BIOPAX-WBWW Sp. z o.o. Projekt wymiany wyposaŝenia reaktora nr 1 oczyszczalni ścieków w miejscowości Czerwin Inwestor: Gmina Czerwin Pl. Tysiąclecia 1 07-407 Czerwin Wykonawca: BIOPAX-WBWW Sp. z o. o. 00-145 Warszawa ul Al. Solidarności 82 Autorzy opracowania: mgr inŝ. Paulina Wilińska-Kałka upr. nr WKP/0287/POOS/08 mgr inŝ. Janusz Waś mgr inŝ. Tomasz Musiałowicz upr. nr MAZ/0141/OWOS/03 Warszawa wrzesień 2010 00-145 Warszawa, Al. Solidarności 82 tel. +48-22 497-52-01,(2) fax. +48-22 838-51-35, tel. kom. +48 608-473-246, +48 696-062-816, e-mail: biuro@biopax.com.pl adres strony: www.biopax.com.pl NIP 525-22-23-995 KRS nr 0000072503 Kapitał zakładowy: 50 000 zł.
Spis treści 1. Podstawa opracowania....3 2. Przedmiot, zakres i cel opracowania....3 3. Lokalizacja oczyszczalni...3 4. Opis stanu istniejącego reaktora...3 5. Bilans ilości ścieków i ładunków zanieczyszczeń, charakterystyka ścieków oczyszczonych...4 5.1. Bilans ilości ścieków:...4 5.2. Bilans jakościowy ścieków:...4 6. Dane przyjęte do projektowania oczyszczalni ścieków...4 7. Efekt oczyszczania...5 7.1. Wartości wskaźników zanieczyszczeń na wypływie z oczyszczalni:...5 7.2. Obliczeniowe najwyŝsze dopuszczalne wartości ładunków zanieczyszczeń na wypływie z oczyszczalni [kg/d]:...5 7.3. Ładunki usunięte - efekt ekologiczny....5 8. Opis projektowanego rozwiązania....5 9. Charakterystyka projektowanych urządzeń i rozwiązań technologicznych...6 9.1. Reaktor biologiczny:...6 9.2. System napowietrzania:...6 10. Pozostałe informacje techniczne...7 10.1. Zasilanie energetyczne oczyszczalni...7 11. Sterowanie...7 12. Zestawienie podstawowych urządzeń technologicznych z mocami zainstalowanymi....7 13. Opis instalacji...8 14. Uwagi końcowe...8 15. Załączniki...8 15.1. Załączniki tekstowe:...8 15.2. Załączniki graficzne:...8 Strona 2 z 8
1. Podstawa opracowania. - Umowa pomiędzy Gminą Czerwin a firmą BIOPAX-WBWW Sp. z o.o. na opracowanie dokumentacji projektowej z dnia 12.08.2010 roku. - Zatwierdzona oferta wstępna modernizacji i rozbudowy oczyszczalni ścieków dla Gminy Czerwin z 29.03.2010 r. 2. Przedmiot, zakres i cel opracowania. Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt techniczny wymiany wyposaŝenia reaktora biologicznego nr 1 w oczyszczalni ścieków dla gminy Czerwin usytuowanej w miejscowości Czerwin. W zakres opracowania wchodzi wymiana systemu napowietrzająco-mieszającego w reaktorze biologicznym nr 1. W ramach projektu ujęto następujące zagadnienia: opis rozwiązania projektowanego, obliczenia technologiczne wykonane w arkuszu kalkulacyjnym wg autorskiej metody BIOPAX umoŝliwiające dobór urządzeń, osiągnięty efekt ekologiczny Część rysunkowa projektu obejmuje: Rzut instalacji reaktora, Celem opracowania jest umoŝliwienie przeprowadzenia przetargu i wykonania robót niezbędnych do osiągnięcie odpowiedniej pracy oczyszczalni w okresie zimowym. Niniejszy projekt jest zgodny z technologią wybraną przez Inwestora dla rozbudowy oczyszczalni do większej przepustowości. 3. Lokalizacja oczyszczalni Oczyszczalnia zlokalizowana jest w miejscowości Czerwin, w gminie Czerwin, w powiecie ostrołęckim. 4. Opis stanu istniejącego reaktora Obecnie eksploatowany jest układ dwóch rowów cyrkulacyjnych o głębokości 1,5 m i pojemności 388 m 3 o pracy cyklicznej (sekwencyjnej) naprzemiennej. Następują cztery fazy pracy rowu - napełnianie, napowietrzanie, klarowanie i spust. Rowy pracują tak, aby ścieki dopływające do oczyszczalni przeszły cały cykl oczyszczania biologicznego - tj. podczas fazy klarowania i spustu ścieki dopływają do drugiego rowu. Jako napowietrzanie zastosowane są (obecnie juŝ wyeksploatowane) dwie strumienice typu BIOX zamontowane na pływakach. Opis problemów eksploatacyjnych występujących na oczyszczalni ścieków 1. W związku ze stale rosnącym dopływem coraz bardziej stęŝonych ścieków (podłączanie nowych uŝytkowników, oszczędzanie wody przez ludność) obciąŝenie oczyszczalni rośnie i ze względu na małą głębokość, przy ekstremalnych temperaturach w lato i w zimę proces oczyszczania ścieków moŝe ulegać załamaniu. Strona 3 z 8
5. Bilans ilości ścieków i ładunków zanieczyszczeń, charakterystyka ścieków oczyszczonych. 5.1. Bilans ilości ścieków: Parametry wyjściowe umoŝliwiające określenie ilości i jakości systemu napowietrzania przyjęte zostały zgodnie z informacjami otrzymanymi od Inwestora: Obecne dopływy charakterystyczne do oczyszczalni: Lp. Rodzaj ścieków Q d śr [m 3 /d] Q d max [m 3 /d] Q h śr [m 3 /h] Q h max [m 3 /h] Ścieki odprowadzane siecią kanalizacji sanitarnej 1 Ścieki komunalne - świeŝowodne 130 163 5 8 Ścieki odprowadzane siecią kanalizacji przemysłowej 2 Ścieki dowoŝone 20 25 1 2 Razem 150 188 6 10 Wielkość obecnego dopływu ścieków do oczyszczalni umoŝliwia eksploatację jednego z rowów cyrkulacyjnych wyposaŝonego w nowy system napowietrzająco-mieszający nawet w okresie zimowym. 5.2. Bilans jakościowy ścieków: Wartości podstawowych wskaźników zanieczyszczeń przyjęto na podstawie badań surowych ścieków świeŝowodnych przekazanych przez Inwestora oraz literatury fachowej. Lp. ścieki ścieki Wskaźnik średnie Jednostki surowe surowe zanieczyszczeń stęŝenie świeŝowodne dowoŝone 1 BZT 5 mg O 2 /l 400 900 467 2 ChZT mg O 2 /l 600 1800 760 3 Zawiesina ogólna mg/l 450 900 467 6. Dane przyjęte do projektowania oczyszczalni ścieków Do wymiarowania układu technologicznego oczyszczalni przyjęto wielkości: Średnia ilość dostarczanych ścieków: 150 m 3 /d. Średnie stęŝenia w ściekach surowych (świeŝowodne + dowoŝone) [g/m 3 ]: BZT 5 467 ChZT 760 Zawiesina ogólna 467 Strona 4 z 8
Obliczeniowe ładunki głównych zanieczyszczeń w ściekach surowych [kg/d] BZT 5 70 ChZT 114 Zawiesina ogólna 70 Wyliczenie równowaŝnej liczby mieszkańców: RLM = 70 : 0,06 = 1 167 7. Efekt oczyszczania Ścieki oczyszczone odpowiadać będą wymaganiom określonym w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24.07.2006r. Dz. U. 137 Poz. 984 oraz wymaganiom określonym w aktualnym pozwoleniu wodno - prawnym: 7.1. Wartości wskaźników zanieczyszczeń na wypływie z oczyszczalni: BZT 5 25 mg O 2 /l ChZT 125 mg O 2 /l Zawiesina ogólna 35 mg/l 7.2. Obliczeniowe najwyŝsze dopuszczalne wartości ładunków zanieczyszczeń na wypływie z oczyszczalni [kg/d]: BZT 5 3,3 ChZT 16,3 Zawiesina ogólna 4,6 7.3. Ładunki usunięte - efekt ekologiczny. Efektem ekologicznym prawidłowo eksploatowanej oczyszczalni ścieków będzie fakt, Ŝe do środowiska nie będą odprowadzane w skali doby następujące ilości głównych wskaźników zanieczyszczeń: BZT 5 70-3,3 = 66,7 kg/d ChZT 114-16,3 = 97,7 kg/d Zawiesina ogólna 70-4,6 = 65,4 kg/d 8. Opis projektowanego rozwiązania. Projektuje się wymianę istniejącego systemu napowietrzania na bardziej wydajny, wgłębny system napowietrzania zgodny z opracowywanym projektem rozbudowy oczyszczalni. Po wymianie systemu napowietrzania naleŝy przeprowadzić rozruch biologiczny reaktora. Strona 5 z 8
9. Charakterystyka projektowanych urządzeń i rozwiązań technologicznych. 9.1. Reaktor biologiczny: W istniejącym reaktorze biologicznym nr 1 - rowie cyrkulacyjnym naleŝy wymienić wyeksploatowane strumienice na urządzenia napowietrzające w technologii BIOPAX. WyposaŜenie reaktora stanowić będą: - aeratory ASD - wyrób chroniony przez Urząd Patentowy RP pod numerem: Wp-16071: 29 szt. aeratorów napowietrzających-powrotnych: φ 200, h = 1,4 m, materiał: stal norma europejska: 10088-1.4301, norma polska: PN 0H18N9-6 szt. przepływowych złóŝ biologicznych materiał: PE, pięciowarstwowe - wymiary: 106/106/20 cm, wewnętrzna powierzchnia rozwinięta 100 m 2 /m 3, zdolność do zasiedlenia biomasą - min. 4,8 kg sm/szt. przy zachowaniu przepływu hydraulicznego, cięŝar w stanie suchym i niezasiedlonym - max. 12 kg., produkcji BIOPAX-WBWW Sp. z o.o. lub równorzędne, do wydzielenia strefy odpływu z reaktora. ZłoŜa biologiczne naleŝy zamocować do konstrukcji z profili ze stali kwasoodpornej tak, aby w reaktorze utworzyły stałą ścianę mającą za zadanie uspokoić przepływ w strefie odpływu i osłonić go od osadu zawieszonego. Mocowanie musi być trwałe, bez moŝliwości urwania się złoŝa obciąŝonego osadem po odpompowaniu cieczy z reaktora. 9.2. System napowietrzania: System napowietrzania tworzą ASD aeratory strumieniowe denne chronione w Urzędzie Patentowym RP pod numerem Wp-16071 wykonane ze stali kwasoodpornej: norma europejska: 10088-1.4301, norma polska: PN 0H18N9 produkcji np. firmy BIOPAX-WBWW Sp. z o.o. KaŜdy aerator ASD musi być wyposaŝony w dyszę powietrza, której konstrukcja musi być oparta o zasadę rozdrabniania strugi powietrza na pęcherzyki dzięki energii kinetycznej ruchu strugi powietrza w górę wywołanego wyłącznie na skutek działania siły wyporu. Niedopuszczalne są konstrukcje typu ruszt, czy dyfuzor. [Dyfuzor: przewód o zmiennym przekroju słuŝący zamianie energii kinetycznej ruchu przepływającego płynu w energię potencjalną (związaną z ciśnieniem), którego przekrój poprzeczny powiększa się lub zmniejsza w kierunku przepływu. W dyfuzorze następuje zwiększenie ciśnienia czynnika przepływającego kosztem spadku jego energii kinetycznej (prędkości przepływu)]. Aerator ASD, to oryginalne rozwiązanie, które poza funkcją podstawową tj. dostarczania jak największej ilości tlenu dostępnego dla biorącej udział w procesie biomasy, równieŝ intensywnie miesza ścieki w całym profilu. Urządzenia te są integralną częścią samosterownego systemu prowadzenia procesu w cyrkulacyjnej komorze reaktora biologicznego. Projektuje się zainstalowanie 29 szt. aeratorów. Aeratory będą zasilane z dmuchawy typu Roots - np. ROBOX EVOLUTION firmy ROBUSCHI: wydajność Q = 10,8 m 3 /min, h = 170 mbar. Dobrano jedną dmuchawę pracującą. Strona 6 z 8
Parametry dmuchaw: medium: powietrze atmosferyczne wydajność: 10,8 ± 10% m 3 /h nadciśnienie: 150 mbar wzrost temp.: 16 0 C zapotrzebowanie mocy: 4,8 ± 10% kw poziom hałasu (z obudową): <70 dba obroty dmuchawy: 2920 ± 10% obr/min króciec UNI PN 10 (DN): 100 mm silnik: Typ 132SA lub odpowiednik moc: 5,5 kw zasilanie: 50 Hz, 400 V, obroty nom.: 2920 obr/min uwagi: Czujnik PTC. Przystosowany do pracy z falownikiem. Dmuchawa w obudowie dźwiękochłonnej zamontowana zostanie na płycie betonowej na wolnym powietrzu, przy reaktorze biologicznym. Mocowanie dmuchawy do płyty - zgodnie z wytycznymi producenta. 10. Pozostałe informacje techniczne 10.1. Zasilanie energetyczne oczyszczalni Obiekt jest zasilany od stacji transformatorowej dwoma kablami. Sieć energetyczna SN napowietrzna jest w odległości 155 m. Moc przewidzianej dmuchawy będzie mniejsza niŝ projektowanego wyposaŝenie reaktora w projekcie wykonawczym (z 1995 r.). Projektuje się zasilenie dmuchawy z szafki rozdzielczej zlokalizowanej bezpośrednio przy reaktorze. 10.2. Sterowanie Dmuchawa jest przewidziana do pracy stałej, z ewentualnymi przerwami podczas spustu ścieków z reaktora. 11. Zestawienie podstawowych urządzeń technologicznych z mocami Lp. zainstalowanymi. Symbol urządzenia Urządzenie Miejsce zainstalowania Symbol miejsca zainst. Moc zainst. [kw] 1 D1 Dmuchawa Robuschi Bezpośrednio przy reaktorze BT 5,50 2 ZB1 ZłoŜa biologiczne Reaktor biologiczny RB - 3 ASD1 Aeratory ASD 29 szt. Reaktor biologiczny RB - Razem mocy zainstalowanej: 5,5 kw Strona 7 z 8
12. Opis instalacji Do wykonania są rurociągi powietrza pracujące pod ciśnieniem nie przekraczającym 2 m słupa wody (0,02MPa). Projektuje się połączenie dmuchawy usytuowanej przy reaktorze z kolektorem ze stali kwasoodpornej (1.4301) o średnicy 168,3x2 mm ułoŝonym na typowych bloczkach betonowych o wymiarach 30x30x15 cm ułoŝonych na ziemi. W kolektor naleŝy wspawać mufy ze stali kwasoodpornej o średnicy DN 25 do których podłączone będą zespoły przyłączeniowe ASD. Pojedynczy zespół przyłączeniowy składa się z: zaworu odcinającego kulowego DN 25, trójnika redukcyjnego DN 25x20x25 oraz przejściówki ze stali na rurociąg PE-HD 1,0 MPa o wymiarach DN32x3,0 mm. Po wykonaniu kolektora naleŝy przeprowadzić pneumatyczną, próbę ciśnieniową szczelności połączeń spawanych. Projektuje się połączenie kaŝdego ASD z kolektorem za pomocą pojedynczych rur PE (bez łączeń pośrednich) ułoŝonych na ścianach i dnie reaktora zgodnie z rysunkiem. Rurociągi naleŝy przymocować do betonu za pomocą uchwytów systemowych zgodnie z obowiązującymi normami. Zaproponowano wykonanie dwóch otworów w ścianie rozdzielającej reaktora umoŝliwiające przeprowadzenie przez ścianę części rurociągów powietrza. Po ułoŝeniu rurociągów otwory naleŝy uszczelnić. W reaktorze przewidziano takŝe ułoŝenie na dnie reaktora 37 szt. odcinków rur kanalizacyjnych PVC o średnicy DN 75. Rury naleŝy połoŝyć bezpośrednio na dnie reaktora i przymocować je za pomocą taśmy stalowej ze stali kwasoodpornej i dwóch kołków ze stali kwasoodpornej. 13. Uwagi końcowe. 1) Projektant technologii zastrzega sobie udział w rozruchu oczyszczalni. 2) W projekcie wskazano konkretne urządzenia o określonych parametrach technicznotechnologicznych. Za zgodą projektanta na etapie budowy i wyposaŝania moŝna zastosować zamienne urządzenia posiadające określone projektem parametry techniczno-technologiczne. 14. Załączniki. 14.1. Załączniki tekstowe: Obliczenia technologiczne, 14.2. Załączniki graficzne: Rys. 1: Rzut reaktora z projektowaną instalacją Strona 8 z 8