aalto1 untyped-item.component.html
Operatiiviset muutokset siirryttäessä syrjäyttäviä kompressoreja käyttävästä järjestelmästä turbopuhaltimia käyttävään järjestelmään
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
fi
Pages
94
Series
Abstract
In wastewater treatment plants, aeration can consume more than half of the total energy. In November 2024, the Council of the European Union approved a revised EU directive on urban wastewater treatment, which requires energy neutrality for WWTPs at the national level by 2045. Consequently, it is advisable for treatment plants to explore strategies for reducing energy consumption in order to achieve energy neutrality targets more easily.
One way to reduce energy consumption is to invest in more energy-efficient air production technology. At the Peltoniemi WWTP in Lohja, displacement rotary lobe compressors were replaced with air-bearing turbo blowers in November 2024. This master’s thesis monitored the replacement process and recorded observations on the changes that needed to be made at the treatment plant when changing air production technology. The change in energy consumption was assessed over a three-month monitoring period following the replacement (December to February), resulting in an average energy saving of 14% for the entire plant and 30% for the blowers.
Optimizing control of the aeration system was found to be very important in general, but especially when changing the air production technology. The optimization stabilized the operation of the activated sludge process so that the pressure level of the main air header remained consistently close to the setpoint. In addition, the dissolved oxygen concentration in the aeration basins became significantly more stable when the control of the actuator valves in the aeration lines was slowed down significantly, allowing the process to adapt to the changes in airflow before the next adjustment measure. Although the energy-saving impact of this optimization was not confirmed withing the timeframe of this thesis, in theory, eliminating unnecessary fluctuations in pressure and dissolved oxygen concentration is both an indication of an appropriate control strategy and a potential source of energy cost savings.
Jätevedenpuhdistamoilla ilmastus voi kuluttaa yksinään jopa yli puolet koko puhdistamon käyttämästä energiasta. EU:ssa on marraskussa 2024 hyväksytty uusi yhdyskuntajätevesidirektiivi, jossa edellytetään energianeutraaliutta jätevedenpuhdistamoilta kansallisella tasolla vuoteen 2045 mennessä. Puhdistamojen kannattaakin tarkastella keinoja, joilla energiankulutusta voitaisiin vähentää, jotta energianeutraaliustavoitteisiin päästäisiin helpommin.
Yksi keino vähentää energiankulutusta on investoida energiatehokkaampaan ilmantuottotekniikkaan. Lohjan Peltoniemen puhdistamolla vaihdettiin syrjäyttävät kiertomäntäkompressorit ilmalaakeroituihin turbopuhaltimiin vuoden 2024 marraskuussa. Tässä työssä seurattiin vaihtoprosessia ja kirjattiin ylös huomiot siitä, mitä muutoksia puhdistamolla tulee tehdä, kun ilmantuottotekniikka vaihdetaan. Energiankulutuksessa tapahtunutta muutosta tarkasteltiin vaihtoprosessin jälkeisten kolmen kuukauden (joulu-helmikuu) seurantajakson ajalta, ja tulokseksi saatiin keskimäärin 14 % säästö koko puhdistamon ja 30 % säästö puhaltimien energiankulutuksessa.
Ilmastusjärjestelmän ohjaustavan optimointi huomattiin erittäin tärkeäksi yleisestikin, mutta erityisesti ilmantuottotekniikkaa vaihdettaessa. Optimoinnilla saatiin puhdistamon aktiivilieteprosessin toimintaa tasoittumaan niin, että ilmastusilman runkolinjan painetaso on jatkuvasti lähellä asetusarvoa. Lisäksi ilmastusaltaiden lienneen hapen pitoisuus tasoittui merkittävästi, kun ilmastuslinjojen toimilaiteventtiilien ohjausta hidastettiin niin, että prosessilla on aikaa sopeutua muuttuneeseen ilmamäärään ennen seuraavaa säätötoimenpidettä. Optimoinnin vaikutusta energiankulutukseen ei tässä työssä ehditty todentaa, mutta teorian tasolla ylimääräisestä paineen ja happipitoisuuden vaihtelusta eroon pääseminen on ensinnäkin merkki tarkoituksenmukaisesta ohjaustavasta ja lisäksi voi tuoda säästöjä energiakustannuksissa.
Description
Supervisor
Mikola, AnnaThesis advisor
Ukkonen, PetriPakarinen, Kalle