TOP INWESTYCJE KOMUNALNE

ANKIETA KONKURSOWA TOP INWESTYCJE KOMUNALNE 2013

NAZWA PRZEDSIĘBIORSTWA Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w m.st. Warszawie Spółka Akcyjna ADRES, TELEFON Plac Starynkiewicza 5, 02-015 Warszawa, tel.: 022 445 50 00 OSOBA DO KONTAKTU Katarzyna Napiórkowska tel.: 022 445 90 00 NAZWA INWESTYCJI Modernizacja i rozbudowa Oczyszczalni Ścieków Czajka w zakresie: części ściekowej i przygotowania osadów do utylizacji (Oczyszczalnia Ścieków Czajka ), termicznej utylizacji osadów ściekowych (Stacja Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych). CHARAKTERYSTYKA INWESTYCJI Modernizacja i rozbudowa Oczyszczalni Ścieków Czajka była największą inwestycją środowiskową w Europie Środkowo-Wschodniej i stanowiła główne zadanie w ramach Projektu Zapatrzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warszawie współfinansowanego z Funduszu Spójności Unii Europejskiej. Celem przedsięwzięcia było uporządkowanie gospodarki ściekowej Warszawy. Dotychczas nieczystości z lewobrzeżnej części miasta (około 50% wszystkich ścieków powstających w Warszawie) były odprowadzane bezpośrednio do Wisły, a Czajka przyjmowała ścieki jedynie z prawobrzeżnej części Warszawy oraz okolicznych gmin. Dzięki modernizacji i rozbudowie OŚ Czajki wszystkie ścieki wytwarzane przez aglomeracje warszawską są oczyszczane, a co za tym idzie jakość wody w Wiśle oraz w Bałtyku ulegnie radykalnej poprawie. Ponadto rozwiązany został problem zagospodarowania osadów ściekowych poprzez budowę Stacji Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych. W ramach Projektu realizowane były następujące zadania: Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 2

Zadanie 1: Modernizacja i rozbudowa Oczyszczalni Ścieków Czajka (część ściekowa i przygotowanie osadów do utylizacji) Umowa Nr 3/JRP/R/2008 na Modernizację i rozbudowę oczyszczalni ścieków Czajka" (część ściekowa i przygotowania osadów do utylizacji) została zawarta w dniu 30.01.2008 roku. Wykonawcą tej inwestycji było konsorcjum firm: Warbud S.A., WTE Wassertechnik GmbH, Krüger A/S, Veolia Water Systems Sp. z o.o., OTV S.A., którego liderem był Warbud S.A. Inwestycja została przejęta do eksploatacji w dniu 14.12.2012 roku i od tej chwili instalacje oczyszczalni obsługiwane są przez służby MPWiK S.A. W ramach Kontraktu zrealizowano: obiekty oczyszczania mechanicznego, zlikwidowano stary blok biologiczny oraz zbudowano nowe bloki biologiczne, zmodernizowano gospodarkę osadową (osad wstępny i nadmierny podlega zagęszczeniu, stabilizacji beztlenowej i odwadnianiu mechanicznemu). Inwestycja obejmowała ogółem 164 obiekty na terenie oczyszczalni, w tym: obiekty technologiczne, kanały żelbetowe, inne obiekty niezwiązane bezpośrednio z procesem, sieci technologiczne, sanitarne, gazu ziemnego, wody technologicznej i p.poż., elektryczne, teletechniczne i AKPiA oraz drogi. Zmodernizowano 20 obiektów i wybudowano m. in. 20 osadników wtórnych, 10 reaktorów biologicznych, 6 osadników wstępnych, 3 pompownie ścieków, 2 balonowe zbiorniki biogazu, 2 stacje do oczyszczania powietrza odciąganego z obiektów technologicznych. Ponadto przebudowano i rozbudowano układ gospodarki biogazowej i cieplnej oraz wybudowano układ dezodoryzacji. Po modernizacji docelowa przepustowość oczyszczalni, określona jako przepływ średni dobowy, wzrosła z 240 000 m 3 /d do 435 300 m 3 /d, a przepustowość określona jako wartość średnia z tygodnia o maksymalnym obciążeniu (bez deszczów nawalnych) wynosi Qd max = 515 000 m 3 /d. Produktem procesu oczyszczania jest osad ściekowy, którego w ciągu doby powstaje ok. 400 ton. W wyniku jego fermentacji powstaje 30 000 m³ biogazu na dobę, który jest spalany w gazogeneratorach. Generatory są w stanie wytworzyć 6 MW energii elektrycznej i 5,5 MW cieplnej, która kwalifikowana jako tzw. zielona energia pochodząca ze źródeł odnawialnych. Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 3

Zadanie 2 Modernizacja i rozbudowa oczyszczalni ścieków Czajka (termiczna utylizacja osadów ściekowych) Umowa Nr 8/JRP/R/2008 na Modernizację i rozbudowę oczyszczalni ścieków Czajka" (termiczna utylizacja osadów ściekowych) została zawarta w dniu 01.08.2008 roku. Wykonawcą kontraktu było konsorcjum firm: Veolia Water Systems Sp. z o.o., Kruger DS., Haarslev DS., Warbud S.A., OTV S.A., którego liderem była Veolia Water System Sp. Z o.o. Inwestycja została przejęta do eksploatacji w dniu 21.12.2012 roku. W ramach Kontraktu zbudowano instalację spalania osadu ze złożem fluidalnym, układ odzysku energii z kotłem, turbinę i generator, układ oczyszczania spalin (multicyklon, filtry workowe, układ selektywnej redukcji katalitycznej tlenków azotu), urządzenia do transportu i podawania osadów do pieca, układ chłodzenia z chłodnicami powietrznymi oraz silosy na osad wysuszony, popioły i pozostałości oraz reagenty do oczyszczania spalin. Zrealizowano również budowę obiektów pomocniczych, takich jak: budynek zestalania popiołów i pozostałości, zbiornik wody amoniakalnej, zbiornik retencyjny wód deszczowych, budynek chłodnic powietrznych. Stworzono możliwość spalania nawet do 600 ton osadu odwodnionego na dobę, a zamontowany układ turbiny parowej, generatora i wymienników ciepła pozwala wytworzyć maks. do 3,5MW energii cieplnej oraz maks. do 2MW energii elektrycznej przy czym jest to energia kwalifikowana jako tzw. zielona energia pochodząca ze źródeł odnawialnych. FINANSOWANIE INWESTYCJI Oczyszczalnia Ścieków Czajka była realizowana w ramach Projektu Zaopatrzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warszawie Faza III nr ref. Projektu 2005/PL/16/C/PE/003. Łączny koszt realizacji Projektu to 631 988 172 netto. Fundusz Spójności w realizacji Projektu wynosi 224 131 124 netto. Wartość Kontraktu wyniosła 200 000 000,00 + 1 151 193 155,00 PLN Wartość dofinansowania z FS stanowiła 185 045 708,19 Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 4

Stacja Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych była realizowana w ramach Projektu Zaopatrzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warszawie Faza IV. Projekt realizowany był w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko na lata 2007-2013 na podstawie umowy o dofinansowanie nr POIS.01.01.00-00-204/09-00 z dnia 30 grudnia 2009 r. Łączny koszt realizacji Projektu to 1 258 447 000 PLN netto. Fundusz Spójności w realizacji Projektu wynosi 778 192 000 PLN netto. Wartość Kontraktu równa się 102 766 753,09 netto Wartość dofinansowania z FS opiewa na kwotę 366 930 980,79 PLN INWESTYCJA, KTÓRA ZNACZĄCO POPRAWIAJA STAN ŚRODOWISKA Rozbudowana i zmodernizowana Oczyszczalnia Ścieków Czajka jest jedną z najnowocześniejszych instalacji tego typu w Europie. Trafiają do niej ścieki z Warszawy prawobrzeżnej i lewobrzeżnej z wyjątkiem tych dzielnic, z których są one odprowadzane do Zakładu Oczyszczalni Ścieków Południe. Obecnie średnio dobowa wydajność Czajki wynosi 435 300 m 3 /d, przy obciążeniu 2 400 000RLM (Liczba Równoważnych Mieszkańców). Przed modernizacją wydajność ta była dwukrotnie niższa i wynosiła 240 000 m 3 /d, przy średnim obciążeniu ok. 760 000 RLM. Dzięki realizacji całej inwestycji został osiągnięty efekt ekologiczny (zakładany poziom ograniczenia emisji zanieczyszczeń do środowiska), gdzie wszystkie ścieki powstające w stolicy odprowadzane do kanalizacji są oczyszczone w stopniu zgodnym z obecnymi wymaganiami prawa polskiego i dyrektywy Unii Europejskiej. Wyraźnie odczuwalny jest korzystny wpływ na środowisko naturalne poprawiła się jakość wody w Wiśle oraz w Bałtyku. Stacja Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych trwale zagospodarowuje osady ściekowe z wykorzystaniem nowatorskich technologii. Odpady powstające w procesie utylizacji osadów ściekowych są unieszkodliwiane przy zastosowaniu opatentowanej technologii szwajcarskiej firmy GEODUR, która pozwala na przetwarzanie odpadów (w tym odpadów niebezpiecznych) z wykorzystaniem procesu stabilizacji i zestalania (immobilizacji) i zapewnia przemianę odpadów niebezpiecznych w substancje stałe, które fizycznie Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 5

i chemicznie są obojętne dla środowiska. Technologia GEODUR posiada patent europejski jest zgłoszona w Urzędzie Patentowym RP. NOWOCZESNE TECHNOLOGIE Oczyszczalnia Ścieków Czajka Pierwszym stopniem oczyszczania ścieków jest proces mechaniczny ścieki podawane są na kraty, później do piaskowników i do osadników wstępnych. W następnym etapie oczyszczania ścieki są skierowane do komór osadu czynnego, gdzie na drodze biologicznej usunięte zostają zanieczyszczenia organiczne, azot i fosfor. W drodze usuwania zanieczyszczeń, w tym biogenów, bakterie namnażają się, co prowadzi do zwiększenia ich masy i tworzenia skupisk zwanych kłaczkami osadu czynnego, które oddzielane są w osadnikach wtórnych. Przyrost masy osadu, tzw. osad nadmierny, jest usuwany z procesu do dalszej przeróbki. Wybudowano 10 ciągów technologicznych biologicznego procesu oczyszczania ścieków. Jest on oparty na sprawdzonej technologii BioDenipho składającej się z układów Bio-P i BioDenitro, które służą do bardziej wydajnego usuwania pierwiastków biogennych, czyli fosforu i azotu. Dodatkowo zastosowany został system ATS, który zapewnia, że podczas opadów deszczu Czajka w krótkim czasie będzie mogła przejąć zwiększoną ilość ścieków. Dla podniesienia poziomu kontroli procesów biologicznych zastosowano system optymalizacji i sterowania STAR oparty o pomiary on-line licznych parametrów technologicznych. Zaawansowane technologie oczyszczania ścieków uzupełnia proces przeróbki osadów. Osady ściekowe powstałe w procesie oczyszczania mechanicznego w osadnikach wstępnych oraz w procesie oczyszczania biologicznego (osad nadmierny) poddawane są zagęszczeniu, stabilizacji i odwodnieniu. Powstający w procesie stabilizacji osadu biogaz (po odsiarczeniu i pozbawieniu wilgoci) zostaje wykorzystany do produkcji tzw. zielonej energii - cieplnej i elektrycznej. Aparaty kogeneracyjne zdolne są do funkcjonowania jako urządzenia awaryjnego zasilania oczyszczalni w energie elektryczną. Wszystkie obiekty ciągu oczyszczania mechanicznego oraz obiekty gospodarki osadowej są zhermetyzowane, a odciągane z nich powietrze złowonne kierowane Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 6

jest do dwóch stacji dezodoryzacji, w których oczyszczane jest ze związków zapachowych przy wykorzystaniu procesów absorpcji fizyczno-chemicznej. Zastosowane na oczyszczalni rozwiązania zapewniają wypełnienie wszystkich środowiskowych wymogów prawa, w tym osiągnięcie wartości wskaźników zanieczyszczeń ścieków odpływających poniżej wartości określonych w pozwoleniu wodnoprawnym: średnia z roku 2012: BZT5 3,4 mg O 2 /dm 3 (wartość dopuszczalna 15 mg O 2 /dm 3 ), ChZT 28,2 mg O 2 /dm 3 (wartość dopuszczalna 125 mg O 2 /dm 3 ), zawiesina ogólna 7,2 mg/dm 3 (wartość dopuszczalna 35 mg/dm 3 ), azot ogólny 7,87 mg N/dm 3 (wartość dopuszczalna 10 mg N/dm 3 ), fosfor ogólny 0,55 mg P/dm 3 (wartość dopuszczalna 1,0 mg P/dm 3 ). Stacja Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych Podstawowym problemem każdej oczyszczalni ścieków jest zagospodarowanie powstających podczas jej pracy znacznych ilości osadów. Do głównych sposobów rozwiązania tej kwestii zaliczamy: - wykorzystanie rolnicze i przyrodnicze, - unieszkodliwianie termiczne. Osady z oczyszczalni, do których dopływają ścieki z dużych aglomeracji miejskich, mogą zawierać pewne ilości metali ciężkich, co utrudnia możliwość ich wykorzystania w przyrodzie. Aby więc skutecznie, a przede wszystkim bezpiecznie zagospodarować osady ściekowe, na terenie oczyszczalni Czajka powstała Stacja Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych (STUOŚ). Podobne obiekty istnieją już w wielu państwach Unii Europejskiej, np. w Niemczech, Austrii, Holandii, Danii. W Polsce instalacje termicznego przekształcania osadów powstały np. w Olsztynie, Krakowie, Łodzi, Poznaniu i Szczecinie. W krajach o najwyższej świadomości w zakresie ochrony środowiska (np. w Danii), lokalne społeczności wręcz wymuszają na władzach zastosowanie termicznej utylizacji osadów jako technologii najbezpieczniejszej i najmniej uciążliwej dla środowiska, a także umożliwiającej ograniczenie liczby samochodów wywożących osad. Dzięki termicznemu unieszkodliwianiu osadów ściekowych ich objętość zostaje zmniejszona 10-krotnie. Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 7

Technologia utylizacji osadów ściekowych wybrana przez MPWiK oparta jest na procesie spalania osadów w złożu fluidalnym. Instalacja reprezentuje najwyższy poziom techniki połączony z najniższym poziomem emisji zanieczyszczeń, zgodnie z obowiązującym w Unii Europejskiej dokumentem Draft Reference Document in Best Available Techniques for Waste Incineration zwanym w skrócie BAT (Najlepsze Dostępne Techniki), opisującym standardy dla tego typu obiektów. Proces termicznego przekształcania osadów ściekowych w piecach fluidalnych polega na ich całkowitym spaleniu w kontakcie ze złożem piaskowym utrzymywanym w stanie fluidyzacji, pływającym, w wyniku czego wytwarzana jest tzw. zielona energia (cieplna i elektryczna), powstają popioły i gazy odlotowe. W skład instalacji termicznej utylizacji osadów ściekowych wchodzą: suszarki dyskowe do podsuszania osadów ściekowych, piece fluidalne, kotły odzysknicowe, instalacja oczyszczania spalin z kominem, turbina parowa z generatorem energii elektrycznej. Piec fluidalny składa się z dna dyszowego podtrzymującego złoże piaskowe, przez które wprowadzane jest powietrze. Piasek pod wpływem wdmuchiwanego powietrza jest utrzymywany w zawieszeniu i ciągłym ruchu. Do złoża wprowadzane są osady ściekowe, które są rozdrabniane przez tarcie wywołane ruchem ziaren piasku. Taka technologia zapewnia bardzo wyrównaną temperaturę w piecu, dzięki czemu osiągana jest najwyższa sprawność spalania. Zawarta w osadach materia organiczna ulega spaleniu. Ta część cząstek niespalonego osadu, która została uniesiona przez powietrze, zostaje spalona w górnej części pieca. Czas przebywania spalin w przestrzeni dopalania jest wystarczająco długi dla całkowitego dopalenia części organicznych oraz spełnienia wymagań prawnych w tym zakresie. Dodatkową zaletą spalania w piecu fluidalnym jest duża elastyczność tego procesu. Instalacja umożliwia spalanie osadów ściekowych w stosunkowo niskiej temperaturze złoża ok. 600 o C., co ogranicza tworzenie się tlenków azotu. W Stacji Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych spalane są również odpady technologiczne (np. skratki) pochodzące z Oczyszczalni Ścieków Czajka oraz wysuszony osad z Oczyszczalni Ścieków Południe. Zanieczyszczenia powstające Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 8

w wyniku spalania osadów są skutecznie usuwane w wielostopniowym układzie oczyszczania spalin, obejmującym: wstępne odpylanie spalin w multicyklonie, suche oczyszczanie z kwaśnych zanieczyszczeń gazowych, metali ciężkich, dioksyn i furanów, końcowe odpylanie spalin w filtrze tkaninowym, usunięcie ze spalin tlenków azotu przy zastosowaniu selektywnej redukcji katalitycznej. Wymagane poziomy emisji zanieczyszczeń z wybudowanej na terenie OŚ Czajka Stacji Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych są znacznie niższe niż normy określone dla tego rodzaju instalacji w prawie polskim 1 i europejskim. W tab. 1 porównano obowiązujące standardy emisji średnio dobowe i 30-minutowe z wymaganymi poziomami emisji dla STUOŚ w oczyszczalni Czajka oraz średnio dobowymi rzeczywistymi emisjami ze spalarni osadów ściekowych w Dordrechcie w Holandii. Przedstawiono w niej także zakres wymaganego ciągłego i okresowego monitoringu emisji. 1 Standardy emisji z procesów spalania odpadów określa załącznik 5 Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, który transponuje wymagania Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady z 4 grudnia 2000 r. nr 2000/76/WE w sprawie spalania odpadów. Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 9

Tab. 1 Porównanie dopuszczalnych wielkości stężeń emisji z instalacji termicznego przekształcania osadów z STUOŚ i instalacją w Dordrechcie. Substancje Standard emisyjny przy 11% tlenu w suchych spalinach 30-min Średniodobowy Wymagane 30-min. stężenie w stacji termicznej utylizacji osadów ściekowych OŚ Czajka przy 11 % tlenu w suchych spalinach Stacja termicznej utylizacji osadów ściekowych w Dordrechcie (Holandia) 90 000 ton osadów/rok (rzeczywiste stężenie średnio dobowe) Sposób monitoring u emisji w STUOŚ OŚ Czajka mg/m 3 mg/m 3 mg/m 3 mg/m 3 1 2 3 4 5 6 dwutlenek azotu 400 200 70 102 194 Pomiary ciągłe dwutlenek 200 50 50 1 1,4 siarki Pył 30 10 8 ok. 1,0 tlenek węgla 100 50 50 11 14 węgiel 20 10 8 1 5 organiczny chlorowodór 60 10 7 0,2 1,0 fluorowodór 4 1 1 2 0,01 0,04 Rtęć 0,05 0,05 0,005 0,009 Kadm + Tal: Cd + Tl 0,05 jak w kolumnach 2 i 3 0,002 0,003 Pomiary okresowe Metale 0,5 0,019 0,032 ciężkie: Pb+Cu+Co+C r+mn+as+ni+ Sb V dioksyny/fura ny [wyrażone w ng I- TEQ/m 3 ] 0,1 0,008 Tab. 2 Standardy stężeń emisji dla STUOŚ w porównaniu z prawem polskim oraz UE. Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 10

Z przeprowadzonych obliczeń stężeń zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym wynika, że w zakresie tlenków azotu maksymalne jednogodzinne stężenie, które może wystąpić w najbardziej niekorzystnej sytuacji meteorologicznej, stanowi 6,12% wartości dopuszczalnej, a maksymalne jednogodzinne stężenia pozostałych zanieczyszczeń stanowią 0,00027% do 2,51% wartości dopuszczalnych. Maksymalne średnioroczne stężenia, które mogą wystąpić w punkcie występowania najwyższych stężeń będą stanowić 0,00021% do 5,24% wartości dopuszczalnych. Oznacza to, że STUOŚ nie ma znaczącego wpływu na jakość powietrza i nie oddziałuje niekorzystnie na zdrowie okolicznych mieszkańców. W wyniku termicznego unieszkodliwiania osadów ściekowych powstają popioły lotne i żużle paleniskowe oraz odpady stałe z oczyszczania gazów odlotowych. Powstające odpady są zestalane przy zastosowaniu najnowocześniejszych technologii i zagospodarowywane zgodnie z obowiązującym prawem. Po zestaleniu odpady charakteryzuje wysoka odporność na wymywanie, co uniemożliwia przedostawanie się niebezpiecznych substancji do środowiska. UKŁAD PRZESYŁOWY DO OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW CZAJKA Warunkiem koniecznym do wykorzystania pełnych możliwości technologicznych zmodernizowanej oczyszczalni było uruchomienie układu przesyłowego ścieków z lewobrzeżnej Warszawy do Oczyszczalni Ścieków Czajka. 22 listopada 2011 r. zakończono drążenie pierwszego w Polsce tunelu pod Wisłą, w którym zamontowane zostały dwa kolektory ściekowe o średnicy 1,6 m każdy oraz kolejka do obsługi technicznej tunelu. Projekt był prestiżowym wyzwaniem ze względu na pierwsze zastosowanie technologii TBM (Tunnel Boring Machine) w Polsce i Europie stosowanej na całym świecie do tunelowania długich odcinków oraz tam, gdzie oczekiwany jest szybki postęp robót. Zamknięta płuczkowa tarcza TBM o średnicy 5,35 m, długości ok. 68 m i masie ok. 500 ton wydrążyła tunel o średnicy wewnętrznej 4,5 m i długości ok. 1300 m, położony na głębokości ok. 10 m. pod dnem Wisły. Tarcza pracowała w zróżnicowanych warunkach hydrogeologicznych, przy jednoczesnym urabianiu gruntu, kruszeniu kamieni, podparciu przodka, usuwaniu urobku oraz wznoszeniu obudowy, która zbudowana została z 1081 szt. betonowych pierścieni. Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 11

W ramach budowy syfonu pod Wisłą wykonano najgłębszą w Polsce komorę w technologii ścian szczelinowych o głębokości ok. 37m porównywalną do 13 piętrowego budynku i średnicy ok. 22m. Na lewym brzegu Wisły na terenie dzielnicy Bielany wybudowany został budynek krat, w którym następuje wstępne mechaniczne oczyszczenie ścieków. Następnie ścieki transportowane są grawitacyjnie syfonem pod dnem rzeki, zgodnie z zasadą działania syfonu. Na prawym brzegu Wisły płyną do Czajki" kolektorem o średnicy 2,80 m i długości ok. 6km. Dzięki zastosowaniu technologii bez wykopowej podczas budowy układu przesyłowego ścieków uniknięto utrudnień dla mieszkańców Białołęki oraz wywierania negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Załączniki: 1. Aneks fotograficzny: Zdjęcia inwestycji Modernizacja i Rozbudowa Oczyszczalni Ścieków Czajka Ankieta Konkursowa Top inwestycje komunalne 2013 12