PROSESSIMALLINNUKSEN HYÖDYNTÄMINEN KAKOLANMÄEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON PROSESSIAJOSSA

Transkriptio

1 PROSESSIMALLINNUKSEN HYÖDYNTÄMINEN KAKOLANMÄEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON PROSESSIAJOSSA Vesihuoltopäivät KAKOLANMÄEN JÄTEVEDENPUHDISTAMO 14 kunnan omistama osakeyhtiö AVL keskivirtaama noin m 3 /d 1

2 STRATEGIA JATKUVA KEHITTÄMINEN Laitoksen käyttö on kokoaikaista kustannus/tulokset/tehokkuus -optimointia Resurssiviisaus, Turku ja Sitra Itämerihaaste, Turku ja Helsinki Toteutuneita projekteja muun muassa: Tulopumppauksen säätö Ilmanvaihdon optimointi Kemikaloinnin optimointi Valaistuksen kehittäminen Prosessimallinnus Lämmön talteenotto PROJEKTIN ESITTELY 2

3 HANKKEEN TAUSTAA Prosessin simulointi on yleisesti käytössä suunnittelun työkaluna Voisiko työkalua käyttää prosessin kehityskohteiden havaitsemiseen sekä kehittämiseen? Turun seudun puhdistamolle toteutettu prosessimallin avulla käyttöselvityksiä 2010-luvulla Toimivan prosessimallin rakentaminen työlästä sekä haastavaa, vastaako tarpeeseen? HANKKEEN TAVOITTEET Tietoisuuden lisääminen prosessin tilanteesta Tietoisuuden lisääminen jäteveden koostumuksesta Tietoa häiriötilanteiden vaikutuksista prosessiin Kokonaisvaltainen kustannustehokkuus optimointien sekä muutostöiden kautta 3

4 PROJEKTIN ALOITUS Projekti päätettiin toteuttaa yhteistyössä Pöyry Oyj:n kanssa Tilaajan rooliksi määriteltiin: Tavoitteiden asettaminen, tarvittavan datan keruu sekä mallin viilaaminen yhteistyössä konsultin kanssa Tärkeänä asiana koettiin valmiin mallin käyttö suoraan tilaajan toimesta. Konsultti toimisi tarvittaessa taustatukena Konsultin rooliksi määriteltiin: Datan analysointi, mallin rakentaminen ja kalibrointi sekä tilaajan käyttökoulutus PROJEKTIN VALMISTUMINEN Projekti toteutettiin vuosina , jonka lisäksi laajennus vuonna 2017 Projekti sisälsi 1 kk kestävän tehostetun näytteenoton sekä 1 vko kestävän intensiivitarkkailun Prosessin suunnittelutiedot, raporteista kerätty data, sekä näytteenotoilla ja automaatiolla mitatut jäteveden koostumustiedot yhdistettiin mallin pohjaksi Rakennettu malli viritettiin vastaamaan todellisia mittaustuloksia Prosessimallin alustaksi valittiin GPS-X 4

5 TULOKSET PROSESSIMALLIN HYÖDYNTÄMINEN Prosessimallia on hyödynnetty kahdella eri tavalla Kakolanmäen puhdistamon ajossa: Mallin rakentamisen aikana saadun tiedon hyödyntäminen (=Mallin datan hyödyntäminen) Valmiilla mallilla suoritetut prosessisimuloinnit 5

6 MALLIN DATAN HYÖDYNTÄMINEN Tehostetun tarkkailun datasta voidaan päätellä muun muassa: Kuormituksen viikkorytmiä sekä kuormitusvaihteluja prosessin eri vaiheissa Prosessivaiheiden tehokkuutta ravinteiden poistossa MALLIN DATAN HYÖDYNTÄMINEN Esimerkkejä datan hyödyntämisestä käytännössä Alkaliniteetin ylläpito kalsiumkarbonaatilla Viikkorytmin muutokset vähentävät alkaliniteettia ja vaikuttavat aktiivilietteen rakenteeseen. Muutoksen ehkäisyyn auttaa optimoitu kalsiumkarbonaatin annostus Lisähiililähteen varaaminen viikonlopuksi Hyvälaatuinen BOD-kuorma pienentyy viikonloppuna, mikä näkyy kohonneina nitraattipitoisuuksina. Negatiivistä vaikutusta voidaan tasapainottaa lisähiilellä Fosforinpoiston optimointi Liukoisen fosforin pitoisuuksien tarkentuminen eri prosessivaiheissa on ohjannut kemiallista fosforinpoistoa kolmipistesyötön suuntaan 6

7 DATAN HYÖDYNTÄMINEN - Viikkorytmi SIMULOINNIT Prosessin simuloinneista voidaan päätellä muun muassa: Aktiivilieteprosessin optimaaliset ajoparametrit Prosessiosien kuormitusmaksimit Häiriötilanteiden vaikutukset 7

8 SIMULOINNIT Esimerkkejä simulointien hyödyntämisestä käytännössä Esiselkeytyksen ohituksen pienentäminen Muutos pienentänyt aktiivilieteprosessin fosforikuormaa, mutta ei ole suuresti vaikuttanut hyvälaatuiseen BOD-kuormaan Ilmastuksen kierrätyksen optimointi Sisäisen kierrätyksen rajoittaminen on lisännyt jäteveden viipymää lohkoissa, mutta ei ole vaikuttanut denitrifikaatiotehokkuuteen Jälkiselkeytyksen maksimipintakuorman selvittäminen Puhdistustulosten optimoinnin kannalta on tärkeää tiedostaa aktiivilieteprosessin kapasiteetti virtaaman ja kiintoaineen osalta SIMULOINNIT Esiselkeytyksen ohitus 8

9 SIMULOINNIT Ilmastuksen kierrätys KOKEMUKSET Mallin rakentaminen ja virittäminen eivät olisi onnistuneet ilman konsulttia Malli sisältää paljon yksityiskohtaista tietoa ja simulointien pyörittäminen vaatii työtä, eikä halutun tulosten saaminen ole itsestäänselvyys Prosessimalli on kuitenkin lisännyt tietoisuutta laitoksen käyttäytymisestä sekä jäteveden koostumuksesta Datan ja simulointien kautta puhdistamon tehokkuus on parantunut Simuloinnit antavat suuntaa ajotapamuutoksille, mutta käytännön testit ovat silti aina tarpeelliset Prosessimalli on Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla ollut kustannustehokas kehittämisen työkalu 9

10 KIITOS! HERÄSIKÖ KYSYMYKSIÄ? 10