A hidrólise térmica
Workshop Ambiurbe - Junho 2009
Uma solução energeticamenteeficiente e sustentável
Degrémont
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 bar20 – 30 min.
Degrémont
Utilidade da hidrólise térmica?
Rotura de uma colónia de células devido ao stress
aumento 200 x
• REDUZIR LAMAS FINAIS
• MELHORAR DESIDRATAÇÃO
• MAIOR BIODEGRABILIDADE
• ASSEGURAR HIGIENIZAÇÃO
• AUMENTAR PRODUÇÃO DE ENERGIA
Degrémont
A acção da hidrólise térmica sobre as lamas biológicas
lama digerida sem hidrólise lama digerida com hidrólise
lama inicial lama hidrolizada lama digerida
18% 12% 6,5%
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
Degrémont
Onde se integra a hidrólise térmica?
É um tratamento das lamas antes da digestão.
Degrémont
Como funciona a hidrólise térmica?Sistema descontínuo – “Batch”
FLASH TANK
REACTOR
PULPER
lamapré-aquecida
lamahidrolizada
Vapor
lama fresca Vapor reciclado
Gases de processo (para digestor)
digestão
Circulação
Degrémont
Chaves do processo de hidrólise 165 °C / 20-30 min.
• ALIMENTAÇÃO A ALTAS CONCENTRAÇÕES %MSOPTIMIZAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO
• INJECÇÃO DIRECTA DE VAPOR VIVO E VAPOR FLASHMANUTENÇÃO REDUZIDA (sem permutadores)
• RECIRCULAÇÃO DE VAPOR AO PULPERSALTO 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 ODORESSISTEMA FECHADO ���� DIGESTÃO���� BIODEGRADAÇÃO
SEM PERDAS DE ENERGIA / SEM FUGAS DE ODORES
Degrémont
Quando utilizar a hidrólise térmica?
• CUSTOS ELEVADOS / DIFICULDADE NA GESTÃO DE LAMAS35-50% REDUÇÃO DO VOLUME DE BIOSÓLIDOS
• MELHORAR A DESIDRATAÇÃO / SICIDADE FINALAUMENTO DE 6-10 % MS
• AUMENTAR A CAPACIDADE DE DIGESTÃO3-6 Kg VS/ m3/dia : 8 – 12 % MS ALIMENTAÇÃO AO DIGESTOR
• ESPAÇO LIMITADO / CUSTO ELEVADO DE comSTRUÇÃO1/3 – ½ DE VOLUME DE DIGESTÃO CONVENCIONAL
• AUMENTO PRODUÇÃO DE BIOGÁS – ENERGIA RENOVÁVEL E VALORIZÁVEL35 – 45 % MAIS BIOGÁS
• NECESSIDADE DE HIGIENIZAÇÃO – BIOSÓLIDOS CLASSE AGARANTIA 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 CAMBICapacidade total de tratamento equivalente a : 301.600 t MS/ano
Cliente Ubicación
Capacidad t MS/año Tipo Finalizada
HIAS (1) Hamar ( Noruega) 3600 EDAR 1996
Thames Water (2) Chertsey ( Reino Unido) 9600 EDAR 1999
Borregaard Industries Sarspborg ( Noruega) 4000 Papel 2000
Ayuntamiento de Naestved Naestved ( Dinamarca) 1600 EDAR 2000
Nigg Bay Aberdeen ( Reino Unido) 16500 EDAR 2001
Mjosanlegget Planta de bio-residuos Lillehammer ( Noruega) 4600 Trat. Residuos 2001
Ringsend EDAR Dublín (Irlanda) 36000 EDAR 2002
Ayuntamiento de Fredericia Fredericia ( Dinamarca) 8000 EDAR 2002
Kobelco Eco-Solutions Niigata ( Japón ) 1200 EDAR 2002
Spolka Wodna Kapusciska Bydgoszcz (Polonia) 8000 EDAR 2005
Thames Water Chertsey ( Reino Unido) Incluido en (1) Operación 2005-12
HIAS, Digestor termofílico Hamar ( Noruega) Incluido en (2) Nuevo digestor 2005
Oxley Creek Brisbane ( Australia) 12900 EDAR 2007
Bruselas Norte Bruselas ( Bélgica) 20000 EDAR 2007
Amperverband THP-C Geiselbullach ( Alemania) 2000 EDAR 2007
HIAS - Ampliación Hamar ( Noruega) 3600 EDAR 2007
Cotton Valley ( Anglian Water) Milton Keynes (Reino Unido) 20000 EDAR 2008
Ecopro - plante multi-residuo Verdal ( Noruega) 8000 Trat. Residuos 2008
Whitlingham EDAR ( Anglian Water) Norwich ( Reino Unido) 19000 EDAR 2008
Nigg Bay - Ampliación Aberdeen ( Reino Unido) 4000 EDAR 2008
Biovakka Oy Abo/Turku ( Finlandia) 14000 EDAR 2008
Bran Sands (Aker-Kvaerner /NWL Tees Valley ( Reino Unido) 37000 EDAR 2008/2009
Jumeirah Golf Estates / Degrémont Dubai ( UAE) 25000 EDAR 2009
Vilniaus Vandenys / Vilnius Water Vilnius ( Lituania) 23000 EDAR 2009
Ringsend EDAR , ampliación Dublín ( Irlanda) 20000 EDAR 2009
Bajo Pedido / En Diseño / En Construcción
Degrémont
Referências (I)
HIAS ( Noruega)
Chertsey ( Reino Unido) Fredericia ( Dinamarca)
Naestved ( Dinamarca)Bruselas ( Bélgica)
Degrémont
Referências (II)
Borregaard ( Noruega)
Niigata ( Japão)
Brisbane ( Australia) Aberdeen ( Reino Unido)
Degrémont
Referências (III)
Cotton Valley ( Reino Unido)
Whitlingham ( Reino Unido)Verdal ( Noruega)
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