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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

Qu es la hidrlisis trmica?

DISOLVER MATERIA ORGNICA UTILIZANDO PRESIN Y TEMPERATURA

165 C 6 bar 20 30 min.

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

Dnde se integra la hidrlisis trmica?

Es un tratamiento de los lodos previo a la digestin.

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

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

Degrmont

Hidrlisis CAMBI : 3D Reactor de 12 m3 1 a 6 reactores por lnea

Capacidades : 4.000 24.000 t MS/ao por lnea

Degrmont

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.

Degrmont

Lodos higienizados Su aplicacin agrcola -

Degrmont

EDAR Kapusciska (Polonia) Del diseo a la realizacin

Degrmont

EDAR Ringsend, Dubln, Irlanda 37000 t MS/ao - 2002

CAMBI THP

SECADO TRMICO

COGENERACIN

Degrmont

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

Degrmont

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