Projecte SGHGEMS Emissions de sulfhídric i gasos d efecte hivernacle en col lectors mediterranis, Sulfide and GreenHouse Gas Emisions from

Transcripción

1 Projecte SGHGEMS Emissions de sulfhídric i gasos d efecte hivernacle en col lectors mediterranis, Sulfide and GreenHouse Gas Emisions from Mediterranean Sewers

2 Importància sistemes clavegueram - col lectors Nivell estat espanyol: 17 comunitats autònomes municipis Aigües residuals col lectives: Hm 3 /any 190 l/hab dia Depuració: Hm 3 /any EDARS 86% cobertura Xarxes de col lectors: Km 98% cobertura 88% sistemes unitaris 12% xarxa separativa sobreeixidors 700 tancs de tempesta Gestió i sanejament (% població) 72% Publica 15% Mixta 13% Privada Jornada, La corrosión en el ciclo del agua: problemas y soluciones, 25/2/2012, Barcelona AquaEspaña, Asociación Española de Empresas de Tratamiento y Control de Aguas ; AEAS, Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento CEOCOR - Comité Europeo de estudio de la corrosión y protección de Canalizaciones.

3 Sistemes clavegueram - col lectors No només Sistemes de recol lecció i transport de l aigua residual Reactors químics i biològics a tenir en compte com una part essencial del sistemes d aigües urbans Gestió eficient dels sistemes d'aigües residuals

4 EMISSIONS NOCIVES: GENERACIÓ DE SULFHÍDRIC Formació i acumulació de Sulfhídric SO 4 2- O 2 SRB H 2 S Olors, molèsties Riscos de Salut Corrosió de canonades

5 EMISSIONS NOCIVES: GENERACIÓ DE SULFHÍDRIC Trencament càrrega Estació bombeig Col. Impulsió Col. gravetat H2S (g) SO 4 H 2 S

6 Efectes del Sulfhídric en la salut

7 Efectes (i costos!!!) del Sulfhídric en Corrosió Cost Corrosió en Sistemes d aigues residuals a l Estat espanyol: 1000M /any Fracció molt important deguda la oxidació del H 2 S produït en col lectors H 2 S+2O 2 H 2 SO 4 Corrosió Jornada, La corrosión en el ciclo del agua: problemas y soluciones, 25/2/2012, Barcelona AquaEspaña, Asociación Española de Empresas de Tratamiento y Control de Aguas ; AEAS, Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento CEOCOR - Comité Europeo de estudio de la corrosión y protección de Canalizaciones.

8 Efectes (i costos!!!) del Sulfhídric en Corrosió

9 Corrosió accelerada col lector per gravetat: 2.9 m ample, 2 m alçada, 10 km longitud. Cost de la rehabilitació: AU$ =

10 EMISSIONS NOCIVES: GENERACIÓ DE METÀ Formació i acumulació de Metà en col lectors Matèria Orgànica O 2 MA CH 4 Gas d efecte hivernacle. 23 vegades més potent que CO 2 Risc per la salut-laboral explosiu a concentracions >5% Consum of font de Carboni necessària a EDARS

11 EMISSIONS NOCIVES: GENERACIÓ DE METÀ Col lectors són ambients anaeròbics Ready Fermentable COD Fermentative bacteria Sulfate Acetate Propionate Hydrogen Sulfate reducing bacteria Methanogenic bacteria Sulfide Methane Existeixen molt pocs estudis de producció de CH 4 en col lectors

12 METODES DE CONTROL D EMISSIONS NOCIVES Orientats principalment al control de Sulfhídric... Liquid phase treatment: tractament en fase líquida Gas phase treatment: tractaments en fase gas

13 OBJECTIUS SGHGEMS Estudiar i controlar la producció i emissions de Sulfhídric i GEH dels col lectors exposats a condicions de clima mediterrani. Dur a terme la primera quantificació simultània de Sulfhídric i Metà en sistemes col lectors típicament mediterranis El projecte SGHGEMS es divideix en 3 sub-objectius: Determinar-Quantificar les emissions de H 2 S i CH 4 de sistemes col lectors característics de la Mediterrània. Dissenyar i aplicar les millors estratègies de control per als casos estudiats. Integrar el coneixement en les eines per a la gestió dels sistemes urbans d'aigua.

14 LOCALITZACIÓ TREBALL DE CAMP Sistema l Escala-Albons Treball de camp: l Escala UWS ( hab to > hab)

15 METODOLOGIA CAMPANYES DE MOSTREIG + MODELITZACIÓ MATEMÀTICA Campanyes de mostreig intensives H 2 S online fase líquida-gas CH 4 offline fase líquida Altres compostos importants Modelització avançada UQ Sewer model Prediccions i selecció de les millors estratègies de gestió CAMPANYES DE MOSTREIG Caracteritzar el funcionament del sistema Obtenir dades per introduir en el model matemàtic

16 METODOLOGIA: Campanyes de mostreig Paràmetres off-line: H 2 S, CH 4, SO 4, Matèria Orgànica (VFA, DQOs, DQOt), NH 4, TKN, Alcalinitat, Temperatura, ph, Conductivitat

17 METODOLOGIA: Campanyes de mostreig Paràmetres on-line: Sensors avançats Lectures (i a vegades, control) en temps real del que succeeix al sistema Fase líquida: H 2 S, NO 3-, Temp. Sondes espectromètriques s::can

18 METODOLOGIA: Campanyes de mostreig Paràmetres on-line: Sensors avançats Fase gas: H 2 S, Temperatura. sensors Odalog

19 METODOLOGIA: Modelització avançada UQ SEWER Model, simulació de processos biològics en col lectors més avançat a nivell mundial. Model dinàmic en MATLAB+Simulink 37 processos diferents!!! Transformacions biològiques Carboni en condicions aeròbiques, anòxiques i anaeròbiques. Inclou metabolisme detallat de generació de CH 4, fermentació, consum heteròtrofs, consum SRB Transformacions biològiques Sofre: reducció de SO 4, oxidació microbiològica del H 2 S amb O 2 -NO 3- -NO 2-, alliberament de S de compostos orgànics Oxidació química de H 2 S+O 2, precipitació química H 2 S + Sals de Fe Variació de ph deguda a reaccions bioquímiques Predicció, optimització de costos reducció

20 mg/l S RESULTATS Concentració H 2 S EBAR Radin ( ) EDAR Pretract ( ). Maig Temps (h) Concentració H 2 S diaria EDAR Pretract: 22.0 mg S-H 2 S/L Concentració H 2 S diaria EBAR Radin : 16.9 mg S-H 2 S/L Seguiment online H 2 S pretractament

21 Methane conc (mgc-ch4/l) RESULTATS Concentració CH 4 EBAR Radin( ) EDAR Pretract ( ). Maig Time (h) Concentració CH 4 EDAR Pretract: 6.2 mg DQO- CH 4 /L Concentració CH 4 EBAR Radin : 2.1 mg DQO- CH 4 /L

22 RESULTATS Concentració H2S Pretractament: mesurada vs model, Maig Sulfide conc (mgs-h2s/l) Time (h) Concentració H2S diaria mesurada Pretractament: 22.0 mg S-H2S/L Concentració H2S diaria model Pretractament: 21.7 mg S-H2S/L

23 Methane conc (mgc-ch4/l) RESULTATS Concentració Metà Radin-Pretractament, mesurada vs Model, Maig Time (h) Concentració CH 4 diària model Pretractament: 8.6 mg DQO-CH 4 /L Concentració CH 4 diaria mesurada Pretractament: 6.2 mg DQO-CH4/L Concentració CH 4 diaria mesurada Radin: 2.1 mg DQO-CH 4 /L

24 CONCLUSIONS 1er ANY PROJECTE S han instal lat els aparells de mesura, 2 campanyes de mostreig i provat la metodologia de treball S han pogut mesurar les concentracions de H 2 S and CH 4 pel sistema de col lectors provinent de l Escala. S ha posat a punt el model: calibració pel sistema l Escala TASQUES FUTURES El model UQ sewer model s utilitzarà per establir la millor estratègia de control, inclòs la tria del millor producte, dosi a utilitzar i lloc de la dosificació. S aplicarà la metodologia a diferents sistemes de col lectors

25 AREA III. TECNOLOGIES I AVALUACIÓ Producció de gasos d efecte hivernacle i compostos nocius en col lectors i EDARS Avaluació de les emissions de CH 4 and H 2 S en sistemes de col lectors Estratègies de control-mitigació Modelització emissions GHG Avaluació de la producció de N 2 O en el procés d eliminació biològica de nitrogen (nitrificació/desnitrificació)

26 ÀREA III. TECNOLOGIES I AVALUACIÓ MARIE CURIE IRG Project, 7 th EU framework program: Sulfide and Greenhouse Gas emissions from Mediterranean sewers GEISTTAR. Spanish Ministry of Science and Innovation, Understanding Fugitive Greenhouse Gas Emissions from Wastewater Transport and Treatment Systems

27 Emissions de sulfhídric i gasos d efecte hivernacle en col lectors mediterranis, SGHGEMS Patrons Amb el suport de 27