Spildevandsrensning på Amager Bakke

På affaldsenergianlægget Amager Bakke bliver der hver dag omdannet mange tons restaffald til energi i form af strøm og fjernvarme. Og det medfører en masse spildevand, som skal renses. Spildevandet kommer fra to forskellige strømme. Den ene er spildevand som følge af vådskrubningen af røggassen, og den anden er røggaskondensat. I det følgende vil de to spildevandsstrømme blive forklaret hver for sig.

Spildevand som følge af vådskrubningen af røggassen, opsamles i en buffertank, hvorfra det overføres til den videre spildevandsbehandling. I spildevandsanlægget behandles vandet fra den sure skrubber (G1). I G1 fjernes primært saltsyre og kviksølv, hvilket medfører, at vandet indeholder meget klorid og en del sulfat(salte).

Første del af rensningen består af et syreneutraliseringstrin, da spildevandet har en pH på ca. 1,5. Til dette anvendes kalksten i form af kalkstensslurry.  Ved denne grovneutralisering dannes CO₂, der bobler op gennem væsken i reaktionstanken. Reaktionen er som følger:

I procestrinnene længere fremme er CO₂ uønsket, da det kan give anledning til kalkudfældninger, når pH efterfølgende hæves. For at understøtte afgasningen af CO₂, er der i bunden af tanken placeret rør, der bruges til at blæse luft op gennem tanken, hvor den opløste CO₂ i vandet strippes ud.

Dette trin er to processer samlet i én, hvor syren neutraliseres med natriumhydroxid og fældning af spormetaller ved hydroxyldannelse. Til understøtning af udfældningen tilsættes et fældningsstof (TMT15)[1], der reagerer med metaller, der dårligt udfældes som hydroxidforbindelser. For at understøtte udfældningsreaktionerne tilsættes jernklorid.

Jernklorid (FeCI₃) udfælder som Fe(OH)₃, og danner derved store flokke, som kan absorbere spormetaller og andre mindre partikler, der efterfølgende fjernes fra vandet sammen med det udfældede jern.

Den optimale pH for udfældning af metaller er 9-10.

[1] TMT15 er et fældningskemikalie, der bl.a. reagerer med cadmium og kviksølv i spildevandet.

I dette rensningstrin er hovedformålet at få små partikler til at samle sig til større flokke for efterfølgende at kunne separere dem fra vandet. På Amager Bakke bruges en lamelseparator til at fjerne slam fra processen. Når slammet på lamellerne når en vis tykkelse begynder det at glide ned mod bunden, hvor slammet opsamles. Slammet pumpes til slamtanke, hvor det overføres til en kammerfilterpresse for at presse overskydende vand fra. Vandet (også kaldet filtratet) fra filterpressen sendes tilbage i buffertanken.
Til sidst renses vandet gennem et sandfilter med henblik på at opsamle tilbageværende slam, som ikke blev fjernet i lamelseparatoren.

Den kemiske rensning af spildevandet er nu færdig, og den finere rensning/polering kan begynde.

Ammoniak i spildevandet fjerenes ved hjælp af en ammoniakstripper. Her hæves pH-værdien til ca. 10,2, hvorefter spildevandet ledes til stripperen. Det basiske spildevand risler ned gennem et tårn, hvorigennem der samtidig blæses luft ind i bunden; ammoniakken går fra spildevandet ud i luften, hvilket kaldes, at ammoniakken bliver “strippet” af. Den ammoniakholdige gasstrøm sendes retur til ovnen og bliver destrueret ved de høje temperaturer.

Efter ammoniak stripning justeres pH-værdien til ca. 7, og en veksler nedkøler vandet fra ca. 60 grader til 50 grader, hvorefter det renses gennem et filter med aktivt kul, der bl.a. filtrerer vandet for dioxin. Slutteligt renses vandet gennem ionbyttere. Der anvendes to forskellige ionbyttere:

Den anden strøm af spildevand fra processen er røggaskondensat. Røggaskondensat er vand, der er i affaldet. Affald indeholder meget vand, og derfor kommer der også meget vanddamp, når man brænder det. Det meste af vandet samles op i røgrensningen, og processen er langt mere simpel end den først beskrevet rensningsproces. I denne del er der kun tale om filtrering af vandet og ikke kemiske processer, hvor der skal tilsættes noget for at fjerne noget andet.

Vandet fra affaldet trækker vi ud og bruger den energi, der er i varmen. Mængden af kondensatvand hænger sammen med hvilken type affald, vi brænder. Noget affald indeholder mere vand end andet. Der er fx mere vand i biogent affald end i fossilholdigt affald.

Kondensatvandet har til at starte med en pH-værdi på mellem 5,8 og 6,3. Vandet bliver opsamlet i to buffertanke, før det bliver behandlet. Rensning af kondensatvandet bliver udført gennem en række filtrer og membraner, og det foregår således:

Første step i kondensatrensen er mikrofiltrering, hvor der primært fjernes rester af aktivt kul og andre partikler, der kan skade de efterfølgende membranrenseprocesser. Mikrofiltrene er et selvrensende filter lavet af stål, som filtrer ned til 35 µm.

Efter mikrofilteringen, køles kondensatvandet til under 30 °C gennem en pladevarmeveksler før kondensatet sendes gennem de 2 linjer med ultrafiltrering, som består af hollow-fiber filtreringsunits, der filtrerer vand ned til ca. 150.000 Da.

Mellem ultrafilteringen og det omvendte osmoseanlæg (RO-anlæg) sidder et stofposefilter på 5µ. Filteret virker som beskyttelse for den efterfølgende RO-filtrering.

Efter filtreringen sendes kondensatvandet videre til RO-anlægget. Det er kun meget små stoffer, som kan slippe gennem membranen, hvorved størstedelen af de opløste stoffer, vil komme ud sammen med spildevandet. Det rene vand fra RO-anlægget, har en lav koncentration af opløste ioner.

Ved membranfiltrering opkoncentreres vandets forurenende komponenter i en mindre koncentratstrøm, der efterfølgende skal genanvendes i de processer, der kan tåle indhold af disse komponenter (tilføres procesvandstanken). Alternativt renses vandet i anlæggets spildevandsrensningsanlæg (den der blev beskrevet først) med henblik på udledning.

Efter RO-anlægget, kan det behandlede kondensat blive sendt videre i to processer. Den ene proces har til formål at rense kondensatet, så det kan bruges som vand i forskellige processer, eller sendes til Øresund. Den anden proces er en videre rensning med total afsaltning, som bruges til at lave deionat vand, som anvendes som kedelvand.

Det behandlede kondensat sendes gennem et kulfilter, der bl.a. filtrerer vandet for dioxin.

Kationfilteret sidder som sikring imod, at opløste tungmetals-ioner, som ikke blev fanget i RO-anlægget, bliver tilbageholdt.

Efter behandling med aktivt kul og kationfilteret, kommer det behandlede kondensat i neutraliseringstanken, som bruges til en sidste pH-justering inden det sendes til den sidste afvisetank. Fra afvisetanken, kan det rensede kondensat enten blive brugt som rent vand i anlæggets processer, eller sendt til Kongedybet i perioder, hvor produktion af renset kondensat er højere, end forbruget af vand på anlægget.

Alternativt til at lave rent kondensat, kan det RO-behandlede kondensat ledes til rensning i EDI-anlægget med henblik på at blive brugt til spædevand i kedlen.

Her bliver kondensatet først afgasset for CO_2, hvorefter det ledes til en elektrodeionisering (EDI), som ved brug af elektroder renser kondensatet for ioner. Til sidst ledes kondensatet til et mixed bed filter, for en sidste polering. I tilfælde af, at ionbyttemasse er strømmet med kondensatet, vil dette blive fanget af et posefilter.

Vandet fra rensning af processpildevand og kondensat bliver ledt til separate sluttanke, hvorefter de afledes direkte til recipient.  Udledningskrav og prøvetagningssekvens, kan findes i miljøgodkendelsen, som er udarbejdet af Miljøstyrelsen.

Som nævnt tidligere bliver slammet fra separationsprocessen ført til en filterpresse for afvanding. Her bliver slammet afvandet mest muligt til et tørstof- indhold på ca. 40 %.

Filtratet ledes tilbage til spildevandsrensningen. Da slammet ikke kan genanvendes internt, bliver det kørt til deponi.