Projekt RRPO 2013

Izgradnja pilotskega reaktorja sušenja in razkuževanja komunalnega in/ali industrijskega mulja iz čistilnih naprav

Pravna podlaga in izhodišča

V skladu z veljavno zakonodajo RS po 15. juliju 2009 ni več dovoljeno odlagati neobdelanih muljev iz komunalnih čistilnih naprav na odlagališča nenevarnih odpadkov. Trg mulja se iz leta v leto povečuje zaradi vse ostrejše zakonodaje na področju varstva okolja, rasti števila prebivalstva, gostejše naseljenosti in posledično povečevanja števila vodočistilnih naprav. Zaradi tega je bilo potrebno razviti tehnologije in procese, ki omogočajo njihovo izrabo v industriji ali kmetijstvu.

Izhodišča razvojno raziskovalnega projekta sušenja komunalnih in/ali industrijskih muljev iz čistilnih naprav za odpadne vode so bila določena s predpostavko, da je mulj surovina ali energent, ki ga je mogoče ob ustrezni obdelavi koristno uporabiti kot gnojilo, surovino za kompostiranje, gradbeni material, zemljino ali kot alternativno gorivo. Med najpogosteje uporabljanimi procesi priprave za nadaljnjo ali končno uporabo je sušenje.

Kapacitete predelave mulja v RS ne zadoščajo trenutnim potrebam po obdelavi, zato narašča delež izvoza.

Ključni cilj projekta:

poiskati tehnično in ekonomsko učinkovito rešitev sušenja in razkuževanja industrijskih in komunalnih muljev ter jih tako pripraviti za energetsko ali drugo uporabo.

Projektne aktivnosti

Projekt temelji na predhodni raziskavi znanih BAT tehnologij sušenja in dezinfekcije mulja z zakonodajnega, družbenega, ekonomskega, energetskega in okoljevarstvenega stališča.

Na osnovi eksperimentov v pilotski vakuumski napravi so bile raziskane možnosti razkuževanja muljev pod vakuumom in nadgradnja razkuževanja s pomočjo testnih fizikalno - kemičnih in mikrobioloških poskusov. Na ta način smo iskali najučinkovitejšo tehnologijo dezinfekcije muljev različnih lastnosti.

Eksperimentalni del projekta je dal osnovo za določitev tehnoloških parametrov sušenja in razkuževanja muljev različnih kemijsko - fizikalnih in bioloških karakteristik in sicer za različne uporabnike glede na energetsko, ekonomsko in okoljevarstveno upravičenost.

Razvita strojna oprema

V okviru projekta je bila razvita naslednja strojna oprema:

mešalo reaktorja za mešanje muljne mase različnih karakteristik,
prenosnik toplote z nizkotemperaturnim režimom < 40 °C,
elektronika s senzorji temperature, tlaka in pretoka za nadzor procesa sušenja in razkuževanja,
pilotska vakumska naprava za sušenje in razkuževanje.

Aplikativnost rezultatov

Rezultati eksperimentalnega dela projekta so pokazali, da je možno tehnologijo sušenja muljev v vakuumu uporabiti za stabilizirane in nestabilizirane mulje. Razvili smo koncept hipobarične sušilne komore, ki omogoča sušenje industrijskih in komunalnih muljev do 10 % ali manj suhe mase, ter pripravili smernice za izdelavo industrijske naprave za sušenje in razkuževanje komunalnih in/ali industrijskih muljev kapacitete do 100 ton/dan.

Ciljna skupina

Rezultati projekta so zanimivi za povzročitelje, zbiralce, predelovalce in uporabnike industrijskih in komunalnih muljev.

Učinek na okolje

Obdelava mulja je kompleksen proces, pri katerem je potrebno upoštevati tako mikrobiološki vidik zaradi zavarovanja ljudi in okolja pred patogenimi mikroorganizmi in širitvijo nevarnih okužb in bolezni na ljudi, živali ter rastline, kot tudi kemijski vidik, ki poudarja nevarnost za zdravje ljudi, živali in rastlin.

Sušenje blata zmanjšuje njegovo količino, kar ima pozitiven vpliv na zmanjšanje števila potrebnih prevozov in posledično negativnega vpliva transporta na okolje. Istočasno se poveča kalorična vrednost blata, higiensko se stabilizira (brez patogenih organizmov) ter izboljša njegova struktura, s tem pa se povečajo tudi možnosti njegove uporabe v energetiki ali kmetijstvu.

Sosežig odpadnih muljev pomeni pomembno substitucijo primarnih fosilnih goriv.

Ker je proces sušenja energetsko zelo potraten, je smiselno uporabiti "odpadno" toplotno energijo s ciljem zmanjševanja uporabe fosilnih goriv.

Načrtovani nadaljnji razvoj

Tehnologija sušenja muljev in/ali ostanka digestata iz čistilnih naprav za odpadne vode z nizko temperaturnim režimom grelnega medija in podtlakom sušilnega prostora daje možnost energijsko učinkovite naprave, zlasti če imamo na razpolago nizkotemperaturni medij kot toploto za izparevanje vode iz mulja (primer odpadna toplota hladilne vode termoenergetskih objektov). Razviti sistem daje možnost projektiranja in izgradnje modularno zasnovane industrijske naprave s cca 25 ton kapacitete na enoto, odvisno od količine nastalega mulja in/ali digestata na obravnavani lokaciji.

Nadaljnji razvoj sušenja muljev v vakuumu daje možnost, da lahko glede na pridobljeno energijo v procesu kondenzacije pare in ob razpoložljivi odpadni toploti, ki bi jo koristil grelni medij v procesu sušenja, dosežemo energetsko samozadostnost delovanja naprave za čiščenje odpadnih voda in v določenih primerih zraven energetske samozadostnosti same naprave za čiščenje odpadnih voda celo viške energije, ki bi jih lahko koristili kot toplotno ali električno energijo.

Raziskovalna skupina Surovine v sodelovanju z UM

Projekt je izveden v okviru sodelovanja med raziskovalno skupino Surovine d.o.o. in Univerzo v Mariboru, ki sta ga sofinancirata Republika Slovenija in Evropska unija (EU) iz Evropskega sklada za regionalni razvoj. Sredstva so pridobljena na javnem razpisu za spodbujanje raziskovalno razvojnih projektov na problemskih območjih z visoko brezposelnostjo v letih od 2013 do 2015 – RRPO 2013. Predstavitve rezultatov projekta

1. Ljubljana, Gospodarsko razstavišče, Narava – zdravje 2014 (približno 22.000 obiskovalcev) od 13.-16. novembra 2014. Naslov predavanja: Predstavitev pilotskega reaktorja za sušenje in razkuževanje komunalnih in/ali industrijskih muljev iz čistilnih naprav.

2. Predstavitev vmesnih rezultatov raziskovalnega projekta partnerjev Surovina in Univerze Maribor: FERI, FNM in FS, FERI, 4.12.2014

3. Ptuj, ZRS Bistra Ptuj, 9-10.4.2015 (predavanje na konferenci in objava članka v zborniku): Sušenje muljev v vakuumskem reaktorju.

4. Maribor, Konferenca: Avtomatizacija v industriji in gospodarstvu (9 ; 2015 ; Maribor) Zbornik devete konference Avtomatizacija v industriji in gospodarstvu, 9. in 10. april 2015, Naslov predavanja: Napredno vodenje pilotne naprave za sušenje nestabiliziranega komunalnega mulja čistilnih naprav

Dokumenti:

1 Gospodarsko razstavišče - Predstavitev pilotskega reaktorja (PDF / 967,36 kB)
2 FERI - Predstavitev vmesnih rezultatov (PDF / 3,22 MB)
3 Bistra Ptuj - Sušenje muljev v vakumskem reaktorju - članek (PDF / 374,99 kB)
3 Bistra Ptuj - Sušenje muljev v vakumskem reaktorju - Prezentacija (PDF / 2,93 MB)
Paper aiq15 (PDF / 638,32 kB)
Predstavitev AIG15 (PDF / 1,09 MB)