Synteza inżynierii procesu oczyszczania ścieków według REWOŚ z rysem ekonomicznym.

Transkrypt

1 Synteza inżynierii procesu oczyszczania ścieków według REWOŚ z rysem ekonomicznym. Opracowanie przedstawia wszelkie działania techniczno technologiczne prowadzące do uzyskania instalacji, gdzie zachodzące procesy mechanicznego i biologicznego oczyszczania ścieków komunalnych prowadzić będą do likwidacji ładunków zanieczyszczeń, wprowadzanych do oczyszczalni strumieniem ścieków surowych. W inżynierii przewidziano wprowadzenie niżej wymienionych urządzeń i rozwiązań: - przewidziano zintegrowany stopień mechaniczny sitopiaskownik, sito + separator piasku, - ścieki oczyszczone mechanicznie w sitopiaskowniku przechodzą do pierwszej operacji oczyszczania biologicznego, czyli komory beztlenowej BT, - w wyposażeniu i organizacji reaktora biologicznego przewidziano zastosowanie struktur zanurzonych, które prowadzą do podziału reaktora na części niedotlenione, tlenowe i do introdukcji osadu osiadłego, który łącznie z osadem zawieszonym stanowi osad czynny likwidujący ładunki zanieczyszczeń wprowadzane do procesu strumieniem ścieków surowych, - system napowietrzania złożony z aeratorów strumieniowych dennych mieszającozawracających, i kierunkowych zwykle DN 200, - dmuchaw typu Roots a napowietrzających i cyrkulujących ścieki w procesie, - zaadaptowano w osadnikach wtórnych system zasilania i odprowadzania osadu nadmiernego i zawracanego, - przepływomierz, korzystnie ultradźwiękowy do pomiaru przepływu w kanale odprowadzającym ścieki oczyszczone, - rurociąg, korzystnie grawitacyjny, odprowadzający ścieki oczyszczone ze studzienki zbiorczej do odbiornika, - hermetyczną stację zlewczą, wyposażoną w kratę do separacji grubszych skratek, połączoną z przepompownią.

2 Przebieg procesu. Całkowity przebieg procesu obrazuje schemat technologiczny. Ścieki dopływają siecią kanalizacji sanitarnej do przepompowni głównej. Punkt zlewny ścieków dowożonych jest usytuowany na bocznym odgałęzieniu w stosunku do głównego ciągu ściekowego. Pompa w przepompowni, podaje wymieszane i uśrednione ścieki na stopień mechaniczny sitopiaskownik. Po przejściu przez część mechaniczną, ścieki grawitacyjnie spływają do komory beztlenowej (BT), posadowionej w zbiorniku, wyposażonej w mieszadło. Ze strefy beztlenowej ścieki przepływają do cyrkulacyjnego reaktora biologicznego. Cyrkulacyjny reaktor biologiczny podzielony jest przepływowymi złożami zanurzonymi na strefy tlenowe i niedotlenione. W strefach nitryfikacji (tlenowych - T) zainstalowane są aeratory strumieniowo-denne, ASD napowietrzające ścieki i wytwarzające cyrkulację wewnętrzną między strefami. Będą one napowietrzały objętość oczyszczanych ścieków i napędzały cyrkulację. ASD zasilane będą powietrzem z dmuchawy typu ROOTS a w sposób uwarunkowany systemem automatyki uzależniającym pracę dmuchawy od poziomu tlenu rozpuszczonego w przestrzeni okołoczujnikowej (lokalizacja czujnika w strefie T). Z reaktora biologicznego następuje przepływ do osadników wtórnych grawitacyjnie, za pomocą kształtki rozprowadzającej, a następnie po sedymentacji osadu w osadniku, rurociągiem, zasilanym z koryt przelewowych wchodzących w skład osadników wtórnych cylindrycznych lub liniowych, ścieki sklarowane odpływają do cieku biostabilizacji (CB), a następnie do odbiornika. Sedymentujący w lejach osadników osad, pobierany jest przez pompy osadu, które część osadu recyrkulują, a część (osad nadmierny) kierują do zagęstnika, a następnie do prasy taśmowej. Wody po filtracji osadu wracają do przepompowni.

3 Schemat technologiczny blokowy. piasek skratki Punkt zlewny Sitopiasko wnik Cyrkulacyjny reaktor Zagęstnik Pompownia Komora BT Osadnik wtórny Prasa Ścieki surowe Odbiornik- rów rzeka, melioracyjny jezioro Osad odwodniony Proces technologiczny oparty jest o cyrkulacyjny reaktor biologiczny wykorzystujący osad czynny w postaci kłaczkowatej zawiesiny i biomasy osiadłej (immobilizowanej) na zanurzonych złożach przepływowych. Proces odbywa się przy ciągłym przepływie ścieków przez kolejne operacje jednostkowe procesu oczyszczania. Reaktor biologiczny to cyrkulacyjna komora osadu czynnego oraz komora beztlenowa. W rozwiązaniu według REWOŚ stanowi ona system zbiorników i komór, w których ściany utworzone ze struktur zanurzonych stanowią jednocześnie granice tlenowe i miejsca introdukcji osadu osiadłego. Cyrkulacyjna komora osadu czynnego działa w ciągłym przepływie ścieków oczyszczanych, powtarzając kompletną sekwencję procesu wspólnych przemian węgla, azotu i fosforu, w ilości cykli automatycznie proporcjonalnej do wielkości stale dopływającego ładunku.

4 Oznacza to, że to co w układach tłokowych i tłokowo sekwencyjnych wymaga wymuszonego sterowania, tu odbywa się samoczynnie bez użycia pomp, przy stale uśrednianym ładunku i dopływie hydraulicznym. Reaktor biologiczny podzielony jest na strefy funkcjonalne, w których realizowany jest trójfazowy proces oczyszczania. Komora beztlenowa (BT) stanowi pierwszą strefę operację oczyszczania biologicznego, od strony napływu ścieków surowych. Drugą strefą jest bioreaktor cyrkulacyjny, a trzecią ciek biostabilizacji. Strefy usytuowane w dalszej kolejności w bioreaktorze cyrkulacyjnym to: a. anoksyczne (niedotlenione), b. nitryfikacji (tlenowe). W tlenowych strefach zlokalizowano: - aeratory ASD, w ilościach proporcjonalnych do przepustowości oczyszczalni, - reaktor biologiczny z wyłączeniem komory BT zlokalizowany jest w jednym zbiorniku. Rozwiązaniem nowatorskim, lecz sprawdzonym na wielu obiektach jest wydzielenie poszczególnych stref w jednym zbiorniku ścianami zbudowanymi ze struktur zanurzonych. Jest to możliwe dzięki temu, że przegroda taka po zasiedleniu biomasą tworzy naturalną barierę tlenową. Wnętrze ściany jest swoistą niszą ekologiczną będącą habitatem ostoją dla najkorzystniejszych, z punktu widzenia konsumpcji zanieczyszczeń, kultur mikroorganizmów osiadłych (osad immobilizowany). Obieg cyrkulację w komorze reaktora biologicznego wywołują ASD (aeratory strumieniowe denne), które hydraulicznie funkcjonują jak pompa typu mamut. Oznacza to, że ich wydatek cyrkulacyjny jest proporcjonalny do ilości podawanego przez dmuchawy powietrza. Ilość tłoczonego powietrza zależna jest od jego zapotrzebowania będącego funkcją dopływającego ładunku i sterowana jest przez sondę tlenową, która, poprzez system automatyki z kolei, reguluje wydatek dmuchaw w funkcji stężenia tlenu rozpuszczonego. W związku z tym, to co w innych technologiach wymaga opomiarowanego sterowania, regulującego stopień recyrkulacji (układy tłokowe), tu odbywa się samoczynnie, dzięki automatycznej zmianie dynamiki cyrkulacyjnej (ilościowej), uzależnionej od dynamiki zmian jakościowych wyłącznie w funkcji zapotrzebowania na tlen.

5 Otrzymujemy w ten sposób całkowicie samosterowny układ, bez potrzeby montażu kosztownego i często zawodnego osprzętu, a ingerencja obsługi w proces jest nie tylko niepotrzebna ale i niewskazana. Oddzielenie stref za pomocą złóż przepływowych, będących ostoją dla organizmów immobilizowanych, zabezpiecza układ przed wypłukaniem osadu czynnego przy nagłych przeciążeniach hydraulicznych (co jest szczególnie ważne przy kanalizacji ogólnospławnej znajdującej się w zlewni sieci kanalizacyjnej oczyszczalni), a w okresach niedożywienia, kultury osiadłe konsumują słabe i obumarłe osobniki osadu zawieszonego w cyrkulującej strudze. Dzięki temu co najmniej 50% ogólnej biomasy (stanowiącej udział organizmów osiadłych w całkowitej ilości osadu czynnego), niezależnie od skoków obciążenia, stale jest w bardzo dobrej kondycji. System taki ogranicza znacząco koszty tak inwestycyjne, jak i eksploatacyjne takiej inżynierii w porównaniu z innymi istniejącymi na rynku. Oczyszczalnia ścieków w Rząśniku stanowi przykład instalacji modernizowanej. Rzeczywiste koszty eksploatacyjne zamieszczono w tabeli poniżej, koszt inwestycyjny zmodernizowanej częściowo instalacji dla RLM = 6000, wyniósł 2,4 miliona zł. Tabela nr 1 Koszty eksploatacji oczyszczalni ścieków Rząśnik, likwidującej 400 kg BZT 5 dobowo (400 m³/d) wartości rzeczywiste za rok 2014 Lp. Czynnik Ilość Cena Koszt dobowy Koszt roczny [zł] 1. Energia elektryczna 0,4 0, ,13 [kwh/m³] [zł/kwh] [zł/d] 2. Polielektrolitu 6881,88 3. Woda sieciowa 0,02 [m³/d] 3,75 0,075 27,38 [zł/m³] [zł/d] 4. Utylizacja odpadów (osady , ,40 skratki + piasek) kg [zł/t] 5. Analizy ścieków + osadów 12936,94 6. Opłaty środowiskowe 2666 Koszt ocz. = 0,67 zł/m³ Łącznie 97851,73

6 Przykładowy koszty inwestycyjny nowej oczyszczalni dla: RLM = 2000, wynosi ok. 3 mln zł. netto, RLM = 6000, wynosi ok. 7 mln zł netto Spotykane zwykle na rynku rozwiązania inżynieryjne w dziedzinie oczyszczania ścieków oparte są o różne koncepcje, jednak żadna z nich nie pozwala na osiąganie porównywalnych wyników przy tak minimalnych kosztach jak w inżynierii według REWOŚ. Oczyszczalnie pełnowymiarowe działają w systemie, w pełni automatycznym. Efektem pracy oczyszczalni według REWOŚ, zgodnie z patentem RP nr , są ścieki oczyszczone do poziomu A2 klasy czystości (według Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (Dz. U nr 204 poz. 1728). Inżynieria procesu oczyszczalni pełnowymiarowej, dla zabudowy zwartej oparta jest o patent RP nr i szereg zgłoszeń patentowych. Osad nadmierny usuwany z procesu posiada cechy pozwalające na wykorzystywanie w procesach agrotechnicznych do produkcji żywności.