Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Energieffektiviseringsförslag på Knorthems avloppsreningsverk: En förstudie till förslag som kan leda till minskad energianvändning på Knorthems avloppsreningsverk
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2015 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Avloppsreningsverken fyller en viktig funktion i ett kretsloppsanpassat samhälle. Vattnet som används och förorenas av människan måste renas från ämnen som leder till övergödning, syrebrist och nedskräpning i våra sjöar och hav. Reningsprocessen är en energislukare i vårt samhälle. Många verk är byggda under 70- och 80-talet och gammal utrustning används fortfarande. En effektivare process innebär att mindre extern energi i form av värme och el behöver köpas in, vilket är en kostnadsbesparing som kan göra investeringar lönsamma på lång sikt. Det kan även ses i linje med EU:s miljömål om energieffektivisering med 20% fram till 2020.

Arbetet till rapporten är utförd på Knorthems reningsverk i centrala Örnsköldsvik där vatten renas från Örnsköldsviks stadskärna. Reningsprocessen kan delas upp i två steg. Det första är att rena vatten för att kunna släppa ut det i Örnsköldsviksfjärden och det andra steget är att röta det slam som utfälls av vattenreningen. Rötningen ger biogas som eldas för att värma upp rötslammet i rötgaskammaren och hålla det vid 37,5℃, samt för att värma byggnaderna.

Syftet har varit att ta fram förslag på hur energianvändningen på reningsverket ska kunna minskas. För att få en bild över energins fördelning har en teoretisk kartläggning gjorts över process- och fastighetsel, samt uppvärmning av byggnader och värme till processen. På grund av arbetets begränsning i tid så har bara vissa av de större elanvändarna beräknats och analyserats noggrannare. Övrig utrustning har inventerats för att bestämma eller uppskatta dess effekt och drifttid. Uppvärmningen utgörs dels av lokaler för personal och processhallar, samt uppvärmning och varmhållning av rötslam i rötgaskammaren. Värmeflödet för uppvärmning av byggnaderna mättes och ett samband togs fram för att bestämma förhållandet mellan utetemperatur och värmebehovet. Beräkningar av energin för att värma byggnaderna kunde på så sett göras.  Rötgaskammarens värmebehov kunde beräknas utifrån hur mycket råslam som körts in och hur stora värmeförlusterna genom kammaren är. Genom att göra en modell av rötgaskammarens uppbyggnad kunde beräkningar av värmeförlusterna göras.

Kartläggningen har sedan legat till grund för vidare arbete med förslag på förändringar som skulle kunna leda till minskad energianvändning.  Resultatet av förslagen omfattar både enklare förändringar som injustering av ventilationen och översyn av radiatorerna, till mer omfattande åtgärder som värmeväxling av slam och renovering av blåsbassängernas luftningssystem.

Under arbetets gång har många antaganden och förenklingar gjorts för att nå fram till resultatet. Bara ett fåtal mätningar har utförts under väldigt korta tidsperioder för att sedan ligga till grund för beräkningar över en period av ett år. Detta gör att dessa resultat har stora osäkerheter men ger en indikation om var vidare och mer ingående arbete kan göras.

Abstract [en]

Wastewater treatment plants fulfill an important function in a society adapted to eco-cycle. The water used and polluted by human must be purified from substances that lead to eutrophication, oxygen deficiency and littering in our seas and oceans. The water cleaning process is an energy guzzler in our society. Many plants are built in the 70s and 80s and old equipment is still used. A more efficient process means that less external energy in the form of heat and electricity need to be bought, which is a cost saving that can make investments viable for the long term. It can also be seen in line with EU environmental work on 20% more efficient energy use by 2020.

The work for this report is made on the Knorthems wastewater treatment plant in Central Örnsköldsvik, where water from Örnsköldsvik Centre is purified. The cleaning process can be divided into two stages. The first is to purify the water so it can be discharged into Örnsköldsviksfjärden, and the second step is to digest the sludge from the water purification. The digestion process produces biogas fired to heat up sludge in the digestion tank and keep it at 37.5℃ and heat up the buildings.

The purpose of this work has been to develop suggestions how the energy use can be reduced at the treatment plant. To get a picture of the energy distribution, a theoretical survey is made over electricity need in the process and building, as well as the heating needs of buildings and process. Because of the limited time, only the major electricity users were accurately calculated and analyzed. Other equipment has been checked and electricity users effect and operation time have been used in the estimation of used energy. The warming goes to premises for the staff and process, as well as heating and keep the sludge in the digestion tank warm. The heat flow for warming the buildings was measured and an equation was developed to determine the relationship between the outside temperature and heating requirement. Calculations of energy used for heating of the buildings could then be done. The digestion tanks heating could be calculated based on the fed of sludge and the heat losses through the tank. By demand a construction model of the digestion tanks the heat losses could be calculated.

The results of the energy survey has been used as a basis for further work with suggestions for changes that will lead to reduced energy use. The result of the suggestions includes both simple changes to adjust the operation of ventilation and inspection of the radiators, to bigger suggestions such as heat exchange between sludges and the renovation of the aeration basin air system.

During the work many assumptions and simplifications have been made to achieve the results. Only a few measurements have been executed during the very short periods of time and then served as the basis to calculate the energy in one year. This makes that the presented values are rough theoretical calculations and should be used as an indication of where further and deeper works can be done.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 39 p.
Keyword [sv]
energieffektivisering, avloppsreningsverk, reningsverk
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-109878OAI: oai:DiVA.org:umu-109878DiVA: diva2:859652
External cooperation
ÅF Örnsköldvik
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Bachelor of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-10-08 Created: 2015-10-08 Last updated: 2015-10-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2258 kB)124 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2258 kBChecksum SHA-512
c2dadb00256054ebaa39ebc1c73cf08dc5b63bacf0e5d2edac5f516d28e779a13e929a2669d6e87b05b9d7ee9120217806a9b8daf24894f927052e95368aa6d7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 124 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 187 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf