I JORNADA BIOGÁS GALICIA La nueva EDAR de Lagares. Caso Práctico. Ponente: Mercè Baldi Enero 2015  El problema PROBLEMÁTICA DE LA EDAR EXISTENTE (I) •Caudal de admisión a planta (3 m3/s), inferior al de los colectores que llegan (8.0 m3/s): alivios a la playa de Samil •Capacidad de tratamiento (400.000 hab. equivalentes) inferior a las necesidades actuales (510.000 hab. equivalentes). •No dispone de desinfección. •Proximidad de viviendas: dificultades para evitar el impacto de olores en la población próxima  El problema PROBLEMÁTICA DE LA EDAR EXISTENTE (II) •Situación del Dominio Público Marítimo-Terrestre •Terrenos previstos en el PXOM.  La solución Inversión Convenio de Financiación Importe % Fondos Europeos (FEDER) 112.000,00 48,69 Xunta de Galicia - Augas de Galicia 104.341,00 45,37 Concello de Vigo 13.655,00 5,94 229.996,00 100,00 TOTAL  La solución Requisitos de diseño: • Cumplir la calidad de vertido exigida al efluente. • Mantener en servicio la EDAR actual durante las obras. • Liberar el espacio ocupado al DPMT. • Diseñar una instalación parcialmente soterrada y totalmente cubierta para minimizar el impacto acústico y odorífero de la planta.  La solución Requisitos de diseño: • Población de diseño • Pretratamiento y Decantación primaria…. 8 m3/s (Actual), 12 m3/s (Futura) • Tratamiento biológico con eliminación de nutrientes . . . ………… 4 m3/s. • Tratamiento terciario eliminación de fósforo . . . . . . . . . . ……….. 4 m3/s. • Desinfección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 m3/s. • No se alivian a la ría aguas de lluvias sin tratar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………… 800.000 h-e.  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » SOLUCIÓN DE PROCESO  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Pretratamiento de lodos a digestión-Hidrólisis Térmica DISEÑO GENERAL DIGESTIÓN CON HIDRÓLISIS TÉRMICA CAMBI DIGESTIÓN ANAEROBIA C/ PRETRATAMIENTO “CAMBI” DIGESTIÓN ANAEROBIA S/ PRETRATAMIENTO 12-15 días 20-21 días 10-12 % 4-6 % Volumen < 1/3 Convencional 1 Carga VS > 5 Kg/m3/día 2 -3 Kg/m3/día 7.5 – 8 6.8 – 7.5 Temperatura 38 – 42ºC 35 – 37ºC VFA/ Alcalinidad total 0.1 – 0.5 0.1 – 0.5 2500-3000 mg/l 600-1000 mg/l 65-68% CH4, H2S ↓↓ 60-65% CH4, H2S ↑↑ No Nocardia, Microthrix Clasificación Biosólido Clase A No Clase A Sequedad LODOS Deshidratados 30 - 35% 20-25% > 55 - 60% 40-45 % PARÁMETROS Tiempo de retención Concentración DS pH Amonio Calidad Biogás Foaming Destrucción % VS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Digestión anaerobia DIGESTIÓN ANAEROBIA EDAR LAGARES CON Y SIN HIDRÓLISIS TÉRMICA PARÁMETROS SIN THP CON THP VAR. % 1.160 375 - 68 % LODO PRE-DESHIDRATADO m3/día TnMS/d 61,8 61,8 = 43 % - 57 % 43 % - 57 % = SS (%) 5,3 % 16,5 % +211% SSV (%MS) 65 % 65 % = - 2.341 - m3/día - 187,3 - m3/día 1.160 618 - 47 % TnMV/d 39,9 39,9 = SS (%) 5,3 % 10 % + 88 % m3 23.040 11.353 - 50% 20 18,4 -7% Cv (kgSSV/m3/d) 1,73 3,52 + 103 % Reducción de volátiles (%) 45 % 58,5 % +30% % Primarios - % Secundarios VAPOR INTRODUCIDO A THP Kg/h vapor ( promedio) CAUDAL DILUCIÓN SALIDA THP ALIMENTACIÓN DIGESTOR DIGESTIÓN TRH (días)  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS PRE-TRATAMIENTO DIGESTIÓN POST TRATAMIENTO DIGESTIÓN        PREDESHIDRATACIÓN DE LODOS ALMACENAMIENTO DE LODOS PRE-DESHIDRATADOS HIDRÓLISIS TÉRMICA DE LODOS DESHIDRATACIÓN DE LODOS ALMACENAMIENTO LODOS DESHIDRATADOS SECADO TÉRMICO DE LODOS ALMACENAMIENTO DE LODOS SECOS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Pretratamiento de lodos a digestión-Hidrólisis Térmica 1) ENTRADA FANGO A HIDRÓLISIS Alimentación continua Fango predeshidratado 16,5 %, 15 ºC 61.794 Tn/dia HIDRÓLISIS TÉRMICA 4) FLASH TANK (15 m3) STEAM EXPLOSION Desintegración de células Reducción de Temperatura Recuperación energética 102oC TH≈1,5 hr P ≈ 0,4 bar Fango: 11÷14% MS 100ºC 2) PULPER (15 m3) Calentamiento del fango a ≈100oC Homogeneización fango Reducción de la viscosidad TRH≈1,5 hr 5) SALIDA DE FANGOS A DIGESTIÓN Salida continua Dilución fango al 10% MS, 79ºC Bombeo a Digestión Fango precalentado 12÷15% MS 3) REACTOR (3x6,5 m3) Funcionamiento en Batch 6 bar 165÷170oC TRH 20÷30 min. Fango Hidrolizado 11÷14%DS Vapor 12 bar 2.340 Kg/h  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Digestión anaerobia DIGESTIÓN ANAEROBIA DE LODOS  2 DIGESTORES DE 5.760 m3 INTERCAMBIADOR DE LODOS A DIGESTIÓN   PARA ENFRIAMIENTO CON HT 666 KW PARA CALENTAMIENTO SIN HT 380 KW CALDERA DE AGUA CALIENTE  1 CALDERA 1.300 KW PRODUCCIÓN DE BIOGAS CON HT  PRODUCCION DIARIA DE 21.027 Nm3/d  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás LINEA DE BIOGÁS: RECUPERACIÓN DE CALOR:  GASÓMETROS  GASES DE ESCAPE DE MOTORES  ANTORCHA  COGENERACIÓN  CALDERAS DE VAPOR  PRODUCCIÓN DE VAPOR – HIDRÓLISIS  CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN DE MOTORES  CALENTAMIENTO AGUA CALDERA  REFRIGERACIÓN DE LOS LODOS HIDROLIZADOS  CALENTAMIENTO AGUA DILUCION RETORNOS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás APROVECHAMIENTO BIOGAS CON Y SIN HIDRÓLISIS TÉRMICA PARÁMETROS SIN THP CON THP VAR. % 16.174 21.027 + 30 % - 4.032 - Cons. en Caldera H2O Caliente – Digestión (Nm3/día) 5.338 0 - Biogás Disponible para Cogeneración (Nm3/día) 10.837 16.995 + 57 % PRODUCCIÓN BIOGÁS Producción Biogás (Nm3/día) Cons. Biogás Caldera Vapor - THP (Nm3/día)  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás TRAZADO LÍNEA DE BIOGÁS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás GASÓMETROS ANTORCHA   2 GASÓMETROS DE 3.080 m3 1 ANTORCHA DE 1.760 m3/h  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás SALA DE COGENERACIÓN Y CALDERAS DE VAPOR  2 MOTORES DE COGENERACIÓN 800 KWe   1 CALDERA DE VAPOR MIXTA 4.200 KG/H (4.900 kW) 1 CALDERA DE VAPOR DE EMERGENCIA 4.200 KG/H  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás CIRCUITOS DE RECUPERACIÓN DE CALOR  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás Vapor 4,2-2,34 Tn/h [Prod. Máx/Med] P= 11,5 bar.g. T= 189,4ºC Salida gases economizador (Temp. = 160 ºC) Entrada H2O potable precalentada en circuito LT motogenerador (Qmed= 2,34 m3/h ; T= 85ºC). ByPass Gases Escape a atmósfera Gases escape cogeneración a zona recuperación caldera (Temp. = 458 ºC) Modulo Alim. H2O 1+1bombas Q = 4,83 m3/h Salida humos quemador caldera vapor Quemador - Pot. 4.900 kW Para Prod. Vapor máx4.200 kg/h Economizador (Pot. 202 kW) H2O entrada a caldera (Temp. a Qmax= 121 ºC ; Qmax/med= 4,8 /2,34 m3/h) Salida gases zona recuperación (T = 232 ºC)  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Generación y aprovechamiento de Biogás APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO:  BIOGÁS PRODUCIDO TOTAL . . . . . . . . . . . . . . 21.027 m3/day (P90F)  BIOGÁS CONSUMIDO EN COGENERACIÓN . . 15.717 m3/day (P90F)  COGENERACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 x 800 kWe  ENERGIA ELÉCT PRODUCIDA . . . . . . . . . . . . . . 38.400 Kwh/día (P90F)  Nº HORAS AÑO DE COGENERACIÓN . . . . . . . . 7.998 h/año  ENERGÍA ELÉCTRICA CONSUMIDA . . . . . . . . . . 33.885 MWh/año (P50F)  ENERGÍA ELÉCTRICA PRODUCIDA . . . . . . . . . . 10.469 MWh/año (P50F) ENERGIA ELÉCTRICA PRODUCIDA = 30% DE LA ENERGIA ELÉCTRICA REQUERIDA (P50F)  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Deshidratación y Secado térmico DESHIDRATACIÓN Y SECADO CON Y SIN HIDRÓLISIS TÉRMICA PARÁMETROS SIN THP CON THP VAR. % m3/día a Deshidratar (IN) 1.160 618 - 47 % KgSS/día (IN) DESHIDRATACIÓN LODO DIGERIDO 43.822 38.431 - 12 % SS lodo Deshidratado (%) 22 32 + 45 % m3/día lodo Deshidratado OUT) 193 116 - 40% LODO A SECADO TÉRMICO m3/día a Secado Térmico (IN) 193 116 - 40 % 42.508 37.278 - 12 % Sequedad Lodo IN (%) 22 32 + 45 % Sequedad Lodo OUT (%) 90 90 0% H2O a Evaporar (Kg/día) 145.986 75.074 - 49% Sequedad Pellet (%) 90 90 0% Tn Pellet/día 47 41 - 12% Volumen Pellet (m3/día) 123 108 - 12% 166.081 85.047 - 49% KgSS/día a Secado Térmico (IN) SECADO TÉRMICO PRODUCCIÓN DE PELLET CONSUMO GAS NATURAL EN SECADO TÉRMICO KWh/d CARGA AMONIO (N-NH4) EN RETORNOS Carga Amonio en Retornos (Kg/N-NH4/día) 720 924 % Sobre Carga Amonio en H2O Bruta 12 % 15% +30%  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Deshidratación y secado térmico DESHIDRATACIÓN Y SECADO TÉRMICO  1+1 CENTRÍFUGAS DESHIDRATACIÓN    3.187 kgH2Oevap/h CALDERA DE ACEITE TÉRMICO (gas)      Mismo modelo Pre-Deshidratación 1 SECADOR   70 m3/h - 1.600 Kg/h 3.000 kw/h 1 SILO FANGO PREDESHIDRATADO 125 m3 1 SILO FANGO DESHIDRTADO 175 m3 1 SILO DE PELLET 125 m3 1 PLATAFORMA DE CARGA DE CAMIONES ALMACENAMIENTO DE LODOS  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS VENTAJAS HIDROLISIS TÉRMICA - LINEA DE LODOS  REDUCCIÓN DE LA VISCOSIDAD DEL FANGO EN DIGESTIÓN  PERMITE DOBLAR LA CARGA DE TRABAJO DE LOS DIGESTORES  AUMENTO DE LA REDUCCIÓN DE VSS EN DIGESTIÓN  AUMENTO DE LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS A COGENERACIÓN (+57%)  REDUCCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE H2S EN EL BIOGÁS  MAYOR SEQUEDAD DEL FANGO DIGERIDO DESHIDRATADO (32%)  REDUCCIÓN DEL COSTE ENERGÉTICO DEL SECADO TÉRMICO (49%)  E.D.A.R. LAGARES-VIGO » LÍNEA DE LODOS » Tratamiento de retornos. Proceso Demon. PROCESO DE ELIMINACIÓN DE NH4+ DEL CAUDAL DE RETORNO DE CENTRÍFUGAS Conventional Nitrification / Denitrification DEMON Process VENTAJAS:     21 % AHORRO ENERGÉTICO (vs proceso con nitrificación-desnitrificación) RECUPERACIÓN DEL CALOR DEL AGUA ENFRIAMIENTO LODOS NO REQUIERE FUENTE DE CARBONO EXTERNA 80% MENOS DE PRODUCCIÓN DE BIOMASA