KONCEPCJA MODERNIZACJI ISTNIEJĄCEGO UKŁADU FILTRÓW OFSY I HI-FLO NA TERENIE SUW W JÓZEFOWIE PRZY UL. DROGOWCÓW 20

Transkrypt

1 Krevox Europejskie Centrum Ekologiczne Sp. z o.o Warszawa ul. Żurawia 45 KONCEPCJA MODERNIZACJI ISTNIEJĄCEGO UKŁADU FILTRÓW OFSY I HI-FLO NA TERENIE SUW W JÓZEFOWIE PRZY UL. DROGOWCÓW 20 INWESTOR: HYDROSFERA Józefów Sp. z o.o Józefów OPRACOWAŁ: cz. technologiczna mgr inż. Lidia Bezeg nr upr. 269/64. mgr inż. Szymon Włodarczyk. cz. elektryczna mgr inż. Dariusz Antosiuk nr upr. St-488/88. W A R S Z A W A W R Z E S I EŃ 2011 r. Sąd Rejonowy dla m.st. Warszawy w Warszawie, Biuro Handlowe: Zalesie Górne, ul. Jelenich Rogów 5 XII Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego tel. (+48 22) ; fax (+48 22) KRS NIP: REGON: krevox@krevox.com Kapitał zakładowy: zł Raiffeisen Bank Polska SA

2 Z A W A R T OŚĆ OPRACOWANIA A. Część opisowa 1. Karta tytułowa 2. Zawartość opracowania 3. Część technologiczna 4. Część elektryczna i automatyka 5. Zestawienie kosztów 6. Załączniki B. Zestawienie rysunków 1. Rzut budynku Rys. nr 1 2. Przekrój A-A Rys. nr 2 3. Schemat technologiczny Rys. nr 3 4. Schemat układu zasilania Rys. nr E1 5. Rozdz. RG schemat główny Rys. nr E2 2

3 Tematem opracowania jest koncepcja modernizacji istniejącego układu filtrów na terenie stacji uzdatniania wody położonej przy w miejscowości Józefów. 1.1 PODSTAWA OPRACOWANIA - Umowa z Inwestorem - Technologia uzdatniania wody w oparciu o badania technologiczne - Uzgodnienia z Inwestorem - Uzgodnienia międzybranżowe - Obowiązujące normy i przepisy 1.2 ZAKRES I CEL OPRACOWANIA Opracowanie niniejsze obejmuje: - opis techniczny - omówienie wyników badań technologicznych przeprowadzonych na pilotażowej stacji doświadczalnej - wykaz szacunkowych kosztów realizacji inwestycji i kosztów eksploatacji - część rysunkową 1.3 OPIS STANU ISTNIEJĄCEGO Obecnie SUW pracuje w oparciu o pobór wód podziemnych z utworów czwartorzędowych, przemiennie z trzech studni wierconych (z ujęcia Nr 1; Nr 4 i Nr 5) pompami głębinowymi I o. Parametry fizykochemiczne wody surowej kształtują się na następującym poziomie (zgodnie z dokumentacją z 2009 r.): - Fe 2,20 3,80 mg/l - Mn 0,66 1,10 mg/l - NH 3 0,50 0,88 mg/l - Barwa mg Pt/l - Mętność NTU Wstępne usuwanie zanieczyszczeń, następuje poprzez utlenianie chemiczne polegające na dozowaniu NaOCl do istniejącego zbiornika wody surowej o pojemności Vuż. = 150 m3. W zbiorniku wody surowej następuje rozpoczęcie procesu utleniania związków żelaza zawartych w wodzie surowej. Przyjęty czas reakcji (kontaktu) w zbiorniku wody surowej wynosi około 1godz. i 15 minut. Przy pomocy zestawu pomp pośrednich II o woda ze 3

4 zbiornika kontaktowego (wody surowej) skierowana jest do procesu filtracji na filtry ze złożem mineralnym (Cullsan, Cullcite) składającym się z trzech niezależnych ciągów technologicznych: 1) ciąg I składający się z filtrów systemu OFSY 72 i filtra węglowego UR 84 Hi Flo 6 2) ciąg II składający się z filtrów systemu OFSY 84 i filtra węglowego UR 100 Hi Flo 6 3) ciąg III składający się z filtrów systemu OFSY 84 i filtra węglowego UR 84 Hi Flo 9 Tab. 1 Parametry istniejących filtrów FILTRY HI FLO6 HI FLO9 OFSY 72 OFSY84 UR 84 UR100 UR84 Średnica zbiornika [mm] Całkowita wysokość [mm] Podłączenie wejścia DN 100 DN 100 (4 ) DN 100 DN 100 DN 100 i wyjścia (4 ) (4 ) (4 ) (4 ) Głębokość [mm] Rys. 1 Widok na istniejące filtry Na filtrach typu OFSY (2 zbiorniki filtracyjne) następuje usuwanie mętności oraz redukcja związków żelaza i manganu. W czasie pracy filtra dozowany jest roztwór polielektrolitu PF 81 (celem wspomożenia koagulacji). Woda przefiltrowana po filtrach systemu OFSY trafia na filtr węglowy typu UR, na którym następuje usuwanie zapachu i barwy. Po urządzeniach uzdatniających woda może być poddana (zgodnie z zaleceniami Sanepidu), dezynfekcji roztworem NaOCl a następnie doprowadzana jest do istniejących zbiorników wody czystej (uzdatnionej) Vuż.= 2 x 400 m 3 zlokalizowanych na terenie stacji. Ze 4

5 zbiorników retencyjnych woda podawana jest do miejskiej sieci wodociągowej istniejącym zestawem pomp sieciowych III o Q = 270 m 3 /h; H = 45 m sł. wody. o wydajności roboczej (bez pompy rezerwowej) Filtry systemu OFSY i typu UR, płukane są wodą surową w cyklach ustalonych w czasie rozruchu technologicznego. Ilość wód popłucznych z jednego cyklu płukania poszczególnych zestawów filtrów zgodnie z zaleceniami producenta powinna wynosić: - filtry I ciągu Q popł. = (2x90,8:60x8)+(59:60x5)+(52,2:60x8)+(40,9:60x5) = 39,50 m 3 /d - filtry II ciągu Q popł. = (2x129,4:60x8)+(79,5:60x5)+(79,5:60x8)+(59:60x5) = m 3 /d - filtry III ciągu Q popł. = (2x129,4:60x8)+(79,5:60x5)+(52,2:60x8)+(40,9:60x5) = 51,51 m 3 /d Łączna ilość ścieków z płukania wszystkich filtrów: Q max. ścieków = 39, , ,51 = 144,70 m 3. Wody popłuczne z urządzeń filtracyjnych odprowadzane są do istniejącego zbiornika wód popłucznych V = 70 m 3, z którego grawitacyjnie istniejącym kanałem oczyszczone wody nadosadowe odprowadzane są do rowu. 1.4 ETAP ROZBUDOWY SUW (PROJEKT Z 2009 R.) Obecnie trwa kompleksowa rozbudowa istniejącej Stacji Uzdatniania Wody obejmująca dobudowę nowej hali filtrów z pompownią do istniejącego budynku stacji na podstawie projektu z 2009 r. Wydajność projektowanej części SUW wynosi Q filtr. = 100 m 3 /h a istniejących filtrów Q filtr. = 120 m 3 /h. Po rozbudowie docelowa wydajność SUW powiększy się do Q filtr. = 220 m 3 /h. Projekt rozbudowy SUW z 2009 r. zakładał: Rozbudowę istniejącego układu dystrybucji wody surowej I o z trzech studni głębinowych Nr 1, Nr 4 i Nr 5 o nowy odwiert studni Nr 1a (awaryjnej). Woda ze studni głębinowych jest kierowana do istniejącego żelbetowego zbiornika wody surowej V = 150 m 3, który jest rozbudowywany o drugi dodatkowy zbiornik wody surowej V = 150 m 3. W każdym ze zbiorników przewiduje się zamontować układ napowietrzania przy wykorzystania turbiny AQUA-Jet AF60T3. W dobudowywanej części budynku lokalizację układu filtracji dwustopniowej opartej na trzech filtrach I o UF 84 Hi Flo 9 do redukcji żelaza i trzech filtrach II o UFP 84 Hi Flo 9 ze złożem katalitycznym do redukcji manganu wraz z układem pomp pośrednich i płucznych oraz pomieszczeniem reagentów przewidzianym dla istniejącego i projektowanego zespołu filtrów. 5

6 Ilość wód popłucznych z jednego cyklu płukania sześciu projektowanych filtrów wynosi: Q popł. = (6 x 129,4 : 60 x 8) + (6 x 79,5 : 60 x 5) = 143,28 m 3 /d Płukanie filtrów przyjmuje się maksymalnie raz na dobę. Zalecana częstotliwość płukania raz na dwie doby. Zalecany czas sedymentacji w odstojniku 8 godzin co pozwala na wykorzystanie odstojnika dwa razy na dobę w cyklach 12 godzinnych. Wymagana pojemność odstojnika popłuczyn dla nowej i istniejącej stacji uzdatniania wynosi V = 145 m 3. Budowę nowego dwukomorowego odstojnika o pojemności V = 145 m 3 w miejscu istniejącego zbiornika. Oczyszczone ścieki technologiczne po odstojniku odprowadzane będą do rowu. Wariantowo po wybudowaniu kanalizacji sanitarnej w Al. Drogowców przewiduje się odprowadzenie wód popłucznych do kanalizacji miejskiej. Powiększenie istniejących zbiorników retencyjnych wody czystej V = 2 x 400 m 3 o dodatkowy zbiornik o pojemności V = 500 m 3. Łączna pojemność zbiorników wody uzdatnionej po rozbudowie wyniesie V = 1300 m 3. Demontaż istniejącej pompowni sieciowej III o o parametrach: Q = 270 m 3 /h przy H = 45 m sł. wody, zlokalizowanej w istniejącym budynku, projektując w to miejsce nowy zestaw pomp sieciowych o parametrach: Q robocze = 440 m 3 /h (płynna praca w zakresie Q = m 3 /h) Q maxymalne = 537m 3 /h (wraz z pompą rezerwową) H = 45 m sł. wody. Dezynfekcję końcową za pomocą projektowanej lampy UV na wyjściu do miasta. Wydajność urządzeń uzdatniania wody określa się następująco: Q max = = 220 m 3 /h stąd: Q max dob = 22 x 220 = m 3 /d docelowo po odwierceniu studni nr 1a i uzyskaniu nowego pozwolenia wodnoprawnego w ramach zatwierdzonych zasobów Q = 250 m 3 /h. 1.5 ANALIZA PRACY ISTNIEJĄCEGO UKŁADU OFSY I HI-FLO ORAZ KONCEPCJA JEGO MODERNIZACJI W związku ze zgłoszonymi przez Inwestora uwagami dotyczącymi pogorszenia się parametrów wody surowej oraz okresowym nieakceptowanym zapachem wody uzdatnionej w sierpniu 2011 r. wykonano badania technologiczne na doświadczalnej stacji pilotażowej. 6

7 Celem badań technologicznych było ustalenie efektywnej metody uzdatniania wody oraz dobór optymalnych rozwiązań technologicznych, dla modernizacji technologii Stacji Uzdatniania Wody w Józefowie przy Al. Drogowców 20. Jakość wody uzdatnionej po procesie filtracji winna spełniać wymagania podane w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. (Dz. U. Nr 61, poz. 417) z późn. zm. z dnia 20 kwietnia 2010 r. (Dz. U Nr.72 poz. 466 ). Woda surowa przeznaczona do uzdatnienia, pochodzi z trzech eksploatowanych studni głębinowych, są to niezbyt głębokie odwierty do czwartorzędowych pokładów wodonośnych bez górnej warstwy osłonowej. W Tab. 2 przedstawiono wyniki badań wody surowej z czerwca 2011 r. Znacznie przekroczone są normy dotyczące żelaza oraz manganu. Brak informacji na temat zawartości amoniaku. Dodatkowo, woda głębinowa charakteryzuje się wyraźnie wyczuwalnym zapachem rozpuszczonego siarkowodoru. Tab. 2 Wyniki badań wody surowej ze studni głębinowych z r. Oznaczenia Jednostki Norma Studnia nr 1 nr 4 nr 5 Żelazo ogólne (Fe) mg/l 0,20 1,75 1,55 1,72 Mangan (Mn) mg/l 0,05 0,62 0,92 0,715 Jon amonowy (NH 3 ) mg/l 0,50 b.d. b.d. b.d. Mętność NTU 1 1,66 1,7 1,8 Barwa (Pt) mg/l W trakcie przeprowadzonych badań pilotażowych wodę surową do analizy mieszano ze wszystkich studni głębinowych. Podstawowe parametry fizykochemiczne podlegały wahaniom (patrz Tab. 3). Tab. 3 Wartości parametrów fizykochemicznych wody surowej mieszanej z badań technologicznych Oznaczenia Jednostki Norma Woda surowa Żelazo ogólne (Fe) mg/l 0,20 1,25-2,25 Mangan (Mn) mg/l 0,05 0,615 0,716 Jon amonowy (NH 3 ) mg/l 0,50 0,22 0,38 Mętność NTU 1 1,3 1,7 Barwa (Pt) mg/l ph 7,1 7,3 Biorąc pod uwagę wyniki wody z 2009 i 2011 r. częstym, nieregularnym wahaniom podlegają praktycznie wszystkie mające wpływ na proces technologiczny uzdatniania wody, parametry. 7

8 Problemy ze stabilnością podstawowych parametrów fizykochemicznych wody bezpośrednio kierowanej do filtracji, zawsze odbijają się na stabilności realizowanego procesu technologicznego uzdatniania wody m.in. generują problemy związane z fizykochemią zachodzących procesów tworzenie chloramin i chlorowanych związków organicznych. Problem stabilności wody mógł być likwidowany poprzez zwiększenie dawki podchlorynu sodu co wpływało na pogorszenie właściwości organoleptycznych uzdatnianej wody (nieakceptowany zapach). Dodatkowo niezbyt wysoka wartość ph nie ułatwia procesu utleniania manganu. Obecny układ filtracji składa się z filtrów OFSY i filtru węglowego. OFSY to dwustopniowy układ filtrów odżelaziająco odmanganiających, gdzie utlenianie substancji odbywa się przy pomocy dużej dawki podchlorynu sodu. Ze względu na bardzo drobny osad tworzący się przy utlenianiu żelaza NaOCl, przed drugim filtrem konieczne jest dozowanie polielektrolitu PF 81, dzięki któremu powstają większe aglomeraty zatrzymywane na złożu. W filtrze UR główną warstwą filtracyjną jest węgiel aktywny, który dzięki dużej powierzchni absorpcyjnej posiada zdolność usuwania chloru z wody, który jest przyczyną jej niemiłego zapachu i smaku, Wchłania również cząsteczki organiczne. Tab. 4 Wyniki badań wody po kolejnych filtrach z dnia r. Oznaczenia Jednostki Norma I ciąg II ciąg III ciąg OFSY HIFLO OFSY HIFLO OFSY HIFLO Żelazo ogólne mg/l 0,20 0,37 0,12 0,57 0,18 0,14 0,12 (Fe) Mangan (Mn) mg/l 0,05 1,4 <0,01 0,11 0,011 <0,01 <0,01 Jon amonowy mg/l 0,50 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 (NH 3 ) Mętność NTU 1 0,33 0,13 0,74 0,16 0,27 0,16 Barwa (Pt) mg/l - 7, ,5 2,5 Zapach - - nieakcept. akcept. nieakcept. nieakcept. nieakcept. akcept. W tutejszych warunkach, gdy zawartość amoniaku w wodzie surowej wynosi od 0,20 do 0,50 mg/l, przy dozowanej dawce chloru powyżej 2,5 mg/l, już w zbiorniku kontaktowym tworzą się chloraminy. Brak jest analiz dotyczących ilości tworzących się chloramin a są to związki pogarszające smak i zapach wody. Dodatkowo, okresowo występuje podwyższona zawartość ogólnego węgla organicznego. Przy chlorowaniu tworzą się chlorowane związki organiczne (np. chloroform i inne), potwierdzone analizami sanepidu. 8

9 W związku z powyższymi problemami eksploatacyjnymi należy zmodernizować istniejący układ filtracyjny. Głównym elementem układu uzdatniania wody są filtry z odpowiednio dobranymi złożami filtracyjnymi. Należy zastosować złoże, którego zadaniem będzie eliminacja głównie trudno usuwalnego utlenionego manganu oraz żelaza. W związku z problemem tworzenia się chlorowanych związków organicznych należy dążyć do wyeliminowania stosowania podchlorynu sodu w procesie uzdatniania wody. Wykluczy to pojawianie się chloramin oraz chlorowanych związków organicznych, pogarszających smak i zapach wody. Proponuje się również zmianę utleniacza do złóż katalitycznych UFP z NaOCl na KMnO4 w realizowanym etapie. Zaproponowano układ technologiczny a) Natlenianie do poziomu 7-8 mg O 2 /l oraz odgazowanie wody surowej w otwartym zbiorniku kontaktowym. b) Proces filtracji I o filtracja na odżelaziaczach ze złożami krzemionkowo-antracytowymi II o filtracja na filtrze odżelaziająco odmanganiającym z warstwą aktywnego złoża- piroluzytu c) Chlorowanie końcowe (okresowe) przy pomocy NaOCl, po procesie filtracji, przed zbiornikami wody czystej, nie ma wpływu na proces technologiczny uzdatniania wody. Napowietrzanie Wody Wstępne napowietrzanie wody surowej i eliminacja siarkowodoru w zbiornikach kontaktowych za pomocą turbin napowietrzających proponuje się wspomóc projektowanymi inżektorami montowanymi na rurociągu doprowadzającym wodę ze studni głębinowych. Intensywne natlenianie wody surowej jest istotne ze względu na zapotrzebowanie tlenu do procesu nitryfikacji amoniaku oraz do utrzymania odpowiedniego poziomu tlenu 5-6 mg O 2 /l w celu zapewnienia prawidłowej pracy złóż manganowych. Filtracja Proponuje się, w istniejącym etapie, utrzymać trzy niezależne ciągi filtracyjne składające się z dwóch stopni filtracji każdy. Założono, ze I o filtracji będzie składał się z 2 (niskich) filtrów UF 84 HiFlo 6 a II o filtracji z filtra UFP 84 HiFlo 9 (wyższy). Dzięki zastosowaniu filtrów UF 84 i UFP 84 zostanie zunifikowany system technologii uzdatniania wody z realizowanym obecnie etapem rozbudowy SUW. W celu uzyskania równomiernej filtracji na każdym z 3 ciągów przyjęto jednakowe średnice filtrów: 9

10 I o filtracji - Istniejące filtry OFSY 84 zostaną przekształcone na filtry UF 84 (konieczna jest wymiana złoża oraz orurowania przy filtrach (Rys. 2)). Rys. 2 Widok na istniejące orurowanie filtrów OFSY do przebudowy - Filtry OFSY 72 (Rys. 3) proponuje się zastąpić istniejącym filtrem UR 84 HiFlo 6 przekształconym na UF 84 (konieczna jest wymiana złoża oraz orurowania przy filtrze) oraz projektowanym filtrem UF 84 HiFlo 6. Rys. 3 Widok na istniejące filtry OFSY 72 do demontażu 10

11 Parametry złoża filtracyjnego HF 6 UF 84: Podsypka: Cullsan 25 x mm Cullsan 10 x mm Cullsan 6 x mm Cullsan 2 x mm Warstwa filtracyjna: Cullsan (piasek) 0,6 x 0,8 309 mm Cullcite (antracyt) 0,8 x mm Wolna przestrzeń: 251 mm II o filtracji Analogicznie jak dla rozbudowy z 2009 r., II o filtracji stanowić będą fitry UFP 84 Hi Flo 9: - wykorzystany zostanie istniejacy filtr UR 84 Hi Flo 9 (konieczna jest wymiana złoża oraz orurowania przy filtrze) - 2 projektowane filtry UFP 84 HiFlo9. Parametry złoża filtracyjnego HF 9 UFP 84: Podsypka: Cullsan 25 x mm Cullsan 10 x mm Cullsan 6 x mm Cullsan 2 x mm Warstwa filtracyjna: Cullsan (piasek) 0,6 x 0,8 511 mm Cullsorb M (piroluzyt)* 0,85 x 0, mm Cullcite (antracyt) 0,8 x mm Wolna przestrzeń: 741 mm * - Minerał Cullsorb (katalizator mineralny aktywowany nadmanganianem potasu) wywołuje reakcję katalityczną, która z jednej strony przyspiesza utleniania żelaza i manganu przy pomocy nadmanganianu potasu wykorzystywanego jako utleniacz, a jednocześnie powoduje utlenienie i nierozpuszczalność nadmiaru dozowanego nadmanganianu potasu. W związku z rozwiązaniem I o filtracji na dwóch zbiornikach UF84 (znaczna redukcja żelaza) oraz wysokim i zmiennym poziomem zawartości manganu w wodzie surowej w filtrze UFP 84 (odmanganiaczu) można pominąć warstwę górną odżelaziającą (antracyt), podwyższając aktywną warstwę manganową do 0,35 m. Filtr taki ma jednak pewne ograniczenia i technologia firmy Culligan nie przewiduje takiego układu. 11

12 Aktywacja złoża Bardzo ważne jest przeprowadzanie regularnej aktywacji złóż filtra UFP. W przypadku stosowania ciągłego utleniania nadmanganianem potasu, nie należy przerywać dozowania dłużej niż na kilka godzin, pomimo uzyskiwania wciąż dobrych wyników. Nie wolno przedawkować ilości podawanego stale nadmanganianu potasu (tego problemu nie ma z podchlorynem sodu). Nieznacznie zaniżona dawka KMnO 4 spowoduje (szczególnie przy słabszym natlenieniu) powolną deaktywację. W takiej sytuacji należy przeprowadzić silną okresową aktywację nadmanganianem potasu lub podchlorynem sodu. Stosowanie niewielkiego dozowania nadmanganianu potasu do wspomagania procesu utleniania manganu, jednocześnie aktywuje pracujące złoże manganowe. Ciągłe dozowanie KMnO 4 przed filtrem ze złożem katalitycznym dodatkowo utrzymuje czystość biologiczną w układzie filtracyjnym. Rola dezynfektanta pozwoliłoby wyeliminować ciągłe chlorowanie końcowe wody uzdatnionej. Może to mieć duże znaczenie przy uzyskiwaniu wody o dobrym smaku i zapachu. Płukanie filtrów Obecnie filtry płukane są strumieniem wody m 3 /h, przy którym nie ma spulchniania dolnych warstw filtracyjnych. Jest to granicznie niski strumień płuczący dla prawidłowo zasypanych i eksploatowanych filtrów OFSY i UF o niskich zasypkach rzędu cm. Dla filtrów z cięższą zasypką i szczególnie odmanganiacza UFP Super Iron w wyższym filtrze (Hi Flo 9) taka wydajność płukania jest zdecydowanie za niska. Dlatego też zaleca się płukanie filtrów z wydajnością min. 120 m 3 /h (przyjęto wartość katalogową dla filtrów Culligan UF i UFP 84 Q = 129 m 3 /h) poprzez niezależny układ płuczący. W tym celu należy zmodyfikować istniejące orurowanie przy filtrach. Na froncie każdego filtra powinno być zamontowane 5 zaworów żeliwnych epoksydowanych z osobnymi podejściami wody surowej, do płukania i uzdatnionej. Ilość wód popłucznych z jednego cyklu płukania jednego filtra wynosi Q popł. = 23,88 m 3 Przyjęto, że filtry UF 84 Hi Flo 6 mogą być płukane na przemian, co drugi dzień. Pompy pośrednie W istniejącym zestawie pomp pośrednich (Rys. 4) można wykorzystać istniejące pompy : DNP /146, DNP /150, DNP /161. Alternatywnie, ze względu na zużycie pomp, proponuje się montaż zestawu pomp pośrednich analogicznie jak w realizowanym obecnie etapie NB /153 (2 szt. + rezerwa). 12

13 Pompy płuczne Z uwagi na tę samą ilość wody potrzebnej do płukania, przyjęto te samy pompy płuczne co w realizowanym obecnie etapie. W tym celu należy wykonać fundament pod rezerwową pompę płuczną NB /157 (1 + rezerwa). Rys. 4 Istniejąca pompownia pośrednia Pomiar przepływu Dodatkowo przed każdym z trzech niezależnych ciągów na dopływie wody surowej proponuje się montaż przepływomierza. Pozwoli to na bezpośrednią kontrolę oraz regulację ilości wody dopływającej na każdy ciąg filtracyjny. Podsumowanie Bezpośrednim celem badań było potwierdzenie poprawności przyjętych założeń technologicznych i procesowych zmienionej technologii uzdatniania wody. W trakcie badań sprawdzono procesu uzdatniania wody opartego na utlenianiu tlenem atmosferycznym i wyeliminowanie związków chloru we wszystkich etapach technologicznych procesu, włącznie z procesem aktywacji złóż manganowych. Z przeprowadzonych badań technologicznych wynikało, że prowadząc proces uzdatniania wody na zaproponowanych filtrach, przy utrzymaniu wysokiego poziomu natlenienia wstępnego wody surowej, można w sposób stabilny uzyskać wodę uzdatnioną o wysokim stopniu czystości. 13

14 Ciągłe dozowanie nadmanganianu potasu przed filtrem ze złożem katalitycznym dodatkowo utrzymuje czystość biologiczną w układzie filtracyjnym. Może się okazać, że po kilkumiesięcznym okresie wpracowania się filtrów I stopnia filtracji, po silnej aeracji, w wodzie uzdatnionej po odżelaziaczach silnie obniży się OWO i zaniknie problem THM i innych chloropochodnych związków organicznych. Wtedy należy jednak wykonać pełne analizy jakości wody po I stopniu filtracji. Można wykonać próbę przejścia aktywacji - ciągłego dozowania z nadmanganianu na podchloryn sodu. Dozowanie 0,5-0,7 mg NaOCl będzie doskonale spełniało rolę wspomagającego utleniacza i aktywatora piroluzytu. Nie wymaga żadnych zmian aparaturowo technologicznych. W celu zagwarantowania ciągłości w dostawie wody modernizację istniejącego układu filtracyjnego należy realizować po uruchomieniu nowego układu filtracyjnego. 1.6 PRZEWODY TECHNOLOGICZNE W BUDYNKU Przewody układu technologicznego w modernizowanej hali filtrów proponuje się wykonać, analogicznie do nowobudowanej hali, z rur ciśnieniowych ze stali nierdzewnej AISI 304L PN10 o połączeniach kołnierzowych spawanych lub dopuszcza się montaż wywijek (borta) z kołnierzami luźnymi aluminiowymi z powłoką ochronną mającymi atest PZH dla kontaktu z wodą do picia. Podpory i obejmy do rurociągów wykonać zgodnie z technologią dostawcy np. firma HILTI obejmy typu MP z gumą izolacyjną. Przewody należy układać na wspornikach lub wieszakach mocowanych do ścian lub posadzek. Przewody technologiczne powinny być oznaczone zgodnie z normą PN 70/N (np. poprzez naklejenie w odpowiednim kolorze strzałek). - przewody wody uzdatnionej - kolorem niebieskim - przewody wody surowej - kolorem zielonym - przewody popłuczne - kolorem jasnobrązowym - przewody dozujące roztwór - kolorem żółtym 14

15 1.7 ETAPOWANIE PRAC MODERNIZACYJNYCH Mając na względzie ograniczenie do niezbędnego minimum przerw w produkcji wody proponuje się wykonanie prac modernizacyjnych istniejącego układu filtracyjnego po włączeniu do eksploatacji obecnie budowanego nowego budynku z układem filtracji o wydajności Q= 120 m 3 /h: a) Wykorzystanie istniejącej witryny okiennej jako luku montażowego b) Demontaż istniejących rurociągów c) Wyprowadzenie istniejącego filtra HiFlo9 UR84, Hi Flo6 UR100, Hi Flo6 UR84, 2 filtrów OFSY 72. d) Wprowadzenie (wg. kolejności) istn. filtra Hi Flo6 UR84, proj Hi Flo6 UF84, 2 proj. filtrów Hi Flo 9 UFP84 oraz istn. HiFlo9 UR84 e) Wymiana zasypek w: - 4 istn. filtrach Hi Flo 6 OFSY 84 na zasypki odpowiadające UF 84, - istn. filtrze Hi Flo 6 UR84 na zasypkę odpowiadającą UF 84 - istn. filtrze Hi Flo 9 UR84 na zasypkę odpowiadające UFP 84 f) Montaż brakujących zaworów i orurowania na zbiornikach przekształconych na filtry Hi Flo 6 UF84 g) Wykonanie rurociągów odprowadzających wody popłuczne z filtrów do kanału zrzutowego h) Wykonanie fundamentu pod rezerwową pompę płuczną i) Demontaż 1 istniejącej pompy pośredniej lub wymiana wszystkich pomp i zastosowanie analogicznych pomp jak w nowobudowanym budynku j) Montaż nowych pomp płucznych k) Wykonanie rurociągów technologicznych na stacji l) Montaż inżektorów w zbiornikach wody surowej m) Kompleksowe uruchomienie wszystkich urządzeń stacji 15

16 2 OPIS DO CZĘŚCI ELEKTRYCZNEJ 2.1 CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA. Napięcie zasilania U = 230/400 V/50Hz Ochrona od porażeń - samoczynne wyłączenie zasilania (wyłączniki różnicowoprądowe) Moc zainstalowana Moc szczytowa docelowa Prąd maksymalny Pi = 288kW Psz = 200kW Iob = 310A 2.2 CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA PRZYJĘTYCH ROZWIĄZAŃ STAN ISTNIEJĄCY Zasilanie Stacji Uzdatniania odbywa się z istniejącej Stacji Transformatorowej dwoma kablami typu YAKY 4x120. Półpośredni układ pomiarowy zlokalizowano w stacji trafo. W ramach realizowanego obecnie projektu z w rozdzielnicy RG wymienione zostaną dwa rozłączniki na zasilaniu z 250A na 400A oraz wyprowadzony będzie obwód zasilający rozdzielnicę RG2, z której zasilane będą odbiorniki instalowane obecnie w ramach rozbudowy (pompy pośrednie, pompy płuczące, turbiny napowietrzające, lampa UV i dozowniki). Sterowanie ręczne projektowanych odbiorników przewidziano z elewacji rozdzielnicy RG i RG2, sterowanie automatyczne z szafy sterownika SA i SA2. W ramach rozbudowy zainstalowany będzie agregat prądotwórczy o mocy 300kVA w obudowie wyciszonej z automatycznym rozruchem oraz nowy zestaw pomp sieciowych o mocy zainstalowanej 104kW. - Sterowanie pomp głębinowych odbywać się będzie w funkcji poziomu w zbiornikach wody surowej. Turbiny AQUA-Jet załączane będą razem z pompami głębinowymi. W części istniejącej zainstalowane są 4 pompy II stopnia i filtry z układami PLF. W części rozbudowywanej instalowane są 3 pompy pośrednie i 2 pompy płuczne. Sterowanie filtrów w części rozbudowywanej odbywa się bezpośrednio ze sterownika w szafie SA2. Przy filtrach przewidziano przełączniki 1SF1-6SF1 pozwalające przełączyć każdy filtr na sterowanie lokalne z układów PLF dostarczanych wraz z filtrami. - Sterownik w szafie SA2 będzie współpracował ze sterownikiem usytuowanym w szafie SA nadzorującym pracę istniejących urządzeń oraz ze stanowiskiem dyspozytorskim wyposażonym w komputer, monitor i drukarkę, Zainstalowane w komputerze 16

17 oprogramowanie SCADA będzie pozwalać na zmiany parametrów przez operatora, wykonywanie wykresów, przechowywanie danych technologicznych oraz alarmów, automatyczne sporządzanie raportów PROPONOWANE ZMIANY Nie przewiduje się zmian w układzie zasilania oraz w części objętej rozbudową. W istniejącej części stacji należy dokonać zmian w rozdzielnicy RG. W ramach modernizacji proponuje się zabudowanie falownika na zasilaniu pierwszej pompy pośredniej. Dla pozostałych pomp pośrednich i płucznych zaleca się użycie soft startów. Do zasilania drugiej pompy płucznej należy wykorzystać istniejący odpływ rezerwowy. Do sterowania wszystkich modernizowanych filtrów proponuje się podobnie jak w części obecnie rozbudowywanej, sterowanie bezpośrednio z szafy sterownika lub poprzez lokalny układ PLF dostarczany wraz z filtrami. W ramach modernizacji wymienione zostaną dozowniki, do zasilania których należy wykorzystać istniejące w rozdz. RG odpływy. Do sterowania urządzeń objętych modernizacją należy wykorzystać istniejący w szafie SA sterownik, rozbudowując go o niezbędną ilość we-wy Instalacja oświetleniowa i gniazd wtykowych w obu częściach pozostaje bez zmian. 2.3 OBLICZENIA ELEKTRYCZNE Bilans mocy Lp. Opis Pn[kW] ilość Pi [kw] Pir [kw] kj Psz [kw] 1 Pompy głębinowe ,9 35,1 2 AQUA-JET 6, ,9 11,7 3 Pompy pośrednie 7,5 3 22,5 15 0,9 13,5 4 Pompy płuczne ,9 9,9 5 Pompy pośrednie projektowane 7,5 3 22,5 15 0,9 13,5 6 Pompy płuczące projektowane ,9 9,9 7 Pompy sieciowe ,9 80,1 8 Oświetlenie 7 7 0,8 5,6 10 Lampa UV 7,5 7,5 0,8 6,0 11 Pozostałe ,7 14 Razem 292,5 227,5 199,3 17

18 3 ZESTAWIENIE KOSZTÓW EKSPLOATACJI SUW 3.1 ZAŁOŻENIA OGÓLNE Kalkulację przeprowadzono na 1 rok eksploatacji (365 dni). Ceny podane w poniższej analizie są cenami netto. Do analizy przyjęto założenia z koncepcji modernizacji układy filtracji oraz projektu rozbudowy z 2009 r. SUW skąd docelowa wydajność układu uzdatniania wody wynosi: Q h = = 220 m 3 /h Q dśr = 4840 m 3 /d Założenia przyjęte przy kalkulacji kosztów eksploatacyjnych: koszt wody surowej 1 0,06 zł/m 3 koszt energii elektrycznej 0,50 zł/kwh maksymalny czas pracy urządzeń SUW 22 h W kalkulacji nie uwzględniono kosztów: - zrzutu wód popłucznych - zatrudnienia obsługi SUW, - oświetlenia wewnętrznego SUW, - ogrzewania SUW, - amortyzacji i innych kosztów zakładowych; 3.2 KOSZT ENERGII ELEKTRYCZNEJ Tab. 5 Zestawienie urządzeń SUW Urządzenie Pn [kw] szt. Pi [kw] Pir [kw] Pompy głębinowe Aqua -Jet 6, Zestaw pomp pośrednich (istn. hala) 7,5 3 22,5 15 Zestaw pomp pośrednich (nowa hala) 7,5 3 22,5 15 Zestaw pomp płucznych (istn. hala) Zestaw pomp płucznych (nowa hala) Zestaw pomp sieciowych Lampa UV 7,5 1 7,5 7,5 1 Jednostkowa opłata za pobór 1 m 3 wody podziemnej. Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 4 października 2010 r, Monitor Polski Nr 74 poz

19 Obliczenie zużycia energii elektrycznej w ciągu roku: Pompy głębinowe 39 kw x 22 h x 0,9 x 365 d = kwh/rok Turbiny napowietrzające 13 kw x 22 h x 0,9 x 365 d = kwh/rok Zestaw pomp pośrednich II o (istn. hala) 15 kw x 22 h x 0,9 x 365 d = kwh/rok Zestaw pomp pośrednich II o (proj. hala) 15 kw x 22 h x 0,9 x 365 d = kwh/rok Pompa płuczna (istn. hala) 11 kw x 1,5 h x 0,9 x 365 d/4 = 1355 kwh/rok Pompa płuczna (proj. hala) 11 kw x 1,5 h x 0,9 x 365 d/4 = 1355 kwh/rok Zestaw pomp sieciowych III o 89 kw x 24 h x 0,9 x 365 d = kwh/rok Lampa UV 7,5 kw x 24 h x 0,8 x 365 d = kwh/rok Łącznie zużycie energii elektrycznej (rocznie): E = kwh/rok Koszt energii elektrycznej: - roczny: kwh/rok x 0,50 zł/ kwh = zł/rok 3.3 KOSZT POBORU WODY SUROWEJ ZE STUDNI GŁĘBINOWYCH: Opłata za korzystanie ze środowiska 2 Opłatę za pobór wody podziemnej oblicza się według wzoru: Opłata = V S w gdzie: V ilość pobranej wody na określone zapotrzebowanie [m 3 ]; S jednostkowa stawka opłaty przyjęta dla danego zapotrzebowania [zł/m 3 ]; 2 Opłaty za korzystanie ze środowiska zobowiązane są uiszczać podmioty pobierające wodę podziemną bądź powierzchniową. Podstawa prawna: Prawo Ochrony Środowiska Dz.U.2001 Nr 62 poz

20 w współczynnik różnicujący zależny od sposobu uzdatniania wody 3 *: 2 jeżeli woda nie podlegała żadnym procesom uzdatniania bądź woda podlegała wyłącznie dezynfekcji lub demineralizacji albo innym procesom niżej niewymienionym, 1,25 odżelazianie i utlenianie, 1 odmanganianie, 0,5 usuwanie amoniaku, koagulacja domieszek, adsorpcja, 0,3 usuwanie azotanów lub metali ciężkich. Przewidziane procesy uzdatniania wody na modernizowanej SUW: usuwanie amoniaku, odżelazianie, dezynfekcja (okresowo). Do dalszych obliczeń przyjęto najniższy współczynnik różnicujący w = 0,5 dla usuwania amoniaku. Wymagana wydajność układu uzdatniania wody - dobowa: Q dśr = m 3 /d - rocznie: Q rok = m 3 /rok Opłata za korzystanie ze środowiska (pobór wód podziemnych): m 3 /rok x 0,06 zł/m 3 x 0,5 = zł/rok 3.4 KOSZT DEZYNFEKCJI KOŃCOWEJ Przewiduje się dezynfekcję końcową z dawką chloru 0,5 mg na 1 litr wody uzdatnionej, magazynowanej w zbiornikach retencyjnych. Dopuszczalna dawka podawana do sieci wynosi 0,3 mg/l. Zużycie NaOCl do dezynfekcji końcowej (przy ciągłym dozowaniu): - dobowe: V Qdob d = Z ,5 = 145 = dob NaOCl 16,69 dm 3 gdzie: Q dob = 4840 m 3 /dobę (dobowa wydajność stacji uzdatniania) d = 0,5 g/m 3 Cl 2 (dawka chloru do zbiornika wody czystej) Z = 145 g/l Cl 2 (zawartość chloru w roztworze handlowym) 3 Jeżeli do uzdatniania tej samej wody stosuje się dwa lub więcej procesów wymienionych wyżej, to przy ustalaniu opłaty przyjmuje się ten proces, przy którym współczynnik różnicujący jest najniższy. 20

21 - rocznie: 16,69 dm 3 /d x 365 = 6091,72 dm 3 l/rok Koszt dezynfekcji końcowej: Cena za roztwór handlowy w opakowaniu 35 dm 3 70 zł - rocznie: 6091,71 dm 3 /35 dm 3 x 70 zł = zł/rok 3.5 KOSZT AKTYWACJI ZŁOŻA Przewiduje się aktywację złoża roztworem KmnO 4. Założono zużycie 1 kg na 1 filtr w ciągu doby. - rocznie: 1 kg x 6 filtrów x 365 d x 25 zł/kg = zł/rok 3.6 ŁĄCZNE KOSZTY PRACY SUW Przewidywany łączny koszt uzdatniania wody na SUW w Józefowie w ciągu roku przy założeniu, że stacja pracuje stale z maksymalną wydajnością: Lp Zużycie w ciągu Cena Koszt [zł/rok] roku jednostkowa 1 Energia elektryczna kw 0,50 zł/kwh Pobór wód podziemnych m 3 0,5 x 0,06 zł/m Dezynfekcja końcowa 6092 dm 3 2 zł/ dm Aktywacja złoża 2190 kg 25 zł/kg RAZEM Należy przyjąć, że faktyczne koszty eksploatacji będą niższe i uwarunkowane zostaną rzeczywistymi rozbiorami wody. 21