Biosolids-Management

Biosolide sind ein nährstoffreiches und organisches Nebenprodukt des Abwasserbehandlungsprozesses. Sie entstehen bei der Abwasserbehandlung in einer Kläranlage. Bei der Behandlung und Verarbeitung können Biofeststoffe recycelt und als Dünger verwendet werden, um die Bodenbedingungen zu erhalten oder zu verbessern und das Pflanzenwachstum zu fördern. Im Jahr 2005 führte die Stadt Hamilton einen Biosolids-Masterplan durch, um die Herausforderungen anzugehen, die mit der bestehenden Praxis des Biosolid-Managements in der Abwasseraufbereitungsanlage Woodward verbunden sind.

Wie werden sie in Hamilton behandelt?

Zuvor wurden Biofeststoffe aus Hamilton in der Anlage als Material der Klasse B entwässert und über den Landauftragnehmer der Stadt als landwirtschaftliche Nährstoffquelle wiederverwendet. Saisonale und klimatische Einschränkungen führten jedoch dazu, dass ein Teil der Biofeststoffe aufgrund des Verlusts der externen Lagerung als „nicht sinnvolle“ Endverwendung auf Deponien verbracht wurde.

Während Biofeststoffe der Klasse A und B wichtige Nährstoffe und organische Stoffe enthalten, müssen in Biofeststoffen der Klasse A Krankheitserreger auf praktisch nicht nachweisbare Mengen reduziert werden und das Material muss außerdem strengen Standards hinsichtlich Metallen und Gerüchen entsprechen. Biofeststoffe der Klasse B werden behandelt, enthalten jedoch höhere Mengen an nachweisbaren Krankheitserregern als Biofeststoffe der Klasse A und erfordern möglicherweise eine Genehmigung der EPA mit Bedingungen für die Landausbringung, Ernte und öffentlichen Zugang. Aufgrund technologischer Fortschritte, wie etwa der neuen Technologie, die in Hamilton eingesetzt wird, wenden sich viele Unternehmen von Biofeststoffen der Klasse B ab und investieren in Biofeststoffe der Klasse A.

Lesen Sie den Biosolids-Masterplan

Die Arbeiten an einem neuen Biosolids-Managementprozess begannen im Juni 2017 und nahmen im Mai 2020 den Betrieb auf.

Der neue Managementprozess nimmt bis zu 60.000 Nasstonnen Biofeststoffe im Abwasser auf und trocknet sie zu Pellets oder Produkten in Lebensmittelqualität, die der Canadian Food Inspection Agency unterliegen. Das Biosolids Management Project wurde ins Leben gerufen, um eine langfristig nachhaltige Lösung für die Biosolids der Stadt zu entwickeln und durch einen Pelletierungsprozess von einem feuchten Schlammmaterial der Klasse B zu einem Produkt der Klasse A zu gelangen. Das Endprodukt kann nun verkauft und als Dünger oder als Kraftstoffersatz verwendet werden.

Entwässerte Biofeststoffe werden über das bestehende Pumpsystem für entwässerten Schlamm zur Lagerung gepumpt. Anschließend wird es aus einem der beiden Biosolid-Lagersilos in den Mischer gepumpt und mit recyceltem Trockenprodukt vermischt, um ein Pellet zum Trocknen zu erzeugen. Die Pellets werden in den Einlass des Trommeltrockners zwischen Ofen und Trommel fallen gelassen. Rezirkuliertes Gas und Verbrennungsluft werden gemischt und im Ofen mit Erdgas erhitzt. In der rotierenden Trommel findet die Verdunstung des Wassers aus den vorgeformten Pellets statt. Hochgeschwindigkeitsgas fördert zusammen mit der Trommelrotation die Pellets durch die Trommel, bis sie trocken genug und damit leicht genug sind, um aus der Trommel befördert zu werden. Am Ausgang der Trommel transportiert die Prozessluft verdampfte Feuchtigkeit und getrocknete Partikel über einen mit Keramik ausgekleideten Kanal zum zweistufigen Trennsystem, das aus einem Vorabscheider und einem Polyklon besteht, wo die Feststoffe vom Prozessluftstrom getrennt werden .

Das getrocknete Material, das die Anlage verlässt, die die Prozessluft von den Feststoffen trennt, besteht aus trockenen Partikeln unterschiedlicher Größe, die auf ein Sieb fallen und dann nach Größe klassifiziert werden. Zuerst wird der Müll durchsucht und in einen Mülleimer entsorgt. Grobe und übergroße Pellets werden in einen Walzenbrecher geworfen und zusammen mit den feinen Partikeln in den Recyclingbehälter geleitet. Das verbleibende Material (ca. 0,5 mm bis 4 mm groß) wird zu einem Pelletkühler gefördert und anschließend pneumatisch zum Pelletlager gefördert. Das Produkt wird über einen Schneckenförderer mit drei staubfreien Entladerutschen auf LKWs verladen. Das Entladesystem ist so konzipiert, dass Pelletöl hinzugefügt werden kann, um die Staubentwicklung während des Transports und der Verwendung zu minimieren.

Die heiße Prozessluft, die die Trennanlage verlässt, trägt den verdampften Wasserdampf und einige sehr feine Partikel mit sich. Ein Prallschalenkondensator/Unterkühler kühlt die Prozessluft, wodurch die verdampfte Feuchtigkeit kondensiert und ausfällt, während gleichzeitig die Partikel und kondensierbaren flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) entfernt werden. Der Großteil der Prozessluft wird zurück zum Ofen zurückgeführt und verbleibt im Prozesskreislauf, wodurch Luftemissionen minimiert werden. Der Rest durchläuft einen Venturiwäscher und einen regenerativen thermischen Oxidationsapparat („RTO“) mit drei Kammern, bevor er das System verlässt und über einen Schornstein in die Atmosphäre gelangt.

Das Trocknungssystem umfasst Prozessstaub-Sammelsysteme mit Gewebefiltern, um Staub aus einer Reihe geschlossener Quellen zu entfernen, darunter Förderbänder, Siebe, Pelletkühler, Produktsilo und Entladerutschen. Der gesammelte Staub wird in den Prozess zurückgeführt oder als Müll entfernt. Die Staubsammler werden zur Behandlung an das Geruchskontrollsystem angeschlossen. Zu den Sicherheitssystemen für Trocknerprozesse gehören Notabschreckung, Funkenabschreckung, Kohlenmonoxid- und Sauerstoffüberwachung, Temperaturüberwachung und andere Sicherheitsmechanismen gemäß NFPA 68, 69 und 820. Außerdem gibt es ein Stickstoffüberlagerungssystem für das Produktsilo und den Recyclingbehälter .

Der Trockner verwendet Mineralöl oder ein ähnliches ungefährliches Produkt als Staubunterdrückungsmittel für das Nutzprodukt. Das Öl wird in einem doppelwandigen Tank mit Sekundärbehälter gelagert. Zu den erforderlichen Versorgungsleistungen gehören Strom, Erdgas, Abwasser und Trinkwasser. Die Einleitungen des Prozessabwassers erfolgen über die Wannen- und Venturiwäscher.

Das Projekt ermöglicht der Stadt die effizienteste Verarbeitung und Vermarktung von Biosoliden und bietet über einen Zeitraum von 30 Jahren feste, bekannte Kosten, die durch einen vorgegebenen Erschwinglichkeitsschwellenwert validiert wurden. Die öffentlich-private Partnerschaft wurde durch Mittel von Infrastructure Canada im Rahmen des P3 Canada Fund unterstützt, und der Bau sowie der weitere Betrieb und die Wartung der neuen Anlage werden von Harbour City Solutions geleitet.

Sofortige Vorteile

Lagersilos für entwässerte BiofeststoffeEntwässerte Biofeststoffe werden über das bestehende Pumpsystem für entwässerten Schlamm zur Lagerung gepumpt.

Rührgerät Entwässerte Biofeststoffe werden aus Lagersilos in den Mischer gepumpt, um dort mit recyceltem Trockenprodukt gemischt zu werden. Dadurch entsteht ein geeignetes Pellet zum Trocknen.

Trommeltrockner Pellets werden in den Einlass des Trommeltrockners zwischen Ofen und Trommel geworfen. Rezirkuliertes Gas und Verbrennungsluft werden gemischt und im Ofen mit Erdgas erhitzt und entwässern die vorgeformten Pellets.

Luft-/Feststoffabscheider Sobald sie die Trommel verlassen, werden die verdampfte Feuchtigkeit und die getrockneten Partikel zu einem zweistufigen Trennsystem transportiert. Dadurch können die Feststoffe aus dem Prozessluftstrom abgetrennt werden.

Schüttelsieb Bei diesem Verfahren werden die getrockneten Pellets nach Größe sortiert. Der Müll wird zuerst durchsucht und in einen Mülleimer entsorgt. Grobe und übergroße Pellets werden in einen Walzenbrecher geworfen und zusammen mit den feinen Partikeln in den Recyclingbehälter geleitet. Das verbleibende Material (ca. 0,5 mm bis 4 mm groß) wird zu einem Pelletkühler gefördert und anschließend pneumatisch zum Pelletlager gefördert.

Lagersilo Hier werden gesiebte und gekühlte Pellets gelagert, die nicht recycelt werden. Das Produkt wird über einen Schneckenförderer mit drei staubfreien Entladerutschen auf LKWs verladen und als Dünger oder Kraftstoff verkauft.