Stație de epurare - Vision - Descărcare gratuită PDF
Stație de epurare - Vision 2030-1 Eveniment de sărbătoare 30 de ani de la Hydro-Ingenieure GmbH pe 22 octombrie 2012
Schiță 2030? Condiții cadru modificate 2 Factori demografici Factori economici Factori de infrastructură, volume de apă uzată Schimbări climatice Noi cerințe Protecția climei, eficiență energetică Protecția apei Recuperarea materialelor valoroase Noi concepte
Sursa datelor: Oficiul Federal de Statistică; Ilustrație: Condiții cadru BiB: demografie Nivelul populației în Germania 1816-2010 3. și 1950-2060
Condiții-cadru: Demografie 4 Ponderea populației [%] 50 45 Populația sub 20 de ani 40 Populația peste 65 de ani 35 Populația peste 80 de ani 30 25 20 15 10 5 0 1871 1939 1960 1980 2000 2006 2010 2030 2050 Proporția persoanelor în vârstă este în creștere. Sursa datelor: Oficiul Federal de Statistică
Sursa: Raportul privind ordonanța privind drogurile 2010 (Schwabe & Paffrath (Ed.)) 5 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89> 90 Condiții cadru: Demografie DDD (Doza zilnică definită) Grupa de vârstă. și astfel compoziția apelor uzate
Condiții-cadru: Economie Costurile cu energia vor crește semnificativ Costurile cu personalul vor crește Costurile pentru tehnologia MSR vor scădea 6
Sursa: statistici BDEW privind apa, 2012 Dezvoltarea consumului specific de apă Consumul specific de apă al gospodăriilor și al întreprinderilor mici din l/(e * a) 15 0 14 5 14 0 13 5 13 0 12 5 12 0 115 110 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 7
8 Condiții-cadru: schimbări climatice Sursa: Kropp și colab. 2009; Garfa de orz 2009 Zile anuale de precipitații 10 mm/zi
Sursa: Oficiul Federal de Statistică; Biroul Federal f. Construcții și Condiții-cadru de planificare a teritoriului: Etanșarea zonelor Creșterea zonelor de așezare și trafic în [ha/d] 9
Condiții-cadru: Cantități de ape uzate Ape uzate 10 Reducerea consumului de apă în cantități externe de apă Reducerea dimensiunii gospodăriilor Renașterea vieții urbane Mai puține, mai poluate, mai calde ape uzate Apă de precipitații Creșterea fenomenelor de ploi abundente Creșterea suprafețelor închise Mai multe precipitații
Noi cerințe Protecția climei, eficiență energetică Utilizarea energiei conținute în apele uzate Energie termică chimică termică Reducerea consumului de energie Reducerea emisiilor de GES Protecția apei Micropoluanți Germeni Recuperarea substanțelor valoroase 11 Fosfor Azot Compuși organici, fibre. Reutilizarea apei
Eficiență energetică Autosuficiență energetică Nu se poate realiza cu resursele proprii Posibil doar prin co-fermentare Energie eoliană sau solară în stația de epurare Nu există un scop sensibil Realizarea unui echilibru energetic anual echilibrat Protecția apei rămâne cel mai important obiectiv Până în prezent, adesea neglijat: Cererea de energie a rețelei de canalizare Cererea de energie pentru mobilitate Cererea de energie externă Cererea de energie pentru construcția centralelor Calitatea energiei (Electricitate, căldură, combustibil) 12
Recuperarea materialului reciclabil Discuția despre materialul recuperabil se concentrează în prezent pe fosfor Fosforul este un element esențial și nu poate fi substituit Fosforul nu este o resursă finită Scăderea calității minereurilor de fosfor (uraniu, cadmiu) Asumarea vieții statice a rezervelor între 90 și 370 de ani Așteptarea vârfului de fosfor în câteva decenii ? 13
14 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 Recuperare material reciclabil 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Fosfat de rocă [USD/Mg] 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Sursă: Prețul cerealelor Banca Mondială ( 2005 = 100%)
Protecția apei 1971 41/1970 27/1973 33/1981 Programul de mediu al guvernului federal clasa calității apei II până în 1985 1976 A patra modificare a principiului de emisie WHG (cerințe minime), principiul de imisiune (cerințe suplimentare) 1982 Formularea cerințelor minime pentru evacuarea apelor uzate acc. 7a WHG 15
Gewässerschutz 49/1986 23/1988 32/1988 16 1988 1989 1991 1991 Decese de focă și creștere masivă a algelor în Marea Nordului Catalog în 10 puncte al BMU Formularea cerințelor minime pentru nutrienți (VwV la WHG) Nitrificare și eliminarea P Formularea cerințelor minime pentru N anorg . (VwV zum WHG) Directiva CE privind denitrificarea (tratarea apelor uzate municipale) Eliminarea N și P pentru zonele sensibile
17 Medicamente în mediul acvatic Bomba cu apă subterană din cabinetul pentru medicamente Spiegel Online 11/02/2007 Reziduuri medicinale: Zece ingrediente active detectate în apa potabilă dpa 03/07/2008 Apă cu efecte secundare? WDR Lokalzeit Ruhr, 28/05/2008 Cocktailul chimic este încă puternic udat. Apa potabilă este sigură, spun oamenii de știință. Dar Aachener Zeitung și Aachener Nachrichten 01/08/2008 Reziduuri medicinale în apă potabilă WDR Ora locală Ruhr, 26/05/2008
Sursa: Beier 2010; Baza de date: diverse surse (1996-2010) concentrații de medicamente pentru protecția apei în diverse ape 18
Concluzii Cantități și compoziție a apelor uzate: Sistem preferențial de separare Rețele de canalizare dense Stații de epurare descentralizate și simple în zonele rurale. Cameră Centrală, stații complexe de tratare a apelor uzate în orașe 19 Costuri energetice în creștere, protecție climatică: Stații de epurare cu un bilanț energetic pozitiv Noi poluanți, creșterea consumului de droguri: Cerințe suplimentare de curățare Recuperare materiale reciclabile (fosfor) Instalații centrale de recuperare pentru instalații de incinerare a nămolurilor mono-canalizate
Avantajele stațiilor de epurare mari și centrale Costurile stației de epurare 20 a rețelei centrale descentralizate
Sursa: Bode, Evers, 1996 21 Avantajele stațiilor mari de tratare a apelor uzate Necesarul de spațiu 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1000 10 000 50 000 100 000 500 000 Mărimea plantei [PE] Necesarul de spațiu [m²/ew]
Avantajele stațiilor mari de tratare a apelor uzate centrale Consum de energie Consum specific de energie electrică [kwh/ew * a] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 71,3 49,4 40,1 34,9 27,1 100.000 Dimensiunea stației de epurare [expansiune - PE] Sursa: Roth 22
Pre-curățare și echilibru energetic 12.000 Exemplu de calcul Exemplu de calcul pentru un KA pentru 100 000 o KA EW, pentru t (ts) 100 000 = 13 PE d 10.000 Consum de O2 [kg/d] Acumulare de gaz [m³/d] 8.000 6.000 4.000 2.000 0 t (vk) = 0h t (vk) = 1h t (vk) = 2h Sursa: Handbuch Energie în Kläranlagen (1999) 23
η COD 100 90 80 70 Vârsta nămolului și echilibrul energetic Energie în exces nămol Cu tratament primar 24 60 50 40 30 20 10 0 Fără tratament primar Necesitate de energie pentru aerare 0 5 10 15 20 25 30 35 Nitrificare Stabilizare nămol Compuși de carbon Nitrificare a. Denitrificarea t TS [d] Sursa: Svardal 2012
Concept tradițional Pre-curățare Biol. Etapa principală Nitrif./ Denitrif. Eventual. Postcurățare (filtrare cu nisip) 25 Stabilizare anaerobă Eliminare
Concept durabil? Eliminarea carbonului Eliminarea azotului Eliminarea urmelor substanțelor Stabilizarea anaerobă Incinerarea nămolului de canalizare Recuperarea fosforului Dezagregarea nămolului de canalizare 26
Concept durabil? 27 Incinerarea nămolurilor de canalizare Recuperarea fosforului Descărcare de carbon Eliminarea azotului Eliminarea micropoluanților Site fine Clarificator primar mărit Biologie grea Aditiv chimic Adaos chimic Nămol de epurare Tratament anaerob? Stabilizarea dezintegrării anaerobe
Concept durabil? 28 Incinerarea nămolurilor de canalizare Recuperarea fosforului Descărcarea carbonului Eliminarea azotului Eliminarea substanței urme Deammonificare Timpi de funcționare lungi Temperaturi ridicate Proces sensibil Până în prezent numai pentru dezintegrarea nămolului de canalizare Stabilizarea apei de proces Anaerobi În fluxul principal?
Concept durabil? 29 Descărcare de carbon Eliminarea azotului Eliminarea substanței urme Eliminarea nămolului de canalizare Integrarea în procesul anaerob general Incinerarea nămolului de canalizare? Bilanțul energetic? Stabilizarea produselor de transformare? Recuperarea fosforului Ozonizarea Adsorbția carbonului activat Altele. (Membranele?)
Concept durabil? 30 rentabilitate? Bilanțul energetic? Stabilizare anaerobă Incinerarea nămolului de canalizare Recuperarea fosforului Mecanic Chimic Evacuarea carbonului Termic Biologic Eliminarea azotului Eliminarea substanței urme Eliminarea nămolului de canalizare
Concept durabil? Descărcare de carbon Incinerarea mono nămolului de epurare Eliminarea azotului Eliminarea substanțelor urme Instalație centrală pentru o regiune Stabilizarea anaerobă Incinerarea nămolului de epurare Recuperarea fosforului Dezintegrarea nămolului de epurare 31
Concept durabil? 32 Recuperarea fosforului din cenușă Profitabilitatea ? Stabilizare anaerobă Incinerarea nămolului de canalizare Recuperarea fosforului Evacuarea carbonului Eliminarea azotului Eliminarea substanței urme Eliminarea nămolului de canalizare
Vă mulțumim pentru atenție. 33. iar Hydro este cel mai bun pentru următorii 30 de ani!