Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi część III

Transkrypt

1 Zamawiający: TIM II Maciej Kita Gliwice, ul. Czapli 57 NIP Tel , Rejonowe Przedsiębiorstwo Komunalne Spółka z o.o. w Złotoryi Złotoryja, al. Miła 2 Stadium dokumentacji: Koncepcja Temat opracowania: Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi część III (dla RLM) Wykonał zespół pod kierunkiem: mgr inż. Maciej Kita dr inż. Tatiana Kita dr inż. Lesław Płonka Data opracowania: Marzec 2014 Strona 1

2 SPIS TREŚCI 1 Część ogólna Dane ogólne Podstawy opracowania Cel i zakres opracowania Docelowe obciążenie oczyszczalni Równoważna liczba mieszkańców Ładunki zanieczyszczeń Obciążenie hydrauliczne Wymagana jakość ścieków oczyszczonych Propozycja modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni Część mechaniczna kraty i piaskowniki Część biologiczna Wariant docelowy z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej Podsumowanie Obliczenia modernizacji i rozbudowy części osadowej oczyszczalni Fermentacja metanowa (beztlenowa) Podsumowanie Odwadnianie osadu Transport i higienizacja osadu Ilości powstających osadów Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni Opis ogólny Opis szczegółowy Zabudowa stacji zlewnej Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych Modernizacja reaktora biologicznego Modernizacja osadników wtórnych Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego Modernizacja stacji dmuchaw Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego usuwania fosforu Modernizacja pompowni przewałowej, zabudowa układu wody technologicznej Wykonanie remontu zbiornika osadu przed odwadnianiem Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa awaryjnego agregatu prądotwórczego Strona 2

3 Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych Wykonanie nowych połączeń technologicznych oraz renowacja istniejących Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów Charakterystyka urządzeń technologicznych zmodernizowanej i rozbudowanej oczyszczalni Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi94 7 Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla oczyszczalni Harmonogramy modernizacji i rozbudowy oczyszczalni Proponowany podział modernizacji i rozbudowy oczyszczalni na etapy Podsumowanie Strona 3

4 1 Część ogólna 1.1 Dane ogólne Zamawiający: Rejonowe Przedsiębiorstwo Komunalne Spółka z o.o. w Złotoryi Złotoryja, al. Miła 2 Autor opracowania: TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, Gliwice 1.2 Podstawy opracowania Formalną podstawą opracowania I i II części koncepcji jest umowa RPK sp. z o.o. z TIM II Maciej Kita z Gliwic. Opracowanie III części (wynikającej ze zmienionego obciążenia oczyszczalni) wykonano poza zakresem tego zlecenia. Do wykonania koncepcji wykorzystano następujące opracowania, materiały i informacje: Archiwalną dokumentację projektową. Dane bilansowe (ilościowe i jakościowe) oraz opis stanu istniejącego oczyszczalni materiały udostępnione przez RPK sp. z o.o. Informacje uzyskane w trakcie korespondencji, spotkań i wizji lokalnych na terenie oczyszczalni. Oferty producentów urządzeń. Zakres rozpatrywanych w niniejszym opracowaniu rozwiązań podlega wymaganiom zawartym min. w następujących aktach prawnych: Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U z 2006 roku) wraz z późniejszymi zmianami. Ustawie Prawo Ochrony Środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 roku (Dz. U. nr 62, poz. 627) wraz z późniejszymi zmianami. Ustawie Prawo budowlane z dnia 07 lipca 1994 roku wraz z aktami wykonawczymi i późniejszymi zmianami. Ustawie z dnia 4 lutego 1994 roku Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. nr 27, poz. 96 z 1994 roku). Ustawie z dnia 27 marca 2003 roku o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym (Dz. U. nr 80, poz. 717). Strona 4

5 Ustawie z dnia 18 lipca 2001 roku Prawo wodne (Dz. U. z dnia 11 października 2001 r.) wraz z późniejszymi zmianami. Obwieszczeniu Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 sierpnia 2003 roku w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia MIPS w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (DZ. U. nr 169). 1.3 Cel i zakres opracowania części III. Opracowanie tej części obejmuje weryfikację przepustowości i ocenę możliwości przyjęcia dodatkowej ilości ścieków zgodnie z przekazaną informacją określoną na RLM, wraz w ocena niezbędnych zmian w porównaniu do poprzednich części koncepcji. Koncepcja, po ostatecznym wyborze kierunku działań przez Zamawiającego, będzie stanowić materiał wyjściowy do wykonania Projektu Funkcjonalno-Użytkowego lub projektu. Ponadto koncepcja może zostać wykorzystana przy tworzeniu Studiów Wykonalności i Wniosków o Dofinansowanie, w przypadku ubiegania się Zamawiającego o kredyty, środki pomocowe lub dotacje. Niniejsza część obejmuje obliczenia technologiczne, dla obciążenia oczyszczalni zmienionego z RLM na RLM. W opracowaniu ujęto zmiany względem poprzednich części koncepcji. Jest to trzecia część opracowania i należy czytać wszystkie części! 1.4 Docelowe obciążenie oczyszczalni Równoważna liczba mieszkańców Zgodnie z informacją uzyskaną od Zamawiającego docelowe obciążenie oczyszczalni należy przyjąć jako RLM. Do dalszych obliczeń przyjęto obciążenie oczyszczalni równe RLM Ładunki zanieczyszczeń Na podstawie wyznaczonej powyżej wartości RLM obliczono ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi dla stanu docelowego Obliczenia wykonano z wykorzystaniem danych statystycznych dot. ładunków jednostkowych wg wytycznych ATV. Tabela 1: Ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi. Stan docelowy. Wskaźnik zanieczyszczenia Ładunek jednostkowy kg/rlm*d Ładunek dla RLM Jednostka BZT kgo 2 /d Zawiesina ogólna kg/d Azot ogólny kg/d Fosfor ogólny 1,8 45 kg/d Strona 5

6 1.4.3 Obciążenie hydrauliczne Wobec przyjętego modelu rozwoju zlewni przewidujące proporcjonalny wzrost liczby mieszkańców oraz ilości ścieków przemysłowych o wartość 4,15% (Błąd! Nie można odnaleźć źródła odwołania.zgodnie z założeniami z poprzednich części koncepcji), zakłada się również proporcjonalny przyrost ilości wód przypadkowych. W przypadku zmniejszenia obciążenia hydraulicznego np. w wyniku remontów sieci, ładunek dopływających zanieczyszczeń nie ulegnie zasadniczej zmianie. Obiekty wymiarowane na podstawie przepływów muszą być dostosowane do przepływów deszczowych Wartości przepływów średniodobowych proponuje się przyjąć jako wartości obliczone dla roku 2013 (przepływy większe niż w roku 2012), powiększone o 4,15%. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 2: Prognoza ilości ścieków dopływających do oczyszczalni z uwzględnieniem planowanego rozwoju zlewni - stan docelowy. Parametr Wartość Jednostka Wartość średnia przepływu 4190,7 m 3 /d Percentyl 85% 4976,0 m 3 /d Percentyl 90% 5295,2 m 3 /d Percentyl 95% 6656,5 m 3 /d Wartości przepływów godzinowych przyjmuje się stosując odpowiednie współczynniki nierównomierności dobowej. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 3: Wartości przepływów charakterystycznych dla stanu docelowego obliczone na podstawie przepływu średniego i współczynników nierównomierności przepływu Parametr Wartość Jednostka Przepływ średni dobowy 4190,7 m 3 /d Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych 279,4 m 3 /h Przepływ maksymalny dobowy 6286,1 m 3 /d Przepływ maksymalny godzinowy 419,1 m 3 /h Przepływ maksymalny godzinowy dla doby o przepływie maksymalnym (pogoda sucha) 628,6 m 3 /h Oczyszczalnia ścieków musi być hydraulicznie przygotowana na przyjęcie całego przepływu ścieków. Ewentualne odprowadzenie części ścieków z kanalizacji do odbiornika bez oczyszczania może nastąpić maksymalnie 10 razy w roku. Dlatego do wymiarowania części mechanicznej pomocniczo wyznacza się taką wartość przepływu, która zostanie przekroczona co najwyżej 10 razy w roku. W tym celu wartości przepływów dla poszczególnych lat posortowano malejąco. Wyniki wyliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. Wartość 11 oznacza szukaną wartość przepływu. Wartości począwszy od wiersza nr 12 są nieistotne (dalsze wiersze tabeli wykropkowano). Strona 6

7 Tabela 4: Wyznaczenie minimalnej przepustowości dobowej, której przekroczenie nastąpiło co najwyżej 10 razy do roku. Dane dla stanu obecnego, pomiar w kanale odpływowym. Rok 2012 Rok 2013 L.p. DATA Przepływ, m 3 /d DATA Przepływ, m 3 /d Dla obu badanych okresów - rok 2012 i część roku wyniki przedstawiają się podobnie. Minimalna przepustowość dobowa to ok m 3 /d. Uwzględniając rozwój zlewni (4,15%) otrzymujemy wartość minimalnej dobowej przepustowości równą 6800 m 3 /d. Z powyższych wyliczeń wynika, że minimalna przepustowość dobowa wynosi 6800 m 3 /d co jest wartością wyższą niż przepływ maksymalny dobowy wyznaczony za pomocą współczynników nierównomierności, ma to prawdopodobnie związek z charakterem zlewni (tereny górzyste). Dlatego proponuje się przyjąć następujące wartości charakterystyczne przepływów, przedstawione w tabeli poniżej. Tabela 5: Wartości przepływów charakterystycznych dla stanu docelowego obliczone na podstawie pomiarów największych przepływów oraz współczynników nierównomierności przepływu. Wartości oznaczone (*) są zwiększone w porównaniu z odpowiednimi wartościami tabeli 7. Parametr Wartość Jednostka Przepływ średni dobowy 4190,7 m 3 /d Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych 279,4 m 3 /h Przepływ maksymalny dobowy 6800,0* m 3 /d Przepływ maksymalny godzinowy 419,1 m 3 /h Przepływ maksymalny godzinowy dla doby o przepływie maksymalnym 850,0* m 3 /h Strona 7

8 1.4.4 Wymagana jakość ścieków oczyszczonych Biorąc pod uwagę obowiązujące Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137 poz. 984), zmodernizowana oczyszczalnia utrzyma swoją klasyfikację i nadal będzie należeć do grupy wielkości oczyszczalni: pomiędzy RLM, a RLM. W poniższej przedstawiono wymaganą jakość odpływu określoną poprzez dopuszczalne stężenie wskaźników zanieczyszczeń, ustalone dla grupy wielkości obiektów RLM do której należeć będzie oczyszczalnia. Do dalszych obliczeń technologicznych przyjęto wymagania określone przez dopuszczalne stężenia wskaźników zanieczyszczeń w odpływie. Założenie utrzymania procentowego wskaźnika redukcji, z uwagi na występujące dopływy wód przypadkowych i mogące okresowo wystąpić rozcieńczenia ścieków mogło spowodować konieczność dodatkowego zwiększenia efektywności pracy oczyszczalni. Tabela 6. Wymagana jakość ścieków odprowadzanych z oczyszczalni w Złotoryi dla obciążenia docelowego. Wskaźnik Jedn. Dopuszczalne stężenie [g/m 3 ] Minimalny procent redukcji wskaźnika [%] BZT 5 go 2 /m ChZT cr go 2 /m Zawiesina g/m Azot całkowity gn/m Fosfor ogólny gp/m Strona 8

9 2 Propozycja modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni Zakres modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni przyjęto zgodnie z optymalnym wariantem wybranym w poprzedniej części koncepcji. Zmiana obciążenia z 30 do 25 tys. RLM nie wpływa na zmianę optymalnych metod obróbki ścieków, określonych w poprzedniej części koncepcji. 2.1 Część mechaniczna kraty i piaskowniki. Rozwiązania ujęte w koncepcji, cz. I, nie ulegają zmianie. Wielkość urządzeń jest dobierana dla dopływów maksymalnych deszczowych. Ponieważ obecnie dopływające ścieki okresowo przy maksymalnych napływach nie mieszczą się w istniejących przewodach (wypływ na teren), doszczelnienie kanalizacji spowoduje unormowanie obciążenia urządzeń. W przypadku znaczącego zredukowania obciążenia hydraulicznego oczyszczalni, praca urządzeń w okresie suchym będzie naprzemienna w systemie 1 czynne + 1 rezerwowe (dotyczy krat i piaskowników), co znacząco wydłuży ich żywotność i obniży koszty remontów i konserwacji. Wszystkie pozostałe urządzenia zaproponowano do zastosowania w pojedynczych jednostkach (płuczka skratek, płuczka piasku), a ich przepustowość wynika z ilości dopływającego piasku i skratek. Ponieważ ilość skratek wynika z ilości mieszkańców i zastosowanego prześwitu krat, ilość skratek nie ulegnie zasadniczej zmianie. Pewnej redukcji może ulec ilość piasku, jednak nie jest celowe stosowanie urządzenia o małej wydajności redukcja ilości piasku zapewni wydłużenie jego żywotności i poprawę efektywności płukania. Obiektem który może ulec zmianie jest osadnik wstępny przy zmniejszeniu dopływów, jego objętość również maleje. Należy jednak zwrócić uwagę, iż jest on wymiarowany na przepływ średni, stąd redukcja jego wielkości jest możliwa wyłącznie po wyeliminowaniu dopływu stałych wód przypadkowych, a nie zabezpieczeniu sieci kanalizacyjnej przed uderzeniowymi napływami wód deszczowych. 2.2 Część biologiczna. Z uwagi na to, iż omawiany obiekt jest czynny i posiada reaktory oraz osadniki o konkretnych wymiarach i kubaturach, przeprowadzono analizy i obliczenia wykorzystując te dane. Wszystkie zmiany związane z ograniczeniem kubatur muszą wiązać się z ingerencją w istniejące konstrukcje i są droższe niż adaptacja już istniejących. Stan techniczny betonów, zgodnie z obecnie posiadanymi informacjami pozwala na wykorzystanie istniejących obiektów. Jak wykazały obliczenia już w poprzedniej części koncepcji, posiadane obiekty w zupełności wystarczają do uzyskania wymaganych efektów ekologicznych jakości ścieków oczyszczonych. Zastosowanie podwójnej linii reaktorów oraz osadników wtórnych jest niezbędne z uwagi na konieczność zagwarantowania ciągłości pracy oczyszczalni, zwłaszcza z uwagi na wykorzystanie wód odbiornika do celów pitnych. Obliczenia parametrów technologicznych istniejących urządzeń oraz obliczenia wielkości urządzeń i obiektów projektowanych w okresie docelowym, wykonano według zmodyfikowanego algorytmu ATV A-131. Do obliczeń, zgodnie z wytycznymi, założono Strona 9

10 następujące temperatury procesu: 20 o C dla obliczeń systemu napowietrzania (najniższa rozpuszczalność tlenu) oraz 12 o C najniższa temperatura dla której wymagana jest nitryfikacja. Do obliczeń stopnia biologicznego przyjęto wartości obciążenia na poziomie RLM. Należy zauważyć, że przy zastosowaniu płukania skratek i piasku, ilość redukowanych zanieczyszczeń organicznych będzie znikoma (wrócą one z odciekiem do procesu), natomiast obciążenie stopnia biologicznego zwiększy się o wielkość ładunków odprowadzanych do kanalizacji z wodami nadosadowymi oraz odciekami z urządzeń do przeróbki osadów. Niezależnie od wariantu, założono utrzymanie standardu układu technologicznego umożliwiającego proces defosfatacji i denitryfikacji biologicznej, tj. wielostopniowego procesu osadu czynnego, wymagającego wykonania układu: Komory defosfatacji. Komory denitryfikacji. Komory nitryfikacji. Osadnika wtórnego. Zespołu układów recyrkulacji wewnętrznej i zewnętrznej. Komory predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Z uwag na rozmiar oczyszczalni oraz konieczność zapewnienia bezpieczeństwa procesowego założono utrzymanie dwóch linii procesowych. Rozbudowa i modernizacja części ściekowej oczyszczalni nie wprowadza zmian układu technologicznego. Zmodernizowana część ściekowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: Intensyfikację usuwania fosforu poprzez stosowanie komory defosfatacji i skierowanie do niej nowej recyrkulacji zewnętrznej z osadników wtórnych (poprzez nową komorę predenitryfikacji osadu recyrkulowanego usuwającą azot azotanowy ze strumienia osadu recyrkulowanego). Komory zabudowane w miejscu (rejonie) istniejących komór regeneracji osadu czynnego, które będą zlikwidowane. Intensyfikację usuwania azotu poprzez stosowanie komory denitryfikacji biologicznej i skierowanie do niej strumienia azotanów z komory nitryfikacji poprzez nową recyrkulację wewnętrzną. Intensyfikację nitryfikacji poprzez zastosowanie odpowiedniej wielkości komór nitryfikacji. Modyfikację pompowni recyrkulacji wewnętrznej. Poprawę rozdziału zawiesin osadu czynnego w zmodernizowanych osadnikach wtórnych. Zawrócenie osadu recyrkulowanego oraz odprowadzenie osadu nadmiernego poprzez zmodernizowaną pompownię recyrkulacji zewnętrznej. Przeprowadzono obliczenia dla wersji z osadnikiem wstępnym i bez osadnika. Strona 10

11 Przy obecnym obciążeniu (co wykazano w I części koncepcji) nie jest celowe stosowanie wydzielonego stopnia stabilizacji osadów, optymalnego dla obciążenia docelowego, tj. fermentacji metanowej z odzyskiem biogazu. Przeprowadzono zatem obliczenia dla następujących wariantów: RLM, w wersji bez osadnika wstępnego i przy optymalnym dla prowadzenia procesu wieku osadu (czyli zapewniającym maksymalne efektywną pracę osadu czynnego, ale nie gwarantującym stabilizacji osadu) RLM w wersji bez osadnika wstępnego, ale przy wieku osadu 25 dni, (gwarantującym utrzymanie efektów oczyszczana ścieków oraz zapewniającym stabilizację osadów) RLM w wersji z osadnikiem wstępnym i przy optymalnym dla prowadzenia procesu wieku osadu (czyli zapewniającym maksymalne efektywną pracę osadu czynnego). To rozwiązanie zapewnia możliwość wprowadzenia najbardziej optymalnego energetycznie procesu stabilizacji osadów i zmniejszenie zużycia energii na proces napowietrzania. W tabelach poniżej przedstawiono informacje o warunkach pracy części ściekowej oczyszczalni w okresie docelowym. Tabela 7. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 20 st. C RLM, optymalne stężenie osadu Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Strona 11

12 Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 0,00% % Zawiesina ogólna 0,00% % Azot ogólny 0,00% % Fosfor ogólny 0,00% % Ładunki całkowite BZT ,00 kg/d Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d Azot ogólny 316,25 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d Fosfor ogólny 45,90 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów BZT 5 357,94 g O 2 /m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g P/m 3 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, długość 27,50 m Denitryfikacja, szerokość 12,00 m Denitryfikacja, głębokość 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, długość 47,50 m Nitryfikacja, szerokość 12,00 m Nitryfikacja, głębokość 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 szt Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% % Strona 12

13 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT ,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m 3 Azot do nitryfikacji 57,36 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 - Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 10,70 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 3,49 - Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 631,74 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,09 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,09 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 760,96 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 483,51 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 420,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 762,65 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d Strona 13

14 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 703,06 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 6,02 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d Obliczony całkowity wiek osadu 10,65 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 793,33 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 165,41 kg O 2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 3 969,80 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 165,41 kg O 2 / h Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 10,88 mg O 2 /L Wymagana ilość tlenu 202,68 kg/h Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 28,95 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 1m głębokości (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 5 260,24 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 87,67 Nm 3 / min Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m 3 Indeks osadu 135,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,00 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strona 14

15 Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m Wymagana głębokość całkowita 3,18 m Tabela 8. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 12 o C. Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 0,00% % Zawiesina ogólna 0,00% % Azot ogólny 0,00% % Fosfor ogólny 0,00% % Ładunki całkowite BZT ,00 kg/d Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d Azot ogólny 316,25 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d Fosfor ogólny 45,90 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów Strona 15

16 Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka BZT 5 357,94 g O 2 /m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g P/m 3 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, dł 27,50 m Denitryfikacja, szer 12,00 m Denitryfikacja, głęb 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, V D 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, dł 47,50 m Nitryfikacja, szer 12,00 m Nitryfikacja, głęb 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 szt Nitryfikacja, V N 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 3,20 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 70,00% % Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT ,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d Strona 16

17 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m 3 Azot do nitryfikacji 57,36 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 - Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 14,80 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. Reaktora 0,32 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 2,21 - Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 675,84 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,12 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 747,93 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 479,34 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH 4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 403,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 691,40 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 356,24 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 747,16 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 8,35 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d Obliczony całkowity wiek osadu 14,77 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. Węgla 1 728,48 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 142,48 kg O 2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 3 419,47 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 142,48 kg O 2 / h Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 12,84 mg O 2 /L Wymagana ilość tlenu 168,76 kg/h Strona 17

18 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 24,11 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / 1m Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 głębokości (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 4 379,75 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 73,00 Nm 3 / min Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 3,20 kg/m 3 Indeks osadu 120,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 680,00 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,50 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 11,31 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 7,92 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 67,84% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 576,63 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1426,63 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,28 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,73 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,59 m Wymagana głębokość całkowita 4,10 m Przedstawione wyniki wskazują, że wszystkie obiekty, zarówno istniejące, jak i projektowane, będą pracowały w dopuszczalnym zakresie parametrów technologicznych. Potwierdzają to oszacowane stężenia zanieczyszczeń w odpływie, które nie przekraczają wymaganych norm obowiązujących oczyszczalnie o przepustowości w zakresie RLM (ChZT 125 go 2 /m 3, BZT 5 15 go 2 /m 3, zawiesina ogólna 35 g/m 3, N og 15 gn/m 3, P og 2 gp/m 3 ). Kolejno sprawdzono warunki pracy oczyszczalni dla docelowego obciążenia oczyszczalni, przy doprowadzeniu do stabilizacji osadu wydłużając jego wiek do 25 dób, czyli wieku dla którego osad uznawany jest za ustabilizowany. Strona 18

19 Tabela 9. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 20 st. C RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 0,00% % Zawiesina ogólna 0,00% % Azot ogólny 0,00% % Fosfor ogólny 0,00% % Ładunki całkowite BZT ,00 kg/d Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d Azot ogólny 316,25 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d Fosfor ogólny 45,90 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów BZT 5 357,94 g O 2 /m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g P/m 3 Strona 19

20 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, dł 27,50 m Denitryfikacja, szer 12,00 m Denitryfikacja, głęb 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, V D 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, dł 47,50 m Nitryfikacja, szer 12,00 m Nitryfikacja, głęb 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 szt Nitryfikacja, V N 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 4,90 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 124,00% % Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT ,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m 3 Azot do nitryfikacji 57,36 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 - Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 25,00 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 8,16 - Strona 20

21 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 508,27 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,01 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,04 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 691,52 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 461,29 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH 4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 349,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 465,09 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 469,39 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 579,59 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 14,14 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d Obliczony całkowity wiek osadu 25,02 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 974,90 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 104,28 kg O 2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 2 403,76 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 100,16 kg O 2 / h Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 10,88 mg O 2 /L Wymagana ilość tlenu 122,73 kg/h Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 17,53 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / 1m głębokości Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 3 185,14 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 53,09 Nm 3 / min Strona 21

22 Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 4,90 kg/m 3 Indeks osadu 110,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 470,58 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,46 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,70 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 12,66 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 8,86 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 123,70% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 518,39 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 937,46 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,12 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,97 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,55 m Wymagana głębokość całkowita 4,14 m Strona 22

23 Tabela 10. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 12 st. C RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 0,00% % Zawiesina ogólna 0,00% % Azot ogólny 0,00% % Fosfor ogólny 0,00% % Ładunki całkowite BZT ,00 kg/d Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d Azot ogólny 316,25 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d Fosfor ogólny 45,90 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów BZT 5 357,94 g O 2 /m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g P/m 3 Strona 23

24 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, dł 27,50 m Denitryfikacja, szer 12,00 m Denitryfikacja, głęb 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, V D 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, dł 47,50 m Nitryfikacja, szer 12,00 m Nitryfikacja, głęb 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 szt Nitryfikacja, V N 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 5,10 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 136,00% % Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 459,35 g/m 3 Azot ogólny 75,46 g/m 3 Fosfor ogólny 10,95 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT ,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m 3 Azot do nitryfikacji 57,36 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 - Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 24,90 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 3,71 - Strona 24

25 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 582,89 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,06 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,04 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 719,62 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 470,28 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH 4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% % Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 337,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 414,80 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 494,54 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 654,22 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 14,06 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d Obliczony całkowity wiek osadu 24,86 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 865,16 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 100,16 kg O 2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 2 403,76 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 100,16 kg O 2 / h Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 12,84 mg O 2 /L Wymagana ilość tlenu 118,63 kg/h Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 16,95 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / 1m głębokości Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 3 078,80 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 51,31 Nm 3 / min Strona 25

26 Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 5,10 kg/m 3 Indeks osadu 110,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 489,79 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,46 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,70 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 12,66 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 8,86 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 135,59% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 568,24 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 987,31 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,24 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 1,02 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,70 m Wymagana głębokość całkowita 4,46 m Wariant docelowy z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej. Przy pełnym docelowym obciążeniu oczyszczalni, zapotrzebowanie sprężonego powietrza (a tym samym energii elektrycznej) będzie bardzo wysokie. Dodatkowo, na wysokie stężenie osadów, obciążalność hydrauliczna oczyszczalni spadnie. Również jakość osadu stabilizowanego w głównym ciągu technologicznym nie będzie wysoka. Stąd podtrzymuje się konieczność zastosowania dodatkowego stopnia stabilizacji. Przy tej wielkości czyszczalni (25 tysięcy RLM) oraz składzie ścieków opisanym w bilansie, jednoznacznie rekomenduje się zastosowanie beztlenowej przeróbki osadów. Dla prawidłowego procesu fermentacji metanowej konieczne jest zastosowanie procesu sedymentacji wstępnej (osadnika wstępnego). Stąd dalsze obliczenia przeprowadzono dla zmienionego składu ścieków. Rozbudowa i modernizacja części ściekowej oczyszczalni wprowadza zmiany układu technologicznego. Zmodernizowana część ściekowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: Usuwanie łatwoopadalnych zawiesin w osadniku wstępnym. Procesowi sedymentacji podlegać będzie całość lub część ścieków z możliwością zmian proporcji przez obsługę, zależnie od bieżących warunków procesowych. Produkcję lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) w węźle osadnika wstępnego, realizowaną poprzez wydłużenie czasu zatrzymania osadu oraz jego recyrkulację Strona 26

27 przed osadnik, celem wypłukania wytworzonych LKT ściekami i poprawę ich transportu do komór osadu czynnego. Intensyfikację usuwania fosforu poprzez stosowanie komory defosfatacji i skierowanie do niej nowej recyrkulacji zewnętrznej z osadników wtórnych (poprzez nową komorę predenitryfikacji osadu recyrkulowanego usuwającą azot azotanowy ze strumienia osadu recyrkulowanego). Komory zabudowane w miejscu (rejonie) istniejących komór regeneracji osadu czynnego, które będą zlikwidowane. Intensyfikację usuwania azotu poprzez stosowanie komory denitryfikacji biologicznej i skierowanie do niej strumienia azotanów z komory nitryfikacji poprzez nową recyrkulację wewnętrzną. Intensyfikację nitryfikacji poprzez zastosowanie odpowiedniej wielkości komór nitryfikacji. Modyfikację pompowni recyrkulacji wewnętrznej. Poprawę rozdziału zawiesin osadu czynnego w zmodernizowanych osadnikach wtórnych. Zawrócenie osadu recyrkulowanego oraz odprowadzenie osadu nadmiernego poprzez zmodernizowaną pompownię recyrkulacji zewnętrznej. Tabela 11. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 2 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 20 st. C. 25 tys. RLM, osadniki wstępne. Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Strona 27

28 Ilość i jakość ścieków surowych Parametr Wartość Jednostka Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 35,00% % Zawiesina ogólna 65,00% % Azot ogólny 8,00% % Fosfor ogólny 8,00% % Ładunki całkowite BZT 5 975,00 kg/d Zawiesina ogólna 673,75 kg/d Azot ogólny 290,95 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 290,95 kg/d Fosfor ogólny 42,23 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów BZT 5 232,66 g O2/m 3 Zawiesina ogólna 160,77 g/m 3 Azot ogólny 69,43 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 69,43 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,08 g P/m 3 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, długość 27,50 m Denitryfikacja, szerokość 12,00 m Denitryfikacja, głębokość 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, długość 47,50 m Nitryfikacja, szerokość 12,00 m Nitryfikacja, głębokość 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 m Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% % Strona 28

29 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 232,66 g/m 3 Zawiesina ogólna 160,77 g/m 3 Azot ogólny 69,43 g/m 3 Fosfor ogólny 10,08 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 975,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 290,95 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 42,23 kg/d Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 69,43 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 10,47 g/m 3 Azot do nitryfikacji 56,96 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 46,96 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,80 - Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,75 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 23,80 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,45 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 6,29 - Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 637,45 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 0,65 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 6 739,24 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 3 032,66 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 56,96 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% % Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% % Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,44% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 416,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 745,89 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 2,33 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 3,00 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 3,05 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 124,67 kg sm/d Strona 29

30 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 762,13 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 13,46 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,75 d Obliczony całkowity wiek osadu 23,81 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 278,42 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 026,38 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 570,68 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 79,18 kg O 2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 1 900,38 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 79,18 kg O 2 / h Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 10,88 mg O 2 /L Wymagana ilość tlenu 97,03 kg/h Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 13,86 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / 1m Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 głębokości (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 2 518,13 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 41,97 Nm 3 / min Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m 3 Indeks osadu 135,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,00 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m Strona 30

31 Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m Wymagana głębokość całkowita 3,18 m Tabela 12. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 2 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 12 o C. Ilość i jakość ścieków dopływających Parametr Wartość Jednostka Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m 3 /d Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m 3 /h RLM ,00 - Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT 5 60,00 g/(m*d) Zawiesina ogólna 70,00 g/(m*d) Azot ogólny 11,00 g/(m*d) Azot azotanowy 0,00 g/(m*d) Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(m*d) Fosfor ogólny 1,80 g/(m*d) Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni BZT ,00 kd/d Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d Azot ogólny 275,00 kd/d Azot azotanowy 0,00 kd/d Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d Fosfor ogólny 45,00 kd/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni BZT 5 357,94 g/m 3 Zawiesina ogólna 417,59 g/m 3 Azot ogólny 65,62 g/m 3 Azot azotanowy 0,00 g/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m 3 Fosfor ogólny 10,74 g/m 3 Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT 5 0,00 - Zawiesina ogólna 0,10 - Azot ogólny 0,15 - Azot ogólny Kjeldahla 0,15 - Fosfor ogólny 0,02 - Usunięcie w osadniku wstępnym BZT 5 35,00% % Zawiesina ogólna 65,00% % Azot ogólny 8,00% % Fosfor ogólny 8,00% % Ładunki całkowite BZT 5 975,00 kg/d Zawiesina ogólna 673,75 kg/d Azot ogólny 290,95 kg/d Azot azotanowy 0,00 kg/d Azot ogólny Kjeldahla 290,95 kg/d Fosfor ogólny 42,23 kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów Strona 31

32 Ilość i jakość ścieków dopływających Parametr Wartość Jednostka BZT 5 232,66 g O 2 /m 3 Zawiesina ogólna 160,77 g/m 3 Azot ogólny 69,43 g N/m 3 Azot azotanowy 0,00 g N/m 3 Azot ogólny Kjeldahla 69,43 g N/m 3 Fosfor ogólny 10,08 g P/m 3 Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, długość 27,50 m Denitryfikacja, szerokość 12,00 m Denitryfikacja, głębokość 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, długość 47,50 m Nitryfikacja, szerokość 12,00 m Nitryfikacja, głębokość 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 m Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% % Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m 3 Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% % Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT 5 232,66 g/m 3 Zawiesina ogólna 160,77 g/m 3 Azot ogólny 69,43 g/m 3 Fosfor ogólny 10,08 g/m 3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT 5 5,00 g/m 3 Zawiesina ogólna 15,00 g/m 3 Azot ogólny 12,00 g/m 3 Fosfor ogólny 1,70 g/m 3 Azot organiczny 2,00 g/m 3 Azot amonowy 0,00 g/m 3 Azot azotanowy 10,00 g/m 3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT 5 975,00 kg/d Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d Ładunek azotu Kjeldahla 290,95 kg/d Ładunek fosforu ogólnego 42,23 kg/d Strona 32

33 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 69,43 g/m 3 Azot organiczny związany w biomasie 10,47 g/m 3 Azot do nitryfikacji 56,96 g/m 3 Azot poddawany denitryfikacji 46,96 g/m 3 Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu 1,80 - nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,21 d Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 22,40 d Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,45 - Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 2,70 - Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 - Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 693,50 kg sm/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 0,71 kg sm/kg BZT 5 Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT 5 /kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita 6 900,21 m 3 Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m 3 Wymagana objętość komory denitryfikacji 3 105,10 m 3 Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m 3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH 4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,00 g/m 3 Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% - Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% - Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,44% % Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 416,58% % Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 745,89 m 3 /h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m 3 Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m 3 Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 2,33 g/m 3 Ilość fosforu usuwana biologicznie 3,47 g/m 3 Ilość fosforu do strącania chemicznego 2,58 g/m 3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 117,22 kg sm/d Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 810,72 kg sm / d Obliczony tlenowy wiek osadu 12,66 d Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,21 d Obliczony całkowity wiek osadu 22,38 d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 196,00 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 026,38 kg O 2 / d Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 570,68 kg O 2 / d Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 82,01 kg O 2 / d Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 1 968,26 kg O 2 / d Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 82,01 kg O 2 / d Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C Głębokość reaktora 4,00 m Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O 2 /L Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O 2 /L Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m 12,84 mg O 2 /L Strona 33

34 Parametry pracy reaktorów Parametr Wartość Jednostka Wymagana ilość tlenu 97,14 kg/h Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 13,88 kg/h Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O 2 / m 3 Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 3,60% % / m Sprawność napowietrzania 10,01 (go 2 /m 3 pow) / 1m Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 głębokości (go 2 /m 3 pow) / 3,85 m głębokości Wydajność dmuchaw 2 521,00 Nm 3 /h Wydajność dmuchaw 42,02 Nm 3 / min Przeprowadzono również analizę pracy osadników wtórnych w warunkach napływów pogody suchej oraz deszczowej. Tabela 13. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla napływów pory suchej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m 3 Indeks osadu 135,00 cm 3 /g Liczba osadników 1,00 szt Powierzchnia rzeczywista 452,39 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 265,20 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 1990,51 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,93 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,00 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 220,14 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 639,21 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,01 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,97 m Wymagana głębokość całkowita 3,15 m Strona 34

35 Tabela 14. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla napływów pory deszczowej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Parametr Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m 3 Indeks osadu 135,00 cm 3 /g Liczba osadników 2,00 szt Powierzchnia rzeczywista 904,78 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 3981,03 m Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 2,00 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m 3 Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m Wymagana głębokość całkowita 3,18 m Dodatkowo przeprowadzono obliczenia pracy węzła osadników przy zredukowaniu napływu deszczowego do poziomu 700 m 3 /h (po uszczelnieniu kanalizacji), przy utrzymaniu indeksu osadu rzędu 135 cm 3 /g. Tabela 15. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych pracy osadników wtórnych dla pracy z doszczelnioną kanalizacją. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Wartość Jednostka Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m 3 /d Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 - Mnożnik dla pogody deszczowej 1,67 - Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 701,69 m 3 /h Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m 3 Indeks osadu 135,00 cm 3 /g Liczba osadników 1,00 szt Powierzchnia rzeczywista 452,39 m 2 Wymagana powierzchnia osadników 444,05 m 2 Średnica osadnika 24,00 m Objętość osadników 1990,51 m 3 Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 1,55 m 3 /(m 2 *h) Czas zagęszczania 1,25 h Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 - Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 7,98 kg/m 3 Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 5,59 kg/m 3 Strona 35

36 Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Wartość Jednostka Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 67,46% % Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 473,36 m 3 /h Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1175,05 m 3 /h Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,87 m Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,72 m Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,31 m Wymagana głębokość całkowita 4,40 m Jak wynika z obliczeń, oczyszczalnia będzie pracować w odpowiednim zakresie obciążeń, dysponując rezerwą na wypadek okresowych przeciążeń lub dopływu zwiększonej ilości ścieków. W przypadku konieczności przeprowadzenia remontów, konserwacji lub awaryjnych wyłączeń obiektów, utrzymany zostanie proces oczyszczania ścieków na poziomie zgodnym z obowiązującymi przepisami. Po doszczelnieniu systemu kanalizacyjnego, jeżeli będą utrzymane właściwe parametry osadu czynnego, możliwa jest praca nawet w okresie deszczowym jednym osadnikiem wtórnym. Ponieważ jednak oczyszczalnia tej wielkości nie może pracować bez zapewnienia rezerwy tak kluczowego obiektu, i tak niezbędne jest uzbrojenie obu osadników Podsumowanie Jak wynika z powyższych obliczeń, istniejący reaktor jest w stanie przejąć zakładaną docelową ilość ścieków. Warto zwrócić uwagę, iż zastosowanie układu sedymentacji wstępnej niezwykle korzystnie wpływa na technologię oraz ekonomię pracy układu: Znacząco spada przyrost osadu nadmiernego, przy czym pojawia się osad wstępny, który w warunkach beztlenowych rozkładany jest o wiele skuteczniej, produkując przy tym dużo większe ilości biogazu. Ostateczny koszt podano w rozdziale dot. kosztów eksploatacyjnych. Zasadniczo spada zapotrzebowanie sprężonego powietrza, ograniczając koszty zakupu energii elektrycznej. Możliwa jest praca przy niższych stężeniach osadu co poprawia stabilność pracy oczyszczalni i odporność na przeciążenia hydrauliczne napływami wód deszczowych i roztopowych. Dopuszczalny indeks osadu wzrasta, co pozwala na złagodzenie kontroli pracy stopnia biologicznego oczyszczalni. Negatywnym aspektem jest konieczność rozbudowy obiektów oczyszczalni i wprowadzenie dodatkowych procesów technologicznych, jednak zarówno rachunek kosztów eksploatacji jak i korzystny wpływ na prowadzenie procesów stabilizacji i odwadniania osadów jednoznacznie wskazują na celowość zastosowania takiego rozwiązania. Strona 36

37 3 Obliczenia modernizacji i rozbudowy części osadowej oczyszczalni. Jak jednoznacznie wykazały obliczenia zamieszczone w rozdziale powyżej, przy wykorzystaniu istniejących kubatur reaktorów, możliwe jest uzyskanie właściwej jakości ścieków oczyszczonych. Niemniej jednak, przy docelowym obciążeniu oczyszczalni ładunkiem zanieczyszczeń, układ ten nie pracuje w sposób optymalny ekonomicznie pochłaniając znaczne ilości energii i zarazem nie zapewniając pełnej stabilizacji osadów. Prowadzenie rozdzielnych procesów oczyszczania ścieków i obróbki osadów zapewnia możliwość bieżącej optymalizacji i dostosowywania parametrów technologicznych, technicznych i ekonomicznych do aktualnego obciążenia obiektu. Stąd w tej części koncepcji przeprowadzono wyłącznie obliczenia wariantu z wydzieloną stabilizacją beztlenową osadu wybrane podczas analiz prowadzonych na potrzeby I części opracowania. W I i II etapie modernizacji powstają różne ilości osadów, zależnie od obciążenia oczyszczalni oraz układu technologicznego. Tabela 16. Zestawienie ilości powstających osadów. Wariant Sucha masa osadu [kg sm/d] Uwagi Bez osadników wstępnych, optymalny wiek osadu 1747 Sam osad nadmierny Bez osadników wstępnych, wydłużony wiek osadu 1654 Sam osad nadmierny Z osadnikiem wstępnym po procesie stabilizacji 1251,25 os. wstępny +810,5 nadmierny (biol. + chem.) tłuszcze dowożone = 2194,95 Uwzględniono odpady zewnętrzne dowożone (zgodnie z pismem RPK sp. z o.o.) Obliczenia stopnia stabilizacji osadów dokonano dla wariantu docelowego rozbudowy oczyszczalni, czyli z osadnikiem wstępnym, uwzględniając dodatkowo dowóz 20 ton osadów (tłuszczy) miesięcznie z zakładów pracy. Obliczenia wydajności maszyn do zagęszczania/odwadniania osadów oraz higienizacji osadu dokonano dla maksymalnych ilości osadów powstających na oczyszczalni niezależnie od wariantu, ponieważ niezależnie od układu technologicznego oczyszczalni, ciągłość procesowa musi zostać zachowana. 3.1 Fermentacja metanowa (beztlenowa). Fermentacja metanowa to bardzo często stosowana metoda przeróbki osadów. Jest ona procesem wielofazowym, realizowanym w wydzielonym jednym lub kilku bioreaktorach. Bakterie hydrolityczne za pomocą enzymów zewnątrz komórkowych rozkładają nierozpuszczalne związki organiczne osadów do związków rozpuszczalnych w wodzie. Następnie bakterie kwasowe rozkładają te rozpuszczone związki organiczne do prostych kwasów organicznych. Tę fazę nazywa się często mianem fermentacji kwaśnej. Metabolity fermentacji kwaśnej stanowią substrat dla bakterii metanowych z kolei produktem ich Strona 37

38 metabolizmu jest metan, dwutlenek węgla i woda. W większości przypadków bakterie metanowe limitują szybkość procesu fermentacji osadów rozkład osadów wstępnych jest procesem bardzo szybkim. Dla osadów nadmiernych pochodzących z układów technologicznych oczyszczalni z usuwaniem biogenów obserwuje się jednak limitowanie przebiegu procesu szybkością rozkładu mikroorganizmów kierowanych do fermentacji jako osad nadmierny. Podstawowymi wielkościami wpływającymi na przebieg procesu fermentacji oraz sterowanymi przez operatora są: ilość i częstotliwość doprowadzania osadu, proporcja między ilością osadu wstępnego i nadmiernego, intensywność mieszania, temperatura, odczyn, zawartość kwasów lotnych, zasadowość, substancje toksyczne. Objętość osadu doprowadzanego do komory, w skrajnej sytuacji nie powinna przekraczać 1/20 objętości danej komory (czas zatrzymania osadu wynosi ok. 20 dni). Zwiększenie dobowej ilości podawanego osadu (zwłaszcza gwałtowne) może doprowadzić do załamania procesu fermentacji, a w każdym przypadku powoduje pogorszenie jakości osadu odprowadzanego i zwiększenie zużycia polimerów w procesie odwadniania. Czas zatrzymania w komorze fermentacyjnej jest zależny od ilości osadu podawanego do komory. Należy zwrócić uwagę, że z uwagi na możliwość tworzenia się stref o słabszym wymieszaniu, rzeczywisty czas zatrzymania może być krótszy od czasu wynikającego z obliczeń. Nie ma żadnych przeciwwskazań technologicznych, aby ten czas wydłużać. Im dłuższy czas zatrzymania, tym lepsze efekty stabilizacji zostaną osiągnięte, kosztem jednak zwiększonego zużycia ciepła do podgrzewania większej objętości komór fermentacyjnych. Układ technologiczny części osadowej oczyszczalni w wariancie stabilizacji beztlenowej daje możliwość: Precyzyjnej regulacji ilości osadu wstępnego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. Precyzyjnej regulacji ilości osadu nadmiernego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. Stabilizacji beztlenowej osadu w wydzielonej komorze fermentacyjnej prowadzenia procesu o dużej efektywności i umiarkowanej energochłonności, jednak wymagającego odpowiedniego poziomu technicznego i technologicznego obsługi. Odzyskania znacznej ilości energii zawartej w osadach i użycie jej do generowania energii cieplnej i elektrycznej (w tym sprzedaży świadectw pochodzenia certyfikatów energii odnawialnej oraz wysokosprawnej kogeneracji w przypadku zabudowy agregatu kogeneracyjnego). Dowolnego kształtowania przebiegu procesu odwadniania, zależnie od potrzeb (praca ciągła przez wybrane dni tygodnia lub codzienne odwadnianie zadanej ilości osadu) z uwagi na duże zdolności retencyjne komór osadu przefermentowanego (brak wymogu utrzymywania stałego zwierciadła cieczy). Skierowania ustabilizowanego biologicznie, odwodnionego i ustabilizowanego wapnem osadu o zawartości powyżej 25 % sm (osad po higienizacji wapnem oraz ew. leżakowaniu może, zależnie od okresu składowania i dawki wapna, osiągnąć nawet 35% sm), do przyrodniczego wykorzystania lub kompostowania. Przebudowa oczyszczalni do standardu beztlenowej przeróbki osadów wymaga wykonania szeregu obiektów: o osadnika wstępnego, o pompowni osadu wstępnego, Strona 38

39 o węzła zagęszczania mechanicznego osadu nadmiernego (w tym celu będzie wykorzystana przystawka zagęszczająca z prasy, i tak niezbędną w I etapie), o wydzielonej komory fermentacyjnej zamkniętej, o maszynowni i wymiennikowni, o sieci biogazowej, o odsiarczalni biogazu, o zbiornika biogazu, o pochodni awaryjnej, o kotłowni biogazowej (dostawienie kotła dwupaliwowego do istniejącej kotłowni w budynku administracyjnym). Wymagana jest zasadnicza zmiana standardów eksploatacji (konieczność posiadania świadectw kwalifikacyjnych do prac na obiektach gazowych, pojawienie się stref zagrożenia wybuchem, itp.) Wariant ten daje największe możliwości rozwoju pozwala zarówno na swobodne dociążanie oczyszczalni, jak i na dowóz odpadów zewnętrznych. W miarę wzrostu obciążenia efektywność stopnia będzie rosła (dopóki nie zostanie przekroczony skrajny minimalny wiek osadu), generując coraz większe ilości biogazu. 3.2 Podsumowanie Po przeanalizowaniu opisanych wyżej rozwiązań technologicznych, z uwagi na nieznane docelowe rzeczywiste obciążenie oczyszczalni, proponuje się przenieść realizację stopnia stabilizacji osadów do II etapu modernizacji oczyszczalni. Zaproponowany w koncepcji kształt układu technologicznego linii ściekowej oraz zmodernizowanego układu odwadniania, higienizacji i magazynowania osadu (I etap), pozwala na uzyskanie właściwych efektów oczyszczania ścieków oraz, przy niepełnym obciążeniu oczyszczalni, stabilizację osadu. W razie nie uzyskania obciążenia przekraczającego 20 tys. RLM zaleca się wprowadzenie wydzielonej stabilizacji tlenowej (do czego układ technologiczny opisany w niniejszej koncepcji jest przygotowany), natomiast dla docelowego obliczeniowego obciążenia oczyszczalni jednoznacznie rekomenduje się zastosowanie konwencjonalnego układu stabilizacji beztlenowej. Należy zwrócić uwagę, iż w warunkach oczyszczalni w Złotoryi proces ten charakteryzuje się następującymi zaletami: Znaczące zmniejszenie ilości powstających osadów. Znaczące zmniejszenie zużycia energii elektrycznej w porównaniu do stabilizacji tlenowej (nawet prowadzone w głównym ciągu technologicznym). Produkcja własnego nośnika energii. Możliwość stabilizacji osadu z innych oczyszczalni lub z zakładów przemysłowych. W rozdziale dotyczącym kosztów eksploatacyjnych podano konkretne wartości kosztu eksploatacji oczyszczalni dla obu wariatów. Strona 39

40 Zatem proponowany układ technologiczny i jego zmiany, zależnie od obciążenia oczyszczalni będą następujące: Po zmodernizowaniu stopnia biologicznego i zabudowie nowej maszyny zagęszczająco odwadniającej, przy obecnym obciążeniu oczyszczalni, osad stabilizowany będzie tlenowo w głównym ciągu technologicznym (lub alternatywnie w osadniku Imhoffa). Przy wzroście obciążenia do ok RLM proces nie ulegnie zmianie, przy czym stopniowo konieczne będzie podnoszenie stężenia osadu. Po przekroczeniu progu zbyt krótkiego wieku osadu konieczna będzie realizacja beztlenowego układu fermentacji, która dodatkowo spowoduje znaczący spadek zużycia energii elektrycznej oraz wytworzy nośnik energii cieplnej. Opis koncepcji. Rozbudowa i modernizacja części osadowej oczyszczalni, jest komplementarna z układem części ściekowej (niezależnie od wybranego wariantu modernizacji). Zaproponowana kolejność działań optymalizuje wysokość ponoszonych nakładów w proporcji do obciążenia oczyszczalni. Rozwiązanie przedstawione w powyższych rozdziałach pozwala na elastyczne korygowanie wielkości stopnia stabilizacji w zależności od rzeczywistego obciążenia. Zmodernizowana część osadowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: Zagęszczanie osadu wstępnego w leju osadnika wstępnego. Zagęszczanie osadu nadmiernego na wydzielonym zagęszczaczu mechanicznym. Podawanie osadu wstępnego zagęszczonego oraz nadmiernego zagęszczonego do WKF. Fermentację metanową mezofilową z odzyskiem biogazu. Magazynowanie osadu w poddanym renowacji zbiorniku osadu do odwadniania. Końcowe, mechaniczne odwadnianie osadu w nowym urządzeniu odwadniającym, do około 20 % sm przy stabilizacji w głównym ciągu i 22-25% po fermentacji metanowej. Wapnowanie osadu odwodnionego w przypadku wykorzystania danej partii osadu do zagospodarowania przyrodniczego i stwierdzenia obecności mikroorganizmów chorobotwórczych i patogennych. W poniższej tabeli zebrano wyniki obliczeń technologicznych dla układu beztlenowej stabilizacji osadu. Obliczenia przeprowadzono dla docelowego obciążenia oczyszczalni ładunkiem zanieczyszczeń. Strona 40

41 Tabela 17. Ilości powstających osadów w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad wstępny 1251,25 kg/d Osad nadmierny 693,5 kg/d Osad z usuwania chemicznego fosforu 117,2 kg/d Osady dowożone (tłuszcze) 133 kg/d Razem 2194,95 kg/d Dla czystości informacji podano osobno ilość osadu nadmiernego i chemicznego, przy czym w rzeczywistości osady te są ściśle ze sobą zmieszane. Uwaga! Założono, iż (zgodnie z informacją z RPK sp. z o.o.) do oczyszczalni dowożone będzie ok. 20 ton odpadów zewnętrznych miesięcznie. Dla powyższych osadów zakłada się następujące stężenia po zagęszczeniu. Tabela 18. Stopień zagęszczenia osadów w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Uwagi Osad wstępny 45 kg/m 3 Zagęszczony grawitacyjnie w powiększonym leju osadnika Osad nadmierny oraz chemiczny 55 kg/m 3 Zagęszczony mechanicznie Osady dowożone (tłuszcze) 200 kg/m 3 Dowiezione gęste odpady Kolejno obliczono objętość osadów. Tabela 19. Objętości osadów zagęszczonych w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad wstępny 27,8 m 3 /d Osad nadmierny 14,7 m 3 /d Osady dowożone (tłuszcze) 0,67 m 3 /d Razem 43,2 m 3 /d 50,8 kg/m 3 Kolejno przystąpiono do obliczenia parametrów procesu fermentacji. Badania procesu fermentacji osadów nadmiernych prowadzone m.in. w Instytucie Inżynierii Wody i Ścieków Politechniki Śląskiej wskazują, że osady nadmierne powstające w ciągach oczyszczania ścieków z wydłużonym wiekiem osadu i usuwaniem substancji biogennych, charakteryzują się słabą podatnością na biochemiczny rozkład związków organicznych, a tym samem niskim współczynnikiem wydzielania biogazu. W przypadku osadu nadmiernego pochodzącego z oczyszczalni ścieków z usuwaniem związków biogennych optimum procesu fermentacji zależy od wieku osadu. Stwierdzono, że dla osadu przystosowanego do naprzemiennych warunków tlenowo-beztlenowych w komorze biologicznego oczyszczania Strona 41

42 ścieków o wieku osadu powyżej 8 dni - optimum produkcji biogazu występuje pomiędzy 15 a 30 dniem procesu, natomiast dla osadu o wieku powyżej 15 dni - pomiędzy 20 a 35 dniem. Charakterystyczne dla tego typu osadów jest wydłużenie procesu rozkładu z wydzielaniem biogazu przez kolejne dni. Bakterie osadu czynnego są przystosowane do przetrwania w środowisku anaerobowym i dopóki żyją, mogą brać dział w procesach przemiany materii. Dlatego też dla standardowego czasu fermentacji dni, redukcja związków organicznych z osadu nadmiernego nie jest wysoka. Obniżenie czasu fermentacji poniżej 20 dni uniemożliwia właściwe ustabilizowanie osadów nadmiernych (rozkładowi ulega głównie osad wstępny). Dla oczyszczalni w Złotoryi przyjęto zatem 30-to dniowy czas fermentacji. Tabela 20. Obliczenie objętości komory fermentacyjnej w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Objętość dobowa osadów do WKF 43,2 m 3 /d Czas fermentacji 30 d Objętość czynna WKF 1300 m 3 Poniżej policzono efekty procesu fermentacji, przy czym z uwagi na całkowitą odmienność substratów, osady dowożone obliczono z osobna. Osad chemiczny uwzględniono w masie osadów z oczyszczalni, przy czym nie uległ on żadnym przemianom. Tabela 21.Obliczenia procesu fermentacji w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad z oczyszczalni (bez dowozu) 2061,95 kg/d Zawartość suchej masy organicznej 75 % Sucha masa organiczna 1458,6 kg/d Ilość masy organicznej poddającej się rozkładowi 45 % 656,35 kg/d Ilość masy organicznej nie poddającej się rozkładowi 802,2 kg/d Ilość suchej masy całkowitej nie rozłożonej 1522,8 kg/d Zawartość suchej masy organicznej w osadzie przefermentowanym 52,7 % Opis Wartość Jednostka Ładunek ChZT (z osadu) rozłożony w ciągu doby 932 g/d Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg ChZT 0,40 m 3 Ilość metanu na dobę 372,8 m 3 /d Zawartość metanu w biogazie 65 % Objętość dobowa biogazu z osadów 573,55 m 3 /d Strona 42

43 Opis Wartość Jednostka Dobowa sucha masa tłuszczy dowożonych 133,3 kg/d Biodegradowalność tłuszczy dowożonych 60 % Ilość dobowa rozkładalna tłuszczy 79,8 kg/d Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg tłuszczy 1,25 m 3 /kg Ilość pozostałego (nie rozłożonego) tłuszczu 53,2 kg/d Objętość dobowa biogazu z tłuszczy 99,75 m 3 /d Uwaga! Wg. danych literaturowych, biodegradowalność tłuszczy to 91%. Z uwagi na fakt, iż przywożony odpad nie będzie czysty, założono niższą biodegradowalność. Następnie przeprowadzono obliczenia parametrów obiektów gospodarki biogazowej. Tabela 22. Obliczenie obiektów gospodarki biogazowej. Opis Wartość Jednostka Objętość dobowa powstającego biogazu 673,3 m 3 /d Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m 3 /h Współczynnik nierównomierności 1,5 Produkcja maksymalna godzinowa 42,08 m 3 /h Obliczenie odsiarczalni biogazu. Opis Obliczenie zbiornika biogazu. Wartość Jednostka Przepływ maksymalny godzinowy 42,08 m 3 /h Przyjęta przepustowość odsiarczalni 50 m 3 /h Opis Obliczenie pochodni biogazu. Wartość Jednostka Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m 3 /h Przyjęty czas retencji 6 h Objętość wyliczona zbiornika 168,33 m 3 Objętość przyjęta 200 m 3 Opis Wartość Jednostka Przepływ maksymalny godzinowy 42,08 m 3 /h Współczynnik krotności produkcji 1,8 Wymagana wydajność pochodni 75,75 m 3 /h Przyjęta wydajność pochodni 100 m3/h Przeprowadzono również obliczenia wielkości zapotrzebowania na energię cieplną do ogrzania WKF. W poniższej tabeli zestawiono obliczenia dla różnych temperatur, przy czym Strona 43

44 podany kształt WKF jest jedynie jednym z możliwych, przyjętym wyłącznie dla celów obliczeniowych. Tabela 23. Obliczenie zapotrzebowania na energię cieplną. Parametr Wartość/warunki Jednostka st.c Założenia: Dobowa objętość osadu 43,21 43,21 43,21 m 3 /d Temperatura fermentacji 38,00 38,00 38,00 st. C Obliczeniowa temperatura ścieków 10,00 15,00 20,00 st. C Obliczeniowa temperatura powietrza -20,00 15,00 20,00 st. C Obliczeniowa temperatura ziemi pod WKFem 5,00 5,00 5,00 st. C Współczynnik przewodzenia ciepła dla wełny: λd= ,04 0,04 0,04 0,04 W/m*K W/mK Grubość warstwy wełny mineralnej 0,15 0,15 0,15 m Średnica WKF 12,68 12,68 12,68 m Wysokość WKF 10,3 10,29 10,29 m Nachylenie dachu 14,00 14,00 14,00 st Obliczenie ciepła (mocy) Straty ciepła, J/s czyli W, boki 6025, , ,03 W Straty ciepła, J/s czyli W, dach 1912,25 758,31 593,46 W Straty ciepła, J/s czyli W, dno 1055, , ,69 W Straty ciepła razem 8,99 4,20 3,52 kw Przy założeniu całodobowego ogrzewania osadu Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do 58,63 48,16 37,69 kw komory Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 67,62 52,36 41,21 kw Przy założeniu, że osad ogrzewa się 12 h / dobę Ilość godzin ogrzewania osadu do WKF 12,00 12,00 12,00 h Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do 117,26 96,32 75,38 kw komory Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 126,25 100,52 78,90 kw Jak wynika z powyższych obliczeń, zapotrzebowanie ciepła jest proporcjonalne do ilości podawanych osadów. Przeprowadzono również porównanie z dyspozycyjną mocą cieplną. Tabela 24. Obliczenie wielkości produkcji energii cieplnej. Opis Wartość Jednostka Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m 3 /h Wartość kaloryczna biogazu 6,2 kw/m 3 Dyspozycyjny strumień energii 173,9 kw Sprawność kotła 90 % Dostępny strumień ciepła 156,5 kw Jak wynika z porównania powyższych tabel, ciągłe zapotrzebowanie WKF na ciepło wynosi w skrajnych zimowych warunkach 126,25 kw. Produkcja zaś ciepła to 156,5 kw. Oznacza to, iż oczyszczalnia dysponuje stałą nadwyżką ciepła do ogrzewania pozostałych obiektów lub dla potrzeb agregatu kogeneracyjnego. Kolejno obliczono ilości i stężenia powstających osadów. Strona 44

45 Tabela 25. Obliczenie ilości powstających osadów przefermentowanych. Opis Wartość Jednostka Ilość dobowa powstających osadów 1576 kg/d Objętość dobowa powstającego osadu 43,21 m 3 /d Stężenie osadu przefermentowanego 36,47 kg/m Odwadnianie osadu Podtrzymuje się zaproponowane w poprzedniej części koncepcji zastosowanie prasy taśmowej.. Przyjęto, iż w pierwszym okresie modernizacji zabudowana będzie maszyna zagęszczająco odwadniająca, która w następnym okresie (po wykonaniu stopnia stabilizacji) musi być rozdzielona na osobne węzły zagęszczania i odwadniania. Wówczas jednak, ilość osadów będzie niższa, dlatego ten etap przyjęto jako kryterialny. Stąd do obliczeń przepustowości pod kątem obróbki samych osadów nadmiernych przyjęto następujące wartości osadów: Tabela 26. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu nadmiernego (odpowiadającej całkowitej produkcji osadu) przy pracy bez osadników wstępnych i optymalnym stężeniu osadu. Opis Wartość Jednostka Ilość osadu 1747,2 kg/d Stężenie osadu 7,9 kg/m 3 Objętość osadu 221,2 m 3 /d Tabela 27. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu przy pracy bez osadników wstępnych i wydłużonym wieku osadu. Opis Wartość Jednostka Ilość osadu 1654,2 kg/d Stężenie osadu 8,86 kg/m 3 Objętość osadu 186,7 m 3 /d Tabela 28. Zestawienie maksymalnej dobowej (całkowitej) produkcji osadu ustabilizowanego przy pracy z osadnikami wstępnymi. Opis Wartość Jednostka Ilość osadu 1576 kg/d Stężenie osadu 36,47 kg/m 3 Objętość osadu 43,21 m 3 /d Uwaga! Ilość osadów ustabilizowanych zawiera również odpady zewnętrzne dowożone, poddane procesowi fermentacji na oczyszczalni. Powyższe parametry to wielkości szacunkowe, wynikające z przeprowadzonych obliczeń technologicznych. Kolejno wykonano obliczenia warunków pracy i wymaganej wielkości urządzenia do zagęszczania/odwadniania. Uwzględniono takie wymogi jak konieczność limitowania wielkości personelu oczyszczalni (utrzymanie dotychczasowego zatrudnienia) oraz uniknięcia rozbudowy części socjalnej. Przyjęto iż zagęszczanie/odwadnianie odbywać się będzie wyłącznie w dni robocze, przy czasie czynnej pracy maszyny (pod obciążeniem osadem, nie uwzględniając startu, mycia, konserwacji, smarowania, itp.) wynoszącym: Strona 45

46 Dla I etapu modernizacji (bez realizacji stopnia fermentacji), 12 godzin. Dla II etapu modernizacji (po realizacji stopnia fermentacji), przy pełnym obciążeniu oczyszczalni 7 godzin. W pierwszej kolejności sprawdzono wydajność dla procesu zagęszczania i odwadniania w I etapie modernizacji. Tabela 29. Obliczenia urządzenia do zagęszczania/odwadniania osadu w I etapie. Parametr Wartość Jednostka Dobowa ilość osadu do odwadniania/zagęszczania (7 dni 221,2 m 3 /d tygodnia) 1 747,20 kg/d Dobowa ilość osadu do odwadniania (5 dni roboczych 309,68 m 3 /d odwadniania) 2446,08 kg/d Czas pracy maszyny 12 h/d Wydajność robocza 25,8 m 3 /h 203,84 kg/h Obciążenie maszyny (założone) 70 % Wydajność maksymalna wyliczona 36,9 m 3 /h 291,2 kg/h Wydajność maksymalna przyjęta 40 m 3 /h 320 kg/h Powyższe obliczono dla maksymalnego obciążenia oczyszczalni w I etapie. W praktyce, po uzyskaniu obciążenia rzędu 20 tys. RLM, co spowoduje wzrost kosztów napowietrzania oraz polimerów do zagęszczania, należy przystąpić do realizacji wydzielonego stopnia stabilizacji osadu. Kolejno przeprowadzono obliczenia dla II etapu. Z uwagi na znaczący spadek ilości zagęszczanego osadu nadmiernego, przeprowadzono obliczenia wyłącznie dla stopnia odwadniania. Następnie sprawdzono przepustowość prasy odwadniającej. Obliczenie odwadniania Objętość dobowa powstających osadów (identyczna jak objętość wsadu) 43,21 m 3 /d Ilość dobowa powstających osadów 1 576,00 kg/d Zawartość suchej masy w osadzie odbieranym z WKF 36,47 kg/m 3 Ilość dni odwadniania w tygodniu 5 - Objętość osadu do odwodnienia 60,49 m 3 /d Sucha masa osadu do odwodnienia 2206,40 kg/d Czas pracy maszyny 7 h/d Wydajność hydrauliczna robocza 8,64 m 3 /h Wydajność masowa robocza 315,20 kg/h Przyjęte obciążenie maszyny 70% % Wyliczona wydajność maksymalna 12,35 m 3 /h Wyliczona wydajność maksymalna 450,28 kg/h Przyjęta wydajność maksymalna (wymagana) 15 m 3 /h Przyjęta wydajność maksymalna (wymagana) 500 kg/h Uwaga. Celem zapewnienia właściwej żywotności urządzeń oraz odpowiednich efektów odwadniania, przyjęto, iż praca w warunkach normalnych odbywać się będzie z obciążeniem Strona 46

47 wynoszącym nie więcej niż 70 % wydajności maksymalnej. Należy zwrócić uwagę, iż obciążenie ciągu osadowego wyliczono jako wartość średnią (co wynika m. in. z długiego czasu zatrzymania osadu w procesie, co powoduje wyrównanie wielkości przerobu). Oznacza to, że okresowo węzeł może pracować ze znacząco wyższą wydajnością. Stąd nie należy modyfikować (zmniejszać) wielkości urządzenia odwadniającego. W przypadku wprowadzenia wydzielonego stopnia stabilizacji osadów oraz osadnika wstępnego, ilość osadów do przeróbki ulegnie redukcji. Wpłynie to na znaczące zmniejszenie obciążenia urządzeń, co pozwala na zrezygnowanie z zakupu drugiego zagęszczacza i drugiej wysokosprawnej prasy (pozostawiając jako rezerwowe istniejące, wyeksploatowane urządzenie). Należy zastosować nowy układ odwadniania, higienizacji i transportu osadu, składający się z: Prasy do odwadniania osadu. Stacji przygotowania polimeru. Układu wody technologicznej. Układu odbioru i higienizacji osadu odwodnionego. W każdym wariancie przewiduje się ulokowanie obok istniejącej prasy nowego urządzenia o parametrach dostosowanych do obliczeniowego obciążenia osadem. Z przeprowadzonych powyżej wyliczeń wynika, iż należy dobrać zagęszczacz o wydajności 40 m 3 /h i 320 kg/h oraz prasę o wydajności 15 m 3 /h i 500 kg/h. Jak widać w pierwszym etapie prasa będzie niedociążona masowo, ale wpłynie to korzystnie na efekt uzyskiwanego stopnia odwodnienia i w efekcie na obniżkę kosztów zagospodarowania osadów. 3.4 Transport i higienizacja osadu. Z uwagi na zabudowę drugiego urządzenia do odwadniania osadu i całkowite zużycie techniczne istniejącego układu wapnowania osadu oraz obowiązujące przepisy, nakazujące zapewnienie bezpieczeństwa sanitarnego wywożonego osadu, należy wykonać kompletny układ transportu i higienizacji osadu. Winien on składać się z następujących elementów: Przenośnik (-i) osadu odwodnionego. Silos wapna z osprzętem. Dozownik wieloślimakowy wapna. Przenośnik (-i) wapna. Mieszarka dwuwrzecionowa osadu z wapnem. Przenośniki mieszanki osadu z wapnem do kontenera, wraz z wielopunktowym wysypem na istniejące składowisko osadu. Obliczeń dokonano dla maksymalnej roboczej ilości osadu, podawanego z urządzenia do odwadniania. Przyjęto standardowy dla ustabilizowanego osadu stopień odwodnienia na poziomie 20%. Dawkę wapna ustalono na poziomie 0,3 kg/kg sm osadu, tj. w wysokości gwarantującej (zgodnie z danymi literaturowymi) higienizację osadu. Strona 47

48 Tabela 30. Obliczenie wydajności linii wapnowania i przenośników. Parametr Wartość Jednostka Wydajność maksymalna urządzenia do odwadniania 500 kg/h Dawka wapna 0,3 kg/kg sm Wyliczona wydajność dozowania wapna 150 kg/h Maksymalna wydajność dozowania wapna 200 kg/h Wydajność linii transportu (sucha masa!) 700 kg/h Uwaga! Założono zawsze pracę jednej prasy. Wydajność linii transportu osadu musi uwzględniać możliwość powstania osadu źle odwodnionego (np. o poziomie 16% suchej masy), stąd zarówno przepustowość układu jak i jego konfiguracja musi zapewnić poprawne prowadzenie procesu transportu osadu. 3.5 Ilości powstających osadów. W poniższej tabeli zestawiono docelową ilość powstających osadów. Tabela 31. Obliczenie ilości powstających docelowo osadów. Ilości powstających osadów Ilość dobowa powstających osadów 1576,00 kg/d Roczna ilość powstających osadów 575,24 Mg sm/rok Zapotrzebowanie roczne na wapno, mg / rok 172,57 Mg/rok Sucha masa łącznie 747,81 Mg sm/rok Gęstość nasypowa osadu bez wapna 1,2 kg/m 3 Gęstość nasypowa osadu przefermentowanego z wapnem 1,25 kg/m 3 Przyjęta zawartość s m po prasie 22,00% % sm Procent s m po prasie i wapnowaniu 28,60% % Mokra masa 2615 Mg/rok Roczna objętość osadów 2092 m 3 /rok Uwaga: Powyższe obliczenie dotyczy skrajnego maksymalnego obciążenia oczyszczalni ( RLM) po wykonaniu stopnia stabilizacji. Przyjęto wartość uzyskiwanego stopnia odwodnienia na poziomie niskim (z zakresu obserwowanego na czynnych oczyszczalniach). Podaną dawkę wapna należy traktować jako obliczeniową. Rzeczywistą dawkę wapna należy określić podczas rozruchu jest ona indywidualnie określana dla każdej oczyszczalni. Założono, iż nie dochodzi do odparowania wody po dodaniu wapna (w bilansie masy). W rzeczywistości, zależnie od dobranych urządzeń, stosowanego rodzaju wapna, przyjętego sposobu dystrybucji osadu do kontenera, itp. wielkość parowania może być znacząca. Strona 48

49 4 Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni 4.1 Opis ogólny. Analizując zebrane dane podtrzymano wybór kompleksowego wariantu, który stanowi optymalne rozwiązanie dla oczyszczalni w Złotoryi. Proponuje się, aby układ technologiczny oczyszczalni wyglądał następująco: Ścieki surowe oraz dowożone zbierane będą w istniejącym, poddanym renowacji kanale zbiorczym (w tym po wykonaniu nowych przykryć typu ciężkiego odpornych na podniesienie zwierciadłem cieczy), z którego będą kierowane, poprzez dwie nowe zastawki z napędami elektrycznymi, do nowego zespołu dwóch krat (znajdujących się w istniejącej hali krat, lokalizacji obecnych). Za kratami również znajdować się będą zastawki z napędami elektrycznymi. Uruchamianie krat i zastawek odbywać się będzie automatycznie zależnie od poziomu ścieków w kanale przed kratami (z korektą pracy krat od poziomu ścieków za kratami). Urządzenia zabudowane będą w istniejącym budynku, poddanym renowacji i dostosowaniu do nowych urządzeń, lub w nowej hali jeśli stan techniczny obiektu do momentu prowadzenia inwestycji pogorszy się do stopnia, wskazującego na brak uzasadnienia renowacji. W hali przewiduje się również lokalizację stanowisk urządzeń obróbki piasku i skratek oraz kontenerów na te odpady. W normalnych warunkach pracy eksploatowany będzie jedna krata, druga znajdować się będzie w rezerwie czynnej, przy czym w sytuacjach dużych napływów wód przypadkowych mogą pracować obie jednostki jednocześnie. Skratki usuwane na kratach, transportowane będą do prasopłuczki. Kolejno ścieki przepływać będą do istniejących piaskowników wirowych, wyposażonych w system napowietrzania oraz wyposażenie umożliwiające utrzymanie stałej prędkości sedymentacji piasku. Na obecnym etapie nie narzuca się rozwiązania dopuszcza się zastosowanie napowietrzania lub mieszadeł. Piasek zatrzymany w napowietrzanych piaskownikach (napowietrzanie ma na celu w tym przypadku wyłącznie utrzymanie stałych warunków przepływu i unoszenia zanieczyszczeń organicznych, a nie odświeżenie ścieków, czy separację tłuszczu), odpompowywany będzie zatapialnymi pompami wirowymi, w wersji o podwyższonej odporności na ścieranie, do nowego separatora płuczki piasku, zabudowanego w istniejącej hali krat. Odcieki z tych urządzeń należy skierować ponownie do procesu oczyszczania zaleca się wprowadzenie do przed kratami. Za piaskownikami zabudowane będą zastawki z napędem ręcznym, umożliwiające odcięcie urządzeń do inspekcji, remontu, konserwacji, itp. Krawędź przelewu awaryjnego będzie wyposażona w przelew regulowany, umożliwiając ręczną korektę wysokości. Z piaskowników, oczyszczone mechanicznie ścieki, kierowane będą do reaktora biologicznego istniejącym kanałem, poddanym również renowacji oraz wyczyszczeniu. Zaleca się zabudowę zastawki odcinającej, umożliwiającej skierowanie całości ścieków do Strona 49

50 zbiornika retencyjnego, np. na okres czyszczenia kanału podczas normalnej eksplotacji. Na kanale głównym należy przewidzieć zabudowę komory rozdzielczo-zbiorczą oraz w jej pobliżu zabudowę osadnika wstępnego (II faza modernizacji). Nie narzuca się rozwiązania osadnika dopuszczając zarówno zabudowę osadnika o przepływie prostokątnym, jak i radialnym. Konstrukcja węzła musi zapewniać możliwość regulowania proporcji ilości ścieków kierowanych do osadnika oraz obejściem do reaktora. W przypadku pozostawienia istniejących betonów, realizacja pompowni pośredniej nie jest konieczna, jeżeli betony te będą niezdatne do wykorzystania, należy wykonać pompownię pośrednią np. zblokowaną z komorą rozdziału na osadnik wstępny i podnieść nowy reaktor (opis pompowni na końcu rozdziału). Należy przeprowadzić przebudowę istniejącej komory wyprowadzającej ścieki do kanału obejściowego stopnia biologicznego. W miejscu istniejącej zniszczonej zastawki należy zabudować nową zastawkę z napędem ręcznym (w przypadku budowy nowej pompowni, można skonstruować nową komorę przed pompownią). Kolejno ścieki dopływać będą do komory rozdziału. Pozwoli ona na skierowanie ścieków do: komory predenitryfikacji osadu recyrkulowanego (niewielka część ścieków - do 10-15%), komory defosfatacji (główny strumień ścieków). Rozdział ścieków należy wykonać w formie zastawek z trójkątną krawędzią co umożliwi regulację proporcji rozdziału ścieków oraz odcięcie nieczynnych komór. Kolejno ścieki będą dopływać do reaktora biologicznego wykonanego z istniejącej zmodernizowanej komory. W ramach modernizacji przewiduje się renowację istniejących konstrukcji komór (przy czym układ kanałów oraz ścian działowych będzie całkowicie nowy i odmienny od istniejącego. Konstrukcja ścian działowych musi zapewniać możliwość opróżnienia każdej z komór przy zalanych sąsiednich, a układ kanałów i odcięć pominięcie i odcięcie każdej z komór, bez przyporządkowywania do osobnych linii oczyszczania. W czołowej części reaktora należy wydzielić komory defosfatacji i predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Kolejno ścieki przepływać będą do dwóch równoległych komór denitryfikacji osadu recyrkulowanego, a następnie do dwóch komór dwufunkcyjnych z możliwością prowadzenia procesu denitryfikacji i nitryfikacji, co oznacza, iż muszą być wyposażone zarówno w mieszadła jak i dyfuzory. Następnie ścieki przepłyną do dwóch równoległych komór nitryfikacji, a z nich do komory rozdzielczej do osadników wtórnych. Celem zapewnienia usunięcia azotanów, zakłada się prowadzenie procesu recyrkulacji wewnętrznej z wykorzystaniem istniejących komór pompowni, przy czym należy w nich w miejsce pomp zabudować mieszadła pompujące. Układ połączeń musi zapewniać możliwość odcięcia i opróżnienia komory mieszadła. Ruszt napowietrzający należy podzielić w następujący sposób: każda z komór dwufunkcyjnych będzie posiadać po jednej sekcji rusztów, zasilanych poprzez indywidualne przepustnice regulacyjne z napędami elektrycznymi. Ruszt w każdej głównej komorze nitryfikacji podzielić na trzy lub cztery sekcje zasilane poprzez przepustnice napędami regulacyjnymi ręcznymi, a każdą parę przepustnic ręcznych zasilić poprzez przepustnicę regulacyjną z napędem elektrycznym. W końcowej części reaktorów wydzielić strefę odtleniania, zapewniającą redukcję stężenia tlenu w strumieniu recyrkulacji wewnętrznej. W ramach modernizacji reaktorów zostanie zainstalowany system kontroli pomiary stężenia tlenu we wszystkich komorach (w sumie 10 sztuk, w tym po 2 w każdej komorze napowietrzania). Dodatkowo wielkość recyrkulacji wewnętrznej sterowana będzie w trybie Strona 50

51 podstawowym od poziomu azotanów w komorach denitryfikacji, a stężenie tlenu w zależności od poziomu azotu amonowego w odpływie z komór nitryfikacji. Powietrze do reaktorów podawane będzie z istniejącej stacji dmuchaw, wyposażonej w nowe trzy dmuchawy promieniowe, pracujące w systemie 2 czynna + 1 rezerwa czynna (z możliwością pracy wszystkich jednostek). W przypadku konieczności dozowania środków chemicznych, do usuwania fosforu, będą one podawane z istniejącego zbiornika magazynowego poprzez nowy układ pompowy (w systemie 2 pomp: 1+1). Z uwagi na zniszczoną wannę ociekową, w ramach modernizacji przewiduje się wykonanie renowacji konstrukcji podpór zbiornika (odrdzewienie i zabezpieczenie) oraz wykonanie nowej chemoodpornej wanny. Sterowanie ilością koagulantu prowadzone będzie w oparciu o analizator stężenia jonów fosforanowych. Kolejno ścieki z osadem czynnym kierowane będą do zblokowanej z reaktorem komory rozdziału. Komora musi zapewniać odbiór z reaktorów i kanału awaryjnego oraz rozdział na osadniki wtórne. Rozdział ścieków spływających z reaktorów należy wykonać w postaci zaworów lub zastawek poprzedzonych przelewem trójkątnym górnym, co umożliwi regulację rozdziału oraz wykorzystanie osadnika nieczynnego na retencję mieszaniny ścieków z osadem. Ścieki z komory kierowane będą nowymi przewodami do osadników wtórnych, gdzie wprowadzone będą na odpowiedniej głębokości poprzez komorę centralną wyposażoną w deflektor obwodowy i denny. Z uwagi na niewielką głębokość osadników należy szczególnie starannie zaprojektować układ hydrauliczny osadników: komorę flokulacji (centralną) z deflektorem obwodowym i dennym oraz kierownicami wyprowadzającymi osad na właściwej głębokości stycznie do obwodu, koryto odbiorowe przyścienne jednostronne z deflektorem powierzchniowym oraz deflektorem zatopionym odbijającym strugę. Osadniki wyposażyć w nowy zgarniacz denny i powierzchniowy z możliwością odbioru części pływających niezależnie od położenia zgarniacza należy zastosować pływające zgarniacze ślimakowe. Oczyszczone ścieki odbierane będą przez jednostronne koryto obwodowe, znajdujące się przy ścianie osadnika. Koryto wyposażyć w deflektor denny, zapobiegający efektowi przyściennemu oraz deflektor powierzchniowy zatrzymujący części pływające. Bieżnię zgarniacza wykonać z płyt polimerobetonowych, wyposażonych w bruzdy. W bruzdach ułożyć kabel grzewczy. Sposób montażu musi umożliwiać wymianę kabla. Kolejno ścieki kierowane będą do istniejącej pompowni przewałowej. Z uwagi na straty wysokości podnoszenia, związane z obecnie utrzymywanymi poziomami w pompowni, przewiduje się podpiętrzenie poziomu ścieków i montaż nowych jednostek pompowych. W ramach modernizacji obiektu należy również wykonać remont ogólnobudowlany oraz wymienić orurowanie i system sterowania. Należy również zabudować przepływomierz elektromagnetyczny na przewodzi tłocznym, co oprawi dokładność pomiaru ilości ścieków. Należy rozważyć zabudowę układu dezynfekcji ścieków oczyszczonych zastosowanie takiej instalacji może znacząco ułatwić rozwiązanie procedur formalnych związanych z uzyskiwaniem pozwoleń na modernizację. Z uwagi na przewidywane zwiększenie zapotrzebowania wody na oczyszczalni do celów technologicznych przewiduje się wykonanie systemu wody technologicznej. Zakłada się wykonanie pompowni wody technologicznej pobierającej ścieki z pompowni przewałowej. Pompownia podawać będzie ścieki do: Płukania skratek. Strona 51

52 Płukania piasku. Płukania zbiorników retencyjnych (hydrant). Napełniania wyłączonych komór reaktora biologicznego. Płukania prasy. Ze względów formalnych nie zaleca się zmiany istniejącego wylotu ścieków oczyszczonych do odbiornika. Podczas napływów wód deszczowych, w pierwszej kolejności zalany będzie (uruchomiony) drugi osadnik wtórny, który pozwoli na zwiększenie przepustowości stopnia biologicznego, zapobiegając wypłukaniu osadu. W przypadku gdyby ilość dopływających ścieków i ekstremalnych wód przypadkowych/powodziowych przewyższała wydajność stopnia biologicznego przy obu czynnych osadnikach (zależnie od aktualnego indeksu osadu i ilości dopływających ścieków), nadmiar trafi przelewem zlokalizowanym za piaskownikami do zmodernizowanych zbiorników retencyjnych. W przypadku dalszego utrzymywania się wysokich napływów, ścieki wypełnią ewentualnie inne nieczynne obiekty technologiczne oczyszczalni. Kolejnym elementem zapobiegającym zalaniu oczyszczalni lub terenu zlewni będzie uruchomienie istniejącego obejścia reaktora biologicznego (DN 800), co wymagać będzie ingerencji obsługi (ścieki kierowane tym obejściem nie podlegają oczyszczaniu biologicznemu). Zwraca się uwagę, iż w przypadku wykorzystania istniejących zbiorników retencyjnych oraz osadnika wtórnego w roli zbiornika retencyjnego, przelew do odbiornika, jeśli wystąpi będzie prowadził ścieki oczyszczone z zanieczyszczeń mechanicznych (kraty), piasku (piaskownik) oraz znacznej części zanieczyszczeń organicznych (sedymentacja w zbiornikach). Po ustaniu napływów zawartość zbiorników będzie odprowadzona do oczyszczania na oczyszczalni, a same zbiorniki oczyszczone za pomocą płukania systemem fali płuczącej. Osad nadmierny, po pierwszym etapie modernizacji, tłoczony będzie alternatywnie do nowego układu odwadniania lub do istniejącego osadnika Imhoffa. Jeżeli obciążenie oczyszczalni pozwoli na stabilizację osadu w głównym ciągu technologicznym (wiek osadu powyżej dni) podawany on będzie wprost na nową prasę sprzężoną z przystawką zagęszczającą, z możliwością podania do istniejącego zbiornika i odwodnienia na istniejącej prasie. Jeżeli wiek osadu będzie krótszy i nie zapewni stabilizacji do czasu wybudowania (II etap główny) wydzielonego układu stabilizacji, możliwe będzie podawanie osadu do istniejącego osadnika Imhoffa i z niego, poprzez istniejący zbiornik, do istniejącej lub nowej prasy. Odwadnianie odbywać się będzie na nowej prasie wielowałkowej trzytaśmowej. Wydajność urządzenia musi zapewnić odwodnienie całej ilości osadu nadmiernego ustabilizowanego w dni robocze, przy 6 godzinnej pracy pod obciążeniem osadem w granicach max. 80% obciążenia urządzenia. Osad odwodniony, z obu pras (przy czym z uwagi na oddziaływanie odcieków nie zakłada się pracy obu maszyn jednocześnie), kierowany będzie przenośnikami do mieszarki, do której dodawane będzie wapno z nowego silosu. Osad po higienizacji transportowany będzie kolejnym układem przenośników do istniejących boksów, przebudowanych na zadaszony magazyn osadu. Zakłada się na obecnym etapie powiększenie oraz zadaszenie boksów. Wzdłuż nich należy wykonać układ przenośników, zapewniający dystrybucję osadu do Strona 52

53 wszystkich, bezpośrednio z węzła mieszarki. Wszystkie boksy należy doprowadzić do stanu umożliwiającego magazynowanie osadu zgodnie z przepisami (uszczelnienie nawierzchni, ewentualna wymiana). W dwóch boksach należy zabudować dodatkowo stalowe prowadnice, umożliwiające podstawienie kontenerów do transportu osadu. Ilość punktów wyrzutu osadu w każdym boksie (przenośniki wielowyrzutowe lub rewersyjne) dostosować do rodzaju kontenerów oraz wielkości magazynu. Cała oczyszczalnia kontrolowana i sterowana będzie poprzez nowy system automatyki. Urządzenia takie jak kraty, płuczka piasku i piaskowniki z osprzętem, dmuchawy, prasa, posiadać będą własne sterowniki, kontrolujące pracę urządzeń, natomiast cały system dozorować będzie wszystkie obiekty oczyszczalni oraz przepompownie zewnętrzne, dodatkowo sterując pompownią Z 3. Ponieważ jednak część biologiczna musi być przygotowana na przyjęcie odcieków z procesów przeróbki osadów, oprócz ujęcia w bilansie standardowych wielkości ładunków powrotnych, przeanalizowano możliwe rozwiązania gospodarki osadowej. Jak wykazano w powyżej w koncepcji, obecna wielkość oczyszczalni sugeruje zastosowanie procesu tlenowej stabilizacji osadów, docelowa zaś wielkość obciążenia zdecydowanie predestynuje do beztlenowych metod przeróbki osadów. W koncepcji zawarto (przy opisach obiektów gł. stacji dmuchaw) wymogi pozwalające na dobudowanie stopnia tlenowego, poniżej zaś, jako rozwiązanie docelowe opisano przebieg procesu fermentacji, w kolejnym rozdziale zaś wymagane inwestycje dla procesu fermentacji. W II etapie głównym przewiduje się wykonanie komory rozdzielczo zbiorczej, osadnika wstępnego, pompowni osadu surowego oraz kompleksu fermentacji składającego się z wydzielonej komory fermentacyjnej zamkniętej, maszynowni obsługowej WKF oraz zespołu gospodarki biogazowej: odsiarczalni, zbiornika biogazu, pochodni oraz sieci towarzyszących. Przewiduje się wykorzystanie biogazu w nowobudowanej kotłowni, po jej rozbudowie o kocioł dwupaliwowy. Przewiduje się zabudowę kompletnego nowego systemu grzewczego z wykorzystaniem obecnie modernizowanej kotłowni w budynku administracyjnym. Przebieg procesu wyglądać będzie następująco: Ścieki, pozbawione zanieczyszczeń na kratach i w piaskownikach, dopływać będą do nowej komory rozdziału, zaopatrzonej w przelewy regulowane (z możliwością pełnego zamknięcia), umożliwiające ich przepływ wprost do reaktorów lub do nowego osadnika wstępnego. Proporcje rozdziału ścieków będą regulowane na bieżąco, zależnie od warunków procesu biologicznego. Ścieki dopływające do osadnika Dodatkowo należy zabudować układy biofiltracji powietrza, odbierające zanieczyszczone powietrze z urządzeń i obiektów, co najmniej z następujących obiektów: Kanału dopływowego ścieków. Krat, piaskowników i urządzeń transportu i obróbki skratek i piasku. Stanowisk kontenerów skratek i piasku. Stanowisk urządzeń do odwadniania. Układu transportu i higienizacji osadu. Magazynu osadu jeśli stwierdzi się uciążliwość zapachową odwadnianego osadu. Strona 53

54 W przypadku przyjęcia konieczności budowy nowych reaktorów (gdyby szczegółowa ekspertyza budowlana wykazała fakty uniemożliwiające wykorzystanie istniejących konstrukcji), ścieki muszą być kierowane do nowej pompowni podającej ścieki do komory rozdziału, umożliwiającej skierowanie ścieków do osadnika wstępnego lub obejściem do reaktorów biologicznych. Pompownię zaleca się wykonać w wersji suchej z dwoma komorami czerpnymi oraz komorą suchą. W kanale dopływowym do każdej z komór zabudować zastawki odcinające z napędem ręcznym, pomiędzy komorami również wykonać otwór z zastawką z napędem ręcznym. Komory wyposażyć w hydrostatyczne mierniki poziomu oraz zespół pływaków awaryjnych. W pompowni należy zabudować cztery pompy wirowe po dwie dla każdej komory czerpnej. Pompy należy zabudować w pozycji poziomej co pozwoli na redukcję ilości kolan oraz orurowania i tym samym zmniejszy opory tłoczenia. Pompy obligatoryjnie w wykonaniu zatapialnym co zabezpieczy je w wypadku powodzi. Każda z pomp musi być zasilana poprzez własny przemiennik częstotliwości. Układ hydrauliczny musi zapewniać możliwość pracy wszystkich pomp co pozwala wykorzystać pompownię w funkcji przeciwpowodziowej. W pompowni zabezpieczyć środki transportu pionowego i poziomego pomp poprzez zabudowę suwnicy z napędem ręcznym. Długość belki suwnicy musi zapewniać transport pomp na środek transportu tj. poza obrys pompowni do miejsca w które można podstawić samochód dostawczy, alternatywnie należy zapewnić możliwość wjazdu do pompowni. 4.2 Opis szczegółowy. Zakres prac obejmować będzie następujące działania związane z realizacją I etapu głównego modernizacji: 1. Zabudowa stacji zlewnej zgodnej z obowiązującymi przepisami. 2. Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni, połączona z całkowitą wymianą urządzeń i dostosowaniem przepustowości węzła do docelowego obciążenia. W ramach węzła zostaną wprowadzone procesy płukania i odwadniania skratek i piasku. 3. Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych, połączona z zabezpieczeniem konstrukcji oraz likwidacją istniejących i zabudową nowych urządzeń. 4. Modernizacja reaktorów biologicznych, połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 5. Modernizacja osadników wtórnych połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 6. Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 7. Modernizacja stacji dmuchaw połączona z renowacją budynku oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 8. Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego usuwania fosforu, połączona z wykonaniem wanny bezpieczeństwa, renowacją i zabezpieczeniem podpór zbiornika oraz wymianą układu pompowego i jego dostosowaniem do nowych warunków pracy. 9. Modernizacja pompowni przewałowej połączona z zabezpieczeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. Zabudowa układu wody technologicznej (ścieków oczyszczonych), zapewniająca zasilanie urządzeń oczyszczalni. 10. Renowacja zbiornika magazynowego osadu do odwadniania. 11. Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania. Strona 54

55 12. Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego. 13. Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych. 14. Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego z węzła mechanicznego oczyszczania ścieków i obróbki piasku i skratek, zbiornika pompowni ścieków, prasy odwadniającej, stanowisk kontenerów skratek, piasku i osadu oraz wykonanie nowego systemu wentylacji. 15. Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa nowego awaryjnego agregatu prądotwórczego o mocy dostosowanej do utrzymania pracy oczyszczalni wraz z podłączeniem do systemu energetycznego oczyszczalni. 16. Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. 17. Wykonanie nowych połączeń technologicznych. 18. Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni. Zakres prac obejmować będzie następujące działania związane z realizacją II etapu głównego modernizacji: 1. Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów. 2. Modernizacja systemu CO oczyszczalni - po wykonaniu kotłowni biogazowej. 3. Wpięcie nowych obiektów do systemu AKPiA i elektroenergetycznego. 4. Uzupełnienie układu komunikacyjnego oczyszczalni Zabudowa stacji zlewnej. Z uwagi na zmianę obecnie obowiązujących przepisów oraz przewidywany stały odbiór ścieków dowożonych należy zainstalować nową stację zlewną. Z uwagi na posiadanie dużego obiektu krat, zaleca się zabudowę stacji zlewnej w tym budynku. Węzeł musi zapewniać: Przyjęcie ścieków. Pomiar objętości dostarczanych ścieków. Pomiar koncentracji zanieczyszczeń (ph, przewodność), z odcięciem zrzutów o przekroczonych parametrach. Rejestrację danych dotyczących dostaw z możliwością przenoszenia ich na pendrive oraz transmisję do systemu AKPiA oczyszczalni. Nadzór nad dostawcami. Możliwość eksportowania danych do plików *.pdf, *.xls, *.doc, *.html. W ramach modernizacji węzła należy również wykonać: Stanowisko pojazdu (koperta żelbetowa, z wpustem ulicznym i odpływem do kanalizacji, przy czym z uwagi na okresowe występowanie podwyższonych stanów ścieków na przewodzie należy zabudować zasuwę. Podłączenie stacji (odpływ ścieków) do kanału dopływowego do krat. Na przewodzie należy zabudować zasuwę ręczną, zamykaną w razie wystąpienia wysokich stanów. Likwidację istniejącego rozwiązania węzła zlewnego. Strona 55

56 Do stacji należy doprowadzić ścieki oczyszczone wodę technologiczną (niezbędny jest układ podnoszenia ciśnienia zaleca się wykonanie nowego wspólnego systemu hydroforowego węzła stacji zlewnej, krat i piaskowników, co opisano poniżej w wydzielonym punkcie), energię elektryczną, wraz z wykonaniem dodatkowego oświetlenia miejsca zrzutu oraz wyprowadzić sygnały do systemu AKPiA oczyszczalni. Średnica przewodu zrzutowego nie mniej niż DN 125. Parametry stacji nie ulegają zmianie w zależności od przewidywanego obciążenia oczyszczalni Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni. Zaleca się zastosowanie rozwiązania opisanego we wcześniejszych punktach koncepcji. Przed i za kratami należy zabudować zastawki z napędami regulacyjnymi, zasilane elektrycznie. Konstrukcja wszystkich urządzeń ma w maksymalnym stopniu wykorzystywać istniejące kanały z uwagi na dopływy znacznych ilości wód przypadkowych, nie dopuszcza się przewężania kanałów. Jako kraty należy zastosować zdecydowanie kraty o konstrukcji zgrzebłowej, ze stałym rusztem, o szerokości 1200 mm (odpowiadające szerokości kanałów) i wysokości rusztu stałego min. 2 metry (zabezpieczającej przed przerzucaniem skratek). Wysokość zrzutu z kraty dostosować do systemu transportu i obróbki skratek, przy czym kratki należy wyprowadzić z użyciem rynien spłukiwanych (transport bez stosowania części ruchomych) do płuczki skratek. Proponuje się stosować urządzenia o prześwicie 6 mm. Celem redukcji ilości skratek należy zastosować prasopłuczkę z wydzielonym układem płukania. Odciek z płuczki skierować przed kraty. Odwodnione skratki winny być wyciskane poprzez prasę skratek do kontenera znajdującego się na nowym stanowisku. Przyjąć możliwość stosowania kontenerów hakowych V = 10 m 3 lub przyczep do traktora. W budynku zainstalować płuczkę piasku, oczyszczającą pulpę piaskową podawaną z piaskowników. Wymagana wydajność płuczki masowa min kg/h piasku, hydrauliczna min. 25 m 3 /h pulpy piaskowej. Płuczkę zasilić w wodę technologiczną, z możliwością podłączenia wody wodociągowej. Odciek z płuczki skierować przed kraty. Odwodniony piasek skierować do kontenera, znajdującego się na stanowisku identycznym jak dla kontenera skratek. Istniejące piaskowniki zaopatrzyć w nowy system ewakuacji piasku, oparty na zatapialnych pompach wirowych. Zastosować pompy o przelocie min. 80 mm i wydajności min. 25 m 3 /h. Zabudować instalację (żurawiki lub wciągarki do konstrukcji hali) umożliwiające demontaż pomp. Podłączenie pomp wykonać w postaci spiralnego węża elastycznego, kierującego pulpę piaskową do nowej instalacji stałej, odprowadzającej grawitacyjnie pulpę do separatora znajdującego się w hali krat. Podłączenie wykonać w najwyższym punkcie instalacji co pozwoli na uniknięcie stosowania armatury odcinającej i zwrotnej. Instalację węzła podłączenia ( wannę ) oraz przewód spływu do separatora wykonać ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Na przewodzie zabudować elementy demontowalne, umożliwiające kontrolę i czyszczenie przewodu. Zabudować urządzenia do mieszania, zapewniające utrzymanie stałej prędkości wirowania w piaskownikach. Na obecnym etapie dopuszcza się zarówno użycie mieszadeł, jak i zastosowanie napowietrzania, przy czym zaleca się napowietrzanie. Dmuchawy powietrza zabudować w hali krat, a zyski pochodzące z powietrza chłodzącego wykorzystać do ogrzewania hali. Kanały dolotowe piaskowników zaopatrzyć w zastawki z napędami elektrycznymi, kanały odlotowe w zastawki z napędami ręcznymi. Rozwiązanie takie pozwoli Strona 56

57 na automatyczną pracę piaskowników (kanały odlotowe zamykane będą wyłącznie na okres konserwacji lub remontu). Komory piaskowników przykryć, a powietrze (jak opisano powyżej) ująć do układu biofiltracji. Należy wykonać dodatkowe pomosty w osi piaskowników, co ułatwi demontaż pomp. Na przelewie do zbiornika retencyjnego zabudować jaz regulowany, z napędem ręcznym, umożliwiający zmianę wysokości krawędzi. Przeprowadzić czyszczenie kanałów całego węzła łącznie z kanałami doprowadzającymi ścieki oraz kanałem odprowadzającym (w ramach zadania należy wyczyścić i zabezpieczyć wszystkie kanały i studnie na terenie oczyszczalni), a powierzchnie wewnętrzne kanałów, studni oraz piaskowników zabezpieczyć powłokami. W ramach modernizacji budynku oraz wiaty piaskowników należy przeprowadzić generalny remont oraz dostosowanie (termoizolacja, wymiana stolarki, drzwi, itp.) do obowiązujących przepisów. Jako posadzkę, zarówno w hali krat, jak i w rejonie piaskowników, zastosować powłoki z żywic. Dla kontenerów wykonać stanowiska, zaopatrzone w prowadnice i ślizgi wykonane ze stali nierdzewnej. W celu wygospodarowania stanowiska kontenera piasku zaleca się wykonanie nowej bramy w miejscu zespołu okien, od strony zbiornika retencyjnego. Zaleca się takie rozplanowanie wnętrza, aby możliwa była likwidacja bramy od strony ogrodzenia oczyszczalni. Na ścianach do wysokości min. 3 metrów położyć płytki. Należy wymienić wszystkie instalacje wewnętrzne. Wykonać nowy system grzewczy oparty na modernizowanej kotłowni znajdującej się w budynku administracyjnym. Wykonać nowy system elektryczny, przy czym oświetlenie zabudować na ścianach w sposób umożliwiający wymianę źródeł światła bez konieczności montażu rusztowań. Zasilanie urządzeń oraz obiektów towarzyszących wykonać z nowej rozdzielni wykonanej w postaci wydzielonego pomieszczenia, zlokalizowanego w obrysie istniejącego obiektu krat i piaskowników. Uwaga! Zastosować wentylację mechaniczną rozdzielni (o ile obliczenia nie wykażą konieczności zastosowania klimatyzacji), z wydmuchem powietrza do wnętrza hali krat. Wykonać nowy system wentylacyjny (w całości z materiałów nierdzewnych kwasoodpornych). Obiekt obligatoryjnie wyposażyć w system detekcji gazów. Uwaga! Zanieczyszczone powietrze z wnętrza kanałów, urządzeń (w tym piaskowników) oraz stanowisk kontenerów skierować wydzielonym system podciśnieniowym do nowego biofiltra zlokalizowanego obok budynku. W kanałach ściekowych zamontować elastyczne kurtyny, zapobiegające schłodzeniu i zamarznięciu urządzeń. Pomieszczenie krat. Podstawową wentylacją stałą będzie wentylacja mechaniczna do biofiltra, opisana powyżej. Wentylację grawitacyjną w hali (2 krotną wymianę powietrza/h) zapewnić poprzez układ wentylacji czerpiący 50% powietrza ze strefy górnej oraz 50% znad posadzki za pośrednictwem kanału wentylacyjnego sprowadzonego do rzędnej ok. +0,15m względem podłogi i zakończonego kratką wentylacyjną. Nawiew powietrza dla instalacji grawitacyjnej wykonać poprzez czerpnie ścienne i połączone z nimi kanał wentylacyjne sprowadzone nad podłogę. Dla wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej zapewniającej min. 10 wymian/h działającej okresowo w charakterze awaryjnym zaprojektować wentylatory ścienne nawiewające powietrze zewnętrzne w proporcjach 30% dołem i 70% górą oraz wentylatory wywiewne: wentylatory ścienne usuwające 30% powietrza górą i wentylatory kanałowe czerpiące powietrze znad posadzki w ilości 70% i usuwające je kanałem na wysokości min. 1,80m nad terenem przez wyrzutnie ścienne. Strona 57

58 Włącznik wentylatorów należy zainstalować przy wejściu do budynku od strony wewnętrznej i zewnętrznej od strony piaskowników oraz bram kontenerów. Zabudować system detekcji gazów, sprzężony z wyłącznikami wentylacji oraz systemem AKPiA oczyszczalni, wyposażony również w autonomiczne sygnalizatory akustyczno-optyczne. W ramach modernizacji należy zakupić min. 4 kontenery do transportu skratek i piasku, wykonane ze stali nierdzewnej. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia kanalizacji zasadniczo skróci się czas pracy równoległej obu krat, co wydłuży okresy międzyremontowe. Zdecydowanie nie zaleca się zwężania krat względem kanałów Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych. Należy zabudować system płukania zbiorników falą ściekową (poprzez zabudowę zbiorników płucznych wewnątrz obiektów i jazów przelewowych lub zbiorników podciśnieniowych z pompami podciśnieniowymi rozwiązania są równoważne). W ramach prac wymienić wyposażenie pompowni oraz zbiorników. Zabudować nowe pompy w przynależnych pompowniach, przewody oraz armaturę. Wstępnie nie zakłada się zmiany wydajności pomp, przy czym na etapie doboru urządzeń do odwadniania osadu (zależnie od spodziewanej ilości odcieków pochodzących z wody płuczącej) należy zweryfikować ich dobór. Przewód tłoczny DN 250 podający ścieki przed budynek krat wymienić na nowy, wykonany z PEHD w ziemi i ze stali nierdzewnej kwasoodpornej w obrębie pompowni i przejść przez ściany. Podczas wykonywania projektu należy zaktualizować dane i rozważyć ewentualną realizację drugiego zbiornika retencyjnego. W ramach przygotowania węzła przewiduje się usuniecie zalegających osadów oraz demontaż wszystkich istniejących instalacji. Należy przeprowadzić kompleksową renowację i zabezpieczenie konstrukcji zbiorników oraz pompowni i kanałów (w tym wylotu do rzeki). Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia kanalizacji częstotliwość użytkowania zbiorników spadnie, przy czym nadal są one ważnym elementem stabilizacji dopływu do stopnia biologicznego, a także zapewniają przechwycenie ścieków w razie prac w węzłach oczyszczalni lub przy zaniku prądu Modernizacja reaktora biologicznego. W czołowej części reaktora należy wydzielić komory defosfatacji i predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Osad recyrkulowany dopływać będzie do komory predenitryfikacji, możliwe będzie skierowanie do niej również części lub całości ścieków surowych (z możliwością regulacji). Kolejno mieszanina ta przepłynie do komory defosfatacji, do której kierowana będzie w normalnych warunkach większość ścieków surowych. Każda z komór wyposażona będzie w mieszadło śmigłowe, zapewniające utrzymanie osadu w zawieszeniu. Celem zapewnienia możliwości okresowego czyszczenia, komory muszą mieć możliwość pominięcia. Strona 58

59 Kolejno ścieki przepływać będą do dwóch równoległych komór denitryfikacji osadu recyrkulowanego, a następnie do dwóch komór dwufunkcyjnych z możliwością prowadzenia procesu denitryfikacji i nitryfikacji, co oznacza, iż muszą być wyposażone zarówno w mieszadła jak i dyfuzory. Następnie ścieki przepłyną do dwóch równoległych komór nitryfikacji, a z nich do komory rozdzielczej do osadników wtórnych. W komorach nitryfikacji należy zabudować mieszadła, co pozwoli na prowadzenie procesu denitryfikacji naprzemiennej całą objętością reaktora. Celem zapewnienia usunięcia azotanów, wstępnie zakłada się prowadzenie procesu recyrkulacji wewnętrznej z wykorzystaniem istniejących komór pompowni, przy czym należy w nich w miejsce pomp zabudować mieszadła pompujące. Układ połączeń musi zapewniać możliwość odcięcia i opróżnienia komory mieszadła. Proponuje się przyjąć następujący podział komór: Tabela 32: Szacunek objętości i wymiarów komór. Wymiary reaktorów Parametr Wartość Jednostka Defosfatacja, długość 4,50 m Defosfatacja, szerokość 12,00 m Defosfatacja, głębokość 4,00 m Defosfatacja, ilość 2,00 szt Defosfatacja, objętość 432,00 m 3 Predenitryfikacja, długość 4,50 m Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt Predenitryfikacja, objętość 432,00 m 3 Denitryfikacja, długość 27,50 m Denitryfikacja, szerokość 12,00 m Denitryfikacja, głębokość 4,00 m Denitryfikacja, ilość 2,00 szt Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m 3 Nitryfikacja, długość 47,50 m Nitryfikacja, szerokość 12,00 m Nitryfikacja, głębokość 4,00 m Nitryfikacja, ilość 2,00 szt Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m 3 Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m 3 Uwaga! Przy wykonywaniu projektu należy zaktualizować obliczenia procesowe w oparciu o najświeższe dane eksploatacyjne i wydzielić objętość komory dwufunkcyjnej w zależności od najświeższych wyników (znaczący wpływ może mieć uszczelnianie kanalizacji, stąd na obecnym etapie dla czystości obliczeń, nie określa się tej wielkości, jako nadmiernie uzależnionej od ewentualnych zmian stopnia szczelności zlewni). Ponieważ proporcja komór jest uzależniona od proporcji dostępnego węgla organicznego i azotu, zaleca się przy prowadzeniu badań ścieków sprawdzać również ich jakość po zasymulowaniu procesu sedymentacji wstępnej poprzez analizę zawartości azotu i węgla z próbek poddanych godzinnej sedymentacji. Ruszt napowietrzający należy podzielić w następujący sposób: każda z komór dwufunkcyjnych będzie posiadać po jednej sekcji rusztów, zasilanych poprzez indywidualne przepustnice regulacyjne z napędami elektrycznymi. Ruszt w każdej głównej komorze nitryfikacji podzielić na trzy sekcje zasilane poprzez przepustnice napędami regulacyjnymi ręcznymi, przy czym pierwszą sekcję oraz parę pozostałą zasilić poprzez przepustnicę Strona 59

60 regulacyjną z napędem elektrycznym. W końcowej części reaktorów wydzielić strefę odtleniania, zapewniającą redukcję stężenia tlenu w strumieniu recyrkulacji wewnętrznej. Należy zróżnicować rozkład dyfuzorów wzdłuż długości komór, zapewniając równomierny rozkład powietrza we wszystkich dyfuzorach. W doborze dyfuzorów ująć rezerwę na wypadek wyłączenia awaryjnego dowolnej z komór. Przy projektowaniu hydrauliki reaktorów należy zapewnić skuteczny przepływ części pływających. W ramach modernizacji reaktorów zostanie zainstalowany system kontroli pomiary stężenia tlenu we wszystkich komorach (w sumie 10 sztuk, w tym po 2 w każdej komorze napowietrzania) oraz potencjału redoks (1 w komorze predenitryfikacji, 1 w komorze defosfataji, po 1 w komorach denitryfikacji i nitryfikacji w sumie 6 sztuk). Dodatkowo wielkość recyrkulacji wewnętrznej sterowana będzie w trybie podstawowym od poziomu azotanów w komorach denitryfikacji, a stężenie tlenu w zależności od poziomu azotu amonowego w odpływie z komór nitryfikacji w związku z tym należy zabudować odpowiednie analizatory (2 punkty pomiarowe azotu azotanowego, 2 punkty pomiaru azotu amonowego). W ramach modernizacji przewiduje się renowację istniejących konstrukcji komór (przy czym układ kanałów oraz ścian działowych będzie całkowicie nowy i odmienny od istniejącego. W ramach renowacji należy przeprowadzić pełne opróżnienie komór z istniejącego wyposażenia oraz nagromadzonych osadów oraz przeprowadzić czyszczenie (np. piaskowanie) ścian komór, pomostów i dna. Następnie uzupełnić dylatacje oraz wykonać iniekcje rys i pęknięć. Uzupełnić pomosty. W razie konieczności dokonać wzmocnień konstrukcji celem zabudowy urządzeń. Konstrukcja ścian działowych musi zapewniać możliwość opróżnienia każdej z komór przy zalanych sąsiednich, a układ kanałów i odcięć pominięcie i odcięcie każdej z komór, bez przyporządkowywania do osobnych linii oczyszczania z wykorzystaniem zastawek z napędami ręcznymi. Przed przystąpieniem do prac związanych z modernizacją reaktorów należy wykonać system studni drenażowych, przy czym studnie z wyposażeniem należy pozostawić do normalnej eksploatacji oczyszczalni. UWAGA! Wszystkie ściany działowe należy wykonać jako żelbetowe, z zamykanymi przejściami pomiędzy nimi oraz stosownymi obejściami, co pozwoli na odcinanie poszczególnych komór do przeglądu, konserwacji, itp. Wszystkie urządzenia wyposażyć w indywidualne żurawiki ze stali ocynkowanej. UWAGA! Przewidzieć prowadzenie prac połową objętości reaktora z uwagi na konieczność zachowania ciągłości procesów oczyszczania. Rozwiązanie techniczne węzła ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM w następującym zakresie: Zmniejszeniu ulega ilość dyfuzorów napowietrzających. Strona 60

61 Korekcie ulega podział komór objętości poszczególnych komór funkcyjnych. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, ścieki surowe ulegną zatężeniu, a możliwa do odprowadzenia do odbiornika ilość zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych spadnie. W efekcie sprawność stopnia biologicznego będzie musiała być WYŻSZA, co wpływa na konieczność utrzymania wysokiego standardu wyposażenia! Modernizacja osadników wtórnych. Ścieki dopływające do każdego z osadników nowymi przewodami (wymiana w ramach modernizacji), rozpływać się będą poprzez nową komorę centralną, zaopatrzoną w deflektor obwodowy oraz denny, zapewniający wprowadzenie ścieków na właściwej głębokości. Kolejno sklarowane ścieki odpłyną poprzez nowe koryto obwodowe, zaopatrzone w regulowane przelewy pilaste oraz deflektor obwodowy zapewniający zatrzymanie części pływających i deflektor ukośny (zapobiegający wynoszeniu osadu z uwagi na efekt przyścienny) do pompowni przewałowej. Osad denny zgarniany będzie nowym zgarniaczem, zaopatrzonym w listwę o wysokości min. 50 cm przy ścianie oraz 70 cm w części centralnej do leja, skąd nowymi (lub zabezpieczonymi) przewodami do pompowni osadu recyrkulowanego. Części pływające usuwane będą zgarniaczem części pływających, działającym niezależnie od kierunku wiatru wyposażonym w pływający przenośnik spiralny i pompę zatapialną. Łożysko centralne i ślizgi należy wymienić w ramach wymiany zgarniacza. Obiekty zaopatrzyć w sygnalizację świetlną pracy oraz szczotki do czyszczenia bieżni, koryta oraz deflektora. Osadniki obarierować. W ramach prac należy przewidzieć identyczną procedurę renowacji betonów jak dla reaktorów, przy czym bieżnię należy pokryć płytami polimerobetonowymi, z wprowadzonymi (bruzdy z uszczelkami gumowymi, umożliwiające wymianę) przewodami grzewczymi. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, przy dobrych parametrach osadu, możliwa będzie stała praca jednym osadnikiem. Nie jest jednak dopuszczalne wykonanie tylko jednego osadnika w razie jakiejkolwiek awarii następuje skażenie środowiska i ucieczka osadu czynnego do odbiornika Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego. Osady spływające z osadników wtórnych, kierowane będą poprzez nowe przepływomierze (nie jest wymagana budowa studni dopuszcza się zabudowę wewnątrz przestrzeni pompowni) i nowe zasuwy regulacyjne z napędami elektrycznymi do komory czerpnej pompowni. Stamtąd, poprzez nowe pompy cyrkulacyjne osad kierowany będzie z powrotem do reaktora biologicznego. Należy wykonać kompletny układ nowych przewodów tłocznych. Zaleca się wykonać pojedynczy przewód tłoczny, rozdzielający się poprzez komorę przelewową z przelewami proporcjonalnymi, do komór predenitryfikacji i defosfatacji. Strona 61

62 Osad nadmierny pobierany będzie przewodem bocznikowym poprzez pompy zainstalowane przy urządzeniach do odwadniania (w I etapie, w II poprzez pompy zagęszczacza mechanicznego). Dodatkowo pozostawić w I etapie możliwość podawania osadu do osadnika Imhoffa analogicznie jak obecnie. Przeprowadzić remont i zabezpieczenie konstrukcji pompowni. Wymienić konstrukcje i pokrywy włazów i pomostów na nowe ze stali nierdzewnej. Rozwiązanie techniczne węzła generalnie nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, zmniejszeniu ulega ilość czynnych pomp, co wydłuży okresy międzyremontowe urządzeń Modernizacja stacji dmuchaw. Sprężone powietrze do celów napowietrzania ścieków podawane będzie z istniejącej stacji dmuchaw, w której wymienione będzie całe wyposażenie. Wyposażenie stacji stanowiły będą dwie dmuchawy promieniowe w ilości 2+1, gdzie dwie jednostki zapewnią pokrycie zapotrzebowania oczyszczalni na oczyszczanie ścieków. Wydajność dmuchaw wynikająca z obliczeń, ale nie mniej niż 2800 m 3 /h każda. Ostatnia dmuchawa stanowi rezerwę czynną, ale z możliwością jednoczesnej eksploatacji wszystkich jednostek. Dodatkowo w ramach węzła należy przewidzieć możliwość zabudowania czwartej jednostki (pozostawić fundament oraz wykonać w nowym przewodzie podłączenie kołnierzowe). Średnicę przewodu dobrać uwzględniając potencjalną możliwość wykonania stopnia stabilizacji tlenowej osadu nadmiernego dobierając niskie prędkości przepływu powietrza. Praca dmuchaw sterowana będzie automatycznie w zależności od ciśnienia powietrza w głównym ciągu technologicznym (zależnym od położenia przepustnic, wynikającego z poziomu stężenia tlenu rozpuszczonego w komorach lub innych danych przesyłanych do nadrzędnej szafy sterowniczej dmuchaw z głównej sterowni). Dmuchawy współpracować będą z układem rurociągów magistralnych doprowadzających powietrze do poszczególnych komór. Zakłada się, iż w warunkach obniżonego zapotrzebowania na tlen (niska temperatura, niewielka ilość osadu, niskie obciążenie oczyszczalni) pracować będzie jedna dmuchawa, z wydajnością obniżoną nawet do 45% wydajności nominalnej. Układ dystrybucji sprężonego powietrza należy rozbudować również o co najmniej: Doprowadzenie powietrza do reaktorów biologicznych. Rezerwę średnicy przewodu oraz króćce kołnierzowe podłączenia czwartej dmuchawy oraz doprowadzenia powietrza do ewentualnych komór stabilizacji tlenowej. Układ zaworów regulacyjnych i odcinających. Wymaga się zastosowania dwóch czujników (pomiarów) ciśnienia sprężonego powietrza, pracujących w systemie 1+1 (rezerwa czynna). Wykonać nowy układ doprowadzenia powietrza do reaktorów głównego ciągu technologicznego w następujący sposób: w sprężone powietrze muszą być zasilane następujące komory: 2 komory dwufunkcyjne (możliwa praca zarówno w funkcji komór napowietrzania jak i denitryfikacji). Strona 62

63 2 komory nitryfikacji. Rezerwowo: 2 komory stabilizacji tlenowej (podwójna komora). Rozdział powietrza w reaktorach zrealizować w sposób opisany w dziale dot. modernizacji reaktora. Układ dystrybucji sprężonego powietrza należy wyposażyć w następujący osprzęt: Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komór dwufunkcyjnych 2 sztuki. Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komór nitryfikacji 4 sztuki. Zawór regulacyjny z napędem ręcznym rozdziału powietrza na sekcje w komorach nitryfikacji 6 sztuk. Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komory stabilizacji tlenowej 2 sztuki (rezerwa - opcja II etapu). Dla potrzeb rozmieszczenia i użytkowania docelowego układu dmuchaw konieczne będzie przeprowadzenie remontu obiektu. Zakłada się dostosowanie obiektu do obecnie obowiązujących przepisów (termoizolacja). Ze względu na duże obciążenie cieplne pochodzące od dmuchaw w budynku, należy zastosować wymuszoną wymianę powietrza ze sterowaniem termostatem. Powietrze chłodzące równe zyskom ciepła w pomieszczeniu od silników elektrycznych, będzie zasysane przez czerpnie ścienne w wyniku podciśnienia wytworzonego przez wentylatory wywiewne kanałowe o wydajności odpowiadającej strumieniowi powietrza asymilującego zbędne ciepło jawne. Odbiór powietrza ogrzanego bezpośrednio z obudów dźwiękochłonnych dmuchaw. Wielkość czerpni ściennej zaprojektować tak, aby umożliwiała pobranie powietrza na potrzeby procesowe oraz chłodzenia maszynowni. W pomieszczeniu hali należy zainstalować dodatkowo czujnik temperatury wewnętrznej (termostat), wskazania którego sterować będą pracą zespołu wentylatorów chłodzących oraz szybrem nawiewu powietrza z kolektora tłocznego do hali dmuchaw. Praca wentylatorów i napędu szybra sprzężona ze wskazaniami termostatów. Załączanie wentylatorów przy temperaturze np. powyżej 30C, wyłączanie poniżej 25C, z możliwością zadawania temperatur. Pomieszczenie nie wymaga instalacji ogrzewania, stację należy zaopatrzyć jedynie w 2 gniazdka elektryczne (nie wliczone do zespołu gniazd ujętych w opisie systemu elektroenergetycznego) umożliwiające podłączenie przenośnych agregatów grzewczych dla ewentualnego dogrzania w okresie awarii lub remontu dmuchaw; podczas normalnej eksploatacji stacji straty będą pokrywane z wewnętrznych zysków ciepła pochodzących od silników dmuchaw. Podłogę oraz ściany do wysokości 2 metrów (o ile nie wymagane wygłuszenie na tej wysokości) pokryć żywicą lub płytkami. Oświetlenie wykonać na ścianach, na wysokości umożliwiającej bezpieczną wymianę elementów. Pomieszczenie wygłuszyć w miarę potrzeb. Wymienić całą stolarkę, w tym drzwi, bramę montażową oraz okna doświetlające. Rozwiązanie techniczne węzła generalnie nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, jedynie niezbędna wydajność dmuchaw ulega obniżeniu. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła. Strona 63

64 4.2.8 Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego usuwania fosforu. Jak wykazują obliczenia, zachowanie właściwego stężenia fosforu w ściekach oczyszczonych może wymagać dozowania środków chemicznych. Doboru pompy dokonano przy założeniu utrzymania defosfatacji biologicznej. Założono przepływ dobowy na poziomie 4190,7 m3/d i maksymalny przepływ godzinowy 419,1 m3/h. W przypadku przepływów wyższych należy liczyć się ze spadkiem stężenia fosforu w ściekach (ścieki rozcieńczone), co pozwoli na utrzymanie właściwej jakości ścieków oczyszczonych. Założono stechiometryczną dawkę 2,7 gfe/gp, z zastosowaniem mnożnika 1,7 z uwagi na absorbowanie koagulantu. Gęstość koagulantu wynosi 1500 kg/m 3, a zawartość żelaza 11,4%. Tabela 33: Obliczenie zużycia koagulantu w warunkach usuwania nadmiaru fosforu, przy utrzymaniu procesu defosfatacji biologicznej. Opis Wartość Jednostka Układ bez osadnika wstępnego Układ z osadnikiem wstępnym Lato Zima Lato Zima Stężenie fosforu do strącenia 3,05 2,58 nie trzeba nie trzeba g/m 3 Przepływ średni przez reaktory biologiczne, bez uwzgl. recyrkulacji 4190,7 m 3 /d Przepływ maks. godzinowy przez reaktory biologiczne, bez uwzgl. 419,1 m 3 /h Recyrkulacji Współczynnik zwiększający dawkę uwzględniający m. in. straty koagulantu 1,7 - Zapotrzebowanie na żelazo w procesie strącania 2,8 gfe/gp Zawartość żelaza w preparacie 0,11 % Przepływ średni godzinowy 174,61 m 3 /d Ładunek godzinowy fosforu do usunięcia, dla przepływu średniego 0,53 0,45 kg/h Ładunek godzinowy fosforu do usunięcia, dla przepływu maks. 1,28 1,08 Wbudowany w biomasę kg/h godzinowego Dawka preparatu na kg fosforu do usunięcia 41,75 41,75 g PIX/gP Dawka preparatu na m3 ścieków 127,46 107,9 g PIX/m 3 Ciężar właściwy preparatu 1500,00 kg/m 3 Dawka dm3 preparatu na m3 ścieków 0,085 0,072 Dawka dm3 preparatu dla przepływu średniodobowego Dawka dm3 preparatu dla przepływu maks. godzinowego 14,84 12,55 35,6 30,1 dm 3 PIX/m 3 dm 3 PIX / h dm 3 PIX / h Ostateczna wydajność maksymalna pompy musi wynosić 40 dm 3 /h, przy czym należy zastosować dwie pompy, w warunkach normalnych pracujące w systemie 1+1. Oczyszczalnia posiada już stację magazynowania i dozowania koagulantu. Jest on w dobrym stanie technicznym, umożliwiającym jego dalsze wykorzystanie. Natomiast pozostałe elementy stacji wymagają remontu (podpory) lub kasacji (popękana wanna ociekowa). Strona 64

65 Stację dozowania oraz zbiornik ulokować na nowym fundamencie (wannie ociekowej pokrytej wykładziną chemoodporną) przy reaktorach biologicznych oraz wykonać nową linię tłoczną do reaktorów, kierując koagulant do węzła rozdziału przed osadnikami wtórnymi. Istniejące podpory zbiornika oczyścić i pokryć izolacją, zapobiegającą degradacji (korozji) oraz zabezpieczającą przy ewentualnych wyciekach środka chemicznego. Całość instalacji należy podłączyć do systemu AKPiA oraz zasilania. Stację dozującą należy wyposażyć w nowe: Czujnik pomiaru online poziomu napełnienia zbiornika. Dwie pompy o wydajności 40 dm 3 /h każda, ze zdalną regulacją w pełnym zakresie (w tym możliwość dozowania przerywanego oraz równoległej pracy obu pomp). Filtr koagulantu. Pomoc ssącą. Zawory bezpieczeństwa. Zawory stałego ciśnienia. Tłumik pulsacji. Armaturę zwrotną i odcinającą. Przyłącze płuczące do wody. W zakres prac wchodzi również demontaż i utylizacja istniejącego, likwidowanego wyposażenia i instalacji. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, jedynie niezbędna wydajność pomp ulega obniżeniu z 50 do 40 dm 3 /h. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła negatywny wpływ doszczelnienia, objawiający się koniecznością zatrzymania większej ilości fosforu (niższy zrzut do odbiornika) jest zwykle kompensowany poprawą stabilności procesu defosfatacji Modernizacja pompowni przewałowej, zabudowa układu wody technologicznej. Ścieki oczyszczone spływające z osadników wtórnych oraz ewentualnie dopływające do pompowni obejściem technologicznym DN 800, kierowane będą do komory czerpnej pompowni. Stamtąd, poprzez nowe pompy, medium kierowane będzie do istniejącego wylotu do odbiornika systemem nowych przewodów tłocznych. Proponuje się zabudowę min. 4 pomp (2 duże, 2 małe), przy czym wydajność pomp należy wyliczyć na etapie projektu trwające działania związane z doszczelnianiem zlewni wpłyną na zmianę obciążenia hydraulicznego oczyszczalni. Z uwagi na przyjęcie zrzutu ścieków wyłącznie do rzeki Kaczawy, proponuje się uporządkować układ przewodów w hali pompowni. W istniejącej hali armatury należy zabudować nowy przepływomierz elektromagnetyczny (zapewniający prawidłowy pomiar ilości ścieków oczyszczonych) oraz automatycznego poborcę próbek, sprzęgniętego z tym pomiarem, pobierającego ścieki z przewodu tłocznego. Przeprowadzić remont i zabezpieczenie konstrukcji pompowni. Wymienić konstrukcje i pokrywy włazów i pomostów na nowe ze stali nierdzewnej. Strona 65

66 Przeprowadzić remont hali i dostosowanie do obowiązujących przepisów (w tym stolarka, ocieplenie, itp.). Wymienić instalacje wewnętrzne, analogicznie jak w innych obiektach. Należy również wykonać układ wody technologicznej, składający się z następujących elementów: Pompownia wody technologicznej. Zbiornik wody technologicznej w hali prasy. Układ podawania wody do stacji zlewnej. Układ podnoszenia ciśnienia dla węzła mechanicznego oczyszczania ścieków. Układ podnoszenia ciśnienia dla zagęszczacza mechanicznego (II etap modernizacji). Układ podnoszenia ciśnienia dla urządzenia do odwadniania osadu (nowego i istniejącego). Układ podawania wody do systemów biofiltracji (II etap). Sieć wody technologicznej. Pompownię zrealizować dwoma pompami zabudowanymi w istniejącej pompowni przewałowej. Układ wyposażyć w dwie pompy (pracujące w systemie 1+1), o wydajności pokrywającej całość zapotrzebowania na wodę, przy jednoczesnej pracy wszystkich urządzeń i wysokości podnoszenia pokrywającej również straty filtracji. Stanowiska pomp wyposażyć w żurawik do wyciągania pomp. Na kolektorze tłocznym zabudować (zaleca się wykorzystać halę armatury) zawory zwrotne kulowe i zasuwy odcinające dla pomp oraz (w hali pras, przed zbiornikiem), czyszczony ręcznie zgrubny filtr siatkowy wraz z obejściem. Filtr musi umożliwiać czyszczenie bez konieczności jego rozbierania. Spust wody z zanieczyszczeniami sprowadzić do kanalizacji zakładowej. Sterowanie pompowni zrealizować w funkcji napełnienia zbiornika wody technologicznej, z zabezpieczeniem przed suchobiegiem w pompowni, przy zdublowaniu wyłączników w hali pras obok filtra. Zbiornik wody technologicznej wyposażyć w poziomowskaz oraz w elektroniczny pomiar ciągły napełnienia, zapewniający następujące funkcje: wyłączenie pomp wysokociśnieniowych wody w razie braku wody, zasilanie wodą wodociągową (obecnie ze studni) w razie braku wody technologicznej, sterowanie pompami wody technologicznej. Do zbiornika doprowadzić wodę technologiczną (przez opisany powyżej filtr) oraz wodę wodociągową z istniejącej instalacji poprzez zawór elektromagnetyczny. Wykonać przelew awaryjny zbiornika oraz spust (umożliwiający zrzut osadu z dna) do systemu kanalizacyjnego oczyszczalni do pompowni głównej. Proponuje się na obecnym etapie (nieznany ostateczny dobór maszyn i urządzeń) zainstalować układy tłoczenia wody: Układ podawania wody do węzła zagęszczania składający się z jednej pompy (dostarczonej wraz z urządzeniami węzła), poprzedzonej podwójnym filtrem dokładnym (stopień filtracji zależny od dobranego urządzenia) wody. Sterowanie pompy bezpośrednio z węzła (sterownik zagęszczacza), z zabezpieczeniem od suchobiegu w zbiorniku. Układ podawania wody do węzła odwadniania składający się z jednej pompy (dostarczonej wraz z urządzeniami węzła), poprzedzonej podwójnym filtrem dokładnym (stopień filtracji zależny od dobranego urządzenia) wody. Sterowanie pompy bezpośrednio z węzła (sterownik prasy), z zabezpieczeniem od suchobiegu w zbiorniku. Zbiorczy układ (hydroforowy) zasilania w wodę: Strona 66

67 Układ płukania stacji zlewnej wodą technologiczną. Układ podawania wody do płuczek piasku i skratek. Układ podawania wody do biofiltrów, przy czym należy zapewnić możliwość awaryjnego zasilania biofiltra wodą czystą. Ostateczne rozwiązanie układu będzie zależne od dobranych urządzeń. Przewiduje się zabudowę zespołu hydroforowego, składającego się z trzech lub czterech pomp (w systemie n+1 rezerwy czynnej), wyposażonych w przemienniki częstotliwości oraz zbiornik (lub zbiorniki) wyrównawcze - hydroforowe. Układ hydroforu należy poprzedzić filtrem samoczyszczącym (wyposażonym w obejście awaryjne), dostosowanym do pomp hydroforowych oraz odbiorów (zawory elektromagnetyczne, dysze płuczące). Do systemu AKPiA oczyszczalni sprowadzić sygnały pracy, awarii poszczególnych urządzeń, suchobiegu pompowni oraz poziomu w zbiorniku wody technologicznej. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, wydajność pomp musi zapewniać usunięcie wód deszczowych - powodziowych. W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła zmniejsza się wymagany czas pracy pomp, a w efekcie wydłużeniu ulega ich żywotność Wykonanie remontu zbiornika osadu przed odwadnianiem. Zakłada się, iż w normalnej eksploatacji, do roli zbiornika retencyjnego osadów nadmiernych (a docelowo przefermentowanych) wystarczy eksploatacja obecnie istniejącego zbiornika. Będzie do niego kierowany alternatywnie: osad nadmierny z ciągu ściekowego, osad przefermentowany, wypływający z osadnika Imhoffa, docelowo osad z WKF (będzie on spływać będzie grawitacyjnie do tej komory), Następnie podawany będzie do procesu odwadniania poprzez układ nowych przewodów. W komorze należy zabudować sondę pomiaru poziomu oraz mieszadła. Ilość i moc mieszadeł należy ostatecznie dobrać na etapie projektu zależnie od wybranego dostawcy mieszadeł. W górnej części komory należy wykonać nowy przelew awaryjny. Układ wykonać w sposób umożliwiający wykorzystanie go jako przelew wody nadosadowej przy eksploatacji do odwadniania osadu stabilizowanego tlenowo. Zaleca się wykonanie kopuły przykrywającej komorę. W pokrywie należy wykonać włazy dla mieszadeł oraz sondy pomiaru poziomu, a także króćce nawiewne. Zanieczyszczone powietrze spod kopuły należy ująć i podać do układu biofiltracji powietrza. W ramach zadania przewiduje się zabezpieczenie konstrukcji żelbetowej komory (w miarę posiadanych środków należy zabezpieczyć również drugą komorę) wykładzinami chemoodpornymi oraz montaż nowego mieszadła, celem zapewnienia prawidłowego wymieszania osadów. W zależności od dobranego mieszadła należy skorygować pomost obsługowy. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, pozwoli to na wydłużenie czasu retencji osadu, a zatem optymalizację procesu odwadniania. Strona 67

68 Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania. Należy zabudować prasę odwadniającą trzytaśmową z oprzętem. Połączenie urządzeń (zagęszczacza i prasy) musi zapewniać możliwość ich rozdziału po zabudowie węzła stabilizacji. Wydajność zagęszczacza min. 40 m 3 /h i 320 kg sm/h. Wydajność prasy min. 15 m 3 /h i 500 kg sm/h, przy gwarantowanej suchej masie osadu odwodnionego nie niższej niż 20%. Maszyna winna być zamontowana w istniejącej hali, po jej remoncie i renowacji całego budynku. Może to wymagać demontażu części obecnego wyposażenia i jego przesunięcia. Urządzenia muszą spełniać następujące wymagania: Możliwość pracy bezobsługowej (obsługa niezbędna jedynie do rozpoczęcia pracy, regulacji oraz zakończenia, ewentualnego okresowego czyszczenia). Użycie do płukania podczas pracy wody technologicznej pobieranej poprzez układ filtrów z pompowni wody technologicznej (np. za pośrednictwem zbiornika magazynowego zabudowanego w stacji odwadniania i pompy wysokiego ciśnienia zabudowanej z prasą). Woda ma być podawana przynajmniej poprzez dwustopniowy filtr (zgrubny i dokładny). Filtr dokładny ma być zrealizowany jako podwójny (w układzie 1 czynny, 1 rezerwa i czyszczenie). Czyszczenie instalacji płukania maszyny (wtryskiwaczy) wodą technologiczną bez rozmontowywania instalacji. Obudowa zabezpieczająca przed emisją par wraz zanieczyszczeniami mikrobiologicznymi. Odbiór powietrza z wnętrza maszyny przez mechaniczny system wentylacji wytwarzający stałe podciśnienie wewnątrz urządzenia. Pomiar objętości podawanego osadu (przepływomierz), polimeru (przepływomierz), wody do bieżącego rozcieńczania polimeru (rotametr). Możliwość płynnej ręcznej regulacji (rozcieńczania) stężenia roztworu polimeru podczas pracy urządzenia (stacja dozowania polimeru winna przygotowywać roztwór o wyższym stężeniu niż roboczy, natomiast stężenie pracy będzie uzyskiwane przez domieszanie wody w ciągu tłoczenia polimeru). Regulacja dawki polimeru poprzez regulację obrotów pompy polimeru. Możliwość ręcznej regulacji ilości podawanego osadu, ilości podawanego polimeru ze stacji roztwarzania oraz ilości domieszywanej wody. Pompa podająca osad oraz pompa polimeru przy nominalnej wydajności urządzeń (70% obciążenia) winny pracować w połowie zakresu obrotów. Automatyczna kontrola pracy z przesyłaniem stanów pracy i wielkości mierzonych do nadrzędnego komputerowego systemu sterowania oczyszczalnią np. sygnały prądowe 4-20 ma jako wynik mierzonego natężenia przepływu, sygnały dwustanowe jako impulsy liczników przepływomierzy i sygnały dwustanowe sygnalizacji pracy, ostrzeżeń i alarmów urządzenia. Wymagana dawka polimeru nie wyższa niż 6 kg substancji aktywnej na odwodnienie tony suchej masy, przy wydajności maszyny rzędu 300 kg sm/h. Strona 68

69 Jakość odcieku: zawiesina <400 mg/dm 3. Stacja roztwarzania polimerów winna być przystosowana do pracy z polimerem żelowym i proszkowym. Proces roztwarzania polimeru ma być w pełni zautomatyzowany. Wyposażenie w dwa zbiorniki (zarobowy i magazynowy) każda. Stacja roztwarzania i dozowania polimerów winna posiadać możliwość regulacji w zakresie % wydajności. Zastrzega się swobodny wybór dostawcy polimerów przez Użytkownika. W ramach zadania należy dokonać demontażu i dyslokacji istniejącego wyposażenia oraz wykonać odpowiednie fundamentowanie, doprowadzenie osadu i odprowadzenie odcieków. Wzdłuż stanowisk obu pras (nowej i starej - przesuniętej) oraz stacji przygotowania polimeru wykonać korytka odwadniające (odwodnienia liniowe), odprowadzone do kanalizacji. Wewnątrz obiektu wykonać dodatkowe odwodnienia punktowe przy stanowiskach pomp i króćcach poboru prób, odpowietrznikach i spustach, zbierające ewentualne wycieki mogące wystąpić podczas napraw i konserwacji. Wentylację budynku wykonać jako grawitacyjną oraz mechaniczną. W pomieszczeniu należy zaprojektować ciągłą wentylację grawitacyjną zapewniającą właściwą wymianę powietrza oraz punktowy ciągły odbiór powietrza z urządzeń (prasy, przenośniki, itp.) do systemu biofiltracji. Dla wentylacji mechanicznej awaryjnej sprzężonej, zapewniającej 10 wymian na godzinę dobrać wentylatory ścienne nawiewne oraz wentylatory wywiewne dachowe. Wentylacja awaryjna będzie działała okresowo tj. włączana na krótko przed wejściem obsługi do pomieszczenia. Wykonać ogrzewanie, umożliwiające utrzymanie odpowiedniej temperatury (zalecane min st. C z uwagi na wymaganą obecność obsługi). Oświetlenie zabudować w sposób umożliwiający wymianę bez konieczności prowadzenia robót na wysokościach (na ścianach bocznych). Doprowadzić pozostałe media. Wykonać remont generalny hali (likwidacja rys ścian, malowanie, naprawa podłogi z ułożeniem posadzki żywicznej, wymiana oświetlenia, itp.) oraz całego budynku (wymiana okien i drzwi, ocieplenie budynku, itp.) Uwaga! Przy lokalizacji urządzeń do odwadniania przewidzieć miejsce w hali na ewentualną lokalizację zagęszczacza (zdjętego z prasy). Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. Nieznacznemu skróceniu ulegną czasy pracy urządzeń, co wydłuży ich żywotność. Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła. Strona 69

70 Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego. Należy zabudować układ magazynowania i dozowania wapna oraz transportu osadu i wapna. Musi się on składać z następujących elementów: Zespół przenośników ślimakowych osadu/wapna/osadu z wapnem o wydajności minimalnej 4 m 3 /h osadu odwodnionego. Silosu wapna z pełnym wyposażeniem o pojemności roboczej min. 24 m 3 zapewniający odbiór pełnej cysterny wapna. Dozownika wapna o wydajności roboczej do 150 kg/h i maksymalnej 200 kg/h (możliwość stabilizacji chemicznej osadu np. w okresie czyszczenia WKF). Mieszarki osadu z wapnem. Wymagania dla stacji nawapniania i przenośników ślimakowych Dozownik wapna (pobór z silosu) wieloślimakowy prawo i lewozwojny, Ze wskaźnikiem poziomu, z łatwo zdejmowaną pokrywą boczną i wylotową do przeglądu pracy urządzenia i napędem regulowanym. Regulacja wydajności falownikiem/wariatorem oraz z możliwością pracy czasowej (przerywanej). Układ przenośników musi odbierać osad z obu pras. System sterowania układu wapnowania należy połączyć z układem sterowania maszynami odwadniającymi, a ponadto wszystkie sygnały przesłać do systemu AKPiA oczyszczalni. Silos wapna zabudować na miejscu istniejącego, o ile rozwiązanie układu nowej prasy nie wymusi innej lokalizacji. Istniejące urządzenia należy zdemontować. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. Zmniejszeniu ulega wymagany czas pracy maszyn. Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych. Zaleca się rozbudowę składowiska do wielkości umożliwiającej magazynowanie osadu na okres min. czterech miesięcy. Oznacza to, że dla produkcji rocznej na poziomie 2092 m 3 osadu, magazyn winien zapewnić objętość zatrzymanego osadu na poziomie 697,3 m 3. Uwzględniając możliwe perturbacje związane z wywozem osadu, konieczność opróżnienia składowiska z osadu przy jednoczesnym procesie odwadniania kolejnej partii osadów oraz przyjmując wysokość składowania rzędu 1,2 m (co przy odpowiednim zasypywaniu cienkimi warstwami całej powierzchni pozwoli na jednoczesne podsuszanie osadów) proponuje się zabudowę magazynu o powierzchni czynnej rzędu m 2. Wzdłuż składowiska wykonać układ poziomych przenośników ślimakowych, zapewniający dostarczenie osadu do wszystkich boksów. W każdym boksie zapewnić co najmniej dwupunktowy wyrzut osadu. Zależnie od doboru urządzeń, przenośniki należy wykonać jako rewersyjne lub z szybrem z napędem elektrycznym. Wszystkie punkty smarowania sprowadzić na poziom terenu (zastosować przewody smarownicze). Strona 70

71 W ramach modernizacji węzła należy powiększyć plac składowy osadu (w tym wydłużyć lub wykonać nowe ściany oporowe) oraz zadaszyć go. Wysokość wiaty dostosować do aktualnie stosowanego sprzętu załadowczego oraz przyczep. Boks osadowy znajdujący się bezpośrednio pod przenośnikiem z pras, przebudować na stanowisko odbioru osadu do środków transportu (zastosować stalowe prowadnice, odwodnienia, itp. w standardzie stanowisk na kontenery piasku i skratek, ale dostosowane do wielkości kontenerów). W ramach modernizacji magazynu proponuje się doszczelnienie przerwy pomiędzy wiatą, a ścianami żelbetowymi (zaleca się zaprojektować nowe ściany), wykonanie drzwi (np. rolowanych) i wprowadzeni procesu ujmowania powietrza znad osadu i oczyszczania w wydzielonym biofiltrze. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana minimalna powierzchnia placu. Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego. Należy zastosować jako podstawowy system wentylacji, wentylację grawitacyjną pomieszczeń. Do usunięcia i zneutralizowania odorów zastosować działającą w sposób ciągły wentylację mechaniczną z urządzeń i stanowisk, podającą zanieczyszczone powietrze do systemu biofiltracji. Powietrze w układzie podstawowym należy odbierać co najmniej z: Kanałów dopływowych do krat (ok. 150 m 3 /h, uwzględniając nawiew kanałami). Kanałów kraty piaskowniki i piaskowników (założono objętość kanału rzędu 30 m 3 odbiór powietrza rzędu 90 m 3 /h trzykrotna wymiana). Kanału do reaktora biologicznego (odsys rzędu 60 m 3 /h). Urządzeń transportu i obróbki piasku i skratek oraz osadu, a w tym mieszarki z wapnem (założono kubaturę urządzeń rzędu 10 m 3 odbiór z minimum pięciokrotną wymianą 50 m 3 /h). Stanowisk kontenerów skratek, piasku (założono dwa stanowiska o wymiarach 2,5 x 8m w rzucie, co daje powierzchnię odbioru 40 m 2, generując zapotrzebowanie powietrza rzędu 120 m 3 /h i jest traktowane jako główny odbiór wentylacji oczyszczanego powietrza z wnętrza budynku). Zbiorników pompowni ścieków przy zbiornikach retencyjnych (odbiór rzędu 30 m 3 /h z każdego obiekty bezobsługowe). Zbiornika osadu do odwadniania (kubatura zbiornika ok. 200 m 3, co przy trzykrotnej wymianie powietrza daje odbiór rzędu 600 m 3 /h). Pras odwadniających (po ok. 80 m 3 /h z każdego stanowiska). Mieszarki osadu z wapnem i systemu transportu osadu odwodnionego (założono ok. 50 m 3 /h). Z uwagi na minimalne kubatury poddane hermetyzacji oraz stosowaną specyfikę obiegu powietrza (odbiór z urządzeń powoduje powstanie podciśnienia w pomieszczeniach, co redukuje do minimum emisję do pomieszczeń) wielkość przepływu powietrza będzie możliwie niewielka, co wpłynie również na spadek zapotrzebowania energii do ogrzewania powietrza. Lokalizacja wszystkich potencjalnych źródeł emisji w jednym rejonie pozwala na Strona 71

72 odbiór powietrza do jednego lub dwóch biofiltrów, których wydajność wstępnie oszacowano na 1340 m 3 /h, co jest niedużą wartością. Należy na etapie projektu przy szczegółowej analizie oddziaływania oczyszczalni rozważyć biofiltrację powietrza ujmowanego ze składowiska osadu oraz stanowiska kontenera. Wówczas, przy powierzchni składowiska rzędu 600 m 2 i przyjętej wysokości średniej 4 metry oraz ok. trzech wymianach na godzinę, należy zabudować biofiltr o wydajności m 3 /h. Biofiltracja. Należy zastosować biofiltry typowe, w których proces oczyszczania powietrza polega na powolnym przepuszczaniu gazów przez warstwę materiału porowatego zasiedlonego przez mikroorganizmy. W określonych warunkach pracy biofiltra, zanieczyszczenia obecne w gazie wylotowym są absorbowane i ulegają stopniowemu rozkładowi na naturalne substancje takie jak woda i dwutlenek węgla. Początkowo zanieczyszczone powietrze musi być poddane wstępnemu oczyszczaniu w zintegrowanym z biofiltrem wstępnym skruberze. We wstępnym skruberze zanieczyszczony gaz zostaje ochłodzony do odpowiedniej temperatury, odpowiednio nawilżony oraz pozbawiony stałych cząsteczek. Wstępny skruber pełni również rolę buforu dla pojawiających się w powietrzu wysokich stężeń zanieczyszczeń. W skład układu przygotowania powietrza wchodzi również grzałka (lub nagrzewnica), zapewniająca ewentualne podgrzanie powietrza do odpowiedniej temperatury w okresie zimowym. Wstępnie przygotowane powietrze rozprowadzane jest w kanale dystrybucyjnym a następnie przepływa z małą prędkością przez biologiczne złoże organiczne. Jako materiał filtrujący najczęściej stosuje się mieszaniny surowców pochodzenia organicznego, zawierające odpowiednio spreparowane (porowate) nośniki syntetyczne, zasiedlone biomasą. Wkład filtracyjny musi być jednoznacznie klasyfikowany jako "odpadowa masa roślinna", kod odpadu według klasyfikacji odpadów zamieszczonej w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. nr 112 poz. 1206), co pozwoli na późniejszą jego utylizację bez ponoszenia nadmiernych kosztów. Sposób ułożenia materiału filtrującego powinien zapewniać jego równomierne napowietrzenie i gwarantować kontakt całego strumienia gazu ze złożem. W celu zapewnienia odpowiednich warunków pracy biofiltra jest konieczne, aby materiał strukturalny złoża posiadał jednolitą strukturę oraz wystarczającą wilgotność. Zaleca się aby biofiltr miał budowę modularną, która pozwala na łatwy montaż na miejscu instalacji oraz budowanie biofiltrów o dowolnej wielkości filtrującej. Biofiltry wykonane z tworzywa wzmacnianego włóknem szklanym lub wykonane z odpowiednio zaizolowanego betonu, charakteryzują się wysoką odpornością na korozję oraz warunki pogodowe. Zwraca się uwagę, iż obligatoryjnym wyposażeniem musi być sonda kontrolująca odczyn odcieków ze złoża, wraz z układem korekty odczynu. Odbiór powietrza do biofiltra musi posiadać regulację przepustnicami oraz odpowiednią izolację termiczną. Zasilanie wodą wykonać w postaci układu podwójnego jako podstawową wykorzystując wodę technologiczną, z możliwością rezerwowego (ręczne przełączenie) zasilenia wodą czystą. Biofiltr musi posiadać możliwość regulacji wydajności celem zmniejszenia przepływu powietrza (i zapotrzebowania ciepła) w okresie zimowym, gdy następuje mniejsza emisja aerozoli i spada uciążliwość zapachowa. Poglądowy schemat modułowego biofiltra pokazano poniżej. Strona 72

73 Rysunek 1. Poglądowy schemat modułowego biofiltra. Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana wydajność biofiltra dla placu składowego. Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa awaryjnego agregatu prądotwórczego. Należy wykonać praktycznie nowy system elektroenergetyczny oczyszczalni, pozwalający na zasilenie wszystkich urządzeń. Układ zasilania należy dostosować do mocy odpowiedniej dla zwiększonych potrzeb wraz z podłączeniem do systemu energetycznego oczyszczalni. Rozdzielnia musi być klimatyzowana (wykonać klimatyzację). System musi zapewniać utrzymanie pracy oczyszczalni przy zasilaniu rezerwowym z agregatu. Uwaga! Należy zastosować rozwiązanie zasilania awaryjnego z agregatu pozwalające na możliwość wyboru przez operatora (w systemie sterownia) zasilanych odbiorów, aż do wyczerpania mocy dyspozycyjnej agregatu. Z uwagi na zwiększenie mocy pobieranej przez oczyszczalnię należy wystąpić o nowe warunki przyłączenia. Rozdzielnię należy zmodernizować, dostosowując do zapotrzebowania mocy i odbiorników, wprowadzając system automatycznego startu w razie zaniku napięcia oraz wymagane zabezpieczenia przed pracą jednoczesną. Należy wykonać nowe rozdzielnie, dokonując podłączenia wszystkich nowych i istniejących urządzeń i obiektów, w tym co najmniej: Stację zlewną (sterowanie, ogrzewanie, oświetlenie, macerator i sprężarka). Napędy zasuw i przepustnic: o Zastawki (4 szt) krat. o Zastawki (2 szt) piaskowników. Strona 73