Hantering av restströmmar för skogsindustrin och VA-branchen

Sammanfattning: Sveriges skogsindustri och kommunala reningsverk producerar i dagsläget cirka 600 000 ton torrsubstrat slam och hur det hanteras inom de olika branscherna är olika. Det här examensarbetet kartlägger hur slamsituationen ser ut inom dessa branscher med avseende på slamhantering. Problem- och målformulering för arbetet är att med en driftfallstudie undersöka hur skjuvspänningen (τ) och viskositeten (υ) ändras och hur det påverkar det totala effektbehovet för en slampump. En livslängdsanalys för tre olika slampumpar har även gjorts för att få en uppfattning om vilka faktorer som är de stora utgiftsposterna under en hel livstid för en slampump där åtta olika driftfall studeras för varje slampump.   Sveriges skogsindustri och VA-bransch producerar stora mängder slam och hanteras olika på grund av infrastruktur, geografiskt läge och certifikat, till exempel REVAQ. Inom skogsindustrin är det vanligast att förbränna det slam som produceras för kvittblivning och VA-branschen återför bildat slam till jordbruket för att ta tillvara på växtnäringen i slam. Slam inom VA-branschen behandlas i rötkammare för utvinning av biogas, stabilisera och få ett mer homogent slam och för att reducera slamvolymen.   Slam är generellt en icke-newtonsk fluid med skjuvförtunnande egenskaper som vid högre skjuvningshastigheter minskar sin viskositet. Slam kan även vara newtonsk vid låga koncentrationer. En minskad viskositet innebär ett lägre tryckfall i rörledningar och teoretiskt sett kan effektbehovet för pumpenheten minskas.   Driftfallstudien genomfördes med vatten som referens och stärkelse som testfluid som är en icke-newtonsk fluid. Driftfallstudien gjordes på Innventias egen flödeslinga som bestod utav en centrifugalpump med patenterad N-teknik från Xylem. Kalibrering av samtliga tryckgivare gjordes innan testerna och insamling av data gjordes med LabView. Kompletterande UVP-mätningar (Ultrasonic Velocity Profiler) togs för att ta fram hastighetsprofiler med stärkelse för att bekräfta inom vilket område för skjuvningshastigheten flödet går från laminärt till turbulent flöde.   Resultat från driftfallstudien visar att det inte finns några indikationer på ändring av effektbehov för pumpenhet vid höga skjuvningshastigheter. UVP-mätningar tillsammans med framtagen flytkurva visar att det går från laminärt till turbulent flöde vid ungefär 100-300 [s-1]. Störst vinst av minskad viskositet är vid skjuvningshastigheten 200 [s-1], för högre skjuvningshastighet är viskositeten konstant. Kostnadsanalysen visar att under en livstid för en slampump blir energikostnaderna mycket påtagliga. Ett exempel för slampump N3301 visar att 90 % av den totala livslängdskostnaden är energikostnader, maximal effekt för slampump N3301 är 70 kW.