Mass flow calculation method for a thermal biosludge drier

Abstract

Sludge generated at waste water treatment plant has to be disposed of. As generating site and disposal site are not necessarily in close proximity, reducing the sludge becomes pivotal to avoid unwanted transportation costs or improving the heat value of the sludge by drying. The initiatory motivation for this thesis project was the commissioning of a thermal biosludge drier taken to use for drying biosludge before incineration. Previously the sludge had been transported over 100km from the site for composting.

The implemented thermal sludge drier was lacking a mass flow calculation method that was vital to provide information of the amount of energy in the fuel incinerated in fluidized sand bed boiler as the sludge was a secondary fuel. This information was important as biosludge generated at paper mill is considered as a by-product and a renewable energy source and is there for subject to feed tariff in electricity generation and heat premium in heat production.

This thesis project details a mass flow calculation method where the mass flow is derived from the sludge flows to centrifuges located prior in the process to the thermal drier.

Jätevesiasemalla muodostunut liete täytyy loppusijoittaa. Lietteen syntypaikka ja loppusijoitus paikka eivät välttämättä ole toistensa välittömässä läheisyydessä ja tällöin loppusijoitettavan aineen määrän vähentäminen tulee erittäin tärkeäksi kuljetuskulujen hallitsemiseksi tai lämpöarvon nostamiseksi ennen polttoa lietettä kuivaamalla. Tämän insinöörityön taustalla on yrityksessä käyttöön otettu terminen biolietteen kuivain. Ennen kuivaimen käyttöön ottoa liete kuljetettiin yli 100km päähän kompostoitavaksi.

Käyttöön otetussa termisessä kuivaimessa ei ollut minkäänlaista massavirran mittausta polttoon menevän lietteen määrän määrittämiselle. Tämä tieto on erittäin tärkeä, koska paperitehtailla syntyvä liete määritetään metsäteollisuuden sivutuotteeksi sekä uusituvaksi biopolttoaineeksi ja on näin ollen sen käytöstä maksetaan syöttötariffia sähköntuotannossa ja lämpöpreemiota lämmöntuotannossa.

Tässä insinöörityössä poltetun lietteen massavirta määritetään prosessissa ennen termistä kuivausta olevien lietelinkojen massavirtojen avulla.