t MF/ao) 98.272 54.847Potencia biogas( kW) 7.933 11.711Produccin de biogas ( MWh/ao) 69.495 102.588Potencia elctrica terica en kW ( 88% del biogas con Cambi) 3.173 4.122
Agua a evaporar por secado trmico ( hasta 95%MS) en t H2O/ao 72.411 35.218Potencia de secado trmico requerida ( t H2O/h)- base 7500 h/ao 9,65 4,70
Tabla : Comparacin de la digestin convencional y la digestin con Cambi
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EDAR Ringsend (Irlanda) Los reactores de la hidrlisis trmica
Hidrlisis 2 x 4 reactores
Cogeneracin 4 x 1063 kWe
Sistema de vapor : -Calderas de recuperacin 2 x 1 t/h - Caldera convencional a biogs
Diciembre 2008 : Nuevo pedido de hidrlisis CAMBI para la ampliacin de su capacidad : 37.000 + 20.000 t MS/ao !!
Degrmont
Cogeneracin en la EDAR Ringsend 37.000 t MS/ao ( Irlanda)
37.000 toneladas MS/ao 80 % slidos voltiles (VS) 60-62 % VS conversin a biogs
Vapor de caldera de recuperacin 1.440 kW
Electricidad4.120 kW
Hidrlisis trmica
3.045 kW
A digestin
A