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