projekt modernizacji instalacji napowietrzania dla oczyszczalni

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.
2.
3.
4.
5.
System napowietrzania - rys. nr 1
Kosztorys Inwestorski
Przedmiary robót
ST wykonania i odbioru robót
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. Qpow.= 450 m3/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 hcz=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 Qmax.pow. = 900 Nm3/h,
średnie godzinowe zapotrzebowanie na powietrze Qśr.pow. = 450 Nm3/h,
5
jednostkowe obciążenie dyfuzora dla maksymalnej ilości powietrza qpow. = 7,5
Nm3/mb*h,
jednostkowe obciążenie dyfuzora dla średniej ilości powietrza qpow. = 3,8
Nm3/mb*h,
średnie zagęszczenie dyfuzorów n = 0,65 mb/m2.
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 oC
Gęstość ścieków
do 1150 kg/m3
Dopuszczalna zawartość ciał stałych do 25%
Typ pompy
Wydajność nom. Qn [l/s]
Wysok. podn. nom. Hn [m]
Masa własna [kg]
MS5-74
34
14,0
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