Jätevedenpuhdistamon ilmastusprosessin energiatehokkuuden parantaminen uuden kompressorin avulla
Jortikka, Janne (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023022828871
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023022828871
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä tutkitaan jätevedenpuhdistamon ilmastusprosessin energiatehokkuuden parantamista määrittelemällä uusi kompressori vanhojen kompressorien rinnalle. Työ toteutettiin osana Turun seudun puhdistamo Oy:n Ympäristöministeriön tukemaa ENTER-hanketta, jossa tutkittiin uuden teknologian hyödyntämistä jätevedenpuhdistamon ilmastuskompressorien energiatehokkuudessa sekä energian talteenoton tehostamisessa.
Ilmastusprosessi on jätevedenpuhdistuksen energiaintensiivisin prosessi, jossa laitoskohtaisesti kuluu 50–70 prosenttia koko laitoksen kuluttamasta sähköenergiasta. Siksi ilmastusprosessin energiatehokkuuden parantamisella vaikutetaan merkittävästi myös koko laitoksen energiatehokkuuteen. Työssä tehtiin markkinakartoitus soveltuvista kompressoreista, mitoitettiin uusi kompressori, määriteltiin lähtöarvot tarjouspyynnölle sekä vertailtiin kompressoreja 15 vuoden elinkaarikustannusten avulla. Lisäksi työssä parhaiten vertailussa pärjänneen kompressorin energiatehokkuutta vertailtiin laitoksen vanhoihin kompressoreihin.
Työn tuloksena todettiin, että ilmastusprosessin energiatehokkuutta pystytään parantamaan uuden kompressorin hankinnalla. Yhtenä havaintona tuloksia arvioitaessa havaittiin lisäksi, että uudella kompressorilla voitaisiin helpottaa kompressorien ohjaamista, sillä uusi kompressori pystyisi yksinään tuottamaan suurimman osan tarvittavasta ilmasta. Lisäksi loppupäätelmissä tehtiin havaintoja sen osalta, millä muulla tavoin energiatehokkuutta voitaisiin parantaa. This Master’s thesis examines the improvement of the energy efficiency of the aeration process of the wastewater treatment plant when acquiring a new compressor alongside the current compressors. The work was carried out as part of the ENTER project, which is supported by the Finnish Ministry of the Environment. The aim of said project was to analyze the utilization of new technology in the energy efficiency of the wastewater treatment plant's aeration compressors and in the enhancement of energy recovery.
The aeration process is the most energy-intensive process of wastewater treatment, where, depending on the plant, up to 50 to 70 percent of the aggregate electrical energy required by the plant is consumed. Thus, by improving the energy efficiency of the aeration process, the energy efficiency of the plant is also significantly affected. In this thesis, a market survey of suitable compressors was carried out, a new compressor was dimensioned, parameters were defined for the tender request, and compressors were compared using 15-year life cycle costs. Finally, the compressor that performed best in the comparison was compared to the plant’s current compressors.
As a result, it was concluded that the energy efficiency of the aeration process can be improved by acquiring a new compressor. It was also found that the new compressor could facilitate the control of the compressors, as the new compressor alone would be able to produce most of the required air. Additional observations were made regarding other ways to improve energy efficiency.
Ilmastusprosessi on jätevedenpuhdistuksen energiaintensiivisin prosessi, jossa laitoskohtaisesti kuluu 50–70 prosenttia koko laitoksen kuluttamasta sähköenergiasta. Siksi ilmastusprosessin energiatehokkuuden parantamisella vaikutetaan merkittävästi myös koko laitoksen energiatehokkuuteen. Työssä tehtiin markkinakartoitus soveltuvista kompressoreista, mitoitettiin uusi kompressori, määriteltiin lähtöarvot tarjouspyynnölle sekä vertailtiin kompressoreja 15 vuoden elinkaarikustannusten avulla. Lisäksi työssä parhaiten vertailussa pärjänneen kompressorin energiatehokkuutta vertailtiin laitoksen vanhoihin kompressoreihin.
Työn tuloksena todettiin, että ilmastusprosessin energiatehokkuutta pystytään parantamaan uuden kompressorin hankinnalla. Yhtenä havaintona tuloksia arvioitaessa havaittiin lisäksi, että uudella kompressorilla voitaisiin helpottaa kompressorien ohjaamista, sillä uusi kompressori pystyisi yksinään tuottamaan suurimman osan tarvittavasta ilmasta. Lisäksi loppupäätelmissä tehtiin havaintoja sen osalta, millä muulla tavoin energiatehokkuutta voitaisiin parantaa.
The aeration process is the most energy-intensive process of wastewater treatment, where, depending on the plant, up to 50 to 70 percent of the aggregate electrical energy required by the plant is consumed. Thus, by improving the energy efficiency of the aeration process, the energy efficiency of the plant is also significantly affected. In this thesis, a market survey of suitable compressors was carried out, a new compressor was dimensioned, parameters were defined for the tender request, and compressors were compared using 15-year life cycle costs. Finally, the compressor that performed best in the comparison was compared to the plant’s current compressors.
As a result, it was concluded that the energy efficiency of the aeration process can be improved by acquiring a new compressor. It was also found that the new compressor could facilitate the control of the compressors, as the new compressor alone would be able to produce most of the required air. Additional observations were made regarding other ways to improve energy efficiency.