H-1134 Budapest, Váci út 23-27. Adress: 1325 Bp., Pf.: 355. Phone: 465 2400 Fax: 465 2961 www.vizmuvek.hu
[email protected]
Central Wastewater Treatment Plant energy efficient operation and experiences
1
EWA SPRING DAYS 2015 Conference Budapest Water Conference Budapest, 3-6.03.2015
Agenda
1. Background of the Budapest Central Wastewater Treatment Plant (BCWWTP) 2. Plant description – Main characteristics 3. Datas from the operation
2
Waste and rainwater catching areas
IV III
XV
Észak-Pest 200 000 m3/day XIII (1980)
II
XIV XII
I
V
XVI
VI VII VIII XVII
XI
IX XIX
Dél-Pest XVIII 80 XX 000 m3/day CSEPEL XXI (1966) XXII m3/day 300 000 XXIII (2010) 3
LIVING DANUBE Project Basic Data of the BCWWTP: • Capacity: 1,6 M population equivalent • Wastewater quantity: 350 000 m3/day • Max. wastewater quantity: 900 000 m3/day (10.4m3/s) ~ 95% of yearly received wastewater biologically treated • Average daily received wastewater quantity in 2014: 239 000 m3
4
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Main characteristics • Covered and ventilated process structures • Extracted air treated by biological and chemical odour treatment units • Architecture and Landscaping fits to surrounding area (70% of the plant is GREEN) • Biogas used for energy production and heating (~60% recovery of electricity consumption)
5
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Treament flow chart Ferencv
Pumping station
Kelenföld
Pumping station
ár os
Polymerisation 2 units
Grit
FeCl3 Rain Water Thickener (4 Units)
Screenings
26 250 m3/h
SEDIPAC 3D® Grit removal, fat flotation, Primary sedimentation) 7 (+1 reserve) units
4 375 m3/h 21 875
m3/h
BIOLOGICAL TREATMENT (pre-anoxic, anaerobic, aerobic/anoxic zone) 17 (+1 reserve) units CLARIFIERS 17 (+1 reserve) units
Conveyor 2 Deposition + Compactor 2
Grit
Grit classifier 2 db
Greace
Greace evacuation
PASTEURISATION 2 (+1 reserve) lines 1 line = 3 tanks
DIGESTED SLUDGE TANK NITROGEN REMOVAL (DEMON) (2 Units)
Outlet to Danube N30 P2
Biogás holder 2
Ferric-chloride dosing
Sludge
Poly
COGENERATION 2 (+1 reserve) lines
TERMOFIL ANAEROBIC DIGESTERS 3 reactors
Sludge
FeCl3
6
Deposition
Sludge, NO3 Recirculation
11 250 m3/h GRIT REMOVAL 3 Units
MIXED SLUDGE TANK 1 tank
37 500 m3/h FINE SCREENS (3 mm) 6+2 units
BY PASS
DRAINING TABLES 5 (+1 reserve)
BIOLOGICAL SLUDGE THICKENER
Autosampling ponit Flow meters
GRAVITATY THICKENERS 2 (+1 reserve)
CENTRIFUGE 2 (+1 reserve)
DEWATERED SLUDGE TANKS 4 TANKS
Ferric-chloride dosing POLYMERISATION 2 units
Recultivation (Mun)
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Mechanical treatment
7
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Primary Sedimentation SEDIPAC 3D (8) Compact device • Grit removal • Grease removal • Lamellar settling
TSS removal efficiency 65 – 70% 8
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Biological treatment
9
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Pre-anoxic 10
Anaerobic
Pre-anoxic
Biological treatment
Anoxic/Aerobic
Secondary Clarifier
Secondary Clarifier Anoxic/Aerobic Anaerobic
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Biological reactor (18) Aerobic/Anoxic zone Anaerobic zone
Pre-anoxic zone 11
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 295,2 mg/l Outlet: 0,9 mg/l
Average: Inlet: 328,7 mg/l Outlet: 0,15 mg/l
12
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 513,9 mg/l Outlet: 20,5 mg/l
Average: Inlet: 565,7 mg/l Outlet: 14,7 mg/l
13
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 268,9 mg/l Outlet: 5,6 mg/l
Average: Inlet: 290,7 mg/l Outlet: 4,3 mg/l
14
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 53,2 mg/l Outlet: 11,6 mg/l
NO3 recirkulation and DEMON start up Average: Inlet: 58 mg/l Outlet: 10,2 mg/l
Trial period 3rd phase
15
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 37,8 mg/l Outlet: 1,8 mg/l
NO3
16
recirkulation and DEMON start up
Average: Inlet: 41,3 mg/l Outlet: 1,5 mg/l
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Inlet – Outlet values Average: Inlet: 6,66 mg/l Outlet: 1,9 mg/l
Average: Inlet: 7,16 mg/l Outlet: 1,05 mg/l
17
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Treated water characteristics
Parameters (mg/L)
Water Operating Permit
Average
COD
125
< 33
BOD5
25
< 10
TSS
35
4,3
TN
30*
10,2
TP
2*
1,05
Raw Water Flow Rate (m3/d)
300 000
235 412
*From the end of 2013, TN < 10 mg/L, TP < 1 mg/L 18
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Biological sludge VS% Average: VS: 72,2 % Average: Aerated sludge age: 7,3 days
Average: VS: 70,4 % Average: Aerated sludge age: 7,1 days
19
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Sludge line
20
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Thickening Biological Sludge
Primery Sludge
Pressing zone Sludge feeding
Moving scraper system Thickened sludge evacuation
Continuous belt washing Filtrate and washing water zone collection pan
Concentration:
55 – 60 g/l
45 – 50 g/l
Daily thickened volume:
900 m3/d
520 m3/d
VS content:
21
75%
Filtrate withdrawal Adjustable feet
76%
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Sludge treatment • Digestion system (3 x 6050 m3) • Thermophilic anaerobic digestion at 55ºC – VS removal: 50%
• Minimum SRT ≅ 12 days • Daily feed:1500 m3/d
22
DIGESTERS
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Digesters sludge Vs load, biogasproduction
23
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Digesters, Feeding-VFA-TAC
24
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Digesters SRT
25
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Biogas production VS kg destroyed
26
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Primery-, Biosludge ratio biogasproduction
1,03
27
1,02
1,03
1,08
1,07
1,11
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Cogeneration
• Biogas holders
• Double membrane system • Capacity 2x3500 m3 • Pressure 25 mBar • Increased to 120 mBar before the engines • Activated carbon filter – remove: siloxanes – H2S <120ppm
28
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Sludge dewatering Centrifuges (3 units + 1)
DS (average) g/L: Incoming sludge: Primary sludge: Biological sludge: Thickened sludge: Digested sludge: Dewatered sludge:
0,2 26 10 - 12 50 - 60 30 min. 270
Sludge quantity (average, 2014): Primary sludge: Biological sludge: Mixed sludge: Dewatered sludge : 29
2900 m3/d 3200 m3/d 1440 m3/d 160 t/d
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Biogas engine - Cogeneration
• 2+1 gas engine 1,4MW/unit • ~ 25 000 Nm3/d biogas • ~ 56 000 kWh/d energy
30
•
The waste heat is used to heat the sludge during the digestion process
•
The cogeneration insures 60% self-efficiency
Biogas and electricity values
Average: Biogas: 24800 Nm3/d Electr.: 55400 kWh/d
31
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Self - efficiency
2013: without biologie ventilation 69% 2014: without biologie ventilation 65% Self efficiency
32
kWh/treated water
2010
49,2%
0,4573
2011
58,2%
0,4296
2012
59,5%
0,4252
2013
61,1%
0,4027
2014
57%
0,4343
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Sludge dewatering
Average: 10,6 kg/t
Average: 11 kg/t
33
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Future projects • Archimedes turbine • Heat pump • Cell disruption
34
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]
Thank You for the Attention
Bence Márialigeti
László Váci
Sewage Operations Director WATERWORKS OF BUDAPEST I FŐVÁROSI VÍZMŰVEK ZRT. Budapest XIII., Váci út 23-27. I Postal address: H-1325 Budapest, Pf. 355 TEL: +36 1 883 3809 FAX: +36 1 883 3801 MOBILE: +36 30 228 8492 E-MAIL:
[email protected] WEB: www.vizmuvek.hu
HEAD OF SEWAGE OPERATIONS DEPARTMENT WATERWORKS OF BUDAPEST I FŐVÁROSI VÍZMŰVEK ZRT. Budapest XIII., Váci út 23-27. I Postal address: H-1325 Budapest, Pf. 355 TEL: +36 1 883 3803 FAX: +36 1 883 3801 MOBILE: +36 30 738 1790 E-MAIL:
[email protected] WEB: www.vizmuvek.hu
35
Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu •
[email protected]