Lietteiden vedenpoiston teknis-taloudellinen tarkastelu
Räty, Harto (2019)
Diplomityö
Räty, Harto
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019062622102
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019062622102
Tiivistelmä
Diplomityössä tutkittiin biolietteen laserkäsittelyä ja märkäpyrolyysiä sekä biohiilen toimivuutta seka- ja biolietteen suodatuksen tukiaineena. Diplomityön tavoitteena oli arvioida ovatko biolietteen esikäsittelymenetelmät teknisesti ja taloudellisesti toteuttamiskelpoisia. Teknistä puolta arvioitiin suodatus tulosten perusteella. Taloudellisesta puolta arvioitiin esimerkki laskelmien avulla. Biohiilen toimivuutta seka- ja biolietteen suodatuksen tukiaineena arvioitiin suodatustulosten perusteella.
Työ teoriaosuudessa esiteltiin tyypillinen jätevedenpuhdistamo ja jätevedenpuhdistamolla syntyvät lietteet. Käytiin läpi lietteenkäsitellyn nykyiset menetelmät ja lietteen loppusijoitus vaihtoehdot. Esiteltiin laser- ja märkäpyrolyysikäsitely. Työn kokeellisessa osassa suoritettiin laboratorio mittakaavan esikäsittely- ja suodatuskokeet.
Suodatus tulosten perusteella laserkäsittely ei paranna biolietteen kuiva-ainepitoisuutta. Taloudellisia laskelmia ei tehty työn aikana, koska ei kyetty määrittämän minkälainen laser soveltuu biolietteenesikäsittelyyn. Sopivan laserin löytäminen biolietteenesikäsittely vaatii jatkotutkimuksia.
Suodatus tulosten perusteella märkäpyrolyysikäsittely parantaa biolietteen kuiva-ainepitoisuutta. Käsitellyn biolietteen kuiva-ainepitoisuus vaihteli 14,9 prosentista 28,5 prosenttiin. Referenssi näytteen kuiva-ainepitoisuus oli 12,0 %. Märkäpyrolyysikäsittely nostaa biolietteen lämpöarvoa ja nopeuttaa suodattumista. Alustavien kannattavuuslaskelmien perusteella biolietteen märkäpyrolyysikäsittelyä ei todettu kannattavaksi.
Suodatus tulosten perustella biohiilen käyttö suodatus apuaineena nopeutta suodattamista. Nopein suodatusaika oli seitsemän kertaa nopeampi kuin referenssi suodatus. Biohiilen käyttö ei paranna biolietteen kuiva-ainepitoisuutta. This master’s thesis studied use of laser and hydrothermal carbonization (HTC) for treatment of biosludge. In addition, the usage of filter aids in the filtration of sludge was studied. The aim of the thesis was to evaluate the feasibility of technically and economically feasible methods for pretreatment of biosludge. The technical side was evaluated by filtration tests. The economic side was estimated by using example calculations. The usage of filter aids in the filtration was evaluated by filtration results.
The theoretical part introduced a typical wastewater treatment plant, sewage sludge’s, current methods of sludge treatment, sludge disposal options and laser and HTC treatment. In the experimental part, performed a laboratory scale pretreatment and filtration tests.
Based on filtration results, the laser treatment not improved the dry content of biosludge. Financial calculations not done because during thesis can’t find a laser which is suitable for treatment of biosludge.
Based on filtration results, the HTC treatment improved the dry content of biosludge. HTC treated biosludge dry content varies 14,9 % to 28,5 %. The reference sample dry content was 12,0 %. HTC treatment improved biosludge calorific value and filtration rate. By preliminary profitability calculations HTC treatment not found profitable.
Based on filtration results, the usage of filter aids in the filtration improved filtration rate. The fastest filtration rate was seven time faster than the reference sample filtration rate. The usage of filter aids did not improve the dry content of biosludge.
Työ teoriaosuudessa esiteltiin tyypillinen jätevedenpuhdistamo ja jätevedenpuhdistamolla syntyvät lietteet. Käytiin läpi lietteenkäsitellyn nykyiset menetelmät ja lietteen loppusijoitus vaihtoehdot. Esiteltiin laser- ja märkäpyrolyysikäsitely. Työn kokeellisessa osassa suoritettiin laboratorio mittakaavan esikäsittely- ja suodatuskokeet.
Suodatus tulosten perusteella laserkäsittely ei paranna biolietteen kuiva-ainepitoisuutta. Taloudellisia laskelmia ei tehty työn aikana, koska ei kyetty määrittämän minkälainen laser soveltuu biolietteenesikäsittelyyn. Sopivan laserin löytäminen biolietteenesikäsittely vaatii jatkotutkimuksia.
Suodatus tulosten perusteella märkäpyrolyysikäsittely parantaa biolietteen kuiva-ainepitoisuutta. Käsitellyn biolietteen kuiva-ainepitoisuus vaihteli 14,9 prosentista 28,5 prosenttiin. Referenssi näytteen kuiva-ainepitoisuus oli 12,0 %. Märkäpyrolyysikäsittely nostaa biolietteen lämpöarvoa ja nopeuttaa suodattumista. Alustavien kannattavuuslaskelmien perusteella biolietteen märkäpyrolyysikäsittelyä ei todettu kannattavaksi.
Suodatus tulosten perustella biohiilen käyttö suodatus apuaineena nopeutta suodattamista. Nopein suodatusaika oli seitsemän kertaa nopeampi kuin referenssi suodatus. Biohiilen käyttö ei paranna biolietteen kuiva-ainepitoisuutta.
The theoretical part introduced a typical wastewater treatment plant, sewage sludge’s, current methods of sludge treatment, sludge disposal options and laser and HTC treatment. In the experimental part, performed a laboratory scale pretreatment and filtration tests.
Based on filtration results, the laser treatment not improved the dry content of biosludge. Financial calculations not done because during thesis can’t find a laser which is suitable for treatment of biosludge.
Based on filtration results, the HTC treatment improved the dry content of biosludge. HTC treated biosludge dry content varies 14,9 % to 28,5 %. The reference sample dry content was 12,0 %. HTC treatment improved biosludge calorific value and filtration rate. By preliminary profitability calculations HTC treatment not found profitable.
Based on filtration results, the usage of filter aids in the filtration improved filtration rate. The fastest filtration rate was seven time faster than the reference sample filtration rate. The usage of filter aids did not improve the dry content of biosludge.