Autor opracowania: Zbigniew Konieczny BIOLOGICZNA OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW W CZARNKOWIE Wprowadzenie Historia oczyszczalni Oczyszczalnia opis, funkcjonowanie, analizy Podsumowanie 1. Wprowadzenie Miasto Czarnków (12,5 tys. mieszkańców) posadowione jest na nizinie nadnoteckiej i skraju pięknej krainy puszczy nadnoteckiej zwanej Szwajcarią czarnkowską. Oczyszczalnia zlokalizowana jest na obrzeżach zachodniej części Czarnkowa w odległości 100 m od rzeki Noteci. Centralne położenie pozwala na możliwie szybki grawitacyjny dopływ do przepompowni P1 (obejmującej północno - wschodnią część miasta) oraz P2 (obejmującej południowo-zachodnią część miasta). Bliskość posadowienia obydwu przepompowni w stosunku do oczyszczalni pozwala na szybkie przepompowanie ścieków na oczyszczalnię oraz stwarza lepsze możliwości ich obsługi przez personel oczyszczalni. Ze względu na bliskość miasta i małą powierzchnię zabudowy, zdecydowano się na obiekt całkowicie zamknięty. 2. Historia oczyszczalni Historia oczyszczalni ścieków rozpoczęła się w roku 1993r. przy wydatnym zaangażowaniu Burmistrza Miasta Pana Franciszka Strugały oraz Dyrektora Spółki ściekowej Noteć Pana Jerzego Kasprzaka, wg projektu fińskiej firmy POMILTEK INTERNATIONAL LTD OY we współpracy z PROMIN BYDGOSZCZ. Obiekt wybudowany zostaje (jako pierwszy w Polsce obiekt całkowicie kryty) przez PILBUILDING Piła na obszarze 1,16ha. Czas realizacji 10.1993r. - 6.06.1995r. Całkowitym wyposażeniem oraz uruchomienia ciągu biologicznego z ramienia POMILTEK-U dokonał Pan Timo Mariamoki. Obiekt już w tamtym okresie spełniał wg założeń projektowych standardy XXI wieku. Działanie oczyszczalni oparte zostało na zasadzie
biochemicznego tlenowego rozkładu zanieczyszczeń, dzięki działalności życiowej mikroorganizmów tworzących osad czynny niskoobciążony z recylkulacją i regulowanym w zależności od aktywności osadu napowietrzaniem wgłębnym, drobnopęcherzykowym z redukcją substancji biogennych w połączeniu z nitryfikacją i denitryfikacją oraz chemicznym strącaniem fosforu przy pomocy koagulantu - siarczanu żelazowego Fe 2 (SO 4 ) 3 o roboczej nazwie PIX 113 f- my KEMIPOL Płock. 3. Założenia projektowe: - liczba mieszkańców 12.5 tys. - ścieki komunalno - bytowo - przemysłowe - przepustowość Q śred. 4000 m 3 /d - q obl. 250 m 3 /h - q max. 375 m 3 /h - zawiesina 300 mg/l 1200 kg/d - BZT 5 400 mg/l 1450 kg/d - Azot 68 mg/l - Fosfor 15 mg/l Tabela 1. Granicznych wartości zanieczyszczeń w ściekach według różnych aktów prawnych AKTY PRAWNE / Parametry Założenia projektowe Pozwolenie wodnoprawne 6210/41/99r. 6223/26/2005r. Rozporządzenie MOŚZNiL nr 116/91 z 5.11.1991r. (obowiązujące do 31.12.1999r.) Rozporządzenie MOŚZNiL nr 116/91 z 5.11.1991r. (obowiązujące od 01.01.2000r.) Rozporządzenie MŚ nr 1763/04 z 8.07.2004r. (przy RLM od 2000 do 9999 ) ChZT mgo2/l - 150 > 70% 150 150 125 lub 77% red. BZT 5 mgo2/l 15 lub 96% 15 70 90% 30 15 25 lub 70-90% red Zawies.ogól. mgo2/l 15 lub 95% 50 > 90% 50 50 35 lub 90% red. Azot ogólny mg N/l 30 lub 56% 30 30 30 15 tylko dla jezior Fosfor ogólny mg P/l 1,5 lub 96% 1,5 5 1,5 2 tylko dla jezior Oczyszczalnia przyjmuje ścieki przemysłowe, komunalno bytowe oraz dowożone. Ścieki dowożone dozowane są w miarę możliwości (ze względu na pojemność zbiornika - 50m 3 ) w godzinach najmniejszego napływu ścieków z przepompowni P1 i P2. 4. Schemat technologiczny oczyszczalni ścieków.
PRZEBIEG PROCESU. Obróbka wstępna. Ścieki surowe po przejściu przez kratę mechaniczną przepompowni P2 zostają przepompowane pompami Sarlin S1 124A H wersja 3 o wydajności 160m 3 /h x 3 szt. oraz z przepompowni P1 pompami Sarlin S1 124A H wersja 1 o wydajności 170m 3 /h x 2 szt.) wraz ze ściekami ze zbiornika ścieków dowożonych, na piaskownik (o przepustowości 90l/s) zamontowany na poziomie I piętra w oczyszczalni ścieków. Następnie po opadnięciu cząstek szybko opadających skierowane zostają na przesiewacz bębnowy (dł. 3000 mm, Ø 800 mm) wychwytujący części stałe powyżej 2 mm. Po oczyszczeniu wstępnym trafiają na dwie równoległe linie zbiorników napowietrzania z osadem czynnym. Napowietrzanie na zbiornikach z osadem czynnym Tlenowy proces osadu czynnego stosowany jest w celu zmniejszenia stężenia nieopadających, rozpuszczonych i koloidalnych związków organicznych (związków węgla-powodujących zapotrzebowanie na tlen BZT 5 ) oraz usuwania azotu i fosforu (pierwiastków biogennych). Mikroorganizmy głównie bakterie przetwarzają związki organiczne do końcowych produktów gazowych i wody. W wyniku tego procesu następuje przyrost masy mikroorganizmów w ilości 10-80% w stosunku do dopływającego ładunku BZT 5. Jednocześnie dostateczne dostarczenie odpowiedniej ilości tlenu pozwala na równomierne wymieszanie ścieków i osadu oraz utrzymanie biomasy w stanie zawieszenia. Stężenie tlenu winno utrzymywać się w przedziale 2-2,5 mg/l w całej objętości komory. - denne poprzeczne z dyszami membranowymi drobnopęcherzykowymi NEPON Oy KKI 215 po 3 sekcje (150dysz) na zbiornik, - powierzchnia napowietrzania 2 x 40 m x 6 m, - objętość napowietrzania 2 x (dł.40m, szer.6m, gł. 5m ) 1080 m 3, - wysokość do lustra wody 4,5 m, - zapotrzebowanie na tlen 2000 kg/d - ilość powietrza do napowietrzania 3200 m 3 /h
- ilość powietrza do innych celów 500 m 3 /h (prasa, pompy pneumatyczne) - sprężarki: - ROOTS-a 1850 m 3 /h x 5m H 2 O (P=37 kw) szt. 1 - KAESER EB 420C 1715 m 3 / h x 5m H 2 O (P=37 kw) szt. 2 Obróbka chemiczna osadu czynnego Ma na celu chemiczne strącanie fosforu poprzez dodanie do ścieków koagulantu soli żelaza. W procesie koagulacji fosfor rozpuszczony w ściekach zostaje przekształcony w formy nierozpuszczalne, a następnie usuwany poprzez sedymentację. Pozwala na osiągnięcie bardzo dobrych efektów redukcji (90%). - zbiornik PIX-u - 80m 3-2 pompy przeponowe Fe 2 (SO 4 ) 3 o wydajności 10...100l/h - siarczan żelazowy Fe 2 (SO 4 ) 3 w wyniku przeprowadzenia wielu prób dozowane jest w końcowej części zbiorników napowietrzania w ilościach: Klarowanie grawitacyjne na osadnikach wtórnych Osad czynny i biologicznie oczyszczona woda rozdzielone zostają w dwóch równoległych basenach klarowania ( dł.40m, szer.6m, gł. 5m, 4,5m do lustra wody) składających się z odstojników poziomych. Osad opada na dno basenów klarowania dzięki sile grawitacji, a zanieczyszczenia pływające zostają zebrane z powierzchni i zawrócone do zbiorników napowietrzania. Czysta woda z powierzchni basenów odprowadzana jest korytami pilastymi do rynny wypływowej a następnie skierowana do basenu dezynfekcji. Osad recylkulowany przepompowany zostaje pompami podnoszonego powietrza (Mamut) do przedniej części basenów napowietrzania. Osad nadmierny powstały w wyniku biologicznych procesów rozkładu związków organicznych zostaje przepompowany pompami(mamut) do komór zagęszczaczy. - obciążenie powierzchniowe 0,625 m/h - objętość 2 x 450m 3 - okres przetrzymania 10,8 h - ilość osadu powrotnego R= 0...150% 0..500m 3 /h Dezynfekcja Woda po biologicznym oczyszczeniu w przypadku zagrożenia sanitarnego dezynfekowana podchlorynem sodu NaCL. - basen dezynfekcji 50m 3 - okres przetrzymania (q oblicz. ) 12 min - zużycie roztworu 10% 500 kg /d - pompa dozująca 5...50 l /h
Tabela 4 Redukcja zanieczyszczeń ścieków wlot wylot Założenia projektowe ROK 95% 90% 56% --- 96% ZAWIESINA FOSFOR AZOT ChZT BZT 5 OGÓLNA OGÓLNY OGÓLNY RED. RED. RED. RED. RED. % % % % % 1995 95,5% 60,8% 71,4% 86,7% 95,9% 1996 96,5% 73,7% 69,2% 94,8% 95,3% 1997 95,5% 83,5% 69,5% 95,3% 93,8% 1998 94,9% 85,6% 71,1% 95,3% 95,1% 1999 Brak danych 87,8% 78,2% 95,4% 96,1% 2000 97,1% 92,3% 80,9% 96,5% 95,1% 2001 96,5% 92,0% 73,6% 95,7% 96,2% 2002 95,0% 90,0% 77,0% 94,0% 96,0% 2003 96,0% 91,0% 75,0% 95,0% 96,0% 2004 95,0% 81,0% 79,0% 94,0% 95,0% 2005 96,0% Nie wymaga Nie wymaga 94,0% 95,0% 2006 96,0% Nie wymaga Nie wymaga 94,0% 93,0% 2007 97,0% Nie wymaga Nie wymaga 95,0% 97,0% 2008 96,0% Nie wymaga Nie wymaga 96,0% 98,0% 2009 97,0% 94,0% 82,0% 96,0% 97,0% 2010 97,0% 94,0% 86,0% 97,0% 97,0% OBRÓBKA OSADU NADMIERNEGO Zagęszczanie osadu nadmiernego Usuwanie osadu nadmiernego ma na celu utrzymanie stałego obciążenia, wieku osadu, stężenia biomasy i jakości osadu. - dwa zagęszczacze wyposażone w zgarniacz denny i mieszadło M=500Nm, n=6 obr/min - woda nadosadowa kierowana jest do zbiornika wody powrotnej - osad zagęszczony z dna zbiornika zagęszczacza kierowany do sekcji odwodnienia, pompami śrubowymi Dressa Q= 2..7m 3 /h x 10 m H 2 O Uzdatnianie osadu - dozowanie polimeru - PRAESTOL 644 BC w postaci rozcieńczonej < 0,1% wagowo, (60 min dojrzewania) bezpośrednio do rurociągu z osadem zagęszczonym, przed pompami śrubowymi w ilości 1kg do1,5kg (substratu pylistego) na 3,8 Mg uwodnionej masy osadu. Odwodnienie osadu Wyażenie techniczne: - przesiewacz bębnowy - taśmowa prasa filtracyjna szer. taśmy 1700mm - wydajność 400 kg zagęszczonego osadu /h lub 7m 3 - wymiary dł.300mm, szer. 2000mm, wys. 2000mm - osad wchodzący 6% 33m 3 /d - osad podsuszony 17% 12m 3 /d - średnio 193,19 Mg/m-c podsuszonego osadu przekazywanego na kompostownię.
INSTALACJA DO SPŁUKIWANIA WODA TECHNICZNA - zbiornik ciśnieniowy 200l x 8 bar - 2 pompy Grundfos CR-16-50 p= 5,5 kw - filtr odśrodkowy samoczyszczący o wydajności 10m 3 /h x 55mm H 2 O. PODSUMOWANIE Oczyszczalnia pomimo coraz wyżej stawianych norm w zakresie redukcji zanieczyszczeń mieści się w narzuconych parametrach bez zarzutu od początku powstania. Wdrożone rozwiązania technologiczne oczyszczania ścieków charakteryzują się dużą stabilnością redukcji zanieczyszczeń a tym samym zapewniając uzyskanie bardzo dobrych efektów ekologicznych. Budowa oczyszczalni jako obiektu zamkniętego pozwala na utrzymanie ścieków w temperaturze powyżej 10 0 C (nawet przy 17-to stopniowych mrozach), co wspomaga pracę złoża czynnego jak również stwarza komfort pracy w temperaturach dodatnich w okresie zimy pracownikom obsługi. W przypadkach awaryjnych takich jak naprawy czy spienienienie pozwala na uniknięcie oblodzenia (tak zwanego zjawiska Aurory).