PROJEKTOWANIE OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW PROJEKT MODERNIZACJI INSTALACJI NAPOWIETRZANIA DLA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W STRZELNIE WRAZ Z WYMIANĄ POMP W PRZEPOMPOWNI CENTARALNEJ INWESTOR: GMINA STRZELNO przy URZĘDZIE MIIEJSKIM W STRZELNIE ul. Dr J. Cieślewicza 2 88-320 Strzelno Opracował: mgr inż. Iwona Regulska.. mgr inż. Agnieszka Kibler. Warka, 2009 r. 1
SPIS TREŚCI: 1. INWESTOR...3 2. PODSTAWA I CEL OPRACOWANIA...3 3. PRZEDMIOT OPRACOWANIA...4 4. OPIS STANU ISTNIEJĄCEGO...4 5. OPIS PROJEKTOWANYCH ROZWIĄZAŃ...5 5.1. Stacja dmuchaw...5 5.2. Przewód sprężonego powietrza...5 5.3. Ruszty napowietrzające...5 5.3.2. Charakterystyka dyfuzorów rurowych typu ECOQUARTZ 60 o dł.750mm...6 5.4. Wymiana pomp w przepompowni centralnej...7 Wykaz załączników: 1. System napowietrzania - rys. nr 1 2. Kosztorys Inwestorski 3. Przedmiary robót 4. ST wykonania i odbioru robót 5. Uprawnienia projektowe, zaświadczenia 2
1. INWESTOR Inwestorem bezpośrednim przedmiotowego zadania inwestycyjnego pn. Modernizacja instalacji napowietrzania dla oczyszczalni ścieków w Strzelnie wraz z wymiana pomp w przepompowni centralnej jest Gmina Strzelno przy Urzędzie Miejskim w Strzelnie. 2. PODSTAWA I CEL OPRACOWANIA Podstawą opracowania jest umowa nr 12/u/2009 z dn.24 kwietnia 2009r. zawarta pomiędzy Gminą Strzelno a firmą Biowoma Iwona Regulska z siedzibą w Warce. W opracowaniu wykorzystano następujące materiały: a) Informacje techniczne dostarczone przez Inwestora, b) Normatywy techniczne oraz obowiązujące przepisy i zarządzenia. c) Wizja lokalna oczyszczalni ścieków. Celem niniejszego opracowania jest zapewnienie wysokosprawnego systemu napowietrzania ścieków, dzięki czemu poprawie ulegną zarówno transfer tlenu w ściekach jak i zmniejszenie kosztów eksploatacji. Dodatkowo w przepompowni centralnej zostaną wymienione istniejące pompy ścieków typu SARLIN S1074H1A511 na nowe np. Metalchem MS5-74Z. Powszechnie wiadomo, że zużycie energii na napowietrzanie ścieków wynosi zazwyczaj od 50% do 80% całej energii zużywanej przez oczyszczalnię. Widać tu wyraźnie jak bardzo ważnym elementem jest prawidłowy dobór systemu napowietrzania i jego optymalizacja w zależności od zastosowania. W systemie napowietrzania sprężonym powietrzem bardzo istotnym jest fakt, że składa się z wielu pojedynczych elementów, które muszą być wspólnie zoptymalizowane, tj dmuchawy, rurociągi, armaturę zaporowo-regulacyjną i dyfuzory. Należy również zwrócić szczególną uwagę na sposób sterowania procesem napowietrzania. Tylko wtedy, gdy wszystkie powyższe elementy są zoptymalizowane można osiągnąć wysoką efektywność i ekonomię natleniania. Wymiana dyfuzorów spowoduje nie tylko korzystniejszy transfer tlenu w ściekach, ale również zmniejszenie potrzebnego sprężu do napowietrzania komór. Obie te wartości bezpośrednio wpływają na pobór mocy przez dmuchawy. Zmniejszenie sprężu dmuchaw z maksymalnego tj.: 500 mbar na ok. 430 mbar spowoduje około 15% oszczędności kosztów ponoszonych na energię elektryczną. Mając na uwadze 3
wysokie wskaźniki wykorzystania tlenu dodatkowo te oszczędności jeszcze wzrosną. Reasumując można wstępnie przyjąć, że po wymianie systemu napowietrzania koszty ponoszone na energię elektryczną zmaleją o ok. 20-25%. 3. PRZEDMIOT OPRACOWANIA Przedmiotem opracowania jest zaprojektowanie nowego systemu napowietrzania. Zakres rzeczowy obejmuje: przedłużenie istniejącego przewodu sprężonego powietrza leżącego na koronie zbiornika, włączenie rusztów napowietrzających w przewód koronowy powietrza wraz z zaworem klapowym z napędem ręcznym, wyposażenie komory nitryfikacji w wyjmowane ruszty napowietrzające cztery laterale wyposażone w dyfuzory ceramiczne rurowe typu ECOQUARTZ 60. modernizację systemu sterowania w stacji dmuchaw (sonda tlenowaprzemiennik częstotliwości sterujący wydajnością dmuchawy). wymianę pomp w przepompowni centralnej. 4. OPIS STANU ISTNIEJĄCEGO Oczyszczalnia obecnie wyposażona jest w system napowietrzania przez dyfuzory talerzowe elastomerowe firmy NOPON. System napowietrzania, wraz z upływem czasu stał się mało wydajny (bardzo duże straty ciśnienia na elementach napowietrzających) i wymaga modernizacji. W chwili obecnej widoczne są również liczne pęknięcia membran, które dodatkowo uniemożliwiają prawidłową pracę oczyszczalni. Mając na uwadze koszty ponoszone na energię elektryczną oraz brak możliwości wyłączenia z pracy komory napowietrzania (oczyszczalnia posiada jeden ciąg technologiczny) podjęto decyzję o całkowitej wymianie rusztów napowietrzających. W przepompowni głównej na terenie oczyszczalni zamontowane są pompy ścieków typu SARLIN S1074H1A51, które z uwagi na stan techniczny należy wymienić na nowe np. Metalchem MS5-74Z. 4
5. OPIS PROJEKTOWANYCH ROZWIĄZAŃ 5.1. Stacja dmuchaw Istniejąca stacja dmuchaw wyposażona jest w dwie dmuchawy wyporowe typu RS 80 firmy HV TURBO. Każda z dmuchaw ma wydajność ok. Q pow. = 450 m 3 /h przy sprężu 500 mbar i wyposażona jest w silnik o mocy 17,5kW. W chwili obecnej w sposób ciągły pracują dwie dmuchawy. Sterowanie odbywa się w sposób ręczny. Po wymianie systemu napowietrzania wskazana będzie modernizacja systemu sterowania (sonda tlenowa-przemiennik częstotliwości sterujący wydajnością dmuchawy). 5.2. Przewód sprężonego powietrza Na istniejącym przewodzie spręż. powietrza DN 200 wykonać trójniki do pionów zasilających laterale oraz przedłużyć w/w przewód o ok.11,2m rurociągiem DN 150 z dwoma trójnikami do kolejnych dwóch pionów zasilających laterale. Przewód należy wykonać ze stali nierdzewnej min. 304 lub 304L. 5.3. Ruszty napowietrzające Istniejąca komora nitryfikacji ma wymiary 23,0x8,0m i głębokość czynną h cz =4,0m. Podstawowym elementem wyposażenia technologicznego podlegającym modernizacji będzie wymiana rusztów napowietrzających. Całość samonośnej laterali (przewody pionowe, rozdzielające, profile wraz z zamocowaniami, konstrukcje wsporcze) należy wykonać ze stali nierdzewnej min. 304 lub 304L. Wraz z lateralą należy dodatkowo przewidzieć dostawę trawersy do jej wyciągania przy pomocy dźwigu samochodowego. Laterale będą wyposażone w dyfuzory ceramiczne rurowe typu ECOQUARTZ 60 o długości 750 mm. Gwarantują one bardzo wysokie wskaźniki efektywności wykorzystania tlenu z powietrza oraz mieszania komory, przy bardzo niskiej stracie ciśnienia wynoszącej 15 mbar. Parametry doboru systemu napowietrzania: maks. godzinowe zapotrzebowanie na powietrze Q max.pow. = 900 Nm 3 /h, średnie godzinowe zapotrzebowanie na powietrze Q śr.pow. = 450 Nm 3 /h, 5
jednostkowe obciążenie dyfuzora dla maksymalnej ilości powietrza q pow. = 7,5 Nm 3 /mb*h, jednostkowe obciążenie dyfuzora dla średniej ilości powietrza q pow. = 3,8 Nm 3 /mb*h, średnie zagęszczenie dyfuzorów n = 0,65 mb/m 2. W sumie zostanie zamontowanych 80 kompletów dyfuzorów typu ECOQUARTZ 60 o łącznej długości 120 mb. 5.3.2. Charakterystyka dyfuzorów rurowych typu ECOQUARTZ 60 o dł.750mm Dyfuzory rurowe typu ECOQUARTZ składają się z porowatego materiału będącego mieszaniną naturalnie okrągłych ziaren kwarcu i żywicy syntetycznej. Bakteriofobowe spoiwo stosowane przy produkcji tego typu napowietrzaczy wraz z zaokrąglonymi formami porów chronią dyfuzory przed zagnieżdżaniem się kultur bakteryjnych i zapobiegają osadzaniu się kłaczków osadu czynnego na ich powierzchni w czasie wyłączenia dopływu powietrza. Zaprojektowane dyfuzory ceramiczne rurowe typu ECOQUARTZ 60 charakteryzują się następującymi parametrami: optymalne jednostkowe obciążenie dyfuzora 2,0 10,0 [Nm3/mb*h] dopuszczalne krótkotrwałe obciążenie dyfuzora 25,0 [Nm3/mb*h] powierzchnia napowietrzająca 0,44 [m2/mb] średnica zewn./wewn. 70 40 ± 5 [mm] długość pojedynczego dyfuzora 750mm dekle centrujące i pokrywy końcowe dyfuzora w wykonaniu z PP wskaźnik wykorzystania tlenu z powietrza K=18 go2/nm3*m dla głębokości zanurzenia dyfuzorów h=4,0 m, dla maksymalnej wydajności dyfuzora (q=18 Nm3/mb*h) strata ciśnienia powietrza jest mniejsza niż 20 mbar, dla poprawnego funkcjonowania systemu napowietrzania dyfuzory muszą być wyrównane w poziomie z tolerancją do 0,5 cm. 6
5.4. Wymiana pomp w przepompowni centralnej Obecnie w przepompowni głównej na terenie oczyszczalni pracują pompy ścieków typu SARLIN S1074H1A51. W ramach modernizacji należy wymienić istniejące pompy na dwie nowe typu np. Metalchem MS5-74Z. Warunki pracy i dane techniczne Typ wirnika Vortex Dopuszczalna wielkość zanieczyszczeń - przelot pompy 80 mm Temperatura ścieków do 40 o C Gęstość ścieków do 1150 kg/m 3 Dopuszczalna zawartość ciał stałych do 25% Typ pompy MS5-74 Wydajność nom. Qn [l/s] 34 Wysok. podn. nom. Hn [m] 14,0 Masa własna [kg] 168 Pompy typu MS5 przeznaczone są do pompowania ścieków sanitarnych i przemysłowych. Znajdują one zastosowanie w instalacjach kanalizacyjnych, oczyszczalniach i przepompowniach ścieków. Pompy posiadają ograniczniki temperatury w trzech fazach uzwojeń stojana silnika oraz wyłącznik wilgotnościowy. Elementy te wykluczają możliwość uszkodzenia silnika w przypadku przeciążenia lub dostania się wilgoci do jego wnętrza. Silnik uszczelniony jest od strony zespołu pompowego podwójnym uszczelnieniem mechanicznym w komorze olejowej. Pompa standardowo wyposażona jest w kabel w osłonie neoprenowej o długości 10m. 7