ROZWIĄZANIA TECHNICZNE STOSOWANIA KOAGULANTU FERROX DO USUWANIA SIARKOWODORU ZE ŚCIEKÓW

Transkrypt

1 ROZWIĄZANIA TECHNICZNE STOSOWANIA KOAGULANTU FERROX DO USUWANIA SIARKOWODORU ZE ŚCIEKÓW Autorzy: Krzysztof Chmielewski KEMIPOL Spis treści: 1. Wstęp. 2. Pomiar stężenia siarkowodoru. 3. Rozwiązania techniczne. 3.1 Zlewnie ścieków. 3.2 Małe przepompownie terenowe. 3.3 Duże przepompownie i rurociągi tłoczne. 3.4 Automatyczne sterowanie wydajnością instalacji dozującej Ferrox -optymalizacja procesu. 4. Oferta Kemipolu we wdrażaniu technologii Ferrox. 4.1 Pomiary. 4.2 Dostawy instalacji dozujących. 1. Wstęp Wydzielający się ze ścieków gazowy siarkowodór jest przyczyną uciążliwych dla otoczenia odorów oraz przyspiesza korozję rurociągów zarówno metalowych jak i żelbetowych. Koagulant Kemipolu został zastosowany z powodzeniem do usuwania siarkowodoru już przed 8 laty w Szczecinie w zlewniach ścieków dowożonych usytuowanych blisko dużych osiedli mieszkaniowych. Mimo upływu lat instalacje te są sprawne i spełniają swoją rolę do dziś. Problem uciążliwości związanych z siarkowodorem gazowym w sieciach kanalizacyjnych narastał od lat, jednak w Polsce oferty techniczne pojawiły się stosunkowo niedawno. Kemipol produkuje od dwóch lat koagulant Ferrox przeznaczony do wiązania siarkowodoru w ściekach. Proponujemy różne rozwiązania techniczne dozowania Ferroxu, każdy przypadek jest traktowany indywidualnie, w tym artykule staramy się pokazać możliwie dużo rozwiązań opierając się na zrealizowanych przedsięwzięciach. 168

2 2. Pomiar stężenia siarkowodoru Bez względu na to czy rozwiązujemy problem odorów czy korozji spowodowanej obecnością siarkowodoru gazowego musimy znać jego stężenie. Pomiarów stężenia siarkowodoru można dokonywać przyrządami przenośnymi lub stacjonarnymi. Pomiary muszą być wykonywane w sposób ciągły co najmniej przez tydzień, po to żeby uzyskać obraz zmian stężenia noc/dzień// dni tygodnia//dni powszednie/dni wolne od pracy. Na podstawie wykonanych pomiarów można podjąć decyzję co do ostatecznej wersji instalacji dozującej Ferrox. Z zebranych do dnia dzisiejszego doświadczeń wynika, że stężenie siarkowodoru w studzienkach rurociągów wahają się w granicach ppm. Taki poziom stężeń w przypadku usytuowania studzienek bezpośrednio przy osiedlach mieszkaniowych będzie uciążliwy gdyż próg wyczuwalności zapachu siarkowodoru wynosi 0,2 ppm a 100 ppm powoduje paraliż receptorów zapachu. Urządzenia do pomiarów stężenia gazów są oferowane w Polsce przez firmy: 1. ALTER SA Tarnowo Podgórne, ul. Pocztowa 13 tel./fax (+48 61) , , przyrząd GAZHUNTER pomiar ciągły 48 h 2. DELTA SERVICE Stanisław Echilczuk, Iwona Kuziuk, Robert Wargenau - spółka jawna Zielonka, ul. Marecka 66 tel.: (+48 22) do 60, , fax: (+48 22) przyrząd T 82 pomiar ciągły 20 dni. INFORMACJE DODATKOWE O GAZACH Dodatkowe informacje o gazach najczęściej mierzonych i wykrywanych przez urządzenia produkowane przez ALTER S.A. Nazwa gazu Wzór chemiczny NDS NDSCh DGW GGW Współczynnik przeliczeniowy przy 20 C i 1,013bar mg/m 3 mg/m 3 % % 1ppm=mg/m 3 1mg/m 3 =ppm Tlen O 2 x x x x ,752 Tlenek węgla CO ,5 75 1,17 0,859 Siarkowodór H 2 S ,3 45 1,42 0,71 Dwutlenek siarki SO x x 2,66 0,38 169

3 * NDSP - Najwyższe Dopuszczalne Stężenie Progowe (nie może być przekroczone) NDS - Najwyższe Dopuszczalne Stężenie (średnie ważone z 8 godzin) NDSCh - Najwyższe Dopuszczalne Stężenie Chwilowe (wartość średnia z 30 minut) DGW - Dolna Granica Wybuchowości GGW - Górna Granica Wybuchowości x - wartości nie ustalonoggw - Górna Granica Wybuchowości x - wartości nie ustalono 3.1 Zlewnie ścieków 3. Rozwiązania techniczne Rozładunek samochodów asenizacyjnych w punktach zlewnych jest uciążliwy dla mieszkańców okolic ze względu na uwalnianie się siarkowodoru w trakcie tych operacji. Dowożone ścieki są przeważnie zagniłe i stężenie siarkowodoru w czasie rozładunku samochodów gwałtownie wzrasta. Dozując Ferrox znacznie skracamy czas emisji siarkowodoru oraz zapobiegamy jego uwalnianiu się z dowiezionych ścieków już po rozładunku. Ferrox jest dozowany w trakcie rozładunku, czas dozowania jest 20% dłuższy od normalnego czasu rozładunku samochodu, pompę uruchamia ręcznie kierowca bezpośrednio przed rozładunkiem samochodu pompa wyłącza się samoczynnie po upływie ustawionego czasu pracy. Instalacje składają się ze zbiornika magazynowego 1 m 3 oraz pompy dozującej z timerem. 3.2 Małe przepompownie terenowe 170

4 Małe przepompownie ze względu na ich ilość mogą być wyjątkowo uciążliwe dla mieszkańców. Zdjęcie przedstawia jeden z możliwych sposobów montażu małych instalacji w studzienkach przepompowni. Tego typu instalacje ze zbiornikami magazynowymi 60l mogą być oferowane do wiązania siarkowodoru w przepompowniach gdzie przepływ dzienny ścieków nie przekracza 50 m 3. Pompa dozująca Ferrox jest zasilana przez styczniki uruchamiające pompę przepompowni, instalacja utrzymuje stałą dawkę Ferroxu/1m 3 ścieków. W małych, bezobsługowych przepompowniach ważne jest zamontowanie instalacji dozującej w taki sposób aby uniemożliwić osobom postronnym dostęp do nich. Na zdjęciu instalacja jest umieszczona wewnątrz studzienki jest to najlepszy sposób choć nie zawsze technicznie wykonalny. 3.3 Duże przepompownie i rurociągi tłoczne Dozowanie Ferroxu w dużych przepompowniach wymaga większych objętości magazynowych na koagulant. Ustawienie zbiornika do magazynowania Ferroxu o objętości powyżej 20 m 3 w istniejących przepompowniach bywa kłopotliwe ze względu na brak miejsca na zbiornik i przestrzeni manewrowej dla samochodów dlatego instalacje dozujące dobierane są indywidualnie zależnie od warunków terenowych przepompowni. 3.4 Automatyczne sterowanie wydajnością instalacji dozującej Ferrox - optymalizacja procesu Związany chemicznie Ferroxem siarkowodór przepływa w postaci siarczków systemem kanalizacji do oczyszczalni ścieków nie uwalniając się po drodze do postaci gazowej. Dzięki temu możemy zapobiegać powstawaniu przykrych zapachów na drodze przepływu ścieków z wywietrzników kolektora. Ponadto dozowanie Feroxu stwarza warunki aerobowe w ścieku płynącym kolektorem. Punkt dozowania Ferroxu musi znajdować się na drodze przepływu ścieków przed wywietrznikiem, lub studzienką w której następuje uwolnienie się siarkowodoru gazowego powodującego przykry zapach. Znalezienie odpowiedniego punktu dozowania rozwiązuje problem uwalniania się siarkowodoru w dalej położonych wywietrznikach. Pozostaje problem automatyzacji procesu dozowania i monitorowania istotnych dla procesu danych. Dotyczy to jedynie dużych przepływów ścieków, automatyzacja małych instalacji jest nie opłacalna ze względu na wysokie koszty. Najprostszym sposobem optymalizacji dawki Ferroxu byłoby sterowanie wydajnością pompy dozującej w funkcji stężenia siarkowodoru w wywietrzniku. Ze względu na duże odległości (czasem kilka kilometrów) między punktami dozowania oraz wywietrznikami nie możemy skorzystać z sygnału pomiaru siarkowodoru w wywietrznikach do sterowania pompą dozującą. 171

5 Aby sterować dawką Ferroxu Kemipol zbudował system automatyki w którym nie jest mierzone stężenie siarkowodoru lecz temperatura ścieków, ChZT, oraz przepływ. Te parametry są mierzone on-line w punkcie dozowania Ferroxu. Sterownik posługując się poniższym wzorem optymalizuje dawkę koagulanta. Dawka=CB*ChZT*(1,12^(Temp-20) )*RT*((1+0,4LS)/LS)*DR*Q CB - stała RT - czas retencji DR - średnica rurociągu LS - długość rurociągu ChZT; Temp; Q --- zmienne procesowe. Dzięki uprzejmości Kierownictwa Oczyszczalni Ścieków w Kaliszu, której pracownicy sami dokonali pomiarów ChZT w miejscu dozowania Ferroxu oraz siarkowodoru w studzience rozprężnej (wykresy poniżej) widoczna jest relacja między siarkowodorem a ChZT. Należy zwrócić uwagę na fakt, że czas dopływu ścieków z przepompowni do studzienki rozprężnej wynosi 2 2,5 godziny. Na wykresach różnica czasowa została zniesiona dzięki temu możemy porównywać zależność między stężeniem siarkowodoru a zawartością ChZT. 172

6 Realizacja automatycznego sterowania dawką Ferroxu wymaga pomiarów on-line ChZT. W Kaliszu zastosowano sondę UVAS firmy Hach-Lange. Aktywny udział firmy Hach-Lange umożliwił nam uzyskanie w szybkim czasie wymaganych efektów pracy zamontowanego sterownika. 4. Oferta Kemipolu we wdrażaniu technologii Ferrox. POMIAR SIARKOWODORU Przed testem oceniamy uciążliwość substancji odoroczynnych w terenie łącznie z pomiarem poziomu siarkowodoru - wykonawcami pomiarów są wodociągi. Przyrząd do pomiaru siarkowodoru GASHUNTER jest przeważnie wypożyczany. Pomiar siarkowodoru musi obejmować wszystkie dni tygodnia. TEST TECHNOLOGICZNY 1. W przypadku dostaw w ilości minimum 6 ton /rok., proponujemy przeprowadzenie testu technologicznego. Test może trwać do 6 tygodni 2. W trakcie testu oceniamy skuteczność zaoferowanej technologii mierząc poziom siarkowodoru w trakcie dozowania Ferroxu i porównując wyniki z uzyskanymi w punkcie Jeśli test wypada pomyślnie oferujemy instalacje z opcją zakupu, dzierżawy lub sprzedaży na raty. 173

7 OFERTA WYPOSAŻENIA: Instalacje dozowania wolnostojące duże instalacje ze zbiornikami magazynowymi 28 m 3. Cena instalacji zł. Instalacja składa się ze: - zbiornika 28 m 3 w tacy - zespół dozujący: pompa dozująca ze sterownikiem 4-20 ma - sterownik analizujący sygnały ChZT, przepływ, temp - pomiar ChZT sonda UVAS firmy Hach-Lange Instalacje dozowania wolno stojące umieszczone w zamykanych kontenerach. Ferrox magazynowany w 2-3 paletopojemnikach 1m 3. Zestaw: - 2 paletopojemniki z pompą dozującą i sterownikiem 4-20 ma - kontener zamykany cena zestawu zł. Instalacje dozowania w studzienkach i przepompowniach małe instalacje ze zbiornikami 60 l cena kompletu wynosi 4300 zł. Instalacje dozowania w punktach zlewnych ścieków dowożonych - instalacje budowane na paletopojemnikach 1 m 3 cena zestawu paletopojemnik z pompą i sterownikiem wynosi 5700 zł. 174

8 4.1 Pomiary Pomiar stężenia siarkowodoru jest decydujący w ocenie efektywności działania instalacji. Sygnał z urządzeń mierzących stężenie siarkowodoru nie jest wykorzystywany do sterowania wydajnością pompy dozującej Ferrox ze względu na odległości między punktem dozowania i punktem pomiaru H 2 S i wynikające z tego przesunięcia czasowe. Do kontroli przebiegu usuwania siarkowodoru Ferroxem wystarcza przenośny przyrząd firmy Alter typu Gashunter. Przyrząd umieszcza się w punkcie uwalniania się siarkowodoru gazowego możliwie nisko nad lustrem ścieków ale nie bliżej niż 40 cm. Gashunter na jednym naładowaniu baterii pracuje nieprzerwanie godziny, po tym czasie jest wyjmowany z punktu pomiarowego po to żeby wyniki pomiarów przegrać do komputera. W cyklu automatycznym Gashunter wykonuje pomiary co 10 min. Niedogodnością pomiarów przy pomocy tego typu przyrządów jest stosunkowo krótki czas pracy baterii, zaletą jest niska cena około zł. Zestawy do pomiaru stężenia siarkowodoru pracujących nieprzerwanie do 60 dni kosztują do zł. Zestaw składa się z przyrządu pomiarowego umieszczonego w skrzyni zabezpieczającej przed wilgocią Dostawy instalacji dozujących Kemipol dostarcza w stanie pod klucz instalacje dozujące wszelkiego rodzaju chemikalia. Naszym celem jest niezawodność pracy dostarczanych klientom urządzeń, dlatego też od lat współpracujemy z bezpośrednimi producentami najwyższej klasy urządzeń dozujących oraz zbiorników magazynowych. W przypadku dużych instalacji dozujących Ferrox w celu optymalizacji jego dawki niezbędny jest pomiar ChZT. Urządzenia do pomiaru ChZT takie jak np. sonda UVAS są stosunkowo drogie (około zł). Dlatego warto po przeprowadzonych testach technologicznych zastanowić się czy możliwe jest sterowanie pompą w funkcji czasu to znaczy pory dnia oraz dnia tygodnia. Jeżeli stężenia siarkowodoru w czasie zmieniają się rytmicznie to sensowne jest sterowanie pompą dozującą timerem, co znacznie obniża koszt całej instalacji. Zalety dostaw instalacji dozujących z Kemipolu. krótkie terminy realizacji zamówień pełna automatyzacja procesów dozowania uruchomienie instalacji w dniu dostawy budowa instalacji zgodnie z wymogami polskich norm pełny serwis gwarancyjny i pogwarancyjny 175