biologiczna oczyszczalnia ścieków

BIOLOGICZNA OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW
W CZARNKOWIE
Autor opracowania: Zbigniew Konieczny




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 Fe2 (SO4)3 o roboczej nazwie PIX – 113 fmy KEMIPOL – Płock.
3. Założenia projektowe:
-
liczba mieszkańców 12.5 tys.
ścieki komunalno - bytowo - przemysłowe
przepustowość Q śred. 4000 m3/d
q obl.
250 m3/h
q max.
375 m3/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
ChZT
mgO2/l
BZT 5
mgO2/l
Zawies.ogól. mgO2/l
Azot ogólny mg N/l
Fosfor ogólny mg P/l
Założenia
projektowe
15 lub 96%
15 lub 95%
30 lub 56%
1,5 lub 96%
Rozporządzenie
MOŚZNiL
nr 116/91
z 5.11.1991r.
(obowiązujące
6210/41/99r. 6223/26/2005r.
do
31.12.1999r.)
150
> 70%
150
15
70 – 90%
30
50
> 90%
50
30
30
1,5
5
Pozwolenie
wodnoprawne
Rozporządzenie
MOŚZNiL
nr 116/91
z 5.11.1991r.
(obowiązujące
od
01.01.2000r.)
150
15
50
30
1,5
Rozporządzenie
MŚ
nr 1763/04
z 8.07.2004r.
(przy RLM od 2000 do
9999 )
125 lub 77% red.
25 lub 70-90% red
35 lub 90% red.
15 tylko dla jezior
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 160m3/h x 3 szt. oraz z przepompowni P1
pompami Sarlin S1 124A H wersja 1 o wydajności 170m3/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 – BZT5) 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 1080% w stosunku do dopływającego ładunku BZT5. 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.
Wyposażenie techniczne:
- 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 m3,
- 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 m3/h (prasa, pompy pneumatyczne)
sprężarki:
- ROOTS-a 1850 m3/h x 5m H2O (P=37 kW) szt. 1
- KAESER EB 420C 1715 m3 / h x 5m H2O (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%).
Wyposażenie techniczne:
zbiornik PIX-u - 80m 3
- 2 pompy przeponowe Fe2 (SO4)3 o wydajności 10...100l/h
- siarczan żelazowy Fe2 (SO4)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.
Wyposażenie techniczne:
-
obciążenie powierzchniowe 0,625 m/h
objętość 2 x 450m3
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.
Wyposażenie techniczne:
-
-
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
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
95%
90%
56%
---
96%
ZAWIESINA
OGÓLNA
RED.
FOSFOR
OGÓLNY
RED.
AZOT
OGÓLNY
RED.
ChZT
BZT5
%
%
%
RED.
%
RED.
%
95,5%
60,8%
71,4%
86,7%
95,9%
96,5%
73,7%
69,2%
94,8%
95,3%
95,5%
83,5%
69,5%
95,3%
93,8%
94,9%
85,6%
71,1%
95,3%
95,1%
Brak danych
87,8%
78,2%
95,4%
96,1%
97,1%
92,3%
80,9%
96,5%
95,1%
96,5%
92,0%
73,6%
95,7%
96,2%
95,0%
90,0%
77,0%
94,0%
96,0%
96,0%
91,0%
75,0%
95,0%
96,0%
95,0%
81,0%
79,0%
94,0%
95,0%
96,0%
Nie wymaga
Nie wymaga
94,0%
95,0%
96,0%
Nie wymaga
Nie wymaga
94,0%
93,0%
97,0%
Nie wymaga
Nie wymaga
95,0%
97,0%
96,0%
Nie wymaga
Nie wymaga
96,0%
98,0%
97,0%
94,0%
82,0%
96,0%
97,0%
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.
Wyposażenie techniczne:
- 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 H2O
Uzdatnianie osadu
Wyposażenie techniczne:
- 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% 33m3 /d
osad podsuszony 17% 12m3 /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 10m3/h x 55mm H2O.
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 100C (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).