Schepen produceren dagelijks afvalwater. Nu wordt dat behandeld, geloosd of aan wal afgegeven. Deze thesis onderzoekt of je dat water aan boord ook kunt omzetten in biogas. Dat gebeurt met anaerobe vergisting door methanogene archaea in een compacte hoogbelaste reactor (UASB of EGSB). De student brengt eerst de afvalstromen in en rond het schip in kaart en beoordeelt ze: hoeveel water, hoeveel organische vuilvracht (COD) en welke stoffen de vergisting kunnen remmen. Daarna schat hij of zij de haalbare biogas- en energieopbrengst in en vergelijkt die met het energieverbruik van het schip. Ook de randvoorwaarden aan boord komen aan bod: bewegingen van het schip (stabiliteit van het slibbed), temperatuur (kan restwarmte van de motor de reactor op 35 °C houden?), zout en sulfaat, beschikbare ruimte, veiligheid rond methaan en regelgeving (MARPOL Annex IV). De thesis eindigt met een haalbaarheidsoordeel en een voorstel voor een conceptontwerp voor een scheepstype naar keuze, bijvoorbeeld een cruiseschip, een ferry of een vissersvaartuig.
onderzoeksvragen:
- Is anaerobe omzetting van afvalwater naar biogas via UASB of EGSB technisch haalbaar aan boord?
- Hoeveel biogas en energie levert dat realistisch op per dag of per reis, en welk deel van het energieverbruik aan boord dekt dat?
- Welke afvalstromen in of rond het schip zijn geschikt, en welke niet?
Résumé
Les navires produisent chaque jour des eaux usées. Aujourd'hui, elles sont traitées, rejetées ou remises aux installations portuaires. Ce mémoire étudie s'il est possible de les convertir plutôt en biogaz à bord. Le procédé reposerait sur la digestion anaérobie par des archées méthanogènes dans un réacteur compact à haute charge (UASB ou EGSB). L'étudiant commence par recenser les flux d'eaux usées à bord et autour du navire et les évalue : volumes, charge organique (DCO) et substances susceptibles d'inhiber la digestion. Il estime ensuite le rendement réaliste en biogaz et en énergie et le compare aux besoins énergétiques du navire. Le mémoire aborde aussi les contraintes pratiques à bord : mouvements du navire (stabilité du lit de boues), température (la chaleur fatale du moteur peut-elle maintenir le réacteur à 35 °C ?), salinité et sulfates, espace disponible, sécurité liée au méthane et réglementation (MARPOL Annexe IV). Il se conclut par une évaluation de faisabilité et une proposition de conception pour un type de navire au choix, par exemple un navire de croisière, un ferry ou un navire de pêche.
Questions de recherche
- La conversion anaérobie des eaux usées en biogaz via UASB ou EGSB est-elle techniquement réalisable à bord ?
- Quelle quantité de biogaz et d'énergie peut-on produire de façon réaliste par jour ou par voyage, et quelle part des besoins énergétiques du bord cela couvre-t-il ?
- Quels flux d'eaux usées à bord ou autour du navire conviennent, et lesquels ne conviennent pas ?