Luotettava jätevesien hallinta
Valmet Total Solids Transmitter
Kuivattu liete
Valmet TS:n edut
Tehokas lietteiden hallinta alentaa
pääoma- ja käyttökustannuksia
Ympäristömme jätekuormitus on kasvanut viime vuosikymmenet ennennäkemättömän
rajusti, ja kuormituksen kasvua on torjuttu muun muassa tiukentamalla ympäristömääräyksiä tasaisesti. Tämä on paitsi tarpeellista myös meidän kaikkien etu. Määräysten
mukaisten uusien tavoitteiden saavuttaminen on kuitenkin haaste myös jätevedenkäsittelylle. Valmet kehittää uusia mittaustekniikoita, jotka auttavat turvaamaan puhtaamman
ympäristön sekä meille että tuleville sukupolville. Valmet Total Solids Transmitter (Valmet
TS) -kokonaiskiintoainemittaus edustaa uusinta mikroaaltomittaustekniikkaa, joka antaa
luotettavan kuiva-aine tiedon lieteprosessista ja siten mahdollistaa prosessin paremman
hallinnan.
Valmet TS:n
käyttösovellukset
Primääri- ja biolietteen
pumppaus/sakeutuksen
syöttö
Lietteenkäsittelyprosessin ensisijainen tavoite on kustannustehokas
vedenpoisto. Lietteenpumppauksen
hallinta perustuu luotettaviin kiintoainemittauksiin, ja siksi lietteen
laadun parantaminen prosessin
varhaisessa vaiheessa on ratkaisevaa
koko lietteenkäsittelyprosessin kannalta. Ylimääräinen liete pumpataan
selkeytysaltaista tavallisesti tietyin
väliajoin, joten ajoittain lietteen
2
•Alhaisempi energiankulutus
lietteen kuivauksessa.
• Korkeampi energiantuotan non hyötysuhde mädätyksessä.
• Korkeampi pumppauskapa siteetti kasvattaa vedenkäsit telymääriä, jolloin investoin teja voidaan lykätä.
• A lentaa kuivatun lietteen
kuljetuskustannuksia.
•Matalampi polymeerikulutus.
• Kuivainlaitteiden esim. lin gon tehokas käyttö.
• Vähentää laboratorioanalyy sien määrää.
• Mahdollistaa lietteen kor keamman kuiva-ainepitoi
suuden.
polttotehokkuus paranee. Lisäksi
kuivauslaitteiston käyttötuntimäärää
voidaan pienentää, mikä vastaavasti
laskee energiankulutusta sekä huoltokustannuksia. Kuivainlaitteen ohjaus
voidaan automatisoida, jolloin henkilökunnalta vapautuu aikaa muihin
tehtäviin.
Esiselkeytys
Esiselkeytys
jatkokäsittelyyn pumpataan pelkkää vettä. Lietteen sakeuttamisen ja
pumppauksen hallinnan tarkoitus on
nostaa kiintoainepitoisuutta riittävästi joko lietteen kuivausta tai mädätystä varten.
Lietteen mädätys
Mädätykseen syötettävän lietteen
kiintoainepitoisuuden optimointi riittävän korkeaksi saa aikaan
paremman prosessinohjauksen sekä
merkittäviä säästöjä. Lietteen mädätysaikaa voidaan pidentää, jolloin
tuotetaan enemmän biokaasua. Kun
syötettävän lietteen kiintoainepitoisuus on optimoitu, sen lämmitykseen
tarvitaan vähemmän energiaa ja
säästetty energia voidaan hyödyntää
esim. ilmastusaltaiden ilmastukseen.
Korkeamman mädätyskapasiteetin
ansiosta uusia investointeja voidaan
lykätä myöhemmäksi.
Lietteen kuivaus
Lietteen kuivaustulosta parantamalla
jatkokäsittelykustannuksissa voidaan saavuttaa merkittäviä säästöjä.
Luotettava kiintoainepitoisuusmittaus helpottaa polymeeriannostelun
optimointia ja laskee siten polymeerikustannuksia. Samalla kuivatun
lietteen ja rejektiveden laatu stabiloituu. Kuivaustehokkuus paranee,
jolloin vastaavasti lietteen kuljetuskustannukset pienenevät ja lietteen
Tavoitteena on jäteveden kiintoaineiden polttaminen tehokkaasti pitäen
fossiilisten polttoaineiden kulutus
mahdollisimman alhaisena. Eloperäiset kiintoaineet poltetaan kuumentamalla polttouunin alaosassa
oleva kammio ennalta maakaasulla
ja syöttämällä kiintoaineet (liete)
pääreaktorin leijukerrokseen. Jotta
pääreaktorissa pysyisi ennalta asetettu lämpötila-alue, reaktoriin voidaan
syöttää myös polttoainetta riippuen
leijukerroksen lämpötilasta.
Täten, yksi polttoprosessin
optimoinin tärkeistä parametreistä
on tieto polttoon syötettävän lietteen kuiva-ainepitoisuudesta. Ennen
tehokkain tapa mitata sitä on ollut
hidas ja aikaavievä manuaalinen
laboratorioanalyysi, jonka tulokset
saadaan niin myöhään, että polttoprosessin säätäminen niiden perusteella on myöhäistä.
Valmet TS voidaan asentaa polttouunin syöttölinjaan heti kuivatun
lietteen pumpun jälkeen. Kitkaa
vähennetään voiteluvedellä. Valmet
TS -mittauksen avulla voidaan säätää
tarvittavan kaasun/polttoöljyn määrä
lietteen kuiva-ainepitoisuuden mukaan, mikä tuo polttokustannuksiin
merkittäviä säästöjä.
Primääriliete
(PS)
Valmetin ympäristöteollisuuden tuotteet
vähentävät ympäristön kuormitusta.
Laboratorioanalyysien
määrää vähenee
Valmet TS:n jatkuvatoiminen kokonaiskiintoainemittaus on tarkka ja
luotettava kaikissa lietteenkäsittelysovelluksissa. Tällöin myös laboratorionäytteiden määrä vähenee.
Huomattavia
energiansäästöjä
Mikroaaltolähettimillä on päästy
erinomaisiin tuloksiin vesienkäsittelylaitosten kokonaiskiintoainemittauksissa. Jo pelkän energiansäästön
ansiosta lähettimien takaisinmaksuaika on muutamista viikoista muutamiin kuukausiin riippuen laitoksen
koosta.
Biologinen käsittely
Ilmastus
Jälkiselkeytys
Palautusliete (RAS)
Biologinen liete (WAS)
Polymeeri
Kaasu
Polymeeri
Kuivattu
liete
Suodos
Lietteen tiivistys
Lietteen mädätys
Lietteen kuivaus
3
Tulokset kentällä
Tekniset tiedot
Mikroaaltomittaus korreloi laboratoriotulosten kanssa
erinomaisesti. Luotettava mittaus vähentää laboratorioanalyysien tarvetta merkittävästi.
Mittausalue 0...35 % TS
Toistettavuus
±0,01 % Cs
Herkkyys
0,001 % Cs
Vaimennus
1...99 s
Ympäristön lämpötila –20...+70°C, suojattava suoralta lämpösäteilyltä
Valmet TS -anturit
Suojausluokka Kostuvat osat Primäärilietteen kiintoaineille tyypillistä vaihtelua. Erityisesti useita selkeytysaltaita sisältävissä järjestelmissä
on tärkeää mitata ja hallita kiintoaineita tyhjennysjaksoista riippumatta.
Mikroaaltoteknologian
historia
Valmet on jo yli kymmenen vuoden ajan toimittanut kehittämiänsä
mikroaaltoteknologiaan perustuvia kiintoainepitoisuuslähettimiä
prosessiteollisuuden vaativiin
mittauksiin. Erityisesti paperi- ja
selluteollisuudessa teknologia on jo
vakiinnuttanut asemansa puhuttaessa
äärimmäisestä tarkkuudesta. Mikroaaltolähettimet ovat riippumattomia
prosessiolosuhteiden muutoksista,
kuten raaka-aineen laadun vaihteluista, tuotantonopeuden muutoksista ja
likaantumisesta. Mittausteknologian
etujen lisäksi lähetin on käytännössä
täysin huoltovapaa.
Mikroaaltoteknologiaa lietemittauksiin
Valmet TS on kolmannen sukupolven
mikroaaltolähettimen jatkokehitystyön tulos, joka yhdistää kustannustehokkuuden ja mikroaaltoteknologian äärimmäisen tarkkuuden. Korkeat
lämpötilat ja aggressiiviset kemikaalit
ovat paperi- ja selluteollisuudelle
tyypillisiä, kun taas muut käyttöympäristöt eivät ole niin ankaria. Tämä
puolestaan on mahdollistanut tuotekustannusten laskemisen.
Uusi lähetin vastaa jätevesilaitosten
tarpeisiin – mittaustarkkuudesta
tinkimättä.
4
Mittausperiaate
Yksinkertaistettuna lähetin mittaa
mikroaaltosignaalin kulkuajan prosessiaineessa. Kulkuaika riippuu mitattavan aineen permittiivisyydestä,
joka on orgaanisilla aineilla käytännössä vakio. Veden permittiivisyys
taas poikkeaa huomattavasti orgaanisten aineiden permittiivisyydestä,
joten näiden erosta voidaan laskea
prosessiaineen kiintoainepitoisuus.
Läpimittaava lähetin tarjoaa erittäin
edustavan mittaustuloksen läpivirtaavasta lietteestä, vailla minkäänlaista
tukkeentumisriskiä.
Edut
Mikroaaltoteknologia tarjoaa jätevesiprosesseissa monia etuja verrattuna
muihin kiintoainemittauksiin:
• Nopea ja helppo käyttöönotto –
Yksipistekalibrointi
• Lietteen laadun vaihtelut eivät
vaikuta mittarin tarkkuuteen ja
täten mahdollistaa luotettavan yksi pistekalibroiniin käytön.
• Lähettimessä ei ole liikkuvia osia,
joten se käytännössä huoltovapaa.
• Edustavan mittausmenetelmän
ansiosta pienet epäpuhtaudet
antennien pinnassa eivät vaikuta
merkitsevästi mittaustulokseen.
• Kaksi lähtösignaalia: kokonais kiintoainepitoisuus ja prosessin
lämpötila/johtokyky
Nykyään käytössä olevat lähettimet
ovat enimmäkseen optisia, ja pinnoittuminen/likaantuminen tekevät
niistä epätarkkoja. Tämä taas nostaa
ylläpitokustannuksia. Valmet TS
-mittaus ei ole herkkä likaantumiselle ja täten se tarjoaa luotettavan
ja stabiilin mittauksen prosessin
ohjaukseen.
Liitynnät
Valmet TS liitetään laitoksen ohjausjärjestelmiin nykyaikaisilla ratkaisuilla: valittavissa on mA+HART tai
PROFIBUS PA. Valmet TS on liitettävissä myös FDT-pohjaisiin kokoonpano- ja käytönhallintajärjestelmiin
DTM-kuvausten avulla.
Vain luotettavan kiintoainemittauksen perusteella voidaan määrittää optimaalinen polymeeriannostelu, joka
voi laskea polymeerikustannuksia jopa 20 %. Prosessikapasiteetista riippuen investoinnin takaisinmaksuaika voi
olla yllättävän lyhyt.
IP 65 (NEMA 4)
FT-anturit AISI 316, AISI 316L, Keraami, Viton, Simrit 483
Käyttöyksikkö, TCU
Suojausluokka IP 65 (NEMA 4)
Käyttöjännite 90...260 VAC / 0,1 A
Lähtösignaalit:
Virtalähtö Kokonaiskiintoainepitoisuus
4...20 mA
+ HART® 18…35 VDC
Toissij. lähtö
Prosessin lämpötila/johtokyky
4...20 mA 18...35 VDC
Tulosignaalit:
binääritulot
2 tuloa, erotettu 12...48 VDC
Väyläkommunikointi
PC-liitäntä RS-232
PROFIBUS PA
Foundation™ Fieldbus
FieldCare-tuki
Prosessiolosuhteet
pH-alue2,5...11,5
Prosessilämpötila
0...+100 °C
Prosessipaine Suositus >1,5 bar,
ei liukenematonta ilmaa/
kaasua
Tärinä20 m/s2, 10...200 Hz
Paineluokka
PN16 bar standardimallit
PN100 bar korkeapainemallit
(vain koot: FT100/150/200)
Valmet TS tarjoaa useissa eri sovelluksissa parhaan mahdollisen prosessinohjauksen ja kustannustehokkuuden:
Example: WWTP, pe= 760,000
1. Savings on heating costs/ a
Needed heating energy (MWh)
Saved gas m³
Produced energy (MWh)
Savings / a (kEUR)
Energy
consumption
(MWh)
10447
Primary sludge:
Solids content increase
5%
10 %
15 %
20 %
9 925
81 621
415
24,9
9 402
163 242
830
49,8
8 880
244 863
1 245
74,7
8 358
326 484
1 662
99,7
2. Savings on pumping costs
Primary sludge pumping (MWh)
Digested sludge pumping (MWh)
Centrifugal pumping (MWh)
Centrifugal running hours (MWh)
121
187
147
1358
115
178
140
1290
109
169
132
1222
103
159
125
1154
97
150
118
1087
Total energy consumption (MWh)
1813
1723
1632
1541
1452
90
181
272
361
5,4
10,9
16,3
21,7
Total savings on pumping (MWh)
Savings / a (kEUR)
3. Savings on laboratory work
Savings / a (kEUR)
5,0
5,0
5,0
5,0
Total savings / a (kEUR)
35,3
65,7
96,0
126,4
Energy price in this example: 0,06 EUR/kWh
Johtokyvyn enimmäisrajat eri prosessilämpötiloissa ja
anturien painot.
30 °C
50 °C
paino
(mS/cm)(mS/cm)(kg/lbs)
FT 50 / 2” 25 25
8.5 / 18.7
FT 80 / 3”
20
20
9 / 20
FT 100 / 4”
18
15
10.0 / 22.0
FT 150 / 6”
13
12
13.5 / 30.0
FT 200 / 8” 12
11
17.0 / 37.5
FT 250 / 10”
12
11
24.5 / 54.0
FT 300 / 12” 10
9
29.0 / 64.0
5
Valmet TS
-pakkauksen sisältö
For more information, contact your local Valmet office. www.valmet.com
Specifications in this document are subject to change without notice.
Product names in this publication are all trademarks of Valmet Corporation.
© Valmet Corporation, BR81097_FI_01 04/2015.
• Valmet TS -anturiyksikkö
• Lähettimen keskusyksikkö
• Anturin kaapeli (10 m)
• Käyttöopas