On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

Transkript

1 On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu Speaker: Ercan Basaran, Uwe Späth LAR Process Analysers AG 1

2 Genel İçerik 1. Giriş 2. Proses optimizasyonu 3. İki optimizasyon stratejisi 4. BOİ ölçümünde oksijen tüketiminin önemi 5. En iyi teknoloji ile oksijen tüketimi ölçümü 6. Çamur aktifliği 7. Nitrifikasyon bozulumu 8. Özet 2

3 Giriş Kanalizasyon şebekesi Mekanik Arıtma İkincil Arıtma Gerikazanım Kanalizasyon Elek Kum ve yağ Tutucu Ön Arıtma Havalandırma Havuzu Son Çöktürme Membran Gas Tanks Blok Isıtma İşlemi Çamur Susuzlaştırma Özümseme Çamur Susuzlaştırma Susuzlaştırma Çamur yakma fırını Çamur Arıtma Çamur Yakma Fırını 3

4 Giriş Kontrol için Ölçüm Noktaları Kanalizasyon Elek Kum ve yağ Tutucu Ön Arıtma Havalandırma Havuzu Son Çöktürme Membran Gaz Tankı Blok Isıtma İşlemi Çamur Susuzlaştırma Öğütme Çamur Susuzlaştırma Susuzlaştırma Çamur Yakma Fırını 4

5 Optimizasyon Stratejileri 1. Sabit yük oranı Yük oranını sabit tutma (BOİ or KOİ * m³/dak = kg/m³/dak) => sabit Havalandırma ve çamur geri deviri stabil durumda çalıştırabilirsiniz (oranlar) Pompalar ve bloverlar için en verimli çalışma 2. Yük oranı ile havalandırma ve çamur geri devir kontrolü 6

6 Sabit Yük Oranı - Tampon tankları veya gerekli tampon kapasitesi Özel tampon tankı Yeterince büyük ön arıtma kapasitesi (havza) Yağmur suyu toplama tankları kullanılabilir - Akış ölçümü, solunum ve çamur aktivitesi Ek olarak KOİ, TN veya nitrifikasyon-toksisite Birincil Arıtma Havalandırma Tankı Tampon Tankı 7

7 Yük Oranıyla Havalandırma Kontrolü Akış BOİ Çamur Aktivitesi KOİ Toksisite PLC Birincil Arıtma Havalandırma Tankı O 2 8

8 Oksijen Tüketimi (BOD) Organik bozunma için biyolojik arıtma: BOİ ayrışma ve NH + 4 NO - 3 (Nitrifiksyon) Amonyumun nitrata Oksidasyonu Nitrifikasyon eşitliği: 2 NH O 2 2 NO H 2 O 9

9 Yük Oranıyla Havalandırma Kontrolü Neden oksijen tüketim ölçümü yaygın değildir? - Oksijen tüketimi ölçümünün güvenirliliği azdır (Oksijen tüketim oranı) - Bundan dolayı geçmişte BOİ yanlış ölçülmüştür. - Yaygın KOİ ölçüm sistemleri yeterince hızlı değildir. 10

10 Oksijen Tüketimi (BOİ) Kontrol için BOİ ölçümü Solunum (BOİ) BOİ 5 = cboi On-line Oksijen tüketimi (Oksijen tüketim oranı) Organik karbon ve NH 4 + oksidasyonu için gerekli oksijen ihtiyacı Lab sonuçları 5/7 gün sonra Organik Carbon BOİ BOİ'siz NH 4 + oksidasyonu mg O 2 / l * dak mg O 2 / l 11

11 Üst limit oranı nasıl ölçülür? Toplu Tip kontrolör Belirli zaman aralıklarında ölçüm DO (Oksijen Sensörü) Atık Su Çamur Maks. Ölçüm Oranı 2 9 mg/l O 2 = 7 mg/l O 2 13

12 Üst limit oranı nasıl ölçülür? Toplu Tip BOD5/7 O2 2mg Ölçüm zaman 14

13 Oksijen Tüketimi Ölçümünde DO sensörü kullanmanın dezavantajları - DO sensörlerinin ölçüm oranı - sensör kontaminasyon Bakım - elektrokimyasal DO Çeşitli kimyasallara karşı çok duyarlı Bazen 1-2 gün ömürlü oluyor - Sıcaklık ve basınç değişmelerine karşı çok duyarlı 15

14 Oksijen Tüketimi Ölçümünde DO sensörü kullanmanın dezavantajları - Zayıf korelasyon kolay- <-to-maddeler düşer-> zor- Genelde: BOİ 300 mg/l Veya daha yüksek DO yalnızca gerçek oran ölçümü 5-7 mg/l 5 gün 16

15 Oksijen Tüketimi Ölçümünde DO sensörü kullanmanın dezavantajları kolay- <-to-maddeler düşer-> zor- α DO ölçümü 17

16 En iyi Teknoloji Minyatür Artıma Tesisi Atık su (sabit akış) Çamur Havalandırma havuzu Hava 20,9 % O 2 (sabit hava akışı) 18

17 En iyi Teknoloji Minyatür Artıma Tesisi O 2 ölçümü konsantrasyon Atık su (sabit akış) Havalandırma havuzu PCL Çamur sonuç mg O 2 / l*dak Hava 20,9 % O 2 (sabit hava akışı) 19

18 Optimize Edilmiş Minyatür Arıtma Tesisi 1. 4 kademeli reaktör kullanarak Kimya mühendisliğinden hızı iki katına çıkar BOi Konsantrasyonu [mg] Reaktör Kabı 1 Reaktör Kabı 2 Reaktör Kabı 3 Reaktör Kabı 4 Geçen Süre [Dakika] Hızlandırılmış Bozulma Sağlanır 2. Reaktör içerisindeki suyun ısısını 35 C kadar çıkar 20

19 Optimize Edilmiş Minyatür Arıtma Tesisi Oksijen Tüketimi kolay- <-to-maddeler düşer-> zor- Gerçek değere en yakın korelasyon 22

20 Çamur ne olacak? (biomass) - Çamur aktivitesi değişebilir - Havalandırma prosesi için yeterli biomass yoğunluğu gereklidir - Çamur pompalama enerji gerektirir Çamur aktivitesin ölçülmesinin önemi - Çamur geri devirinin kontrolü 23

21 Çamur Aktivitesi Nasıl Ölçülür Measuring O 2 concentration PCL Aeration tank or Sludge Air 20,9 % O 2 (constant air flow) Result mg O 2 / l*min Cascade O 2 -Sensor Sludge Effluent Air 24

22 Nitrifikasyon Bozukluğu Toksisite Ölçümü Nitrifikasyon Kanalizasyon Elek Kum ve yağ Tutucu Ön Arıtma Havalandırma Havuzu Son Çöktürme Membran Gaz Tankı Blok Isıtma İşi Nitrifikasyon inhibasyonu için risk taşır Çamur Katılaştırma Öğütme Çamur Katılaştırma Susuzlaştırma Çamur Fırını Toksisite Ölçümü 25

23 Azotlu Toksisite Ölçümü Nitrifikasyon: - Amonyumun nitrata oksidasyonu - Reaksiyon: NH O 2 NO H + + H 2 O Atık Su (sabit akış) Nitrifikasyon Çamur Havalandırma 26

24 Azot İnhibitörlerinin Etkisine Ne Oldu? (Toksisite) - Havalandırma mı arttırılacak? Sadece daha fazla elektrik, işe yaramaz. - Tek yok: Nitrifikasyonu engelleyici maddeleri dışarıda tut! - Nereden bileceksin? Yeterince önceden ölç! 28

25 Nitrifikasyon Toksisitesi Nasıl Ölçülür - Çabuk sonuç alınan ölçümler önemlidir - Burada DO sensörleri kullanılabilir - Sadece optik DO sensörleri: - Diğer kimyasallarla olan etkileşimi düşüktür Kısa ölçüm 29

26 Özet Toksisite Ölçümü Nitrifikasyon Kanalizasyon Elek Kum ve yağ Tutucu Ön Arıtma Havalandırma Havuzu Son Çöktürme Membran Gaz Tankı Blok Isıtma İşi Nitrifikasyon inhibasyonu için risk taşır Çamur Katılaştırma Öğütme Çamur Katılaştırma Susuzlaştırma Çamur Fırını Toksisite Ölçümü 30

27 Özet 1. Enerji optimizasyonu için oksijen tüketiminin ölçülmesi 2. Oksijen tüketimi ölçümü nasıl dizayn edilmelidir? 3. Çamur aktivitesi önemlidir 4. Nitrifikasyon bakterilerini zararlı maddelerden korumak 5. Sabit yük stratejisinin optimizasyonu 6. Blover ve pompaların kontrolü 7. Hangi analizörler uygundur? 31

28 Bütün Parametreler için Online Analizörler TOC, TC, TIC Sağlam teknik Yüksek parçacık yoğunluğu Kimyasalsız yüksek ısıda ölçüm TN b ve KOİ kombinasyonu COD, TOD Kompleks numunelerde Yüksek tuz konsantrasyonlarında TOC, TN b, TP, COD Arıtmanın çıkışına Dakikalar içerisinde sonuç elde etme IEexpo Shanghai 33

29 Teşekkürler! LAR Process Analysers AG Neukoellnische Alle Berlin Envita Çevre Teknolojileri Ltd. Sti. Gazi Mah. Senol Cad. No: 22/2 Yenimahalle Ankara, TR Turkey 34