Deammonifikation - kvælstoffjernelse på industrielt spildevand

Projektets formål er at udvikle en ny renseproces for kvælstoffjernelse, hovedsageligt til anvendelse for industriel processpildevand. Deammonifikationsprocessen giver en væsentlig besparelse i energiforbruget og nedsætter miljøpåvirkningen i form af mindre CO2-emission, i forhold til konventionelle renseprocesser.

Projektbeskrivelse
Hovedformålet i projektet er at udvikle en ny spildevandsrensningsmetode, baseret på kvælstoffjernelse ved deammonifikation. Processen udvikles til industrielt spildevand med højt kvælstofindhold og høje temperaturer, samt til sidestrømsprocesser, som rejekt fra rådnetanke på kommunale renseanlæg. Deammonifikationsprocessen nedsætter energiforbruget til beluftning til ca. 1/5 af konventionelle nitrifikation/denitrifikation processers forbrug og nedbringer dermed CO_2-emissionen, samt giver lave driftsomkostninger. Desuden anvendes kulstof ikke som energikilde i processen. Deammonifikationsprocessen består af en kombination af ammoniumoxidation til nitrit (nitritation) og en anaerob ammoniumoxidation 'anammox', som medfører en direkte nedbrydning af ammonium til frit atmosfærisk kvælstof. Dette er en biologisk reaktion forårsaget af mikroorganismer, hvor ammonium er elektrondonor og nitrit er elektrondonor. Reaktionen genererer tilstrækkeligt energi til vækst af de 'anammox'-mikroorganismer, der er katalysatorer for reaktionen. For at forøge effektiviteten af processen udvikles en funktionel separation af nitritationsprocessen og N-fjernelsen. Dette gøres som et 2 - trins anlæg baseret på aktiv slam. Processen er blevet bekræftet i biofilm anlæg, i laboratorium og pilotskala. Enkelte fuldskala anlæg har også utilsigtet været drevet med denne proces. Videnskabelige undersøgelser om processens egnethed for specielt industrielt spildevand i aktiv slam anlæg, her ikke været gennemført. Forskning og udviklingsarbejdet baseres på pilotforsøg på henholdvis anaerobt forbehandlet industrielt processpildevand og rejekt fra rådnetank på et kommunalt anlæg. Resultaterne , som vil være procesmodeller vil blive anvendt til at afslutte projektet med et konkret forslag til, hvordan deammonifikationsprocessen kan implementeres i fuld skala på hhv. CP Kelco's renseanlæg og Herning renseanlæg
Resultater

Processen minimerer ligeledes behovet for tilsætning af eksternt kulstof til processen. Konventionelle kvælstoffjernelsesprocesser har et højt energiforbrug til beluftning. På industrielle anlæg ofte i størrelsen 70 - 80% af anlæggets samlede energiforbrug. Deammonifikationsprocessen vil teoretisk kun kræve 1/5 af denne energimængde. Dette er eftervist på anlæg med biofilm i pilotskala og det er projektets formål eftervise dette i aktiv slamanlæg, der er langt den mest almindelige teknologi i Danmark. Projektets hovedmål er at opnå deammonifikation i en 2-trinsproces, enten ved at få processen til at ske i en reaktor, som 2 adskilte processer eller trinvist i 2 eller flere reaktorer. Forskellige biofilm- og aktiv slamteknologier er valgt til testene. Efter nogen indkøringsvanskeligheder er det lykkedes at opnå nitritation (1. del af processen) på 2 af de 3 pilotanlæg på CP-Kelco og på pilotanlægget på Herning renseanlæg. Anammox-processen (2. del af processen) er klart observeret på de 2 biofilmanlæg, om end ikke i fuldt omfang. På aktiv-slamanlægget på CP-Kelco er det først i midten af december 2002 lykkes at observere en kvælstoffjernelse, der sandsynligvis er anammox-baseret. Processen er dog meget ustabil og bortfaldt gentagne gange. Det er således kun delvist lykkedes at etablere deammonifikationsprocessen med anvendelse af aktiv slam. Ved forsøgene er fundet nøgletal for processen hvad angår temperatur, pH-værdi, substratkoncentrationer og andre driftsparametere. Der er opstillet modeller for beregning af processen til brug ved procesoptimering og dimensionering

Key figures

Periode:
2001 - 2004
Bevillingsår:
2001
Egen finansiering:
2,93 mio.
Støttebeløb:
3,79 mio.
Støtteprocent:
56 %
Projektbudget:
6,72 mio.

Kategori

Oprindelig title
Deammonifikation - væsentlige energibesparende ny biologisk metode til kvælstoffjernelse på industrielt spildevand
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Udvikling
Journalnummer
1273/01-0013

Deltagere

CP Kelco (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Envicare ApS, Skødstrup (DK)
Herning Kommune, Herning (DK)

Kontakt

Kontakperson
Christensen, Jens R.
Adresse

Øvr. Partnere: