Improving current sludge transfer system by modifying sludge properties

Abstract

Sewage sludge is by–product generated in wastewater treatment plants, which disposal plays a major part of plant operation. Sludge is often toxic and hazardous to environment meaning it has to be treated with various processes before final disposal. 1–2 % of treatment plants volume is sludge but from total operating cost 20–60 % is generated by sludge handling (Andreoli, von Sperling, Fernandes 2007, p. 2). Effective methods for sludge disposal are needed and burning it for electricity is very promising use for it. Nowadays ecological operation are highly sort after. For burning sludge must be dried to 70 % Total solids(TS) which is achieved using mechanical and thermal drying processes. Thermal drying is costly process but necessary to reach needed TS %. Cost can be lower by using mechanical drying up to 30–50 % TS content. Problem will be that current conveying equipment start to lose efficiency. In this work concept conveyance system is proposed which uses ultrasonic technology. Ultrasonic treatment is used to generate sludge disintegration effect which improves lubrication effect allowing to use progressing cavity pumps for higher TS content sludge.

Puhdistamoliete on jäteveden käsittelyssä syntyvä sivutuote, jonka hävittäminen on isossa roolissa vedenpuhdistamon toimintaa. Liete on usein myrkyllistä ja ympäristöä turmelevaa, joten sitä täytyy käsitellä erillaisilla monimutkaisilla prosesseilla sen hävittämisen mahdollistamiseksi. Lietteen käsittely on tärkeässä roolissa puhdistamon käyttö kustannuksissa, vaikka liete kattaa vain 1–2 % puhdistamon volyymistä vastaa se kuitenkin 20–60 % koko puhdistamon kustannuksista (Andreoli, Von Sperling, Fernandes 2007, p. 2). Tehokkaita tapoja lietteen hävittämiseen tarvitaan ja yksi lupaavista tavoista on lietteen polttaminen energian tuotannossa. Tämä sopii nykypäivän maailmaan, jossa ekologisuus on kasvava vaikuttaja teollisuuden päätösten teossa. Polttamista varten liete on kuivattava noin noin 70% kuiva–ainepitoisuuteen, tämä tapahtuu mekaanista- ja termistä kuivaamista hyödyntäen. Terminen kuivaus on kallis prosessi, mutta vaadittava päästäkseen tarvittavaan kuiva–ainepitoisuuteen. Nykyään on alettu kehittää mekaanista kuivausprosessia, jolla päästäisiin 30–50 % kuiva–ainepitoisuuksiin. Tällä saavutettaisiin termisen kuivaus osan käytön vähentäminen ja siitä seuraavat säästöt. Ongelmaksi tulee 30–50 % lietteen siirtäminen prosessien välillä, koska nykyisten siirto menetelmien tehokkuus laskee. Tässä työssä ehdotetaan konsepti siirtomekaniikkaa, jossa käytetään ultraääntä hyödyksi. Ultraäänellä hajoitetaan lietteen rakennetta ja saavutetaan voitelu ominaisuus, joka avulla entistä kuivemman lietteen siirtäminen on mahdollista epäkeskoruuvipumppuja käyttämällä.