Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi
Transkrypt
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 TIM II Maciej Kita 44-100 Gliwice, ul. Czapli 57 NIP 631-155-76-76 Tel. 601-44-31-79, e-mail: [email protected] Zamawiający: Rejonowe Przedsiębiorstwo Komunalne Spółka z o.o. w Złotoryi 59-500 Złotoryja, al. Miła 2 Stadium dokumentacji: Koncepcja Temat opracowania: Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi Wykonał zespół pod kierunkiem: mgr inż. Maciej Kita dr inż. Tatiana Kita dr inż. Lesław Płonka mgr inż. Bartłomiej Zych Data opracowania: Grudzień 2013 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 1 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 SPIS TREŚCI 1 Część ogólna................................................................................................................. 6 1.1 Dane ogólne............................................................................................................... 6 1.2 Podstawy opracowania ............................................................................................ 6 1.3 Cel i zakres opracowania ......................................................................................... 7 2 Opis stanu istniejącego oczyszczalni ......................................................................... 8 2.1 Lokalizacja oczyszczalni .......................................................................................... 8 2.2 Istniejąca zlewnia oczyszczalni ............................................................................... 8 2.3 Ilość i jakość ścieków ............................................................................................... 8 2.3.1 Wartości projektowe ...................................................................................................... 8 2.3.2 Wartości uzyskane podczas eksploatacji ....................................................................... 9 2.3.3 Ocena danych. .............................................................................................................. 25 2.3.4 Liczba mieszkańców obsługiwanych przez oczyszczalnię w Złotoryi ........................ 25 2.4 Układ procesowy oczyszczalni .............................................................................. 28 2.5 Charakterystyka obiektów technologicznych...................................................... 30 2.5.1 Stacja zlewna................................................................................................................ 30 2.5.2 Budynek krat ................................................................................................................ 30 2.5.3 Piaskowniki Geigera .................................................................................................... 30 2.5.4 Magazyn piasku ........................................................................................................... 31 2.5.5 Zbiornik retencyjny ZR ................................................................................................ 31 2.5.6 Koryto pomiarowe na kanale doprowadzającym ścieki do bloku biologicznego ........ 32 2.5.7 Blok biologicznego oczyszczania ................................................................................ 32 2.5.8 Stacja dmuchaw SD ..................................................................................................... 33 2.5.9 Zbiornik na koagulant .................................................................................................. 33 2.5.10 Osadniki radialne Dorra (wtórne) ................................................................................ 34 2.5.11 Pompownia recyrkulacji osadu PRO ........................................................................... 34 2.5.12 Pompownia przerzutowa ścieków oczyszczonych PP ................................................. 35 2.5.13 Komory fermentacyjne ................................................................................................ 36 2.5.14 Zbiornik osadu przefermentowanego........................................................................... 36 2.5.15 Budynek pras wraz z silosem wapna ........................................................................... 37 2.5.16 Składowisko "BIOWAP-u".......................................................................................... 37 2.5.17 Stacja transformatorowa .............................................................................................. 37 2.5.18 Kanały i rurociągi na terenie oczyszczalni .................................................................. 37 2.5.19 Linie zasilające SN....................................................................................................... 39 2.5.20 Stacja transformatorowa R - 78 .............................................................................. 39 2.5.21 Komory transformatorowe................................................................................. 40 2.5.22 Rozdzielnia główna nn RG ................................................................................ 40 2.6 Zasilanie obiektów na terenie oczyszczalni w energię elektryczną.................... 41 2.7 Osiągane efekty oczyszczania ścieków ................................................................. 42 2.8 Parametry pracy urządzeń technologicznych ..................................................... 42 2.8.1 Węzeł krat: ................................................................................................................. 42 2.8.2 Węzeł piaskowników................................................................................................ 42 2.8.3 Reaktory biologiczne. ............................................................................................... 43 2.8.4 Osadniki wtórne. ....................................................................................................... 43 2.8.5 Stacja dmuchaw......................................................................................................... 43 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 2 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.8.6 Pompownia osadu recyrkulowanego...................................................................... 43 2.8.7 Stacja koagulantu. ..................................................................................................... 43 2.8.8 Pompownia przewałowa. ......................................................................................... 43 2.8.9 Stacja odwadniania i higienizacji osadu. ............................................................... 43 2.8.10 Magazyn osadu. ................................................................................................... 44 2.9 Stan techniczny obiektów oczyszczalni ................................................................ 44 2.9.1 Stacja zlewna ............................................................................................................. 44 2.9.2 Budynek krat .............................................................................................................. 44 2.9.3 Piaskowniki Geigera ................................................................................................. 44 2.9.4 Magazyn piasku ......................................................................................................... 44 2.9.5 Zbiornik retencyjny................................................................................................... 45 2.9.6 Zwężka pomiarowa ................................................................................................... 45 2.9.7 Blok biologiczny (komory regeneracji osadu, komory defosfatacji, komory denitryfikacji, komory nitryfikacji). ..................................................................................... 45 2.9.8 Stacja dmuchaw SD .................................................................................................. 45 2.9.9 Zbiornik na koagulant............................................................................................... 45 2.9.10 Osadniki wtórne .................................................................................................. 45 2.9.11 Pompownia recyrkulacji osadu PRO ............................................................... 46 2.9.12 Pompownia przerzutowa ścieków oczyszczonych PP................................... 46 2.9.13 Komory fermentacyjne ....................................................................................... 46 2.9.14 Zbiornik osadu przefermentowanego ............................................................... 46 2.9.15 Budynek pras wraz z silosem wapna ............................................................... 46 2.9.16 Składowisko "BIOWAP-u" ............................................................................... 46 2.9.17 Stacja transformatorowa..................................................................................... 46 2.9.18 Sieci międzyobiektowe. ..................................................................................... 46 2.9.19 System AKPiA. ................................................................................................... 47 3 Docelowe warunki pracy oczyszczalni .................................................................... 48 3.1 Przewidywany rozwój zlewni ................................................................................ 48 3.1.1 Analiza możliwości zwiększenia ilości ścieków komunalnych z terenu miasta Złotoryja ..................................................................................................................................... 48 3.1.2 Planowany przyrost obciążenia oczyszczalni .............................................................. 50 3.2 Docelowe obciążenie oczyszczalni ......................................................................... 50 3.2.1 Równoważna liczba mieszkańców............................................................................... 50 3.2.2 Ładunki zanieczyszczeń ............................................................................................... 51 3.2.3 Obciążenie hydrauliczne .............................................................................................. 51 3.2.4 Wymagana jakość ścieków oczyszczonych ................................................................. 54 4 Proponowane warianty modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni55 4.1 Część mechaniczna – kraty i piaskowniki............................................................ 56 4.1.1 Część mechaniczna obiekty I etapu. ............................................................................ 56 4.1.2 Część mechaniczna obiekty II etapu. ........................................................................... 57 4.1.3 Podsumowanie. ............................................................................................................ 58 4.2 Część biologiczna.................................................................................................... 58 4.2.1 Wariant pierwszy – przepływowy bez osadnika wstępnego. ....................................... 59 4.2.2 Wariant drugi – z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej. .......................... 73 4.2.3 Podsumowanie ............................................................................................................. 82 5 Proponowane warianty modernizacji i rozbudowy części osadowej oczyszczalni.83 5.1 Stabilizacja osadów. ............................................................................................... 84 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 3 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 5.1.1 Kompostowanie. .......................................................................................................... 84 5.1.2 Stabilizacja chemiczna ................................................................................................. 84 5.1.3 Autotermiczna stabilizacja tlenowa. ............................................................................ 86 5.1.4 Stabilizacja tlenowa ..................................................................................................... 89 5.1.5 Fermentacja metanowa (beztlenowa)........................................................................... 90 5.1.6 Podsumowanie ............................................................................................................. 92 5.2 Odwadnianie osadu ................................................................................................ 98 5.2.1 Podsumowanie ........................................................................................................... 102 5.3 Transport i higienizacja osadu............................................................................ 103 5.4 Ilości powstających osadów. ................................................................................ 104 6 Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni ................ 105 6.1 Opis ogólny. .......................................................................................................... 105 6.2 Opis szczegółowy. ................................................................................................. 110 6.2.1 Zabudowa stacji zlewnej. ........................................................................................... 111 6.2.2 Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni. ..................................................... 112 6.2.3 Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych. ......................................................... 114 6.2.4 Modernizacja reaktora biologicznego. ....................................................................... 114 6.2.5 Modernizacja osadników wtórnych. .......................................................................... 117 6.2.6 Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego. ................................................... 117 6.2.7 Modernizacja stacji dmuchaw. ................................................................................... 117 6.2.8 Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego usuwania fosforu. ..................................................................................................................... 119 6.2.9 Modernizacja pompowni przewałowej, zabudowa układu wody technologicznej. ... 121 6.2.10 Wykonanie remontu zbiornika osadu przed odwadnianiem. ..................................... 122 6.2.11 Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania. .................................................................................... 123 6.2.12 Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego. ......................................................................................................................... 124 6.2.13 Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych. ........................................................................................................................... 125 6.2.14 Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego. ............................................. 126 6.2.15 Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa awaryjnego agregatu prądotwórczego. .................................................................................... 127 6.2.16 Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. ............ 129 6.2.17 Wykonanie nowych połączeń technologicznych oraz renowacja istniejących. ......... 135 6.2.18 Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni. ............................................. 136 6.2.19 Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów. .................................... 136 7 Charakterystyka urządzeń technologicznych zmodernizowanej i rozbudowanej oczyszczalni ...................................................................................................................... 149 7.1 Wymagania ogólne ............................................................................................... 149 7.2 Wymagania szczegółowe dla urządzeń. ............................................................. 150 7.2.1 Stacja zlewna.............................................................................................................. 150 7.2.2 Węzeł mechaniczny ................................................................................................... 151 7.2.3 Pompy piasku. ............................................................................................................ 157 7.2.4 Pompy zatapialne (pompownia recyrkulacji, pompownia przewałowa, pompownie obiektowe). ............................................................................................................................... 157 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 4 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 7.2.5 7.2.6 7.2.7 7.2.8 7.2.9 7.2.10 7.2.11 7.2.12 7.2.13 7.2.14 7.2.15 7.2.16 7.2.17 7.2.18 7.2.19 7.2.20 Pompy suche. ............................................................................................................. 158 Pompy rotacyjne ........................................................................................................ 159 Maceratory ................................................................................................................. 160 Mieszadła zatapialne (reaktor oraz zbiornik osadu do odwadniania). ....................... 160 Mieszadło pionowe (WKF – II etap). ........................................................................ 161 Mieszadła pompujące. ................................................................................................ 162 Napowietrzanie. ......................................................................................................... 163 Dmuchawy ................................................................................................................. 164 Zgarniacze osadu........................................................................................................ 166 Wyposażenie stacji odwadniania osadu. .................................................................... 168 System higienizacji osadu. ......................................................................................... 172 Sieć biogazowa wraz z ujęciem. ................................................................................ 173 Odsiarczalnia biogazu. ............................................................................................... 176 Zbiornik biogazu. ....................................................................................................... 177 Pochodnia biogazu ..................................................................................................... 178 Wyposażenie pozostałe. ............................................................................................. 180 8 Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi186 9 Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla oczyszczalni. ......................... 187 10 Bilans energetyczny oraz zużycie energii elektrycznej ........................................ 188 11 Wstępne wyliczenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. ..................... 191 12 Harmonogramy modernizacji i rozbudowy oczyszczalni.................................... 201 12.1 Proponowany podział modernizacji i rozbudowy oczyszczalni na etapy ....... 201 12.2 Wytyczne utrzymania w ruchu. .......................................................................... 204 13 Podsumowanie ......................................................................................................... 206 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 5 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 1 Część ogólna 1.1 Dane ogólne Zamawiający: Rejonowe Przedsiębiorstwo Komunalne Spółka z o.o. w Złotoryi al. Miła 2, 59-500 Złotoryja Autor opracowania: TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44 - 100 Gliwice 1.2 Podstawy opracowania Formalną podstawą opracowania jest umowa RPK sp. z o.o. z TIM II Maciej Kita z Gliwic. Do wykonania koncepcji wykorzystano następujące opracowania, materiały i informacje: • Archiwalną dokumentację projektową. • Dane bilansowe (ilościowe i jakościowe) oraz opis stanu istniejącego oczyszczalni – materiały udostępnione przez RPK sp. z o.o. • Informacje uzyskane w trakcie korespondencji, spotkań i wizji lokalnych na terenie oczyszczalni. • Oferty producentów urządzeń. Zakres rozpatrywanych w niniejszym opracowaniu rozwiązań podlega wymaganiom zawartym min. w następujących aktach prawnych: • Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. 06.137.984 z 2006 roku) wraz z późniejszymi zmianami. • Ustawie Prawo Ochrony Środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 roku (Dz. U. nr 62, poz. 627) wraz z późniejszymi zmianami. • Ustawie „Prawo budowlane” z dnia 07 lipca 1994 roku wraz z aktami wykonawczymi i późniejszymi zmianami. • Ustawie z dnia 4 lutego 1994 roku Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. nr 27, poz. 96 z 1994 roku). • Ustawie z dnia 27 marca 2003 roku o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym (Dz. U. nr 80, poz. 717). • Ustawie z dnia 18 lipca 2001 roku „Prawo wodne” (Dz. U. z dnia 11 października 2001 r.) wraz z późniejszymi zmianami. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 6 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Obwieszczeniu Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 sierpnia 2003 roku w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia MIPS w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (DZ. U. nr 169). 1.3 Cel i zakres opracowania • • • • • • • Opracowanie obejmuje następujące zagadnienia: Analizę obecnego stanu. Weryfikację obecnej przepustowości i ocenę możliwości przyjęcia dodatkowej ilości ścieków – zgodnie z wydanymi warunkami podłączeń dodatkowych obiektów mieszkalnych. Modernizację/wymianę wszystkich urządzeń będących w złym stanie technicznym. Przykładowy dobór urządzeń. Propozycje rozwiązań AKPiA w ramach istniejących i nowych obiektów. Wstępną analizę nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Rysunki: schemat technologiczny, plan zagospodarowania. Koncepcja, po ostatecznym wyborze kierunku działań przez Zamawiającego, będzie stanowić materiał wyjściowy do wykonania Projektu Funkcjonalno-Użytkowego lub projektu. Ponadto koncepcja może zostać wykorzystana przy tworzeniu Studiów Wykonalności i Wniosków o Dofinansowanie, w przypadku ubiegania się Zamawiającego o kredyty, środki pomocowe lub dotacje. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 7 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2 Opis stanu istniejącego oczyszczalni 2.1 Lokalizacja oczyszczalni Lokalizacja oczyszczalni (adres): pl. Sprzymierzeńców 6, 59-500 Złotoryja Oczyszczalnia znajduje się na działkach nr 9/1 i 9/2, położonych w obrębie 5. Obiekt został oddany do eksploatacji w 1994 roku. 2.2 Istniejąca zlewnia oczyszczalni Obecnie oczyszczalnia obsługuje miasto Złotoryję oraz okoliczne miejscowości wchodzące w skład aglomeracji złotoryjskiej. 2.3 Ilość i jakość ścieków 2.3.1 Wartości projektowe Oczyszczalnia ścieków w Złotoryi wybudowana została w okresie: czerwiec 1991 czerwiec 1994 r., według dokumentacji technicznej opracowanej przez "Ekomprojekt" Wrocław. Bilans ilościowo - jakościowy ścieków dopływających wg projektu oczyszczalni: Przepływy: • .......................... Qśr d = 14500 m3/d = 604.5 m3/h • .......................... Qmax d = 15140 m3/d= 630 m3/h • .......................... Qmax h = 1225 m3/h= 340 dm3/s Stężenia podstawowych wskaźników zanieczyszczeń: • .......................... S BZT5 = 213 gO2/m3 • .......................... S zawiesiny ogólnej = 239 g/m3 • .......................... S azotu ogólnego = 39 g N/m3 • .......................... S fosforu ogólnego = 10 g P/m3 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 8 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Ładunki podstawowych wskaźników zanieczyszczeń: • .......................... Ł BZT5 = 3092 kgO2/d • .......................... Ł zawiesiny ogólnej = 3470 kg/d • .......................... Ł azotu ogólnego = 556 kg N/d • .......................... Ł fosforu ogólnego = 139 kg P/d Już podczas rozruchu, pomimo obciążenia niższego niż projektowe, nie uzyskano jakości ścieków oczyszczonych, określonej w obecnie obowiązujących przepisach. 2.3.2 Wartości uzyskane podczas eksploatacji 2.3.2.1 Analiza danych pozyskanych od Eksploatatora. Wykorzystano dane z dokumentów: • Wyniki 2012 złotoryja.xls • Wyniki 2013 złotoryja.xls przekazanych przez eksploatatora oczyszczalni. Pliki obejmują parametry pracy oczyszczalni wpisywane na bieżąco (codziennie) do dziennika pracy oczyszczalni. Dane obejmują okres od 2012.01.01 do 2013.08.31. 2.3.2.1.1 Przepływ ścieków surowych mierzony na oczyszczalni. Przepływ mierzony jest w kanale odpływowym (do rzeki Kaczawy). Przepływ ścieków w całym badanym okresie przedstawiono na poniższym wykresie: 25000 Przepływ ścieków, m3/d 22500 20000 17500 Q, m3/d 15000 12500 10000 7500 5000 2500 0 2012-01-01 2012-04-10 2012-07-19 2012-10-27 2013-02-04 2013-05-15 2013-08-23 Data Przepływ ścieków w okresie od 2012-01-01 do 2013-08-31 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 9 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Wykres uwidacznia okresowe wahania ilości związane z porami roku. Na wykresie widać zwiększone napływy w roku 2013. Dla lepszego uwidocznienia różnic sporządzono wykresy poniżej. 25000 Q OUT 2012 20000 Przepływ, m3/d Q OUT 2013 15000 10000 5000 0 0 50 100 Dzień roku 150 200 Suma przepływów narastająco, m3 1 200 000 Q OUT 2012 1 000 000 Q OUT 2013 800 000 600 000 400 000 200 000 0 0 50 100 Dzień roku 150 200 Różnica w ilości ścieków w latach 2012 i 2013. Wykresy obejmują dane od początku roku do 31sierpnia. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 10 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Na przedstawionych wykresach widać, że sumaryczna ilość ścieków w roku 2013 była wyraźnie wyższa niż w odpowiadającym okresie roku 2012. Na podstawie posiadanych danych nie można jednak prognozować czy jest to istotna tendencja, niemniej jednak stanowi ona poważną przesłankę do powtórnej analizy przepływów na etapie projektu. Przepływ ścieków w rozbiciu na dni tygodnia: Średnia wartość przepływu ścieków, m3/d 3750 3682 3700 3656 3650 3582 3600 3550 3500 3467 3451 3450 3448 3432 3400 3350 3300 wtorek poniedziałek czwartek środa sobota piątek niedziela Dzień tygodnia Średnie wartości przepływów dla okresu od 2012-01-01 do 2013-08-31 w rozbiciu na dni tygodnia Istnieje niepokojąco duża różnica między przepływami dla poszczególnych dni tygodnia. Może to być spowodowane zrzutami ścieków przemysłowych. Uwaga: sprawa warta wyjaśnienia w toku dalszej kontroli pracy oczyszczalni – przed przystąpieniem do prac projektowych. Podstawowe dane statystyczne dla ilości ścieków dopływających do oczyszczalni przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 1: Analiza statystyczna ilości ścieków dopływających do oczyszczalni. Parametr Wartość Jednostka Wartość średnia przepływu 3531,0 [m3/d] Wartość największa 22029,0 [m3/d] Wartość najmniejsza 1927,0 [m3/d] Odchylenie standardowe 1423,3 Współczynnik zmienności 40,3% Percentyl 85% 4313 Percentyl 90% 4734,4 Percentyl 95% 5807,6 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 11 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.3.2.1.2 Ilość ścieków zafakturowanych przez RPK w roku 2012 Poniżej w tabeli 2 przedstawiono ilość ścieków obliczoną na podstawie faktur wystawionych za rok 2012. Ilości te nie uwzględniają wód przypadkowych dostających się do kanalizacji. Tabela 2: Ilość ścieków dopływających do oczyszczalni obliczona na podstawie faktur w 2012r. Ilość średniodobowa obliczona z uwzględnieniem 5-cio dniowego tygodnia pracy (dotyczy ilości ścieków z przemysłu). Ilość podana w m3/rok Pochodzenie Gospodarstwa domowe 466132 Przemysł 87011 Inne cele 48 Hurtowy odbiór Ścieków 195905 Suma 749096 Ilość ścieków całkowita, wartość średniodobowa, m3/d 2147,67 Na podstawie powyższych danych można obliczyć, że ścieki przemysłowe stanowią 11,62% ogółu ścieków. Całkowita liczba przyłączy do sieci kanalizacyjnej: 1642. 2.3.2.1.3 Stężenia zanieczyszczeń w ściekach surowych Podstawowe dane statystyczne dla stężeń do oczyszczalni przedstawiono w tabeli poniżej. zanieczyszczeń w ściekach dopływających Tabela 3: Dane statystyczne jakości ścieków dopływających do oczyszczalni w 2012r. Parametr BZT5 g/m3 ChZT g/m3 Z OG g/m3 N OG g/m3 P OG g/m3 Wartość średnia 231,1 548,6 203,5 52,5 7,1 Wartość największa 370 672 384 106 19,5 Wartość najmniejsza 88,3 386 136 18,6 4,1 28 21 21 15 20 Odchylenie standardowe 65,3 96,9 57,0 24,1 3,3 Współczynnik zmienności 28% 18% 28% 46% 46% Percentyl 85% 319,3 651,0 237,5 71,9 8,6 Percentyl 90% 320,0 660,0 274,0 78,0 8,7 Percentyl 95% 320,0 662,0 285,5 88,7 10,2 Liczba pomiarów TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 12 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Wahania stężeń w dni tygodnia: Jak pokazano na poniższym wykresie - różnice stężeń dla poszczególnych dni tygodnia różnią się dla poszczególnych rodzajów zanieczyszczeń. 600 PN 500 WT ŚR 400 SO 300 ND 200 100 0 Średnia - CHZT IN Średnia - N OG IN Średnia - BZT5 IN Średnia - Z OG IN Średnia - P OG IN 25% Współczynnik zmienności tygodniowej 20% 19,5% 16,4% 14,2% 15% 10,6% 10% 5% 3,8% 0% BZT5 IN Z OG IN CHZT IN P OG IN N OG IN Obserwuje się znaczne wahania stężeń w dni tygodnia. W dostępnych materiałach brak jest danych dla czwartków i piątków. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 13 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.3.2.1.4 Ładunki zanieczyszczeń Z powodu niewielkiej liczby pomiarów jakości ścieków dopływających do oczyszczalni w analizowanym okresie dla dokładniejszego wyznaczenia ładunków wykonano następujące czynności: • Wyliczono średnie wartości stężeń dla danych pochodzących z pomiarów. • Sprawdzono, czy stężenia zależą od przepływu ścieków. Stosowne wykresy obrazujące badane zależności zamieszczono w dokumencie. • Wszystkim dniom, gdzie nie było pomiarów ścieków przypisano wartości średnie stężeń obliczone uprzednio i po przemnożeniu przez przepływ aktualny otrzymano ładunek. Podstawowe dane statystyczne dla ładunków zanieczyszczeń w ściekach dopływających do oczyszczalni przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 4: Dane statystyczne dla ładunków ścieków dopływających do oczyszczalni. Parametr Przepływ, m3/d BZT5, kg/d ChZT, kg/d Z OG, kg/d N OG, kg/d P OG, kg/d Wartość średnia 3531,0 803,5 1938,4 721,2 187,6 25,3 Wartość największa 22029,0 5003,5 12105,5 4501,3 1176,5 158,3 Wartość najmniejsza 1927,0 269,5 1058,9 354,5 74,0 13,9 Odchylenie standardowe 1423,3 325,5 780,7 293,7 75,5 10,3 Współczynnik zmienności 40,3% 40,5% 40,3% 40,7% 40,2% 40,7% Percentyl 85% 4313 985,9 2361,0 879,3 229,6 30,9 Percentyl 90% 4734,4 1093,4 2598,2 972,7 251,8 34,1 Percentyl 95% 5807,6 1325,1 3189,3 1187,4 305,4 41,8 2.3.2.1.5 Procedura kontrolna - sprawdzenie, czy stężenie zależy od przepływu Niska wartość współczynnika R2 świadczy o braku zależności pomiędzy rozpatrywanymi wartościami stężeń i przepływem ścieków. Dlatego zdecydowano się uśrednić stężenia zmierzone i wpisać średnie do dni, w których brak jest pomiaru i stąd policzyć ładunki dla tych dni. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 14 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 15 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 16 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.3.2.2 Przebiegi czasowe przepływu ścieków i obciążenia ładunkiem BZT5 Dla czytelnego zobrazowania sytuacji sporządzono szereg wykresów w ujęciu kwartalnym. Na poniższych wykresach przedstawiono przepływ m3/d i ładunek BZT5 kg/d wyrażone jako RLM. Przeliczenie przepływu na RLM nie uwzględnia infiltracji (wyniki powinny być niższe). TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 17 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 18 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 19 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.3.2.3 Ładunki i przepływy w ujęciu miesięcznym Ładunek BZT5 oraz przepływ ścieków przedstawiono w ujęciu miesięcznym. Tabela 5: Rozkład miesięczny ładunków. Ładunek BZT5, kg/d 2 012 2 013 1 705 699 11 750 11 646 2 831 778 13 842 12 969 3 793 910 13 221 15 171 4 855 837 14 254 13 955 5 833 913 13 887 15 211 6 726 1 493 12 107 24 890 7 893 955 14 882 15 922 8 691 779 11 511 12 979 9 613 10 213 10 561 9 351 11 581 9 688 12 632 10 534 Miesiąc średnia liczona bez rozbicia na miesiące średnia z miesięcy (linia na wykresie) średnia z miesięcy bez 06-2013 RLM RLM jako 60g BZT5/Md 28000 26000 24000 22000 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2 RLM BZT5 2013 660 913 11 006 15 216 726 921 12 103 15 343 839 3 4 13 979 Średnia (RLM BZT5 2012) Średnia (RLM BZT5 2013) RLM BZT5 2012 RLM BZT5 2013 1 RLM BZT5 2012 5 6 7 8 9 10 11 12 Miesiąc roku TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 20 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.3.2.4 Obliczenie RLM wyłącznie dla dat, w których wykonano pomiary Przyjęta uprzednio metoda wyliczania ładunków polegająca na wstawieniu wartości średniej z pomiarów do tych dni, w których pomiarów nie wykonano wydaje się celowe, jednak „spłaszcza” charakterystykę przebiegów czasowych rozpatrywanych wartości. Celem ukazania różnic w wynikach z lat 2012 i 2013 wykonano stosowne tabele i wykresy bazujące wyłącznie na danych pochodzących z pomiarów, a nie z uśrednień. Tabela 6: Rozkład miesięczny ładunków w przeliczeniu na równoważnych mieszkańców. Rok 2012 DATA RLM BZT 2012 Rok 2013 Q OUT 2012 DATA RLM BZT 2013 Q OUT 2013 12-01-01 7844 2498 13-01-14 9814 2381 12-01-11 11622 2709 13-02-11 12299 3159 12-02-08 4492 3052 13-03-11 14014 4620 12-03-07 13216 4319 13-04-16 19376 3633 12-04-04 9367 2915 13-04-20 10817 3566 12-05-09 8247 3339 13-04-22 17888 3354 12-05-30 9388 2745 13-04-27 10098 3329 12-08-08 12861 2717 13-04-29 16384 3072 12-08-19 8590 2599 13-05-04 16444 5421 12-09-11 9303 2528 13-05-06 22139 4151 12-10-15 11065 2302 13-05-11 13881 4576 12-11-19 11747 2301 13-05-13 19008 4455 12-12-10 10155 2572 13-06-17 12621 4207 13-07-22 10825 3348 13-08-19 18938 3071 Średnia 14970 3756 Średnia 9838 2815 Dane z powyższej tabeli zobrazowano na wykresie poniżej. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 21 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Obliczenia ładunków i RLM bazują bezpośrednio na zmierzonym stężeniu zanieczyszczeń w ściekach dopływających wyrażonych jako BZT5 i na wartości przepływu ścieków z danego dnia. Przebiegi czasowe tych wartości przedstawiają poniższe wykresy. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 22 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Warto zwrócić uwagę na wartości BZT5 uzyskane z pomiarów w okresie od marca do maja 2013, w szczególności na wielokrotne uzyskiwanie identycznych wartości. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 23 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 BZT5 ścieków surowych zmierzone w okresie od marca do maja 2013 Usunięcie tych wartości z wyliczeń ładunków i RLM spowoduje utratę większości danych o BZT5 w ściekach dopływających do oczyszczalni w roku 2013. 2.3.2.5 Bilans ładunków na podstawie danych pochodzących z pomiarów Wielkość oczyszczalni wyrażaną jako Równoważna Liczba Mieszkańców (RLM) przedstawiono w tabeli poniżej. Są to wyniki obliczeń sporządzonych na podstawie pomiarów stężeń i przepływów. Tabela 7: Obciążenie oczyszczalni ładunkiem BZT5 wyrażone jako RLM. Wyniki pomiarów. Rok 2012 DATA RLM Rok 2013 Średnia ilość ścieków m3/d DATA Średnia ilość ścieków m3/d RLM 12-01-01 7844 2498 13-01-14 9814 2381 12-01-11 11622 2709 13-02-11 12299 3159 12-02-08 4492 3052 13-03-11 14014 4620 12-03-07 13216 4319 13-04-16 19376 3633 12-04-04 9367 2915 13-04-20 10817 3566 12-05-09 8247 3339 13-04-22 17888 3354 12-05-30 9388 2745 13-04-27 10098 3329 12-08-08 12861 2717 13-04-29 16384 3072 12-08-19 8590 2599 13-05-04 16444 5421 12-09-11 9303 2528 13-05-06 22139 4151 12-10-15 11065 2302 13-05-11 13881 4576 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 24 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Rok 2012 DATA Rok 2013 3 Średnia ilość ścieków m /d RLM DATA RLM Średnia ilość ścieków m3/d 12-11-19 11747 2301 13-05-13 19008 4455 12-12-10 10155 2572 13-06-17 12621 4207 13-07-22 10825 3348 13-08-19 18938 3071 Średnia 14970 3756 Średnia 9838 2815 Jak wynika z powyższych danych obliczona na podstawie pomiarów wartość RLM jest wyraźnie niższa od faktycznej liczby mieszkańców obsługiwanych przez oczyszczalnię. Samo tylko miasto Złotoryja to 16 500 mieszkańców. Do tego dochodzą okoliczne miejscowości oraz przemysł. Wobec powyższego dane zawarte w tabeli powyżej należy uznać za zaniżone – nie mogą one być podstawą do przeprowadzenia obliczeń procesowych. W przypadku, gdy miarodajne określenie ładunków zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni nie jest możliwe należy ładunki te wyznaczyć na podstawie liczby mieszkańców oraz informacji o przeciętnych ładunkach zanieczyszczeń generowanych dobowo przez statystycznego mieszkańca. 2.3.3 Ocena danych. W wyniku wyliczeń ładunków BZT5 w ściekach dopływających do oczyszczalni określono, że wielkość obciążenia oczyszczalni wyrażona w RLM zawiera się w zakresie 12 000-15 000 RLM. Jest to wartość wyraźnie niższa od oczekiwanej. Rozpatrując ilość RLM z perspektywy ilości ścieków otrzymujemy znacznie wyższą wartość RLM: średnia wartość dla całego rozpatrywanego okresu wynosi 29 425 RLM. Wartość ta jest obliczona dla przepływu ścieków 120dm3/Md i nie uwzględnia infiltracji ścieków. Należy w tym miejscu zauważyć, że ilość wód infiltracyjnych może wynosić 50% a nawet więcej. Dla oszacowania tej wartości przydatne są informacje o ilości ścieków „zafakturowanych” z danego okresu. 2.3.4 Liczba mieszkańców obsługiwanych przez oczyszczalnię w Złotoryi W tabeli poniżej przedstawiono informacje o liczbie mieszkańców zamieszkujących zlewnię oczyszczalni. Dane dla samego miasta Złotoryja podane są wg informacji GUS za rok 2011 – jest to 16 500 mieszkańców. Całkowita liczba mieszkańców wg oficjalnych danych statystycznych wynosi 21 389 osób. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 25 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Tabela 8: Liczba mieszkańców obsługiwanych przez oczyszczalnię w Złotoryi. Mieszkańcy Źródło informacji Złotoryja 16500 GUS Wilków Osiedle 1227 Wilków 841 Jerzmanice Zdrój 710 Prusice 650 Rokitnica 274 Kozów 266 Kopacz 194 Rzymówka 179 Wysocko 161 Leszczyna 153 Sępów 143 Nowa Ziemia 91 Miejscowość Razem mieszkańców OŚ Złotoryja 21389 2.3.4.1 Ilość ścieków bez uwzględnienia wód przypadkowych Jeżeli założy się ilość ścieków pochodzących od statystycznego mieszkańca jako 90 dm3/d to po przemnożeniu przez liczbę mieszkańców równą 21 389 otrzymuje się 1925 m3/d. Po uwzględnieniu, że ścieki przemysłowe stanowią 11,62% całości (patrz punkt 2.3.2.1.2) otrzymuje się wartość całkowitą dobowej ilości ścieków równą 2177 m3/d. Jest to wartość bardzo zbliżona do obliczonej wcześniej średniodobowej ilości ścieków zafakturowanych w roku 2012. Biorąc pod uwagę powyższe szacunki do dalszych obliczeń przyjęto wartość 2180 jako dobową ilość ścieków (bez infiltracji) dla stanu obecnego. 2.3.4.2 Całkowita ilość ścieków Pomiar ilości ścieków jest umiejscowiony w korycie odpływowym oczyszczalni. Do określenia miarodajnych przepływów wykorzystano dane o ilości ścieków za okres od 2012-01-01 do 201308-30. Całość danych zobrazowano na poniższym wykresie. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 26 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 25000 Przepływ ścieków, m3/d 22500 20000 17500 Q, m3/d 15000 12500 10000 7500 5000 2500 0 2012-01-01 2012-04-10 2012-07-19 2012-10-27 2013-02-04 2013-05-15 2013-08-23 Data Widać okresowe wahania ilości związane z porami roku. Na wykresie widać także zwiększone napływy w roku 2013. Podstawowe dane statystyczne dla ilości ścieków dopływających do oczyszczalni przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 9: Ilość ścieków dopływających do oczyszczalni w okresie od 2012-01-01 do 2013-08-31 („cały okres”) oraz osobno w roku 2012 i 2013. Wartość Cały okres Wartość Rok 2012 Wartość Rok 2013 Jednostka Wartość średnia przepływu 3531,0 3203,9 4023,7 [m3/d] Wartość największa 22029,0 10996,0 22029,0 [m3/d] Wartość najmniejsza 1927,0 1927,0 2381,0 [m3/d] Odchylenie standardowe 1423,3 1050,4 1737,7 Współczynnik zmienności 40,3% 32,8% 43,2% Percentyl 85% 4313 3864,3 4777,7 Percentyl 90% 4734,4 4192,5 5084,2 Percentyl 95% 5807,6 5244,5 6391,3 Parametr Porównując wartość średnią przepływu ścieków dla roku 2012 oraz (3203,9 m3/d) oszacowaną wcześniej wartość przepływu ścieków bez infiltracji (2180 m3/d) można obliczyć, że ilość wód przypadkowych, które przepłynęły przez układ pomiarowy, stanowi 32% (31,96%) całości ścieków. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 27 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.4 Układ procesowy oczyszczalni Aktualny układ procesowy oczyszczalni wygląda następująco: Ścieki miejskie dopływają do oczyszczalni kolektorami grawitacyjnymi DN 1000 (2KPO) i DN 400 oraz kolektorem DN 600, który w obrębie oczyszczalni przejmuje ścieki z rurociągu tłocznego RT1 przetłaczane ze zbiornika Z3. Zbiornik ten służy do wyrównywania spływów w kanalizacji ogólnospławnej miasta i gminy Złotoryja. Przed wejściem do budynku krat kolektory przechodzą w jeden kanał prostokątny B = 1200. W budynku krat kolektor doprowadzający ścieki rozdziela się na dwa kanały zamknięte doprowadzające ścieki na dwa zespoły krat: KUMP 1200 oraz HUBER SSF4000/1026/6. Doprowadzenie ścieków na zespół krat K1 uzyskuje się przez otwarcie zastawki kanałowej ZK 1 i zamknięcie zastawki ZK 2. Doprowadzenie ścieków na zespół krat K2 odbywa się przez otwarcie zastawki kanałowej ZK 2 a zamknięcie zastawki ZK 1. Istnieje możliwość pracy obu zespołów krat poprzez otwarcie obu zastawek na kanałach rozdzielających. Na kratach następuje zatrzymanie skratek, które po sprasowaniu na prasce do skratek transportowane są do pojemnika komunalnego 1,1 m3, bądź worków foliowych. Skratki odbierane są przez służby oczyszczania miasta. Ścieki po oczyszczeniu na kratach przepływają dwoma kanałami prostokątnymi B = 1000, które zamyka się za pomocą zastawek ZK 3 i ZK 4 np.: na okres remontu. Dalszy etap przepływu ścieków odbywa się w kierunku piaskowników Geigera. Otwierając zastawkę kanałową ZK 5 ścieki płyną na piaskownik M-1 lub zastawkę ZK 6 na piaskownik M-2. Poszczególne piaskowniki M-1 i M-2 mogą pracować niezależnie przy ilości ścieków do Qśr d = 7000 m3/d lub równolegle, gdy Qśr d przekracza 7000 m3/d. W piaskownikach osadzają się części mineralne i organiczne. W celu ich oddzielenia od piasku, piaskownik przedmuchuje się sprężonym powietrzem za pomocą dmuchaw D1 i D2 umieszczonych w budynku krat. Piasek osadzony w lejach piaskowników odprowadza się przez włączenie zainstalowanych w piaskownikach pomp mamutowych. Rurociąg tłoczny ø250 z pomp skierowany jest do dwukomorowego magazynu piasku zlokalizowanego obok budynku krat. Doprowadzenie na jedną z dwóch komór reguluje się ruchomą końcówką rurociągu. Odcieki z magazynu piasku trafiają do kolektora DN 800. Po przejściu przez piaskowniki, ścieki kierowane są kanałem DN 800 w kierunku bloku biologicznego. W kanale przy piaskownikach znajduje się przelew burzowy. W przypadku zadziałania przelewu, ścieki kolektorem DN 1000 trafiają do zbiornika retencyjnego, gdzie są przetrzymywane do momentu ustania kulminacyjnych przepływów. Ścieki ze zbiornika przepompowywane są pompami P1 i P2 (zlokalizowanymi przy zbiorniku retencyjnym) do kanału przed kratami. Pompowanie odbywa się w godzinach, kiedy przepływy ścieków sanitarnych są minimalne. Ścieki mechanicznie oczyszczone dopływają poprzez koryto pomiarowe (aktualnie zbyt mały przepływ aby pomiar działał) do bloku biologicznego oczyszczania. Istnieje możliwość ominięcia bloku biologicznego przez wprowadzenie ścieków do kolektora DN 800 w studni KS - 5. Ominięcie i skierowanie ścieków do pompowni przerzutowej następuje przez zamknięcie zastawki kanałowej Nr 1 w KS - 5 i otwarcie zastawki Nr 2. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 28 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Rozdział ścieków na dwa ciągi technologiczne bloku biologicznego odbywa się z kanału otwartego poprzez otwarcie odpowiednich zastawek. Istnieje możliwość skierowania ścieków na poszczególne komory ciągu w zależności od potrzeb technologicznych. Każdy z dwóch ciągów składa się z : • Komory regeneracji osadu (napowietrzania). • Komory anaerobowej (defosfatacji). • Komory denitryfikacji. • Komory nitryfikacji (napowietrzania). W poszczególnych komorach istnieją specyficzne warunki tlenowe i stężenia osadu czynnego, które pozwalają na eliminację poszczególnych zanieczyszczeń z doprowadzanych ścieków. Ścieki przepływają kolejno przez komorę defosfatacji, komorę denitryfikacji i komorę nitryfikacji gdzie zachodzą procesy oczyszczania ścieków za pomocą osadu czynnego. W strefach beztlenowych zawieszonym. zamontowane są mieszadła, które utrzymują osad czynny w stanie Komora nitryfikacji i regeneracji osadu są napowietrzane dyfuzorami ceramicznymi powietrzem tłoczonym dmuchawami rotacyjnymi co jednocześnie powoduje mieszane i utrzymywanie osadu w stanie zawieszonym. Ilość tlenu potrzebna do utrzymania procesu oczyszczania regulowana jest na podstawie pomiaru stężenia tlenu rozpuszczonego przez sondy tlenowe. Osad czynny oddzielony jest od ścieków oczyszczonych w osadnikach wtórnych (Dorra), do których doprowadzany jest grawitacyjnie dwoma rurociągami DN 600. Ścieki oczyszczone biologicznie po sedymentacji w dwóch osadnikach wtórnych, pracujących niezależnie lub równocześnie, odprowadzane są do potoku Młynówka rurociągiem tłocznym w pompowni przerzutowej PP (nieczynny) lub rurociągiem DN 600 do rzeki Kaczawy. Na wylocie z oczyszczalni ścieki są opomiarowane za pomocą ultradźwiękowego przepływomierza UnisonicF firmy UNIPROD. Osad recyrkulowany i nadmierny z osadników wtórnych pompowany jest za pomocą wydzielonej pompowni recyrkulacji osadu PRO. Jej zadaniem jest przetłoczenie zagęszczonego osadu do bloku biologicznego. Nadmiar osadu kierowany jest rurociągiem DN 200 do komory czerpnej pompowni osadu nadmiernego PON przy komorach fermentacyjnych do dalszej przeróbki osadu, tj.: fermentacji w osadniku Imhoffa i odwodnienia. Zbiornik składa się z trzech komór fermentacyjnych. Wody nadosadowe zawracane są na blok biologiczny, a przefermentowany osad spuszczany jest do Zbiornika Osadu, skąd kierowany jest do mechanicznego odwadniania w Budynku Pras , natomiast wody nadosadowe zawracane są na blok biologiczny. Odwadnianie osadu realizowane jest na prasie taśmowej MONOBELT- NP.15CK wspomagane środkiem koagulującym - roztworem polielektrolitu. Odwodniony osad jest higienizowany wapnem palonym, a następnie składowany w przeznaczonych do tego celu boksach na terenie oczyszczalni, a następnie wysuszony osad wywożony jest do zagospodarowania poza terenem oczyszczalni. . TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 29 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.5 Charakterystyka obiektów technologicznych W dalszej części przedstawiono krótką charakterystykę istniejących obiektów oczyszczalni, wskazując na ich technologiczną funkcję i wyposażenie. 2.5.1 Stacja zlewna. Oczyszczalnia nie posiada stacji zlewnej odpowiadającej obecnie obowiązującym przepisom. Ścieki są zrzucane wprost do kanalizacji. 2.5.2 Budynek krat Jest to obiekt o konstrukcji słupowej z wydzielonymi dwoma halami o wymiarach 24,0 m x 14,0 m. Hala krat jest elementem zamkniętym z licznymi otworami wentylacyjnymi, dwoma bramami montażowymi, drzwiami wejściowymi 120 x 240 od strony piaskowników. Ścieki dopływają do oczyszczalni kanałem prostokątnym B= 1200, Wymiary kanałów krat: • Głębokość kanału h = 1600. • Szerokość kanału b = 1200. Wewnątrz budynek wyposażony jest w: • Kratę płaską KUMP 1200-2,2 – jedna sztuka. • Kratę schodkową Huber SSF4000/1026/6 – jedna sztuka. • Przenośnik taśmowy. • Praska do skratek HPS 250. • Dmuchawy DR 101-66-T-D-Np.-04 - dwie sztuki. Wszystkie urządzenia w budynku krat zasilane są w energię elektryczną z rozdzielnicy RK usytuowanej w zamkniętej części budynku. 2.5.3 Piaskowniki Geigera Hala piaskowników jest częścią obiektu krat, bez ścian bocznych z dwoma zespołami piaskowników Geigera. Piaskowniki Geigera są to dwa zbiorniki żelbetowe cylindryczne o ruchu okrężnym ścieków. Średnica D = 4,0 m, powierzchnia jednego piaskownika 12,26 m2. Na wylocie z obu piaskowników wykonany jest przelew wód deszczowych o długości korony b = 2,75 m. W piaskownikach do usuwania piasku zamontowane są pompy mamutowe zasilane dmuchawami DR-101-66-T-D-Np.-04 (D1 i D2) przez instalację sprężonego powietrza. Piaskownik: • Vpiaskowników – 5,2 m3 szt. 2. • D – 4,00 m. • H – 4,80 w tym studzienka na piasek H = 1,5 m. Dmuchawa • Typ DR-101-0.06-6 • Q = 4,34 m3/s. • n = 4102. szt. 2 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 30 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • N = 7,5 kW. Wyposażenie dmuchawy: zawór bezpieczeństwa, zawór zwrotny, filtr powietrza, tłumik hałasu. Pompa mamutowa - szt. 2 2.5.4 Magazyn piasku Magazyn piasku zlokalizowany jest obok budynku krat i piaskowników. Piasek doprowadzany jest rurą zasilającą DN 200 zakończoną przegubowym wlotem, dzięki któremu można kierować piasek na poszczególne komory. W żwirowej warstwie wypełniającej komory następuje odwodnienie piasku. Dno komory zdrenowane rurami PCV ø100 perforowanymi. Odsącz z piasku poprzez drenaż przedostaje się rurociągiem DN 150 do komory KS1 na kolektorze technologicznym i stąd na część biologiczną oczyszczalni. Magazyn to zbiornik żelbetowy trzykomorowy o rzucie 11,8 x 5,5 m i wysokości 2,2 m. Dwie komory przeznaczone są do magazynowania piasku i używane naprzemiennie. Trzecia komora służy do odprowadzania odsączu do kanalizacji. Pojemność czynna magazynu 2 x 35 m3 = 70 m3. 2.5.5 Zbiornik retencyjny ZR Zbiornik retencyjny jest to żelbetowy dwukomorowy obiekt o pojemności jednej komory ok. V = 840 m3 i wymiarach: długość – 21 m, szerokość - 9 m, głębokość czynna – 3,23 – 3,83 m. Przy zbiorniku retencyjnym znajduje się pompownia wód deszczowych i pompownia ścieków. Dna komór odpowiednio wyprofilowane spłukiwane są ściekami oczyszczonymi podawanymi z pompowni przerzutowej. 2.5.5.1 Pompownia wód deszczowych P-1 Pompownia służy do opróżniania zbiornika retencyjnego. Wyposażona jest w jedną pompę: • Typ Flygt CP 3102 MT 432. • Wydajność Q = 19,2 dm3/s = 68 m3/h. • Wysokość podnoszenia H = 7,0 m. Pompownia składa się z komory czerpnej i komory zasuw. Komora czerpna połączona jest ze zbiornikiem retencyjnym rurociągiem DN 300. Obsługa pompowni polega na kontroli jej pracy, która odbywa się w automatyce. Włączanie pompy wyłącznikiem pływakowym przy poziomie MAX 180,58 i wyłączanie przy poziomie MIN 176,76. Pompownia wyposażona jest w sterowanie ręczne. Czas opróżnienia zbiornika retencyjnego wynosi T = 24,3 godz. 2.5.5.2 Pompownia ścieków P-2 Pompownia ścieków ma za zadanie przetłoczenie ścieków dopływających kolektorem DN 400 (ścieki z mleczarni) do kanału przed kratami. Pompownia składa się z komory czerpnej i wspólnej z pompownią wód deszczowych komory zasuw. Obydwie pompownie współpracują z jednym rurociągiem tłocznym DN 200. Włączanie pomp odbywa się wyłącznikiem pływakowym przy poz. max 179,04 i wyłączanie przy poziomie min 176,75 m. W pompowni zainstalowana jest jedna pompa: • Typu Flygt CP 3102 MT 432. • Wydajność Q = 18 dm3/s = 64,8 m3/h. • Wysokość podnoszenia H = 7,1 m. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 31 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.5.6 Koryto pomiarowe na kanale doprowadzającym ścieki do bloku biologicznego Na kanale DN 800 doprowadzającym ścieki do bloku biologicznego wykonano zwężkę pomiarową Venturiego typu KPU-VII o parametrach: b1 – 800. • Szerokość kanału • Szerokość przewężenia b2 – 400. • Długość zwężki L – 3600. Stanowisko pomiarowe wyposażone jest w przepływomierz wykazujący i sumujący przepływ, temperaturę i pH ścieków. 2.5.7 Blok biologicznego oczyszczania Blok biologicznego oczyszczania składa się z dwóch niezależnych ciągów, w których znajdują się: • Komora regeneracji osadu (tlenowa) o wymiarach: 2 x 12 m x 12m x 4 m = 1152 m3. • Komora defosfatacji (anaerobowa) o wymiarach: 2 x 12m x 12m x 4 m =1152 m3. • Komora denitryfikacji o wymiarach: 2 x 12 x 24 x 4 m = 2304 m3. • Komora nitryfikacji (tlenowa) o wymiarach: 2 x 12 x 36 x 4m = 3456 m3. • Pompownie recyrkulacji wewnętrznych BS1, BS2, BS3. • Komora części pływających. Blok wykonany jest w postaci monolitycznego zbiornika żelbetowego o wymiarach 86 x 24 m i wysokości 5 m wkomponowanego w układ grawitacyjnego przepływu ścieków pomiędzy obiektami oczyszczalni. Blok podzielony jest na dwa niezależne ciągi technologiczne, do których rozdział ścieków odbywa się z kanału otwartego przy pomocy zastawek ZK14 - ZK19. Odpływ ścieków oczyszczonych z komory przelewowej odbywa się dwoma rurociągami DN 600 do osadników wtórnych. Oczyszczalnia eksploatuje jeden ciąg, drugi nie jest wyposażony. 2.5.7.1 Pompownia BS1 Pompownia BS1 jest zlokalizowana przy komorze denitryfikacji od strony stacji dmuchaw. Jej zadaniem jest przepompowywanie ścieków ze strefy denitryfikacji do strefy defosfatacji "prawego" ciągu technologicznego bloku biologicznego. Ścieki z komory denitryfikacyjnej dopływają do komory czerpnej pompowni przy otwarciu zasuwy kanałowej ŻUK - 1. Wyposażenie: • Pompa Flygt CP 3127 LT 411 oznaczona P3 • Wydajność Q = 86,77 dm3/s = 312,4 m3/h. • Wysokość podnoszenia H = 3,0 m. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 32 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.5.7.2 Pompownia BS2 Pompownia BS2 jest zlokalizowana przy komorze nitryfikacji od strony budynku dmuchaw. Pompownia jest dwukomorowa. W każdej z komór zainstalowane są po jednej pompie Flygt, których zadaniem jest przetłaczanie ścieków ze stref nitryfikacji do stref denitryfikacji. Wyposażenie: • Pompy P4 i P5 typu CP 3152 LT 618. • Wydajność Q = 137 dm3/s = 493,2 m3/h. Pompa P4 tłoczy ścieki do komory denitryfikacyjnej ciągu prawego bloku biologicznego, pompa P5 tłoczy ścieki na lewym ciągu bloku biologicznego. Rurociągi tłoczne mają średnicę DN 300. 2.5.7.3 Pompownia BS3 Pompownia BS3 jest zlokalizowana przy komorze denitryfikacji od strony Kaczawy. Jej zadaniem jest przepompowywanie ścieków ze strefy denitryfikacji do strefy defosfatacji "lewego" ciągu technologicznego bloku biologicznego. Ścieki z komory denitryfikacyjnej dopływają do komory czerpnej pompowni przy otwarciu zasuwy kanałowej ZUK-4. Wyposażenie: • Pompa Flygt CP 3127LT 411 oznaczona jest jako P6. • Wydajność Q = 86,77 dm3/s = 312,7 m3/h. • Wysokość podnoszenia H = 3,0 m; 2.5.8 Stacja dmuchaw SD Budynek stacji dmuchaw wykonano na rzucie prostokąta 6,5 x 15,37 m jako murowany, parterowy, podpiwniczony kanałami technologicznymi. Przylega krótszym bokiem do traf o stacji i stanowi z nią architektonicznie jeden zespół kubatur. Funkcjonalnie obiekt ten to jednoprzestrzenna hala dmuchaw o kubaturze 530 m3, dostępna drzwiami 240/240 z placu manewrowego oraz z przedsionka trafostacji drzwiami 120/240. Budynek wyposażony jest w demag podwieszony, 4 dmuchawy na fundamentach żelbetowych i kanały technologiczne. Wyposażenie (dmuchawy): • Typ DR 1 2 6 - 5 - 8 . • Wydajność Q = 22,7 m3/min. • Obroty n = 3270 obr/min. W celu napowietrzania ścieków na bloku biologicznego oczyszczania zastosowano 5 dmuchaw D3 - D7, z silnikami o mocy: dla dmuchaw D3, D6, D7 26/33 kW, a dla dmuchaw D4 i D5 30 kW. Silniki zasilane są bezpośrednio z rozdzielni głównej niskiego napięcia RG z pól nr 6 i 11, kablami typu YAKY 4 x 25 mm2 prowadzonymi w kanale kablowym na wspornikach. Dmuchawy D3, D6 i D7 mogą pracować z wydajnością 50 i 100 %, natomiast dmuchawy D4 i D5 tylko z wydajnością 100 %. 2.5.9 Zbiornik na koagulant Oczyszczalnia posiada poziomy zbiornik tworzywowy, z którego koagulant podawany jest pojedynczą pompą do układu technologicznego. Zbiornik zabudowano w wannie ociekowej. Zbiornik: typ 200AC-12,5S, prod. Metalchem Plasticon Toruń, pojemność 12,5 m3, poziomy. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 33 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Pompa dozująca: typ MEMDOS DX25 prod. JESCO. Wydajność 25 dm3/h, moc 0,1kW. Pompa jednogłowicowa. Wanna ociekowa: PEHD. 2.5.10 Osadniki radialne Dorra (wtórne) Oczyszczalnia wyposażona jest w dwa osadniki wtórne radialne o średnicy ø24 m ze zgarniaczami. Wyposażenie: • Typ zgarniacza ZURc – 24A. • Średnica D = 24.0 m. DN 600. • Rura centralna • Rura recyrkulatu DN 400. • Wysokość H/H4 = 3.0/2.5 m. • Objętość użytkowa 1765 m3. • Przelew pilasty, obwodowy, stalowy. Sklarowane ścieki poprzez przelew pilastym odprowadzane są kanałem DN 800 do pompowni przerzutowej. Zgarniacze ZG1 i ZG2 zasilane są w energię elektryczną i sterowane ręcznie z rozdzielnicy R2 ustawionej na murowanym fundamencie przy pompowni osadu recyrkulowanego. Dla napędów zgarniaczy przewidziano w rozdzielnicy R2 pomiary prądów amperomierzami typu E17 oraz pomiary czasu pracy licznikami typu LGS - 1, a przeciążenie ich silników jest tam sygnalizowane optycznie. 2.5.11 Pompownia recyrkulacji osadu PRO Jest to obiekt monolityczny żelbetowy składający się z komory czerpnej o powierzchni 13,6 m2 (3,7 x 3,7 m) i komory zasuw na dopływie. Całkowity wymiar wewnętrzny to ok. 6,8 x 6,75, głębokość części zasuw ok. 2,5 m, głębokość komory czerpnej 4 m. Dodatkowo obiekt posiada komorę zasuw na przewodach tłocznych (wymiary wewnętrzne 3,5 x 2,8 x 2,25, przy czym nad ziemię wystaje ok. 0,2 m), ścianka 0,4 , wyposażonej w zasuwy z napędem ręcznym i elektrycznym. Komora czerpna wyposażona jest w luki montażowe pomp, stanowisko do wciągnika do montażu demontażu pomp, luk włazowy. Komora zasuw wyposażona jest w luk wejściowy, strop rozbieralny do montażu i demontażu zasuw oraz wentylację mechaniczną. Pompownia ma za zadanie przetłaczanie osadu recyrkulowanego do bloku biologicznego oraz przepompowanie osadu do pompowni osadu nadmiernego (PON). Osady z leja osadnika wtórnego dopływają do komory czerpnej dwoma rurociągami stalowymi DN 400. Tłoczenie ścieków odbywa się pompami Flygt. Poprzez komorę zasuw osad kierowany jest do bloku biologicznego dwoma rurociągami stalowymi DN 300 lub rurociągiem stalowym DN 200 do pompowni osadu nadmiernego. Charakterystyka techniczna W pompowni wydzielone są dwie zasadnicze części: • Komora czerpna o wymiarach około 4,0 x 4,0 x 4,5 m. • Komora zasuw o wymiarach około 7,0 x 9,0 x 2,0 m. W komorze czerpnej zainstalowane są dwie pompy P13 i P14 (docelowo przewidywano 3 szt. P13 P15). Parametry pomp: TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 34 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • Typ Flygt CP 3152 LT618. Wydajność Wysokość podnoszenia Moc silnika Ciężar pompy Q = 100 dm3/s = 360 m3/h. H = 6,0 m. N = 8,8 kW. m = 295 kg. Pompy służą do recyrkulacji osadu do reaktorów. Dodatkowo w pompowni zabudowano pompę FLYGT 3153.181/451 – 12 20007, służącą do podawania osadu nadmiernego do osadnika Imhoffa. Z leja osadnika wtórnego OW1 lub OW2, rurociągiem DN 400 odpowiednio poprzez przepustnicę z napędem elektrycznym R1 lub R2 oraz zasuwę ręczną Z41 lub Z42 osady trafiają do komory czerpnej. W komorze zasuw oprócz armatury na rurociągach doprowadzających znajdują się zawory zwrotne DN 300 (3 szt.), zasuwy DN 300 (Z43, Z44, Z45, Z46, Z47, Z48, Z49) i zasuwa DN 200 (Z50). Komora zasuw jest wentylowana i oświetlona światłem elektrycznym. 2.5.12 Pompownia przerzutowa ścieków oczyszczonych PP Budynek pompowni przerzutowej są to dwie przylegające do siebie komory (komora czerpna i komora zasuw) funkcjonalnie stanowiące jedna całość. Kubatura tego obiektu 818 m3, powierzchnia użytkowa 139 m2. Hala komory zasuw zagłębiona – 2,30 wysokości 4,0 – 4,2, w części podziemnej żelbetowa wylewana, a w części nadziemnej murowana. Dach jednospadowy płaski przylegający do budynku. Oddylatowana komora czerpna to podziemny żelbetowy obiekt o rzucie 13,9 x 4,10 i głębokości 4,0 m, przykryty płytą żelbetową z otworami montażowymi. Nad komorą czerpna zaprojektowano stalową konstrukcję, podtrzymującą demag i wciągnik elektryczny przejezdny BY-102. Pompownia ma za zadanie przerzut ścieków oczyszczonych do potoku Lubiatówka. Ścieki oczyszczone po osadniku wtórnym dopływają do pompowni kolektorem DN 800. Istnieje także możliwość doprowadzenia ścieków oczyszczonych mechanicznie kolektorem DN 800 omijającym blok biologiczny. Tłoczenie ścieków odbywa się rurociągiem stalowym DN 600 do potoku Lubiatówka lub rurociągiem awaryjnym DN 600 do rzeki Kaczawy. W warunkach normalnej eksploatacji oczyszczalni ścieki kierowane są do Kaczawy, a ciąg do Lubiatówki nie został uruchomiony. Charakterystyka techniczna Pompownia przerzutowa składa się z dwóch części: komory czerpnej i komory zasuw. W komorze czerpnej przewidziano do zainstalowania 4 pompy (zabudowane są dwie jednostki). Wyposażenie: • Typ Flygt CP 3300 HT 452 (P-7, P-8, P-9, P-10). • Wydajność Q = 85 dm3/s = 306 m3/h. • Wysokość podnoszenia H = 40 m. • Moc silnika N = 54 kW. • Ciężar pompy m = 930 kg. Montaż i demontaż odbywa się elektrowciągiem poruszającym się po belce jezdnej nad lukami 1200 x 1200 do opuszczania pomp. Pod kratą przykrywającą luki montażowe zamocowane są TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 35 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 prowadnice rurowe, po których pompy opuszczane są celem połączenia ze stopą sprzęgającą rurociągu tłocznego. Do komory czerpnej doprowadzane są ścieki oczyszczone z osadników wtórnych kolektorem DN 800. Istnieje także możliwość doprowadzenia ścieków kolektorem DN 800 omijającym cz. biologiczną. W komorze zasuw znajdują się rurociągi, zawory zwrotne DN 200 (4 szt.) i zasuwy DN 200 (Z20, Z21, Z22, Z23, Z25), DN 600 (Z26, Z27), zawór bezpieczeństwa Z24. Zamontowano też dwie pompy do płukania pras filtracyjnych. Parametry: • Typ SK 5.02 (P11 i P12) Q = 7,5 dm3/s = 27 m3/h • Wydajność • Wysokość podnoszenia H = 69 m. • Moc silnika N = 2,55 kW. Rurociągi umożliwiają tłoczenie oczyszczonych ścieków do: • Rzeki Kaczawy, rurociąg DN 600, otwarta zasuwa Z27 (rurociąg obecnie w pracy podstawowej). • Potoku Lubiatówka, rurociąg DN 600, otwarta zasuwa Z26 (układ nieczynny). • Do płukania zbiornika retencyjnego (ZR), rurociąg DN 200, otwarta zasuwa Z25 (układ nieczynny). • Do płukania pras filtracyjnych (BP), rurociąg DN80, otwarta zasuwa Z28 i włączona pompa P 1 l lub otwarta zasuwa Z29 i włączona pompa P12. W celu zabezpieczenia przed uderzeniem hydraulicznym zamontowany został na rurociągu tłocznym sprężynowy zawór bezpieczeństwa Z24. Odwodnienie posadzki odbywa się ręczną pompą skrzydełkową. Pomieszczenie komory zasuw posiada wentylację grawitacyjną i mechaniczną. Z kotłowni budynku administracyjnego doprowadzona jest instalacja CO. W celu łatwego montażu i demontażu armatury przewidziano 2 wciągniki łańcuchowe poruszające się po belkach jezdnych. 2.5.13 Komory fermentacyjne Osad nadmierny tłoczony jest do dawnego osadnika Imhoffa, zaadaptowanego na komorę fermentacyjną. Jest to sześciokomorowy zbiornik o wymiarach: • Komory narożne: 6 x 7,80 x 10,50. • Komory wewnętrzne: 6 x 7,60 x 10,50. Grubość ścian i płyty dennej 0,6 m. Konstrukcja posiada skosy krawędziowe. Obiekt wyniesiony nad teren – w nasypie, oskarpowany. 2.5.14 Zbiornik osadu przefermentowanego Kolejno osad przefermentowany kierowany jest do zbiornika, z którego odbiera go prasa taśmowa. Parametry zbiornika: • Powierzchnia 29,4 m2. • Kubatura wewnętrzna ok. 200 m3. • Kształt cylindryczny nadziemny, średnica wewnętrzna ok. 6 m, ściany ok. 35 cm. • Wysokość części cylindrycznej – całkowita 7,13 m, czynna 6,63 m. • Wysokość wewnętrzna skosu w dnie 0,5m. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 36 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Izolacja z wełny mineralnej w otulinie z blachy ocynkowanej. • Przejścia przewodów: 2 x DN 200 osadu, 3 x DN 100 wody nadosadowej. 2.5.15 Budynek pras wraz z silosem wapna Osad odwadniany jest na prasie taśmowej, zabudowanej w wydzielonym obiekcie. Dane techniczne: • Powierzchnia zabudowy 294 m2, użytkowa 263 m2. • Kubatura 1670 m3. • Wymiar: ok. 10 x 25,2, przy czym w obrys obiektu częściowo wkomponowany jest zbiornik osadu. • Ilość kondygnacji: 1 – nadziemna. • Wydzielona hala pras (3 stanowiska) 16,21 x 10, 51 m do której przylega część niższa (pompownia, wc, dyspozytornia, magazynek). • Fundamenty – ławy żelbetowe. • Ściany – cegła pełna, pustaki, warstwa ocieplająca. • Stropodach – płyty kanałowe. • Wyposażenie: prasa MONOBELT V 80, stacja polimeru, przenośnik taśmowy PT 600, układ higienizacji osadu wapnem. 2.5.16 Składowisko "BIOWAP-u" Odwodniony i higienizowany wapnem osa podawany jest na składowisko. Składowisko wykonane przez eksploatatora – jest to zespół 7 boksów ze ścianami żelbetowymi, o wymiarach ok. 6 x 12 m każdy. 2.5.17 Stacja transformatorowa Oczyszczalnia posiada własną stację transformatorową. Budynek stacji transformatorowej wykonano na rzucie prostokąta 15,5 x 9,5 m, o kubaturze 722 m3 jako murowany parterowy podpiwniczony kanałami technologicznymi. Przylega krótszym bokiem do stacji dmuchaw. Funkcjonalnie to dwie komory transformatorowe (powierzchnia 2 x 9,2 m2), rozdzielnie sn i nn, nastawnia elektryczna i przedsionek nastawni, (z którego przewidziano drzwi do rozdzielni nn, stacji dmuchaw i samej nastawni). 2.5.18 Kanały i rurociągi na terenie oczyszczalni 2.5.18.1 • • • Kolektory dopływowe do oczyszczalni: DN 400 ze zbiornika retencyjnego Z3 i DN 400 z ul. Legnickiej łączące się w komorze 15 w kanał DN 600 - z rur żelbetowych Vipro doprowadzających ścieki do kanału B1200 przed kraty. DN 1000 z rur żelbetowych Vipro doprowadzających ścieki z miasta i gminy Złotoryja oraz DN 400. DN 400 z rur żelbetowych Vipro zbierających w komorze KS12 ścieki z mleczarni. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 37 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.5.18.2 • • • • • • • • • • • • • • • Kolektory technologiczne oczyszczalni Kolektor grawitacyjny DN 800 doprowadzający ścieki z płaskowników Geigera do poszczególnych sekcji bloku biologicznego. Na kolektorze zlokalizowane jest koryto pomiarowe ze zwężką Venturiego oraz studnie KS1, KS2, KS3, KS4, KS5. Komora KS5 wyposażona jest w zastawki kanałowe ZK11, ZK12 i ZK13. Kanał wykonany jest z rur Vipro i rur stalowych na odcinku pomiędzy KS5 a blokiem biologicznym. Kanał omijający blok biologiczny DN 800 (KS5 - PP) włączony do kolektora DN 800 w komorze KSP przed blokiem biologicznym w KS5 i zakończonym wlotem do komory czerpnej pompowni przerzutowej. Na wykonanym z rur żelbetowych Vipro znajdują się studnie KS6, KS7, i KS8. Uruchomienie ominięcia następuje po otwarciu ZK12 i zamknięciu ZK13 w komorze KS5. Rurociągi stalowe DN 600 z komory przelewowej sekcji nitryfikacji bloku biologicznego do osadników wtórnych. Rurociągi uruchamiane są przez otwieranie zasuw kanałowych ZK 20 dla OW - 1 i ZK21 dla OW – 2. Kanał stalowy DN 600 awaryjny z pompowni przerzutowej do rzeki Kaczawy. Kanał stalowy DN 600 z pompowni przerzutowej przerzucający ścieki oczyszczone do potoku Lubiatówka. Kanał DN 800 z rur żelbetowych Vipro odprowadzający ścieki oczyszczone z osadników wtórnych OW – 1 i ÓW - 2 do komory czerpnej pompowni przerzutowej PP. W komorach połączeniowych 1 i 2 kanału wpięte są dwa rurociągi DN 600 odprowadzające ścieki oczyszczone z przelewów osadników wtórnych. Rurociągi stalowe RD1 i RD2 DN400 doprowadzające osad z lejów poszczególnych osadników wtórnych OW1 i OW2 do pompowni recyrkulacji osadów PRO. Pracę tych rurociągów regulują zasuwy Z41 i Z42 w pompowni recyrkulacji osadu. Rurociągi stalowe DN 300 RTOs1 i RTOs2 z pompowni recyrkulacji osadów do bloku biologicznego oczyszczania. Na rurociągach w komorze zasuw PRO znajdują się zasuwy Z48 i Z49 odcinające przepływ na blok biologiczny. Na wysokości bloku biologicznego oczyszczania znajduje się komora rozdziału umożliwiająca rozprowadzenie ścieków do sekcji nitryfikacji oraz sekcji regeneracji osadu DN 250. Należy opracować dla obsługi szczegółowe schematy uruchamiania zasuw Z15 - Z19 w zależności od stopnia recyrkulacji (ilość pracujących pomp PRO, działanie poszczególnych ciągów technologicznych). Rurociągi stalowe DN 300 recyrkulacji wewnętrznej z pompowni BS2 do komór denitryfikacyjnych RTO1 i RTO2 dla ciągu lewego i prawego bloku biologicznego. Rurociągi stalowe DN 250 recyrkulacji wewnętrznej z pompowni BS1 i BS3 odpowiednio do komór defosfatacji ciągu prawego i lewego bloku biologicznego. Rurociąg stalowy DN 200 RP2 z pompowni przerzutowej do zbiornika retencyjnego służy do opłukania zbiornika po jego opróżnieniu. Rurociąg DN 200 stalowy z pompowni recyrkulacji osadu PRO do pompowni osadu nadmiernego PON. Służy do usuwania osadu nadmiernego z osadników wtórnych na komory fermentacyjne. Rurociąg DN 80 stalowy z pompowni przerzutowej PP do budynku odwadniania osadu BOO. Służy do płukania pras odwadniających osad. Rurociąg DN 800 z rur żelbetowych Vipro służy do awaryjnego opróżnienie zbiornika retencyjnego do rzeki Kaczawy w czasie trwania deszczy nawalnych. Rurociąg DN 200 stalowy z pompowni przy zbiorniku retencyjnym do kanału B1200 przed kraty. Służy do opróżniania zbiornika retencyjnego; rurociąg DN 1000 z przelewu przy piaskownikach do zbiornika retencyjnego. Służy do przechwycenia ścieków z kanalizacji TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 38 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • ogólnospławnej w czasie ulewnych deszczy. Rurociąg DN 150 odprowadzający odciek z magazynu piasku do komory KS1 na kanale DN 800. 2.5.18.3 Kanalizacja sanitarna i deszczowa na terenie oczyszczalni Wykonane odcinki kanalizacji odprowadzają wody opadowe z wpustów deszczowych oraz rur deszczowych obiektów kubaturowych oraz ścieki sanitarne z instalacji wewnętrznych obiektów (budynek socjalny, budynek odwadniania osadów). 2.5.18.4 Sieć wodociągowa na terenie oczyszczalni Na terenie oczyszczalni wykonano sieć wodociągową od studzienki wodomierzowej zasilającą hydranty oraz obiekty kubaturowe i myjnie płytową. Sieć wodociągową wykonano z rur PCV DN 100. 2.5.18.5 Sieć cieplna na terenie oczyszczalni Sieć wykonano z rur - 2 x 88.9/160 preizolowanych ABB zasilających z kotłowni przy budynku socjalnym: budynek pompowni przerzutowej, przepompownię osadu nadmiernego oraz budynek odwadniania osadu. 2.5.18.6 Drenaż obiektowy Sieć drenażu występuje przy bloku biologicznym oraz osadnikach wtórnych. Woda z drenażu sprowadzana jest do studni, które zarazem spełniają rolę piezometrów. Przy opróżnianiu obiektów ze ścieków (w celu naprawy) konieczne jest stworzenie depresji wokół tych obiektów poprzez kilkudniowe pompowanie wody ze studni. Wszystkie obiekty oczyszczalni ścieków w Złotoryi zasilane są w energię elektryczną ze stacji transformatorowej R - 78 usytuowanej na terenie oczyszczalni. 2.5.19 Linie zasilające SN • • • Stację transformatorową R - 78 zasilają w energię elektryczną następujące linie 20 kV: Linia kablowa 3 x YHYAKXs 1 x 120 mm2 ze stacji R - 77 "Tartak" do oczyszczalni ścieków pole 3 rozdzielni SN w stacji R – 78. Linia kablowa 3 x YHYAKXs 1 x 120 mm2 ze stacji r - 79 "POM" do oczyszczalni ścieków - pole 4 rozdzielni SN stacji R- 78, które stanowią zasilanie podstawowe oczyszczalni od linii L - 716 (I sekcji rozdzielni SN). Linia napowietrzne - kablowa AF16 - 70 mm2 - 3 x YHYAKXs 1 x 120 mm2 jako odgałęzienie od linii L - 745 do oczyszczalni ścieków - pole 6 rozdzielni SN w stacji R - 78, która stanowi zasilanie rezerwowe oczyszczalni ścieków (II sekcja rozdzielni SN). Zarówno linie SN jak i pola od 3 do 7 rozdzielni SN w stacji R - 78 znajdują się w eksploatacji Zakładu Energetycznego. 2.5.20 Stacja transformatorowa R - 78 Stację transformatorową wykonano jako budynek wolnostojący wspólny ze stacją dmuchaw i tzw. "dyżurką", parterowy o wymiarach w rzucie 15,0 m x 9,0 m i wysokości 3,5 m. W budynku wydzielono następujące pomieszczenia: • Rozdzielnia SN. • Rozdzielnia nn. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 39 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • Komory transformatorowe. Pomieszczenie zwane "dyżurką" z tablicą TS-TP, tablicą licznikową TL i rozdzielnicą ROŚ. W rozdzielniach wykonano kanały kablowe. 2.5.20.1 Rozdzielnia SN 20 kV Rozdzielnię wykonano jako dwusekcyjną (bez łącznika sekcyjnego) z pojedynczym układem szyn zbiorczych o znamionowej obciążalności prądowej 400 A, na napięcie robocze 20 kV, 50 Hz. Zastosowano 9 celek uproszczonych przyściennych typu RUs - 20. Celki nr 1, 2, 8, i 9 znajdują się w eksploatacji użytkownika oczyszczalni ścieków, a pozostałe w eksploatacji Zakładu Energetycznego. Pola Zakładu Energetycznego są odgrodzone od pól odbiorcy ściankami z siatki w konstrukcji z kątownika. Rozdzielnia składa się z następujących pól: • 5 pól liniowych - celki nr 3, 4, 5, 6 i 7. • 2 pola odgromnikowe - celki nr 2 i 8. • 2 pola transformatorowe - celki nr 1 i 9. W celkach transformatorowych zastosowano odłączniki OW III 20/UD z bezpiecznikami WBWMI - 20/16 A. Celki liniowe wyposażone są w rozłączniki obciążenia typu OR - 20/200 A z uziemnikami UW III - 20. W pozostałych celkach zastosowano podłączniki wnętrzowe OW III - 20/4. Do ochrony przepięciowej zastosowano odgromniki zaworowe typu GZSB -25/10. Zasilanie sekcji I (podstawowe) odbywa się z linii napowietrznej L - 716 przelotowe przez stacje R - 77 lub R - 79, a sekcji n (rezerwowe) odgałęzieniem od linii L - 745. 2.5.21 Komory transformatorowe W stacji znajdują się dwa transformatory TNOSC - 250/20 PNS 21/0.4/0.231 kV, grupa połączeń Dyn5, ez = 4.5 %. Transformatory ustawione są w oddzielnych komorach na szynach jezdnych z ceowników zabudowanych w posadzkach. W komorach transformatorowych nie ma dołów olejowych. Połączenia z rozdzielniami wykonane są: • Po stronie SN szynami AP 60 x 5 i kablami 3YHdAKXs 120 mm2. • Po stronie nn szynami AP 40 x 10. Po stronie SN transformatory zabezpieczone są bezpiecznikami wysokiego napięcia z wkładkami WBWMI - 20/16 A, a po stronie nn wyzwalaczami elektronicznymi wyłączników zwarciowych DS - 416 (opis działania i eksploatacji w fabrycznej "Instrukcji obsługi wyłączników zwarciowych typu DS"). W drzwiach komór zastosowano barierki ochronne. 2.5.22 Rozdzielnia główna nn RG Jest to rozdzielnia dwusekcyjna z szynami o obciążalności prądowej 1000 A na napięcie robocze 380/220 V. Zastosowano w niej szafy rozdzielcze typu ZUR w wykonaniu przyściennym. W skład rozdzielni wchodzą: • Dwa pola zasilające wyłącznikowe - szafy nr 7 i 10. • Pole sprzęgłowe wyłącznikowe - szafy nr 8 i 9. • Dwa pola przeznaczone do zasilania pomp recyrkulacji i mieszadeł Flygt na bloku biologicznego oczyszczania - szafy nr 5 i 12. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 40 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • Dwa pola do zasilania dmuchaw w stacji dmuchaw - szafy nr 6 i 11. Sześć pól do zasilania rozdzielnic obiektowych - szafy nr 2, 3, 4, 13, 14, i 15. Dwa pola do zasilania drobnych odbiorców i baterii kondensatorów - szafy nr 1 i 16. Dwa pola do zasilania pomp w pompowni przerzutowej - szafy nr 0 i 17. Zestawy szaf ustawione są na kanale kablowym. W polach zasilającym i sprzęgłowym zainstalowano automatykę samoczynnego załączania rezerw - SZR, lecz zwłoka czasowa przełączania napięcia z zasilania podstawowego na rezerwowe jest zbyt duża - w trakcie zadziałania SZR działają blokady podnapięciowe wszystkich wyłączników, co stwarza konieczność ich ponownego ręcznego załączania. W normalnym stanie pracy transformatory pracować będą na wydzielone sekcje na otwartym sprzęgle. W razie awarii jednego z nich nastąpi samoczynne zamknięcie sprzęgła. Do kontroli napięcia na zaciskach transformatorów przyjęto przekaźniki czasowe RT 60 o zakresie 0.2 - 2 s nastawione na 0.6 s. Po zadziałaniu SZR powrót układu do stanu pierwotnego dokonywany jest ręcznie przez obsługę. Zadziałanie układu SZR sygnalizowane jest optycznie na rozdzielni RG lampkami kontrolnymi oraz w dyspozytorni optycznie przekaźnikami sygnalizacyjnymi i akustycznie buczkiem. W stacji przewidziano kompensację mocy biernej przy pomocy dwóch baterii kondensatorów typu MPP - 12.5 100 kVAr o stopniu regulacji 12.5 kVAr, zabezpieczonych bezpiecznikami wielkiej mocy. Poszczególne stopnie baterii (zabezpieczone bezpiecznikami instalacyjnymi) załącza lub wyłącza regulator mocy biernej typu RMB - 04. Regulacja - w celu uzyskania żądanego współczynnika mocy cosφ - odbywa się w zależności od ustawienia przełącznika rodzaju pracy w systemie ręcznym lub automatycznym w sposób skokowy przez sterowanie stycznikami poszczególnych stopni. Sposób obsługi podano w "Instrukcji obsługi i montażu regulatora mocy biernej typu RMB - 04". 2.6 Zasilanie obiektów na terenie oczyszczalni w energię elektryczną Obiekty na terenie oczyszczalni ścieków zasilane są w energię elektryczną z rozdzielni głównej niskiego napięcia RG poprzez rozdzielnice obiektowe: • Oświetlenie zewnętrzne - z rozdzielnicy ROT. • Budynek krat i płaskowników - z rozdzielnicy RK. • Zbiornik retencyjny z pompownią - z rozdzielnicy RS. • Blok biologicznego oczyszczania ścieków: - obwody siłowe pomp P3 i P4 oraz mieszadeł M1 - M4 z szafy nr 5 rozdzielni RG, a ich sterowanie z rozdzielnicy TS-TP w dyżurce; - obwody siłowe pomp P5 i P6 oraz mieszadeł M5 - M8 z szafy nr 12 rozdzielni RG, a ich sterowanie z rozdzielnicy TS-TP; - pomiar ilości tlenu w ściekach w strefie beztlenowej (denitryfikacji) i tlenowej (nitryfikacji) z rozdzielnicy TS-TP; • Pompownia osadu recyrkulacyjnego oraz osadniki wtórne - z rozdzielnicy R2. • Pompownia osadu nadmiernego z rozdzielnicy R3. • Koryto pomiarowe - z rozdzielnicy SP. • Pompownia przerzutowa: - obwody siłowe pomp P7 i P8 z szafy nr 0 rozdzielni RG; - obwody siłowe pomp P9 i P10 z szafy nr 17 w rozdzielni R6; - obwody sterownicze pomp P7 - P10 z tablicy TS-1; TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 41 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 - wciągnik łańcuchowy z napędem elektrycznym z rozdzielnicy R7; Budynek socjalny - z rozdzielnicy R5. Budynek mechanicznego odwadniania osadu - z rozdzielnicy 19RG. • • 2.7 Osiągane efekty oczyszczania ścieków Oczyszczalnia w Złotoryi posiada ważne pozwolenie wodnoprawne, obowiązujące do dnia 30.11.2017. Z danych pomiarowych wynika, że oczyszczalnia nie spełnia obowiązujących wymagań. Związane jest to głównie ze stanem technicznym maszyn i urządzeń – opisanym w kolejnych rozdziałach oraz złym stanem szczelności kanalizacji, powodującym stały dopływ wód przypadkowych oraz uderzeniowe napływy podczas opadów. Tabela 10. Wymagane parametry ścieków oczyszczonych na podstawie aktualnego pozwolenia wodnoprawnego w świetle aktualnych przepisów, tj. Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi - DZ.U 2006 Nr. 137, poz. 984, załącznik 1. Lp. Nazwa wskaźnika Jednostka 1 BZT5 mg O2/dm3 2 ChZT mg O2/dm3 3 Zawiesiny ogólne Zog 4 Azot ogólny Nog mg N/dm3 5 Fosfor ogólny Pog mg P/dm3 2.8 mg/dm3 Wartość dopuszczalna lub procent redukcji wg Dz. U. wg Pozwolenia 25 25 lub 70-90% red. 125 125 lub 75% red. 35 35 lub 90% red. 15 35% red. lub 35% red. 2 40% red. lub 40% red. Parametry pracy urządzeń technologicznych Poniżej omówiono kolejno obiekty oczyszczalni: 2.8.1 Węzeł krat: Wydajność nowej kraty węzła zabezpiecza przepływ ścieków przy pogodzie suchej. W przypadku napływów deszczowych, niezbędna jest praca obu krat – w tym starej kraty KUMP, a pomimo tego obserwuje się wypływ ścieków ponad kanały. Wydajność węzła należy uznać na niewystarczającą. 2.8.2 Węzeł piaskowników. Wydajność węzła jest wystarczająca i umożliwia przepuszczenie całej ilości dopływających ścieków (o ile przepłyną one przez kraty). Konstrukcja pomp uniemożliwia podanie większych elementów TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 42 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 stałych na poletka ociekowe piasku. Stała wysokość krawędzi przelewowej do zbiornika retencyjnego powoduje jego działanie niezależnie od aktualnej zdolności przepustowej stopnia biologicznego. 2.8.3 Reaktory biologiczne. Jak wynika z obliczeń (rozdział dot. reaktorów), przy pracy jednego ciągu ze sprawnymi urządzeniami i utrzymywaniu stężenia osadu powyżej 4 kg/m3 możliwe jest utrzymanie procesu nitryfikacji. Pojemność kubatur nie wystarcza jednak do zapewnienia skutecznej denitryfikacji. Struktura podziału reaktora nie odpowiada zupełnie obowiązującym regułom projektowania. Eksploatowane mieszadła są zbyt słabe i nasycenie mocą nie odpowiada obowiązującym standardom, co może powodować osiadanie osadu na dnie komór. Obserwowane problemy z jakością ścieków wynikają głównie z całkowitego zużycia wyposażenia układu sprężonego powietrza i zupełnego załamania procesu napowietrzania, pomimo wtłaczania znacznych ilości powietrza – które w zupełności powinny wystarczyć do natlenienia układu. 2.8.4 Osadniki wtórne. Jak wynika z przeprowadzonych poniżej analiz (obliczenia reaktorów biologicznych) w warunkach pogody suchej wystarczająca jest praca jednego osadnika. Przepływy deszczowe mogą okresowo przekraczać nawet przepustowość obu osadników. 2.8.5 Stacja dmuchaw. Wydajność stacji wynosi 4 x 22,7 m3/min = 90,8 m3/min = 5448 m3/h. Oznacza to (w porównaniu do obliczeń zamieszczonych w dziale dot. reaktorów biologicznych), iż wydajność stacji – przy pełnej sprawności dmuchaw oraz systemu dyfuzorów jest wystarczająca dla potrzeb oczyszczalni. Z uwagi jednak na stan techniczny (opisany w kolejnym dziale) układ cierpi na drastyczny deficyt tlenu. 2.8.6 Pompownia osadu recyrkulowanego. Porównując parametry obliczeniowe z wydajnością pomp (2 x 360 m3/h), można stwierdzić, iż w warunkach normalnego obciążenia oczyszczalni wystarczająca jest praca jednej jednostki pompowej. 2.8.7 Stacja koagulantu. Wydajność stacji, wynosząca 25 dm3h, w porównaniu do wielkości obliczeniowych jest na obecne warunki wystarczająca pod warunkiem utrzymania defosfatacji biologicznej. Analizując jednak warunki pracy reaktora, należy stwierdzić, iż w przypadku wyższych dopływów i zaniku defosfatacji biologicznej, ilość przetłaczanego koagulantu okresowo może nie być wystarczająca. 2.8.8 Pompownia przewałowa. Wydajność pompowni w pełnym zakresie pokrywa przepływy oczyszczalni. W warunkach normalnego obciążenia wystarcza cykliczna praca jednej jednostki pompowej. 2.8.9 Stacja odwadniania i higienizacji osadu. Wydajność stacji jest zadowalająca i pokrywa potrzeby oczyszczalni, zwłaszcza biorąc pod uwagę niepełny proces oczyszczania i powstające w wyniku tego mniejsze ilości osadów. Konstrukcja TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 43 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 prasy nie zapewnia jednak uzyskania nawet standardowych efektów odwadniania dla tej wielkości oczyszczalni. 2.8.10Magazyn osadu. Stanowisko odbioru osadu nie zapewnia możliwości odbioru powstającej ilości osadów w standardowy sposób, np. poprzez podstawienie kontenerów. Boksy nie są zadaszone, co w powiązaniu ze słabą jakością odwadniania, powoduje wypływ osadu. Niezależnie od oceny technologicznej pod kątem obciążenia oczyszczalni, należy stwierdzić, iż większość obiektów i urządzeń wymaga modernizacji, remontu lub wymiany z uwagi na zmianę obowiązujących przepisów lub znaczne - skrajne zużycie – co opisano w kolejnym rozdziale. 2.9 Stan techniczny obiektów oczyszczalni 2.9.1 Stacja zlewna Oczyszczalnia nie posiada stacji zlewnej. Istniejące rozwiązanie w postaci komory zlewnej nie nadaje się do dalszej eksploatacji. Nie odpowiada zupełnie obecnie odpowiadającym przepisom. 2.9.2 Budynek krat Stan techniczny budynku należy ocenić jako zły. Obserwuje się występującą praktycznie na całej powierzchni elementów stalowych korozję. Elementy żelbetowe również w znacznym stopniu są zdegradowane w wyniku oddziaływania szkodliwych gazów i podwyższonej wilgotności w obiekcie. Posadzka posiada liczne ubytki. Instalacje wewnętrzne (zwłaszcza wentylacja) są skorodowane w stopniu uniemożliwiającym normalną eksploatację – występuje perforacja elementów stalowych. Krata KUMP jest całkowicie zużyta. Krata HUBER jest w znacznym stopniu wyeksploatowana i w dłuższej perspektywie czasowej nie może stanowić podstawowego urządzenia obiektu. Układ nie posiada zaawansowanych urządzeń do płukania skratek. 2.9.3 Piaskowniki Geigera Stan konstrukcyjny należy ocenić jako zadowalający. Istniejące obiekty można wykorzystać do dalszej eksploatacji, przy czym zarówno ilość jak i jakość wyposażenia nie jest właściwa. Zastawki po stronie dopływu ścieków są skorodowane, a po stronie wypływu w ogóle ich nie zainstalowano – co uniemożliwia normalne opróżnienie obiektów. Istniejące pompy mamutowe powietrza (w tym jedna dorabiana własnymi siłami Eksploatatora) są problematyczne w eksploatacji i nie gwarantują utrzymania właściwego sposobu usuwania piasku. 2.9.4 Magazyn piasku Stosowane rozwiązanie magazynowania piasku nie odpowiada zupełnie obecnie odpowiadającym standardom. Składowanie piasku i odwadnianie w magazynie powoduje intensywną uciążliwość zapachową, a uzyskiwane efekty odwadniania są mierne. Brak instalacji płukania piasku. Należy zastosować zmechanizowany system płukana i odwadniania piasku. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 44 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.9.5 Zbiornik retencyjny Zbiornik znajduje się w dobrym stanie konstrukcyjnym i możliwe jest jego dalsze wykorzystanie. Istniejące wyposażenie nie nadaje się do użytku – zarówno z uwagi na skorodowanie, jak i brak poprawnego działania (np. system spłukiwania nie działa od lat). W zbiorniku znajduje się warstwa osadów, którą należy usunąć. 2.9.6 Zwężka pomiarowa Z uwagi na przewymiarowanie oraz korozję żelbetu obiekt nie nadaje się do dalszego wykorzystania. 2.9.7 Blok biologiczny (komory regeneracji osadu, komory defosfatacji, komory denitryfikacji, komory nitryfikacji). Stan konstrukcyjny obiektu należy ocenić jako zły. Betony nie posiadają warstwy izolacyjnej. Obarierowanie skorodowane. Wyposażenie obiektów jest całkowicie zużyte – występujące lokalne gejzery powietrza wskazują na liczne nieszczelności systemu napowietrzania. Układ nie potrafi wprowadzić do ścieków wymaganej ilości powietrza. Systemy mieszania są również zużyte, a moc mieszadeł nie pozwala na utrzymanie mieszaniny ścieków w zawieszeniu. Proporcje podziału komór (przy czym czynny jest jedynie jeden ciąg) nie pozwalają na utrzymanie procesu nitryfikacji azotu amonowego. 2.9.8 Stacja dmuchaw SD Stan konstrukcyjny hali należy ocenić jako dobry – co pozwala na dalsze wykorzystanie obiektu. Brak jest wyposażenia poprawiającego warunki eksploatacji hali – wykładzin i osłon dźwiękochłonnych oraz odpowiedniej wentylacji. Stan dmuchaw należy ocenić jako zły – są one praktycznie całkowicie zużyte poprzez wieloletnią ciągłą eksploatacją i nie mogą być brane w dłuższej perspektywie czasowej pod uwagę jako podstawowe źródło sprężonego powietrza. 2.9.9 Zbiornik na koagulant Stan samego zbiornika należy ocenić jako dobry, kwalifikujący się do dalszej eksploatacji. Obserwuje się łuszczącą się izolację podpór i ich korozję. Stan wanny należy ocenić jako bardzo zły – nie kwalifikujący się do dalszej eksploatacji (pęknięcia, odpadające wzmocnienia). 2.9.10Osadniki wtórne Stan konstrukcyjny należy ocenić jako zły. Obserwuje się odpadające fragmenty betonów. Na znacznych obszarach powierzchni występuje odsłonięte, skorodowane zbrojenie. Wyposażenie obiektów jest całkowicie zużyte – jeden zgarniacz całkiem niesprawny, drugi eksploatowany, przy czym występują regularne awarie. Obserwuje się problemy ze zgarnianiem osadu. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 45 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 2.9.11Pompownia recyrkulacji osadu PRO Stan konstrukcyjny należy ocenić jako dobry. Urządzenia są w znacznym stopniu zużyte, armatura i przewody całkowicie do wymiany. 2.9.12Pompownia przerzutowa ścieków oczyszczonych PP Stan konstrukcyjny hali należy ocenić jako bardzo dobry. Istniejąca armatura i przewody również są w stanie odpowiednim, jednak z uwagi na zmianę docelowego kierunku odprowadzenia ścieków wymagają gruntownej przebudowy. 2.9.13Komory fermentacyjne Stan konstrukcyjny obiektu należy ocenić jako bardzo zły. Obserwuje się odpadające fragmenty betonów. Na znacznych obszarach powierzchni występuje odsłonięte, skorodowane zbrojenie. Obarierowanie skorodowane. Wyposażenie obiektów jest całkowicie zużyte. 2.9.14Zbiornik osadu przefermentowanego Stan konstrukcyjny obiektu należy ocenić jako zły – w wyniku wieloletniego oddziaływania fermentujących osadów na konstrukcję betonowe. Wyposażenie obiektu jest całkowicie zużyte, a zasuwy niesprawne. 2.9.15Budynek pras wraz z silosem wapna Stan konstrukcyjny hali należy ocenić jako dobry – co pozwala na dalsze wykorzystanie obiektu po jego renowacji. Wyposażenie węzła odwadniania należy uznać za zadowalające, przy czym istniejącą prasę, z uwagi na konstrukcję (prasa typu monobelt – jedynie z jedną ruchomą taśmą) oraz uzyskiwane i możliwe do uzyskania efekty można zakwalifikować jedynie jako urządzenie rezerwowe. Urządzenia magazynowania i dozowania wapna są całkowicie zużyte. 2.9.16Składowisko "BIOWAP-u" Stan konstrukcyjny należy ocenić jako dobry, przy czym standard boksów (brak zamknięć, brak zadaszenia, brak myjni kół, brak drenażu, itp.) jest całkowicie nieodpowiedni wobec obecnych standardów tego typu obiektów. 2.9.17Stacja transformatorowa Stan konstrukcyjny należy ocenić jako dobry, umożliwiający dalsze wykorzystanie. Wyposażenie elektryczne rozdzielni należy uznać za przestarzałe i niemożliwe do utrzymania w ruchu w dłuższej perspektywie czasowej (brak części zamiennych). 2.9.18Sieci międzyobiektowe. Stan przewodów oraz komór należy ocenić jako zły. Odcięcia przewodów są realizowane poprzez zblokowanie workami z piaskiem. Konstrukcja betonowa komór wykazuje korozję, odpadają duże TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 46 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 fragmenty betonu. Przewody w znacznej części są zamulone, co wpływa na obniżenie ich przepustowości. Przewody tłoczne ulegają regularnym rozszczelnieniom. Na etapie projektu należy przeprowadzić weryfikację stanu przewodów, przy czym zaleca się wszystkie przewody tłoczne stalowe poddać obligatoryjnej wymianie, a przewody grawitacyjne (o ile to będzie możliwe – ich stan nadal się pogarsza) odmuleniu, oczyszczeniu i renowacji oraz zabezpieczeniu. 2.9.19System AKPiA. System nie jest w stanie prowadzić kontroli i zarządzania procesem po rozbudowie oczyszczalni, a jego unowocześnienie wiąże się z całkowitą wymianą (brak części zamiennych, przestarzałe sterowniki, brak wystarczających wejść/wyjść, przestarzały standard transmisji, itp.) TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 47 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 3 Docelowe warunki pracy oczyszczalni 3.1 Przewidywany rozwój zlewni 3.1.1 Analiza możliwości zwiększenia ilości ścieków komunalnych z terenu miasta Złotoryja Wg Pisma U. M. w Złotoryi, znak WAG.7011.17.2013 plan inwestycyjny rozbudowy sieci kanalizacji sanitarnej obejmuje ulice Lubelską, Jerzmanicką, Miodową, Wiejską oraz nowopowstające ulice sąsiadujące z ulicą Leszczyńską. Dodatkowo zaznacza się, że obecnie nie jest możliwe ustalenie harmonogramu realizacji ww. inwestycji. Wspomniane obszary miasta to tereny jeszcze nie zabudowane lub o bardzo słabej zabudowie. Ponadto, jak wynika z analizy danych GUS dla miasta Złotoryja powstawanie nowych mieszkań nie ma związku z przyrostem liczby ludności a jedynie z poprawą warunków mieszkaniowych. Sytuację obrazują na przykład poniższe dane. Przyrost zasobów mieszkaniowych w latach 2009-2010 wg GUS (2012) Przyrost zasobów mieszkaniowych odbywa się przy ujemnym saldzie migracji: TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 48 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Saldo migracji dla miasta Złotoryja wg GUS (2012). Wszystkie wartości salda są ujemne. Również wg dokumentu „Strategia rozwiązywania problemów społecznych w powiecie złotoryjskim na lata 2011 – 2019” prognozuje się (na podstawie danych GUS) stały spadek liczby ludności, ponad 4% do roku 2020. 45000 44 843 44500 44 697 44 592 44 477 44 333 44000 44 180 44 030 43 881 43500 43 731 43 583 43 392 43000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Prognoza ludności Powiatu Złotoryjskiego na lata 2010-2020 według GUS. Źródło: "Strategia rozwiązywania problemów społecznych w powiecie złotoryjskim na lata 2011 – 2019" Wobec powyższych danych, czyli z jednej strony prognozowanego spadku liczby mieszkańców a z drugiej strony powstawania nowych lokali mieszkaniowych (w tym domów jednorodzinnych – TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 49 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 co z uwagi na podniesiony standard wpływa na zwiększenie jednostkowego zużycia wody i powstawania ścieków) proponuje się uznać, że w dającym się przewidzieć przedziale czasowym ilość ścieków gospodarczo-bytowych powstających na terenie miasta Złotoryja nie ulegnie istotnej zmianie. 3.1.2 Planowany przyrost obciążenia oczyszczalni Na podstawie informacji otrzymanych od Zamawiającego określa się planowany przyrost obciążenia oczyszczalni – zakłada się, iż nowe lokale będą podłączane do sieci kanalizacyjnej lub ścieki wywożone na bieżąco ze zbiorników bezodpływowych. • • • W miejscowości Wilków Osiedle buduje się obecnie 12 domów jednorodzinnych a w planie zagospodarowania ujęto dalsze 35 obiektów. Razem: 47 domów. Na terenie Gminy Złotoryja wydano ok. 175 warunków zabudowy. Na potrzeby niniejszego opracowania uznaje się, że wszystkie te inwestycje zostaną w przyszłości zrealizowane. Nie przewiduje się znaczącego zwiększenia ilości ścieków pochodzących z samego terenu miasta Złotoryja. Jak wykazano w punkcie 3.1.1 powstawanie nowych lokali mieszkalnych (w tym także budynków jednorodzinnych) nie wiąże się ze zwiększeniem ilości mieszkańców. Uwzględniając powyższe przewiduje się powstanie 222 nowych domów jednorodzinnych co przy założeniu, że w każdym nowym domu będzie średnio 4 mieszkańców daje 888 M. Stanowi to przyrost od wartości obecnej równej 21 389 M do 22 277 M czyli o 4,15% wartości obecnej. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że wg prognoz GUS do roku 2020 przewiduje się spadek liczby mieszkańców powiatu złotoryjskiego o ok. 4% a nie wzrost. Dodatkowo dane GUS pokazują wzrost liczby mieszkań przy ujemnym saldzie migracji co świadczy o tym, że powstawanie nowych mieszkań (i domów) wiąże się raczej z polepszeniem warunków mieszkaniowych a nie ze wzrostem liczby mieszkańców. Wspomniana wyżej prognoza spadku liczby mieszkańców dotyczy jednak powiatu jako całości i jest możliwa migracja ludności wewnątrz powiatu. Stąd przyrost liczby mieszkańców o wartość 888 wobec 222 domów aktualnie powstających lub planowanych do budowy uznaje się za bezpieczne rozwiązanie. Zakłada się proporcjonalny rozwój zlewni czyli zakłada się, że ścieki przemysłowe nadal będą stanowiły 11,62% - po zaokrągleniu przyjęto 12% całkowitej ilości ścieków. 3.2 Docelowe obciążenie oczyszczalni 3.2.1 Równoważna liczba mieszkańców Całkowita docelowa liczba mieszkańców: 22 277 M. Obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń z przemysłu przy uwzględnieniu, że: • Ilość ścieków przemysłowych nadal będzie stanowiła 11,62% - po zaokrągleniu przyjęto 12%. • Stężenie ścieków przemysłowych jest szacunkowo dwukrotnie wyższe niż gospodarczobytowych wyniesie 5346 RLM średniorocznie. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 50 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Biorąc pod uwagę, że ścieki przemysłowe są odprowadzane głównie w dni robocze, wielkość średnioroczną należy przemnożyć przez wartość 7/5 aby uzyskać wartość średniodobową. Oznacza to obciążenie od przemysłu wynoszące 7484 RLM. Całkowite obciążenie oczyszczalni wyniesie szacunkowo 29 761 RLM Do dalszych obliczeń przyjęto obciążenie oczyszczalni równe 30 000 RLM. 3.2.2 Ładunki zanieczyszczeń Na podstawie wyznaczonej powyżej wartości RLM równej 30 000 obliczono ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi dla stanu docelowego. Obliczenia wykonano z wykorzystaniem danych statystycznych dot. ładunków jednostkowych w warunkach polskich zamieszczonych w publikacji Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej „Poradnik dotyczący gospodarki ściekowej w kontekście wykonania krajowego programu oczyszczania ścieków komunalnych”, Warszawa, 2010r, str. 30. Tabela 11: Ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi. Stan docelowy. Ładunek jednostkowy kg/RLM*d Ładunek dla 28000 RLM Jednostka Sucha pozostałość 190 5700 kg/d BZT5 65 1950 kgO2/d Zawiesina ogólna 60 1800 kg/d Zawiesiny opadające 45 1350 kg/d 14,25 427,5 kg/d 2,9 87 kg/d Wskaźnik zanieczyszczenia Azot ogólny Fosfor ogólny 3.2.3 Obciążenie hydrauliczne Wobec przyjętego modelu rozwoju zlewni przewidujące proporcjonalny wzrost liczby mieszkańców oraz ilości ścieków przemysłowych o wartość 4,15% zakłada się również proporcjonalny przyrost ilości wód przypadkowych. Podobnie zakłada się proporcjonalny przyrost ilości wód przypadkowych. Z jednej strony nowe przyłącza powinny charakteryzować się większą szczelnością niż aktualnie istniejąca kanalizacja, jednak z drugiej strony - nie planuje się zakrojonych na szerszą skalę remontów istniejącej infrastruktury, która będzie się starzeć. Wartości przepływów średniodobowych proponuje się przyjąć jako wartości obliczone dla roku 2013 (przepływy większe niż w roku 2012), powiększone o 4,15%. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 51 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Tabela 12: Prognoza ilości ścieków dopływających do oczyszczalni z uwzględnieniem planowanego rozwoju zlewni - stan docelowy. Parametr Wartość Jednostka Wartość średnia przepływu 4190,7 m3/d Percentyl 85% 4976,0 m3/d Percentyl 90% 5295,2 m3/d Percentyl 95% 6656,5 m3/d Wartości przepływów godzinowych przyjmuje się stosując odpowiednie współczynniki nierównomierności dobowej. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. Tabela 13: Wartości przepływów charakterystycznych dla stanu docelowego obliczone na podstawie przepływu średniego i współczynników nierównomierności przepływu Parametr Przepływ średni dobowy Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych Przepływ maksymalny dobowy Przepływ maksymalny godzinowy Przepływ maksymalny godzinowy dla doby o przepływie maksymalnym Wartość 4190,7 279,4 6286,1 419,1 Jednostka m3/d m3/h m3/d m3/h 628,6 m3/h Oczyszczalnia ścieków musi być hydraulicznie przygotowana na przyjęcie całego przepływu ścieków. Ewentualne odprowadzenie części ścieków z kanalizacji do odbiornika bez oczyszczania może nastąpić maksymalnie 10 razy w roku. Dlatego do wymiarowania części mechanicznej pomocniczo wyznacza się taką wartość przepływu, która zostanie przekroczona co najwyżej 10 razy w roku. W tym celu wartości przepływów dla poszczególnych lat posortowano malejąco. Wyniki wyliczeń przedstawiono w tabeli poniżej. Wartość 11 oznacza szukaną wartość przepływu. Wartości począwszy od wiersza nr 12 są nieistotne (dalsze wiersze tabeli wykropkowano). Tabela 14: Wyznaczenie minimalnej przepustowości dobowej, której przekroczenie nastąpiło co najwyżej 10 razy do roku. Dane dla stanu obecnego, pomiar w kanale odpływowym. Rok 2012 Rok 2013 3 L.p. DATA Przepływ, m /d DATA Przepływ, m3/d 1 12-07-06 10996 13-06-25 22029 2 12-02-25 8361 13-06-26 12529 3 12-07-07 8265 13-06-27 11743 4 12-07-08 7387 13-06-28 9349 5 12-04-16 7293 13-06-10 9071 6 12-04-15 6956 13-06-03 8228 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 52 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Rok 2012 Rok 2013 L.p. DATA Przepływ, m3/d DATA Przepływ, m3/d 7 12-05-22 6786 13-06-29 6895 8 12-02-24 6734 13-06-24 6695 9 12-03-01 6506 13-06-11 6654 10 12-02-28 6427 13-05-03 6545 11 12-05-04 6412 13-06-30 6528 12 ... ... ... ... 13 ... ... ... ... Dla obu badanych okresów - rok 2012 i część roku 2013 - wyniki przedstawiają się podobnie. Minimalna przepustowość dobowa to ok. 6530 m3/d. Uwzględniając rozwój zlewni (4,15%) otrzymujemy wartość minimalnej dobowej przepustowości równą 6800 m3/d. Z powyższych wyliczeń wynika, że minimalna przepustowość dobowa wynosi 6800 m3/d co jest wartością wyższą niż przepływ maksymalny dobowy wyznaczony za pomocą współczynników nierównomierności, ma to prawdopodobnie związek z charakterem zlewni (tereny górzyste). Dlatego proponuje się przyjąć następujące wartości charakterystyczne przepływów, przedstawione w tabeli poniżej. Tabela 15: Wartości przepływów charakterystycznych dla stanu docelowego obliczone na podstawie pomiarów największych przepływów oraz współczynników nierównomierności przepływu. Wartości oznaczone (*) są zwiększone w porównaniu z odpowiednimi wartościami tabeli 7. Parametr Przepływ średni dobowy Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych Przepływ maksymalny dobowy Przepływ maksymalny godzinowy Przepływ maksymalny godzinowy dla doby o przepływie maksymalnym Wartość 4190,7 279,4 6800,0* 419,1 Jednostka m3/d m3/h m3/d m3/h 850,0* m3/h TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 53 Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 3.2.4 Wymagana jakość ścieków oczyszczonych Biorąc pod uwagę obowiązujące Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137 poz. 984), zmodernizowana oczyszczalnia utrzyma swoją klasyfikację i nadal będzie należeć do grupy wielkości oczyszczalni: pomiędzy 15000 RLM, a 99 999 RLM. W poniższej przedstawiono wymaganą jakość odpływu określoną poprzez dopuszczalne stężenie wskaźników zanieczyszczeń, ustalone dla grupy wielkości obiektów 15 000 – 99 999 RLM do której należeć będzie oczyszczalnia. Do dalszych obliczeń technologicznych przyjęto wymagania określone przez dopuszczalne stężenia wskaźników zanieczyszczeń w odpływie. Założenie utrzymania procentowego wskaźnika redukcji, z uwagi na występujące dopływy wód przypadkowych i mogące okresowo wystąpić rozcieńczenia ścieków mogło spowodować konieczność dodatkowego zwiększenia efektywności pracy oczyszczalni. Tabela 16. Wymagana jakość ścieków odprowadzanych z oczyszczalni w Złotoryi dla obciążenia docelowego. Wskaźnik Jedn. Dopuszczalne stężenie [g/m3] Minimalny procent redukcji wskaźnika [%] BZT5 ChZTcr Zawiesina Azot całkowity Fosfor ogólny gO2/m3 gO2/m3 g/m3 gN/m3 gP/m3 15 125 35 15.0 2.0 90 75 90 80 80 Strona | 54 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 4 Proponowane warianty modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni Rozbudowa i modernizacja oczyszczalni w Złotoryi powinna umożliwić uzyskanie wysokiej sprawności działania przy większym obciążeniu, przewidywanym w okresie docelowym oraz poprawić bieżące warunki eksploatacyjne oczyszczalni. W ramach rozbudowy części ściekowej oczyszczalni przedstawiono propozycje rozbudowy i modernizacji, wykorzystujące w maksymalnym stopniu istniejące obiekty i instalacje. W celu dokładnego przedstawienia możliwości pracy oczyszczalni, opracowano rozwiązania, dla każdego z etapów oczyszczania niezależnie (dla części mechanicznej i biologicznej). Ponieważ uzyskane dane dotyczące aktualnego i docelowego obciążenia oczyszczalni różnią się znacząco, nie jest uzasadnione, ani pod kątem ekonomicznym, ani pod kątem technologiczno-technicznym realizowanie całości oczyszczalni dla docelowego obciążenia. Stąd w dalszych pracach koncepcyjnych przyjęto podział zadania na dwa główne etapy – pierwszy, zapewniający uzyskanie efektu ekologicznego jakości ścieków oczyszczonych dla obecnego obciążenia oraz docelowy, zapewniający również przeniesienie procesów stabilizacji osadów w całości do nowych obiektów. W części mechanicznej pierwszy wariant zakłada maksymalne utrzymanie istniejących obiektów technologicznych i wykorzystanie (o ile to możliwe bez jej rozbiórki i wykonania nowej) hali krat oraz istniejących piaskowników i zbiorników retencyjnych. Wariant drugi zakłada zabudowę zespołu zblokowanych sitopiaskowników w nowej lokalizacji (oraz również wykorzystanie zbiorników retencyjnych). W obu wariantach, niezależnie od ich wyboru założono w I etapie głównym modernizację bez realizacji wydzielonego stopnia stabilizacji osadów, zakładając jego realizację (np. poprzez wykonanie osadników wstępnych i stopnia beztlenowego – wielkość oczyszczalni zdecydowanie predestynuje ją do zastosowania procesów beztlenowej przeróbki osadów) w II etapie. Oba etapy są omówione w niniejszej koncepcji. W części biologicznej pierwszy wariant stanowi rozwinięcie stanu istniejącego i wykorzystuje technologię przepływowych reaktorów biologicznych. Zaproponowano utrzymanie klasycznych osadników wtórnych i wykorzystanie istniejącej objętości do prowadzenia procesów oczyszczania ścieków. W drugim wariancie zaproponowano wprowadzenie procesu sedymentacji wstępnej, co zasadniczo zmieni warunki pracy stopnia biologicznego oczyszczania ścieków. Obydwa warianty zapewniają uzyskanie efektów oczyszczania ścieków zgodnych z wymaganiami obowiązujących przepisów. Strona | 55 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 4.1 Część mechaniczna – kraty i piaskowniki. 4.1.1 Część mechaniczna obiekty I etapu. 4.1.1.1 Wariant pierwszy – z wykorzystaniem istniejących obiektów. Opis koncepcji: Ścieki dopływające kanalizacją kierowane będą istniejącymi kanałami (po renowacji – zarówno kanału zbiorczego jak i kanałów krat oraz przykryciu - hermetyzacji), do istniejących stanowisk, w których obie kraty zostaną wymienione na nowe jednostki. Każda z krat wyposażona będzie w zastawki odcinające (zabudowane za i przed kratami) wyposażone w automatycznie sterowane napędy elektryczne. Zatrzymane na kratach skratki trafią poprzez układ transportu hydraulicznego (proponuje się spłukiwanie skratek, zamiast transportu przenośnikami) do wydzielonej prasopłuczki, a następnie po wypłukaniu – do kontenera znajdującego się na wydzielonym stanowisku. Następnie ścieki trafią do węzła istniejących piaskowników wirowych. Każdy z piaskowników również wyposażony będzie w zastawki po stronie dopływu i odpływu, przy czym zastawki odpływowe, traktowane są jedynie jako remontowe – awaryjne, wiec nie muszą być wyposażone w napędy elektryczne. Zastawki dopływowe należy w takie napędy wyposażyć, jak również zapewnić ich automatyczne sterowanie. Piaskowniki należy zmodernizować poprzez wyposażenie w urządzenia zapewniające prawidłową separację piasku – napowietrzanie lub mieszanie. Z uwagi na montaż urządzeń, zaleca się zastosować pomosty nad zbiornikami piaskowników. Należy również zabudować nowe pompy zatapialne (o wykonaniu materiałowym dostosowanym do abrazywnego charakteru pompowanego medium), podające pulpę piaskową do nowego separatora – płuczki, zabudowanego w hali krat. Wydajność separatora należy dobrać z możliwością jednoczesnej pracy obu pomp. Piasek należy poddać płukaniu i odwodnieniu, po czym skierować do kontenera znajdującego się na wydzielonym stanowisku, również w istniejącym budynku. Wszystkie urządzenia obróbki piasku i skratek należy podłączyć do lokalnego systemu sterowania (dostarczanego wraz z urządzeniami) oraz zintegrować z systemem nadrzędnym – poprzez przekaz sygnałów pracy i awarii, zliczanie czasu pracy oraz uruchamianie i wyłączanie urządzeń w zależności od napływu ścieków. Oczyszczone mechanicznie z części stałych i piasku ścieki odpłyną do kolejnych obiektów oczyszczalni – w zależności od obliczeń przeprowadzonych na etapie projektu (wykorzystujących najświeższe dane) może być konieczna korekta wysokości położenia progu przelewowego do zbiorników retencyjnych. Zdecydowanie zaleca się wprowadzenie ruchomego, regulowanego ręcznie, progu przelewowego. Wszystkie kanały oraz urządzenia, w tym również stanowiska kontenerów skratek i piasku, należy zhermetyzować – zapewniając wytworzenie podciśnienia wewnątrz strefy nad ściekami/odpadami, a ujęte powietrze poddać procesowi biofiltracji. W ramach prac związanych z węzłem należy dokonać remontu generalnego istniejących konstrukcji (koryt, kanałów, zbiorników, itp.) betonowych, wraz z renowacją i zabezpieczeniem ich powierzchni. Zaleca się przykrycie kanałów i odbiór powietrza do systemu biofiltracji. Niezbędne jest przeprowadzenie generalnego remontu hali lub nawet (zależnie od potencjalnie pogarszającego się stanu budynku) rozbiórka i wykonanie nowej hali, odpowiadającej obecnym przepisom. W ramach prac należy wymienić wszystkie instalacje. Strona | 56 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 4.1.1.2 Wariant drugi – z wykonaniem nowego węzła sitopiaskowników. Opis koncepcji: Wszystkie ścieki kierowane będą nowym kolektorem do węzła kratopiaskowników, zabudowanych w nowym budynku, znajdującym się obok istniejącego budynku krat (który będzie usunięty). Z uwagi na koszt realizacji oraz konieczność minimalizacji prac proponuje się zabudować prefabrykowany podwójny kratopiaskownik (w systemie 1 czynny + 1 rezerwa czynna) w nowym stanowisku zagłębionym w ziemi – tak, aby utrzymać grawitacyjny przepływ ścieków. Stanowisko zlokalizowane będzie w nowym budynku, obejmującym kratopiaskowniki oraz węzeł obróbki piasku i skratek. Zatrzymane skratki i piasek będą transportowane do nowych urządzeń obróbki (płukania i odwadniania), analogicznie jak dla pierwszego wariantu.Skratki bezpośrednio z krat, spadać będą do wspólnego przenośnika poziomego, przenoszącego je do prasopłuczki. Wypłukane i odwodnione skratki trafiać będą do kontenera. Na całej długości piaskownika, na jego dnie umiejscowiona będzie spirala, która będzie zgarniać piasek do leja zsypowego, a kolejny przenośnik będzie wynosić piasek na zewnątrz każdego z urządzeń do wspólnego przenośnika poziomego, przenoszącego odwodniony wstępnie piasek do płuczki piasku. Po wypłukaniu i odwodnieniu, piasek trafi do kontenera. Dopływ ścieków do urządzeń regulowany będzie przez dwie zasuwy nożowe z napędami elektrycznymi. Odpływ odcinany będzie zasuwami z napędami ręcznymi. Powietrze z kanałów, kratopiaskowników oraz urządzeń obróbki piasku i skratek i stanowiska kontenera skratek, będzie odebrane do systemu biofiltracji. Ścieki pozbawione zanieczyszczeń mechanicznych, kierowane będą nowym przewodem do dalszego etapu obróbki. Na przewodzie należy wykonać nową komorę rozdziału ścieków, umożliwiającą dopływ do zbiorników retencyjnych. 4.1.2 Część mechaniczna obiekty II etapu. Z uwagi na położenie wysokościowe oczyszczalni oraz wysokie zwierciadło wód gruntowych wszelkie koszty związane z pracami kubaturowymi będą bardzo wysokie. Na obecnym etapie rekomenduje się pozostawienie istniejącego układu wysokościowego pracy oczyszczalni. Wykorzystanie istniejącej hali pozwoli na zlokalizowanie w niej nie tylko krat, ale i płuczek skratek oraz kontenerów na skratki i piasek, lokalizację rozdzielni, itp. 4.1.2.1 Osadnik wstępny wraz z komorami towarzyszącymi i pompownią. Obiekt ten będzie wykonywany w II etapie modernizacji. Opis koncepcji: Ścieki wypływające z piaskowników, dopływać będą do nowej komory z której kierowane będą do nowego osadnika wstępnego lub obejściem regulowanym wprost do reaktorów. Zsedymentowany osad, podawany będzie nową pompownią osadów wprost do nowej komory fermentacyjnej lub z powrotem przed osadnik, celem wypłukania lotnych kwasów tłuszczowych. Wyflotowane części pływające, zbierane będą zgarniaczem pływającym ślimakowym i pompowane będą do kanalizacji i kierowane przed kraty. Podczyszczone ścieki kierowane do komory zbiorczej odpływać będą do reaktora. Strona | 57 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Na obecnym etapie zakłada się, iż wysokość strat na osadniku pokryta będzie wysokością piętrzenia likwidowanej zwężki pomiarowej, przy czym należy również zmodyfikować kanał co najmniej na odcinku od wylotu z piaskowników do komory rozdziału. Na kanale ściekowym, przed komorą obejścia reaktorów należy wykonać nową komorę rozdzielczo – zbierającą. W komorze zabudować armaturę umożliwiającą skierowanie ścieków do/z osadnika wstępnego oraz jego odcięcie. Dodatkowo zapewnić obejście umożliwiające skierowanie części ścieków wprost do reaktora biologicznego – celem prawidłowego przebiegu procesów defosfatacji i denitryfikacji. Obejście wyposażyć w przelew regulowany. Należy wykonać osadnik wstępny zapewniający ok. 1.5 godzinny czas przetrzymania, przy czym przepływem miarodajnym jest przepływ średni z 12 godzin dziennych w dobie o maksymalnej ilości odprowadzanych ścieków. Oznacza to, że pojemność osadnika winna wynosić ok. 550 m3. Nie narzuca się rozwiązania osadnika (radialny, prostokątny), dobór należy przeprowadzić po badaniach geologicznych gruntu na etapie projektu. Należy szczególną uwagę zwrócić na wielkość leja osadnika – celem odpowiedniego zagęszczenia osadu. Z uwagi na wielkość oczyszczalni proponuje się zrezygnować z budowy wydzielonego zagęszczacza osadu wstępnego. W przypadku braku możliwości posadowienia osadnika na poziomie umożliwiającym grawitacyjny przepływ ścieków, należy w ramach komory rozdziału ścieków na osadniki wykonać pompownię pośrednią. Proponuje się wówczas, aby ścieki do osadnika i części biologicznej podawane były poprzez pompownię pośrednią znajdującą się za piaskownikami, co wydłuży maksymalnie żywotność pomp, a zarazem pozwoli na łatwą przebudowę oczyszczalni przy utrzymaniu ciągłego przepływu ścieków. W ramach zadania należy wykonać również żelbetową przepompownię osadu wstępnego zagęszczonego, wyposażoną w dwie pompy zintegrowane z maceratorami (1+1). Pompownię należy wyposażyć w komplet instalacji. 4.1.3 Podsumowanie. W wariancie 1 należy wykonać generalny remont/odtworzenie obiektów, wraz z ich adaptacją, w wariancie 2 z kolei kompletny nowy obiekt, jednocześnie likwidując całkowicie stary układ. Wariant 1, choć jest potencjalnie trudniejszy do realizacji przy ciągłym ruchu oczyszczalni, jednak rozdziela funkcje krat i piaskowników (co pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa procesowego) oraz zapewnia miejsce w obiektach do zabudowy nowych urządzeń i stanowisk. Dodatkowo należy zwrócić uwagę, iż wariant pierwszy zapewnia większą przepustowość w okresach napływu wód deszczowych z uwagi na bardzo duże przekroje kanałów. Ponieważ wariant ten wpływa na optymalny układ przepływu ścieków, jednoznacznie rekomenduje się go do realizacji. 4.2 Część biologiczna. Z uwagi na to, iż omawiany obiekt jest czynny i posiada reaktory oraz osadniki o konkretnych wymiarach i kubaturach, przeprowadzono analizy i obliczenia wykorzystując te dane. Obliczenia parametrów technologicznych istniejących urządzeń oraz obliczenia wielkości urządzeń i obiektów projektowanych w okresie docelowym, wykonano według Strona | 58 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zmodyfikowanego algorytmu ATV A-131. Do obliczeń, zgodnie z wytycznymi, założono następujące temperatury procesu: 20 oC dla obliczeń systemu napowietrzania (najniższa rozpuszczalność tlenu) oraz 12 oC – najniższa temperatura dla której wymagana jest nitryfikacja. Do obliczeń stopnia biologicznego przyjęto wartości obciążenia opisane w kolejnych wariantach. Należy zauważyć, że przy zastosowaniu płukania skratek i piasku, ilość redukowanych zanieczyszczeń organicznych będzie znikoma (wrócą one z odciekiem do procesu), natomiast obciążenie stopnia biologicznego zwiększy się o wielkość ładunków odprowadzanych do kanalizacji z wodami nadosadowymi oraz odciekami z urządzeń do przeróbki osadów. Niezależnie od wariantu, założono utrzymanie standardu układu technologicznego umożliwiającego proces defosfatacji i denitryfikacji biologicznej, tj. wielostopniowego procesu osadu czynnego, wymagającego wykonania układu: • Komory defosfatacji. • Komory denitryfikacji. • Komory nitryfikacji. • Osadnika wtórnego. • Zespołu układów recyrkulacji wewnętrznej i zewnętrznej. • Komory predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Z uwag na rozmiar oczyszczalni oraz konieczność zapewnienia bezpieczeństwa procesowego założono utrzymanie dwóch linii procesowych. Jak wykazano w rozdziale dotyczącym obciążenia hydraulicznego oczyszczalni, obiekt jest uderzeniowo obciążany napływami wód przypadkowych (wody deszczowe, roztopowe). Taki charakter napływów, w powiązaniu z możliwością wykorzystania istniejących obiektów, jednoznacznie eliminują możliwość zastosowania technologii SBR. Stąd dwuwariantową analizę przeprowadzono dla różnych wersji układów przepływowych. Bilans obciążenia oczyszczalni wykazał znaczące różnice wielkości ładunków dla obecnego i docelowego okresu obciążenia. Stąd przyjęto, iż w pierwszej kolejności obliczone będzie funkcjonowanie oczyszczalni w konfiguracji jednoosadowej – identycznej z obecnie stosowaną. Rozwiązanie takie pozwoli na zapewnienie właściwej jakości ścieków oczyszczonych dla obecnego oraz docelowego obciążenia, nie stwarzając zarazem problemów z obróbką powstającego osadu. W rozwiązaniu docelowym (drugi wariant) założono wprowadzenie dodatkowej obróbki wstępnej ścieków – poprzez usunięcie części zanieczyszczeń w osadniku wstępnym i zastosowanie wydzielonej stabilizacji osadów. 4.2.1 Wariant pierwszy – przepływowy bez osadnika wstępnego. Opis koncepcji. Rozbudowa i modernizacja części ściekowej oczyszczalni nie wprowadza zmian układu technologicznego. Zmodernizowana część ściekowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: Strona | 59 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Intensyfikację usuwania fosforu poprzez stosowanie komory defosfatacji i skierowanie do niej nowej recyrkulacji zewnętrznej z osadników wtórnych (poprzez nową komorę predenitryfikacji osadu recyrkulowanego – usuwającą azot azotanowy ze strumienia osadu recyrkulowanego). Komory zabudowane w miejscu (rejonie) istniejących komór regeneracji osadu czynnego, które będą zlikwidowane. • Intensyfikację usuwania azotu poprzez stosowanie komory denitryfikacji biologicznej i skierowanie do niej strumienia azotanów z komory nitryfikacji poprzez nową recyrkulację wewnętrzną. • Intensyfikację nitryfikacji poprzez zastosowanie odpowiedniej wielkości komór nitryfikacji. • Modyfikację pompowni recyrkulacji wewnętrznej. • Poprawę rozdziału zawiesin osadu czynnego w zmodernizowanych osadnikach wtórnych. • Zawrócenie osadu recyrkulowanego oraz odprowadzenie osadu nadmiernego poprzez zmodernizowaną pompownię recyrkulacji zewnętrznej. W tabelach poniżej przedstawiono informacje o warunkach pracy części ściekowej oczyszczalni w okresie docelowym. Tabela 17. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 1 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 20 oC. Ilość i jakość ścieków dopływających Opis Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Wartość Jednostka 4190,7 419,1 30000 20 20 m3/d m3/h st. C st. C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0 10 15 15 2 % % % % % 1800 kg/d Ładunki całkowite BZT5 Strona | 60 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 2310 379,5 379,5 55,08 kg/d kg/d kg/d kg/d 429,5225 551,2206 90,5577 90,5577 13,1434 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Wartość Jednostka 432 432 3072 4560 8064 m3 m3 m3 m3 m3 Wartość Jednostka 3,8 85,00% g/m3 % 429,5225 551,2206 90,5577 13,1434 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 1800 2310 379,5 55,08 kg/d kg/d kg/d kg/d 90,5577 19,3285 69,2292 59,2292 1,7563 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 - 3,6576 15,2 0,4 4,3792 d d - 1,4157 1887,8509 1,0488 kg sm/d kg sm/kg BZT5 Objętości reaktorów Opis Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora Warunki pracy reaktorów Opis Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitryfikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla Strona | 61 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,0627 kg BZT5/kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji 7554,7721 8064 3021,9088 3072 m3 m3 m3 m3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 69,2292 5,9229 5,9229 85,56% 507,29% 2126,0524 g/m3 % % m3/h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,5 387,6675 432 4,2952 4,7145 2,4337 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu 128,6237 2016,4746 8,5932 3,6576 15,1964 kg sm/d kg sm / d d d d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 2255,2783 1247,5109 719,8142 176,3868 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h 4233,2832 176,3868 20 4 3,85 2 9,17 10,8755 kg O2/d kg O2/h st. C m m mg O2/dm3 mg O2/dm3 mg O2/dm3 216,1337 30,8762 kg/h kg/h 278 3,60% g O2 / m3 %/m 10,008 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów Sprawność napowietrzania Strona | 62 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 38,5308 5609,3748 93,4896 (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3 / min Tabela 18. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 1 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 12 oC. Ilość i jakość ścieków dopływających Opis Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Wartość Jednostka 4190,7 419,1 30000 12 12 m3/d m3/h st C st C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0 0,1 0,15 0,15 0,02 - 1800 2310 379,5 379,50 55,08 kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d 429,5225 551,2206 90,5577 90,5577 13,1434 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Wartość Jednostka 432 432 3072 m3 m3 m3 Ładunki całkowite BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m^3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Objętości reaktorów Opis Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Strona | 63 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora 4560 8064 m3 m3 Wartość Jednostka 3,8 85,00% g/m3 % 429,5225 551,2206 90,5577 13,1434 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 Warunki pracy reaktorów Opis Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Azot organiczny Azot amonowy Azot azotanowy 5 15 12 1,7 2 10 g/m3 g/m3 g/m3 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego 1800 2310 379,5 55,08 kg/d kg/d kg/d kg/d Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitryfikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla proc. nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 90,5577 19,3285 69,2292 59,2292 1,7563 8,0132 14,3 0,4 1,8805 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 d d - 0,8117 2019,2399 1,1218 kg sm/d kg sm/kg BZT5 0,0623 kg BZT5/kg sm d 7603,2779 8064 3041,3112 3072 m3 m3 m3 m3 Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji Stopień recyrkulacji wewnętrznej Strona | 64 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 69,2292 5,9229 5,9229 85,56% 507,29% 2126,0524 g/m3 % % m3/h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,5 387,6675 432 4,2952 5,3416 1,8066 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu 118,6374 2137,8773 8,1052 8,0132 14,3335 kg sm/d kg sm / d d d d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 2062,0592 1247,5109 719,8142 172,1169 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h 4130,8056 172,1169 12 4 3,85 2 10,83 12,8443 kg O2/d kg O2/h st. C m m mg O2/L mg O2/L mg O2/L 203,8602 29,1229 278 3,60% kg/h kg/h g O2 / m3 %/m 10,008 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3 / min Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stos. 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów Sprawność napowietrzania Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 38,5308 5290,8375 88,1806 Przeprowadzono również analizę pracy oczyszczalni dla docelowego obciążenia i letnich, przyjmując istniejące osadniki wtórne. Tu z kolei przyjęto do obliczeń zróżnicowane warunki napływów ścieków – analizując zachowanie oczyszczalni w warunkach pory suchej oraz napływów deszczowych. Uwaga! Wyniki obliczeń osadników wpływały na warunki pracy reaktorów (i tak przeprowadzono cykl obliczeniowy), jednak dla czytelności opracowania podano zestawienie parametrów w kolejności obiektów. Strona | 65 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Tabela 19. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla napływów pory suchej dla okresu docelowego. Parametr Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Przepływ ścieków średniodobowy Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h Mnożnik dla pogody deszczowej Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu Stężenie osadu czynnego Indeks osadu Liczba osadników Powierzchnia rzeczywista Wymagana powierzchnia osadników Średnica osadnika Objętość osadnika Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika Czas zagęszczania Rozcieńczenie na zgarniaczu Zawartość suchej masy przy dnie osadnika Minimalny wymagany stopień recyrkulacji Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej Głębokość obliczeniowa rzeczywista Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia Dodatkowa strefa gromadzenia osadu Wymagana głębokość całkowita Wartość Jednostka 4190,70 2,40 1,00 419,07 3,80 110,00 1,00 452,39 364,95 24,00 1990,51 0,93 2,20 0,70 11,82 84,89% 774,82 4,40 0,50 1,47 m3/d m3/h kg/m3 cm3/g m2 m2 m m m3/(m2*h) h kg/m3 % m3/h m m m 0,80 1,73 4,50 m m m Tabela 20. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla dla obciążenia docelowego i napływu deszczowego. Parametr Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu Stężenie osadu czynnego Indeks osadu Liczba osadników Powierzchnia rzeczywista Wymagana powierzchnia osadników Średnica osadnika Objętość osadników Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika Czas zagęszczania Rozcieńczenie na zgarniaczu Zawartość suchej masy przy dnie osadnika Minimalny wymagany stopień recyrkulacji Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej Głębokość obliczeniowa rzeczywista Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia Dodatkowa strefa gromadzenia osadu Wymagana głębokość całkowita Wartość Jednostka 850,00 3,80 110,00 2,00 904,78 740,22 24,00 3981,03 0,94 2,50 0,70 12,34 78,56% 1517,76 4,40 0,50 1,44 m3/h kg/m3 cm3/g m2 m2 m m m3/(m2*h) h kg/m3 % m3/h m m m 0,77 1,85 4,56 m m m Strona | 66 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Przedstawione wyniki wskazują, że wszystkie obiekty, zarówno istniejące, jak i projektowane, będą pracowały w dopuszczalnym zakresie parametrów technologicznych. Potwierdzają to oszacowane stężenia zanieczyszczeń w odpływie, które nie przekraczają wymaganych norm obowiązujących oczyszczalnie o przepustowości w zakresie 15 00099 999 RLM (ChZT ≤ 125 gO2/m3, BZT5 ≤ 15 gO2/m3, zawiesina ogólna ≤ 35 g/m3, Nog ≤ 15 gN/m3, Pog ≤ 2 gP/m3). Należy jednak zwrócić uwagę, iż prowadzenie procesu wymagać będzie ścisłej kontroli stężenia i wieku osadu oraz utrzymywania niskiego indeksu osadu. Z uwagi na duże różnice obciążenia docelowego oraz wykazywanego obecnie, dokonano sprawdzenia pracy oczyszczalni przy obecnym obciążeniu. Na podstawie zmierzonych ładunków BZT5 została wyliczona wielkość obciążenia oczyszczalni jako Równoważna Liczba Mieszkańców. Wartość ta dla pomiarów z roku 2013 wyniosła 14 970RLM. Do określenia warunków pracy reaktorów biologicznych z docelowym podziałem komór przy obecnie mierzonych obciążeniach jako wartość odniesienia przyjęto zatem 15 000RLM. Następnie ładunki poszczególnych zanieczyszczeń w dopływie wyliczono na podstawie danych statystycznych podanych przez ATV. Jako przepływ ścieków przyjęto wartość średnią zmierzoną w roku 2013 wynoszącą 3 756 m3/d. Tabela 21. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 1 części biologicznej dla okresu obecnego obciążenia. Obliczenia dla temperatury 20 st. C. Parametr Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Wartość Jednostka 3756 375,6 15000 20 20 m3/d m3/h st. C st. C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0 0,1 0,15 0,15 0,02 - 900 1155 189,75 kg/d kg/d kg/d Ładunki całkowite BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Strona | 67 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 189,75 2,754 kg/d kg/d 239,6166 307,508 50,5192 50,5192 7,3323 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Parametr Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora Wartość Jednostka 432 432 3072 4560 8064 m3 m3 m3 m3 m3 Parametr Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej Wartość Jednostka 3 85,00% g/m3 % 239,6166 307,508 50,5192 7,3323 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 5 15 12 1,7 2 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 10 g/m3 900 1155 189,7501 27,5401 kg/d kg/d kg/d kg/d 50,5192 10,7827 37,7365 27,7365 1,8 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 - 3,7486 25,4 d d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m^3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Objętości reaktorów Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Azot organiczny Azot amonowy Azot azotanowy Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitryfikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Strona | 68 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. Reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 0,25 9,1473 - Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. Węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,4157 903,9175 1,0044 kg sm/d kg sm/kg BZT5 0,0392 kg BZT5/kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji 7653,0612 8064 1913,2653 3072 m3 m3 m3 m3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 37,7365 2,7737 2,7737 73,50% 192,37% 722,5417 g/m3 % % m3/h 0,5 347,43 432 2,3962 2,417 0,8191 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu 48,1552 952,0727 14,3687 3,7486 25,4098 kg sm/d kg sm / d d d d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. Węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 1186,4744 609,4747 302,1171 63,9343 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h 1534,4232 63,9343 20 4 3,85 2 9,17 10,8755 kg O2/d kg O2/h st. C m m mg O2/dm3 mg O2/dm3 mg O2/dm3 78,3412 kg/h Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Strona | 69 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów Sprawność napowietrzania 11,1916 kg/h 278 3,60% mg O2/dm3 %/m 10,008 Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,5308 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3 / min Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 2033,2098 33,8868 Tabela 22. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 1 części biologicznej dla okresu obecnego obciążenia. Obliczenia dla temperatury 12 st. C. Parametr Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Wartość Jednostka 3756 375,6 15000 12 12 m3/d m3/h st. C s.t C Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0 0,1 0,15 0,15 0,02 - 900 1155 189,750 189,750 27,540 kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d 239,6166 307,508 50,5192 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Ładunki całkowite BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 50,5192 7,3323 Strona | 70 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Objętości reaktorów Parametr Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora Wartość Jednostka 432 432 3072 4560 8064 m3 m3 m3 m3 m3 Parametr Wartość Jednostka Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 3 85,00% g/m3 % 239,6166 307,508 50,5192 7,3323 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 5 15 12 1,7 2 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 10 g/m3 900 1155 189,7501 27,5401 kg/d kg/d kg/d kg/d 50,5192 10,7827 37,7365 27,7365 1,8 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 - 8,2125 24,3 0,25 3,9945 d d - 0,8117 952,0487 1,0578 kg sm/d kg sm/kg BZT5 0,0389 kg BZT5/kg sm d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Azot organiczny Azot amonowy Azot azotanowy Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitryfikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego Strona | 71 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji 7712,0823 8064 1928,0206 3072 m3 m3 m3 m3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 37,7365 2,7737 2,7737 73,50% 192,37% 722,5417 g/m3 % % m3/h 0,5 347,43 432 2,3962 2,6733 0,5628 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu 44,4971 996,5458 13,7274 8,2125 24,2759 kg sm/d kg sm / d d d d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. Węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 1115,6932 609,4747 302,1171 63,0714 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h 1513,7136 63,0714 12 4 3,85 2 10,83 12,8443 kg O2/d kg O2/h st. C m m mg O2/dm3 mg O2/dm3 mg O2/dm3 74,7036 10,6719 278 3,60% kg/h kg/h mg O2/dm3 %/m 10,008 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3 / min Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stos 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów Sprawność napowietrzania Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 38,5308 1938,8022 32,3134 Strona | 72 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Tabela 23. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych osadników wtórnych dla okresu obecnego obciążenia. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Przepływ ścieków średniodobowy Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h Mnożnik dla pogody deszczowej Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu Stężenie osadu czynnego Indeks osadu Liczba osadników Powierzchnia rzeczywista Wymagana powierzchnia osadników Średnica osadnika Objętość osadnika Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika Czas zagęszczania Rozcieńczenie na zgarniaczu Zawartość suchej masy przy dnie osadnika Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym Minimalny wymagany stopień recyrkulacji Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej Głębokość obliczeniowa rzeczywista Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia Dodatkowa strefa gromadzenia osadu Wymagana głębokość całkowita Wartość 3756,00 2,40 2,00 751,20 3,00 135,00 2,00 904,78 633,82 24,00 3981,03 0,83 2,50 0,70 10,05 7,04 74,31% 1309,42 4,40 0,50 1,22 Jednostka m3/d m3/h kg/m3 cm3/g m2 m2 m m m3/(m2*h) h kg/m3 kg/m3 % m3/h m m m 0,75 1,54 4,01 m m m Jak wynika z powyższych obliczeń, przy wykonaniu modernizacji istniejącego reaktora, już przy stężeniu osadu czynnego na poziomie 3 kg/m3 uzyskany wiek osadu znajdować się będzie na pograniczu stabilizacji tlenowej. Oznacza to, iż realizacja tego etapu, do czasu znaczącego rozwoju zlewni, zapewni nie tylko uzyskanie ścieków oczyszczonych o składzie odpowiadającym obecnym przepisom, ale i właściwy poziom ustabilizowania osadu. Należy zwrócić uwagę, iż standardowo eksploatuje się tego typu układy (bez osadników wstępnych) do poziomu stężeń osadu rzędu 4,5 kg/m3, co oznacza, iż wymagany wiek osadu może być utrzymywany nawet dla obciążenia przekraczającego 22500 RLM. Z kolei dociążenie oczyszczalni do tego poziomu, powoduje, iż wykonanie beztlenowego stopnia stabilizacji osadów staje się w pełni uzasadnione ekonomicznie i technologicznie. 4.2.2 Wariant drugi – z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej. Przy pełnym docelowym obciążeniu oczyszczalni wiek osadu skróci się poniżej granicy uznawanej dla osadu ustabilizowanego (uzyskany będzie WO = 14,3 – 15,2 dni), należy wówczas zastosować dodatkowy stopień stabilizacji. Przy tej wielkości czyszczalni (30 tysięcy RLM) oraz składzie ścieków opisanym w bilansie, jednoznacznie rekomenduje się zastosowanie beztlenowej przeróbki osadów. Dla prawidłowego procesu fermentacji metanowej konieczne jest zastosowanie procesu sedymentacji wstępnej (osadnika wstępnego). Stąd dalsze obliczenia przeprowadzono dla zmienionego składu ścieków. Należy Strona | 73 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zwrócić uwagę, iż jest to wariant maksymalnie niekorzystny, stąd w przypadku zmiany technologii na inną (np. wydzieloną stabilizację tlenową), przebieg procesów w stopniu ściekowym będzie przebiegał jak w warrancie pierwszym, a stabilizacja osadu np. na drodze tlenowej, mimo, iż droższy w eksploatacji, wymagać będzie jedynie dobudowy komory stabilizacji tlenowej oraz rozbudowy systemu napowietrzania. Opis koncepcji. Rozbudowa i modernizacja części ściekowej oczyszczalni wprowadza zmiany układu technologicznego. Zmodernizowana część ściekowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: • Usuwanie łatwoopadalnych zawiesin w osadniku wstępnym. Procesowi sedymentacji podlegać będzie całość lub część ścieków – z możliwością zmian proporcji przez obsługę, zależnie od bieżących warunków procesowych. • Produkcję lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) w węźle osadnika wstępnego, realizowaną poprzez wydłużenie czasu zatrzymania osadu oraz jego recyrkulację przed osadnik, celem wypłukania wytworzonych LKT ściekami i poprawę ich transportu do komór osadu czynnego. • Intensyfikację usuwania fosforu poprzez stosowanie komory defosfatacji i skierowanie do niej nowej recyrkulacji zewnętrznej z osadników wtórnych (poprzez nową komorę predenitryfikacji osadu recyrkulowanego – usuwającą azot azotanowy ze strumienia osadu recyrkulowanego). Komory zabudowane w miejscu (rejonie) istniejących komór regeneracji osadu czynnego, które będą zlikwidowane. • Intensyfikację usuwania azotu poprzez stosowanie komory denitryfikacji biologicznej i skierowanie do niej strumienia azotanów z komory nitryfikacji poprzez nową recyrkulację wewnętrzną. • Intensyfikację nitryfikacji poprzez zastosowanie odpowiedniej wielkości komór nitryfikacji. • Modyfikację pompowni recyrkulacji wewnętrznej. • Poprawę rozdziału zawiesin osadu czynnego w zmodernizowanych osadnikach wtórnych. • Zawrócenie osadu recyrkulowanego oraz odprowadzenie osadu nadmiernego poprzez zmodernizowaną pompownię recyrkulacji zewnętrznej. Tabela 24. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 2 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 20 oC. Ilość i jakość ścieków dopływających Parametr Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Wartość Jednostka 4190,7 419,1 30000 20 20 m3/d m3/h st. C st. C Strona | 74 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0 0,1 0,15 0,15 0,02 - 1170 808,5 349,14 349,14 50,7 kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d 279,1896 192,9272 83,3131 83,3131 12,0919 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Wartość Jednostka 432 432 3072 4560 8064 m3 m3 m3 m3 m3 Wartość Jednostka 3,3 85,00% g/m3 % Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny 279,1896 192,9272 83,3131 12,0919 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT5 Zawiesina ogólna 5 15 g/m3 g/m3 Ładunki całkowite BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Objętości reaktorów Parametr Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora Parametry pracy reaktorów. Parametr Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej Strona | 75 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 10 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 1170 808,5 349,1402 50,6735 kg/d kg/d kg/d kg/d 83,3131 12,5635 68,7496 58,7496 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 1,8 - 3,7486 29,3 0,45 7,738 d d - 1,4157 747,7877 0,6391 kg sm/d kg sm/kg BZT5 0,0534 kg BZT5/kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji 6639,428 8064 2987,7426 3072 m3 m3 m3 m3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 68,7496 5,875 5,875 85,45% 502,50% 2105,9775 g/m3 % % m3/h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,5 387,6675 432 2,7919 3,4535 4,1465 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 161,5796 909,3673 kg sm/d kg sm / d Azot ogólny Fosfor ogólny Azot organiczny Azot amonowy Azot azotanowy 12 1,7 2 Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT5 Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitryfikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego Strona | 76 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 16,5478 3,7486 29,2634 d d d 1559,3359 1238,8685 713,9857 87,1031 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h 2090,4744 87,1031 20 4 3,85 2 9,17 kg O2/d kg O2/h st. C m m mg O2/dm3 mg O2/dm3 10,8755 mg O2/dm3 106,7309 kg/h 15,2473 kg/h 278 mg O2/dm3 3,60% %/m Sprawność napowietrzania 10,008 Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,5308 Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 2770,0152 46,1669 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3/min Tabela 25. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 2 części biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 12 oC. Ilość i jakość ścieków dopływających Parametr Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe Dobowa ilość ścieków surowych Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) RLM Temperatura prowadzenia procesu Temperatura do obliczeń napowietrzania Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M) BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających BZT5 Wartość Jednostka 4190,7 419,1 30000 12 12 m3/d m3/h st. C st. C 60 70 11 0 11 1,8 g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) g/(M*d) 0 - Strona | 77 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 0,1 0,15 0,15 0,02 - Ładunki całkowite BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny 1170 808,5 349,14 349,14 50,7 kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d 279,1896 192,9272 83,3131 83,3131 12,0919 g O2/m3 g/m3 g N/m3 g N/m3 g N/m3 g P/m3 Wartość Jednostka 432 432 3072 4560 8064 m3 m3 m3 m3 m3 Wartość Jednostka 3 85,00% g/m3 % 279,1896 192,9272 83,3131 12,0919 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 5 15 12 1,7 2 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 10 g/m3 1170 808,5 349,1402 50,6735 kg/d kg/d kg/d kg/d Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów [g/m3] BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Azot azotanowy Azot ogólny Kjeldahla Fosfor ogólny Objętości reaktorów Parametr Wymiary reaktorów Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Nitryfikacja, objętość wraz z komorą dwufunkcyjną Całkowita objętość reaktora Warunki pracy reaktorów Parametr Stężenie osadu i recyrkulacja Stężenie osadu czynnego w reaktorach Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych BZT5 Zawiesina ogólna Azot ogólny Fosfor ogólny Azot organiczny Azot amonowy Azot azotanowy Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych Ładunek BZT Ładunek zawiesiny ogólnej Ładunek azotu Kjeldahla Ładunek fosforu ogólnego Strona | 78 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora Azot organiczny związany w biomasie Azot do nitry5fikacji Azot poddawany denitryfikacji Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 83,3131 12,5635 68,7496 58,7496 g/m3 g/m3 g/m3 g/m3 1,8 - 8,2125 25 0,45 3,0137 d d - 0,8117 818,3626 0,6995 kg sm/d kg sm/kg BZT5 0,0572 kg BZT5/kg sm d Wymagana pojemność reaktorów biologicznych Wymagana objętość reaktorów, całkowita Przyjęta objętość reaktorów, całkowita Wymagana objętość komory denitryfikacji Przyjęta objętość komory denitryfikacji 6818,1818 8064 3068,1818 3072 m3 m3 m3 m3 Stopień recyrkulacji wewnętrznej Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 68,7496 5,875 5,875 85,45% 502,50% 2105,9775 g/m3 % % m3/h Usuwanie fosforu Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji Wymagana objętość komory defosfatacji Przyjęta objętość komory defosfatacji Ilość fosforu wbudowywana w biomasę Ilość fosforu usuwana biologicznie Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,5 387,6675 432 2,7919 4,0429 3,5571 h m3 m3 g/m3 g/m3 g/m3 Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu Obliczony tlenowy wiek osadu Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji Obliczony całkowity wiek osadu 152,1936 970,5562 14,095 8,2125 24,9259 kg sm/d kg sm / d d d d Zapotrzebowanie na tlen Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 1455,5492 1238,8685 713,9857 84,4665 kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / d kg O2 / h Wydajność dmuchaw Dobowe zapotrzebowanie tlenu 2027,196 kg O2/d Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury Przyrost osadu z rozkładu związków węgla Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla Obciążenie substratowe osadu czynnego Obciążenie substratowe osadu czynnego Strona | 79 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Godzinowe zapotrzebowanie tlenu Temperatura prowadzenia procesu Głębokość reaktora Głębokość wprowadzenia tlenu Wymagane stężenie tlenu w komorze Standardowe nasycenie tlenem Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia tlenu = 3,85m Wymagana ilość tlenu Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku 1/7 Zawartość tlenu w powietrzu Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia zużycia dyfuzorów 84,4665 12 4 3,85 2 10,83 kg O2/h st. C m m mg O2/dm3 mg O2/dm3 12,8443 mg O2/dm3 100,0445 kg/h 14,2921 kg/h 278 mg O2/dm3 3,60% %/m Sprawność napowietrzania 10,008 Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,5308 Wydajność dmuchaw Wydajność dmuchaw 2596,4813 43,2747 (gO2/m3 pow) / 1m głębokości (gO2/m3 pow) / 3,85 m głębokości Nm3/h Nm3/min Przeprowadzono również analizę pracy osadników wtórnych w warunkach napływów pogody suchej oraz deszczowej. Tabela 26. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla napływów pory suchej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Przepływ ścieków średniodobowy Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h Mnożnik dla pogody deszczowej Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu Stężenie osadu czynnego Indeks osadu Liczba osadników Powierzchnia rzeczywista Wymagana powierzchnia osadników Średnica osadnika Objętość osadników Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika Czas zagęszczania Rozcieńczenie na zgarniaczu Zawartość suchej masy przy dnie osadnika Minimalny wymagany stopień recyrkulacji Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej Głębokość obliczeniowa rzeczywista Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia Dodatkowa strefa gromadzenia osadu Wymagana głębokość całkowita Wartość 4190,70 2,40 1,00 419,07 3,00 135,00 1,00 452,39 353,59 24,00 1990,51 0,93 2,50 0,70 10,05 74,31% 730,48 4,40 0,50 1,36 Jednostka m3/d m3/h kg/m3 cm3/g m2 m2 m m m3/(m2*h) h kg/m3 % m3/h m m m 0,75 1,72 4,33 m m m Strona | 80 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Tabela 27. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla napływów pory deszczowej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi. Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego Opis Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu Stężenie osadu czynnego Indeks osadu Liczba osadników Powierzchnia rzeczywista Wymagana powierzchnia osadników Średnica osadnika Objętość osadników Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika Czas zagęszczania Rozcieńczenie na zgarniaczu Zawartość suchej masy przy dnie osadnika Minimalny wymagany stopień recyrkulacji Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej Głębokość obliczeniowa rzeczywista Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia Dodatkowa strefa gromadzenia osadu Wymagana głębokość całkowita Wartość 850,00 3,00 135,00 2,00 904,78 717,18 24,00 3981,03 0,94 2,50 0,70 10,05 74,31% 1481,64 4,40 0,50 1,38 Jednostka m3/h kg/m3 cm3/g m2 m2 m m m3/(m2*h) h kg/m3 % m3/h m m m 0,75 1,75 4,37 m m m Jak wynika z obliczeń, oczyszczalnia będzie pracować w odpowiednim zakresie obciążeń, dysponując rezerwą na wypadek okresowych przeciążeń lub dopływu zwiększonej ilości ścieków. W przypadku konieczności przeprowadzenia remontów, konserwacji lub awaryjnych wyłączeń obiektów, utrzymany zostanie proces oczyszczania ścieków na poziomie zgodnym z obowiązującymi przepisami. 4.2.5. Inne rozwiązania Wstępnie zakładano przeprowadzenie symulacji całkowitej przebudowy oczyszczalni, ze zmianą technologii stopnia osadu czynnego na układ porcjowy. Z uwagi jednak na charakter zlewni – znaczny, stały dopływ dużej ilości wód przypadkowych, szybkie zmiany (wzrost podczas opadów) wielkości przepływu – opisane w bilansie ścieków i warunkach pracy oczyszczalni, bezwzględnie należy utrzymać przepływowy charakter oczyszczalni. Dodatkowym argumentem przemawiającym za utrzymaniem przepływowego charakteru oczyszczalni jest konieczność całkowitej przebudowy istniejących obiektów na układ dostosowany do użycia reaktorów porcjowych, co zwielokrotniłoby koszty przebudowy oczyszczalni. Rozważono również zastosowanie technologii BIOGRADEX – opatentowanego układu podciśnieniowej modyfikacji osadu czynnego, pozwalającej zwiększyć stężenie osadu czynnego w reaktorach. Proponuje się jednak odrzucić to rozwiązanie – uzyskany wiek osadu Strona | 81 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 przy normalnych stężeniach osadu pozwala na prowadzenie procesu, a proponowany wydzielony stopień stabilizacji osadów pozwoli na uzyskanie lepszych efektów stabilizacji, niż symultaniczne prowadzenie procesu. Kolejną przesłanką wskazującą na rezygnację z rozwiązania jest brak wiedzy na temat współpracy nietypowych osadników wtórnych stosowanych w Szczawnicy z modyfikatorem osadu czynnego. Obserwowana wielkość przepływu przez oczyszczalnię wykluczyła możliwość zastosowania filtracji membranowej – z uwagi na wielkość przepływu, koszt takiej modernizacji i późniejszego utrzymania układu w sprawności byłby olbrzymi. 4.2.3 Podsumowanie Przeanalizowano szereg dostępnych rozwiązań technicznych. Odrzucono rozwiązania niedostatecznie sprawdzone w praktyce eksploatacyjnej, zwłaszcza w warunkach występowania dużych i nierównomiernych przepływów wód przypadkowych. Jak wynika z powyższych obliczeń, istniejący reaktor jest w stanie przejąć zakładaną docelową ilość ścieków. Warto zwrócić uwagę, iż zastosowanie układu sedymentacji wstępnej niezwykle korzystnie wpływa na technologię oraz ekonomię pracy układu: • Znacząco spada przyrost osadu nadmiernego, przy czym pojawia się osad wstępny, który w warunkach beztlenowych rozkładany jest o wiele skuteczniej, produkując przy tym dużo większe ilości biogazu. Ostateczny koszt podano w rozdziale dot. kosztów eksploatacyjnych. • Zasadniczo spada zapotrzebowanie sprężonego powietrza, ograniczając koszty zakupu energii elektrycznej. Ostateczny koszt podano w rozdziale dot. kosztów eksploatacyjnych. • Możliwa jest praca przy niższych stężeniach osadu – co poprawia stabilność pracy oczyszczalni i odporność na przeciążenia hydrauliczne napływami wód deszczowych i roztopowych. • Dopuszczalny indeks osadu wzrasta, co pozwala na złagodzenie kontroli pracy stopnia biologicznego oczyszczalni. Strona | 82 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 5 Proponowane warianty modernizacji i rozbudowy części osadowej oczyszczalni. Jak jednoznacznie wykazały obliczenia zamieszczone w rozdziale powyżej, przy wykorzystaniu istniejących kubatur reaktorów, możliwe jest uzyskanie właściwej jakości ścieków oczyszczonych. Niemniej jednak, przy docelowym obciążeniu oczyszczalni ładunkiem zanieczyszczeń, układ ten nie gwarantuje uzyskania odpowiednio ustabilizowanego osadu. Rozbudowa stopnia biologicznego, umożliwiająca uzyskanie wieku osadu powyżej 25 dni w głównym ciągu ściekowym nie jest celowa – wymaga zastosowania bardzo dużych kubatur obiektów. Również, jak wskazują doświadczenia, efektywność prowadzonej tak stabilizacji jest bardzo niska - obecne trendy i badania wskazują, iż poprawna symultaniczna stabilizacja osadu (równoległa z oczyszczaniem ścieków) nigdy nie gwarantuje prawidłowości przebiegu obu procesów. Dotychczasowe doświadczenia z eksploatacji szeregu obiektów, wskazują, iż nawet przy teoretycznie długim wieku osadu w reaktorach, stabilizacja nie jest pełna. Prowadzenie rozdzielnych procesów oczyszczania ścieków i obróbki osadów zapewnia możliwość bieżącej optymalizacji i dostosowywania parametrów technologicznych, technicznych i ekonomicznych do aktualnego obciążenia obiektu. Stąd w koncepcji rozważono wyłącznie wykonanie wydzielonego stopnia stabilizacji osadów, dedykowanego do przeprowadzenia tego procesu z maksymalną efektywnością. Rozważono szereg wariantów procesowych przeróbki osadów. Poniżej omówiono oddzielnie zagadnienia związane ze stabilizacją osadów oraz ich odwadnianiem. Przeanalizowano proces obróbki osadów dla pełnego zakresu obciążenia oczyszczalni oraz obydwu wariantów procesu oczyszczania ścieków – z zastosowaniem osadnika wstępnego oraz przy produkcji jedynie osadu nadmiernego. Doboru urządzeń do odwadniania i zagęszczania dokonano dla maksymalnych potencjalnych ilości osadów – co gwarantuje perspektywiczność stabilnej pracy oczyszczalni. Proponowana konfiguracja urządzeń zapewnia ich wykorzystanie w każdym z możliwych układów technologicznych – ze stabilizacją osadów w głównym ciągu technologicznym (wariant proponowany po modernizacji I etapu), stabilizacją w osadniku Imhoffa (wariant obecnie stosowany, możliwy do realizacji po modernizacji I etapu), stabilizacją w nowej wydzielonej komorze fermentacyjnej (wariant proponowany w II etapie modernizacji). W I i II etapie modernizacji powstają następujące ilości osadów. Tabela 28. Zestawienie ilości powstających osadów . Wariant Bez osadników wstępnych Z osadnikiem wstępnym – przed procesem stabilizacji Z osadnikiem wstępnym – po procesie stabilizacji Sucha masa osadu [kg sm/d] 2137,9 2605,4 1894,6 Uwagi Sam osad nadmierny Uwzględniono odpady zewnętrzne dowożone (zgodnie z pismem RPK sp. z o.o.) Strona | 83 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Obliczenia stopnia stabilizacji osadów dokonano dla wariantu docelowego rozbudowy oczyszczalni, czyli z osadnikiem wstępnym, uwzględniając dodatkowo dowóz 20 ton osadów (tłuszczy) miesięcznie z zakładów pracy. Obliczenia wydajności maszyn do zagęszczania/odwadniania osadów oraz higienizacji osadu dokonano dla maksymalnych ilości osadów powstających na oczyszczalni – niezależnie od wariantu, ponieważ niezależnie od układu technologicznego oczyszczalni, ciągłość procesowa musi zostać zachowana. 5.1 Stabilizacja osadów. Przeprowadzono analizę dostępnych wariantów stabilizacji, takich jak: • Kompostowanie. • Stabilizacja chemiczna. • Autotermiczna stabilizacja tlenowa (ATSO). • Stabilizacja tlenowa. • Fermentacja metanowa. Poniżej omówiono je skrótowo oraz przedstawiono ich wady i zalety. 5.1.1 Kompostowanie. Kompostowanie osadów powoduje ich stabilizację, zniszczenie organizmów chorobotwórczych, redukcję masy i uwodnienia. Proces pozwala na uzyskanie produktu dojrzałego, zhumifikowanego, całkowicie stabilnego, o zapachu ziemi i luźnej strukturze. Kompostowanie może być stosowane jako proces końcowy uszlachetniania osadów, pozwalający na uzyskanie materiału o wysokich cechach jakościowych, który może być wykorzystany przyrodniczo (pod warunkiem spełnienia norm metali ciężkich). Substancja organiczna wykorzystywana jest jako materiał nawozowy, strukturotwórczy i rekultywacyjny. Stanowi cenny nawóz organiczny mogący zastąpić obornik. Kompostowanie wymaga wymieszania osadu ze środkiem strukturotwórczym, np. trocinami. Korzystne dla procesu kompostowania jest dodanie biopreparatów przyśpieszających rozkład biomasy. Z uwagi jednak na dostępny obszar na terenie oczyszczalni oraz konieczność dostaw dużych ilości materiałów strukturalnych należy stwierdzić, iż nie jest możliwe przetworzenie pełnej produkcji osadów na terenie oczyszczalni. Wariant kompostowania może być skuteczny w przypadku zastosowania procesu w kontenerach oraz np. w ramach centralnego węzła przeróbki osadów. Główną przesłanką eliminującą proces kompostowania jest niewielka możliwość zagospodarowania kompostu na okolicznym terenie (konieczność wdrożenia całego systemu zezwoleń i dystrybucji) oraz brak wystarczającej powierzchni na terenie oczyszczalni – wraz z potencjalną możliwością oddziaływania zapachowego poza obszar działki oczyszczalni. 5.1.2 Stabilizacja chemiczna Stabilizacja chemiczna to proces granulacji, sterylizacji i termicznego przetwarzania osadów, polegający na odpowiednim i szybkim mieszaniu i homogenizacji osadów wstępnie odwodnionych (np. na wirówce) do zawartości co najmniej 20% s.m. (max. 80% H2O) z wysoko reaktywnym tlenkiem wapnia CaO w szybkoobrotowym granulatorze-reaktorze. Strona | 84 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 W wyniku przebiegających silnie egzotermicznych reakcji chemicznych zachodzi intensywna hydroliza wapna palonego wodą zawartą w osadach, temperatura procesu rośnie do 135-140 o C, co powoduje usunięcie nieprzyjemnego zapachu osadu, a zawarte w osadzie zanieczyszczenia biologiczne, takie jak wirusy, bakterie, patogeny, przetrwalniki, a nawet najbardziej odporne jaja pasożytów jelitowych Ascaris zostają zniszczone do poziomu log 7-8 i powstający granulat jest sterylny. W wyniku tych reakcji oraz homogenizacji osadów uzyskuje się suchy, hydrofobowy proszek lub granulat o zawartości ok. 95% s.m. oraz parę wodną. Otrzymany produkt jest materiałem o właściwościach wodoodpornych, w którym substancje organiczne z osadów komunalnych lub szkodliwe z osadów przemysłowych są zestalone w ziarnach i granulkach. Układ technologiczny części osadowej oczyszczalni w wariancie stabilizacji chemicznej daje możliwość: • Precyzyjnej regulacji ilości osadu nadmiernego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. • Stabilizacji tlenowej osadu metodą chemiczną – prowadzenia procesu prostego, o dużej efektywności i umiarkowanej energochłonności, przy wysokim zużyciu środków chemicznych. • W miarę dowolnego kształtowania przebiegu procesu odwadniania, zależnie od potrzeb (praca ciągła przez wybrane dni tygodnia lub codzienne odwadnianie zadanej ilości osadu). • Skierowania ustabilizowanego chemicznie, odwodnionego osadu o zawartości suchej masy w granicach 95 % sm do przyrodniczego wykorzystania, ze sprzedażą jako preparat nawozowy włącznie. Odbierany z reaktora-homogenizatora proszek (granulat) jest produktem, który w zależności od typu i składu osadu, może być wykorzystany jako nawóz do celów rolniczych lub upraw leśnych, może być używany jako kruszywo do budowy dróg, do produkcji cementu, jako sorbent tlenków SOx, NOx, do produkcji materiałów budowlanych lub materiał uszczelniający i stabilizujący podkłady pod drogi, czy też warstwy pośrednie i zewnętrzne na składowiskach odpadów. Metodą stabilizacji chemicznej (np. system ORTWED) można produkować nawozy organiczno-mineralne na bazie odwodnionego osadu, wzbogacane fosforem, potasem, azotem, magnezem w wysokiej temperaturze, co powoduje że powstają nawozy wieloskładnikowe typu POLIFOSKA – stosowane dla różnych roślin w zależności od stosowanej receptury produkcji. Podstawowym kosztem eksploatacyjnym systemu, jest koszt zakupu wapna palonego. Biorąc pod uwagę zapotrzebowanie na nawozy wapienno-organiczne i skład powstającego produktunawozu, w wyniku sprzedaży nawozu uzyskuje się co najmniej zwrot kosztów, a w przypadku dobrego marketingu znaczny zysk umożliwiający zwrot kosztów inwestycyjnych w okresie 1-3 lat. Zużycie energii elektrycznej jest niewielkie. Jest ona potrzebna tylko do uzyskania odpowiednich obrotów w homogenizatorze-granulatorze i wirówce oraz do transportu osadu i granulatu w podajnikach i transporterach. Zapotrzebowanie na energię wynosi ok. 0,008 kWh/1 kg s.m. Istotnym elementem procesu granulacji jest również ok. 3,5 – krotne zmniejszenie ilości powstającego Produktu-granulatu, w stosunku do ilości wprowadzanego do granulatora 25% osadu. Otrzymany granulat można bezpiecznie składować, przechowywać i transportować, gdyż produkt ten jest materiałem hydrofobowym, odpornym na wodę i może być nawet przechowywany całorocznie w pryzmach na wolnym powietrzu, bez wpływu na środowisko i bez wpływu środowiska na granulat. Strona | 85 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 O wartości granulatu jako nawozu przede wszystkim decydują następujące czynniki: • Wartość nawozowa. • Wartość glebotwórcza. • Obecność syntetycznych związków organicznych. • Zawartość mikroelementów. • Obecność metali ciężkich. • Obecność organizmów chorobotwórczych i innych. O wartości nawozowej decyduje zawartość głównych składników pokarmowych dla roślin (N, P, K, Mg, Ca) oraz mikroelementów. Uogólniając można przyjąć, że zawartość azotu w osadach surowych jest często wyższa, a w stabilizowanych podobna do zawartości w gnojowicy oraz zawsze wyższa aniżeli w oborniku. Zawartość fosforu jest podobna, lub wyższa, w porównaniu do typowych nawozów organicznych chociaż zawartość potasu jest niższa. Zawartość mikroelementów jest znacznie wyższa aniżeli w gnojowicy czy oborniku oraz znacznie wyższa aniżeli w kompostach z przeciętnej masy zielonej. Czynnikiem, który w różnym stopniu ogranicza lub czasami uniemożliwia przyrodnicze wykorzystanie granulatu otrzymanego z osadów z oczyszczalni ścieków komunalnych, są metale ciężkie. Zgranulowany produkt jest bezpieczny do użytkowania bezpośredniego, ponieważ zawiera wapno, jest hydrofobowy (odporny na wodę), nie pylący, sterylny, w wyniku czego brak w nim obecności organizmów chorobotwórczych i innych niebezpiecznych dla zdrowia i roślin. Zgodnie z PKWiU z 2008 r. w zależności od tego, czy będą dodawane do nawozów opcjonalne składniki zawierające potas K, fosfor P albo azot N, czy też magnez Mg, będą to nawozy mineralne zawierające, co najmniej dwa z pierwiastków nawozowych (azot, fosfor, potas), gdzie indziej niesklasyfikowane o klasyfikacji 20.15.79.0, według PKWiU, albo (bez dodatków) nawozy naturalne lub organiczne gdzie indziej niesklasyfikowane o klasyfikacji: 20.15.80. Możliwość ich zastosowania pogłownie-posiewnie, ze względu na dużą zawartość części organicznych, umożliwia rozwój i zwiększa aktywność mikroorganizmów glebowych. Będą one uwalniać bez strat potrzebne składniki, co jest niezwykle cenne dla rolników, gdyż umożliwia zasilanie roślin optymalnie nie narażając na wymywanie składników, w szczególności przy wysiewie wcześnie wiosną przedsiewnie. Zgranulowany nawóz polepsza warunki glebowe przez zmniejszenie deficytu humusu w glebie i poprawę bioprzyswajalności składników pokarmowych w glebie, a dzięki specyficznej strukturze zgranulowanego produktu do rozprowadzania go na polach można używać typowych, dostępnych na rynku roztrząsaczy (rozsiewaczy) obornika, lub nawozów sztucznych. Granulaty-nawozy, ze względu na niższą cenę oraz znakomitą jakość dostosowaną do wymagań odbiorcy-rolnika mogą stanowić produkt poszukiwany na rynku. Wariant ten jednak, z uwagi na specyfikę terenową (ograniczającą możliwość wykorzystania) oraz konieczność gromadzenia dużych partii osadu nie jest wskazany do zastosowania. Kolejną przesłanką ograniczającą wybór tego wariantu jest konieczność zatrudnienia pracowników zajmujących się marketingiem i wyszukiwaniem odbiorców. 5.1.3 Autotermiczna stabilizacja tlenowa. Jedną z zalecanych, dla oczyszczalni ścieków o przepustowości do 20 000 m3/d, metod unieszkodliwiania osadów ściekowych jest autotermiczna termofilowa stabilizacja (ATSO). Proces ten zapewnia pełną stabilizację, higienizację, a nawet pasteryzację osadów, czyniąc je biomasą, która może być wykorzystywana do celów przyrodniczych i rolniczych. Strona | 86 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Proces ATSO jest nową technologią w warunkach polskich, która swoje możliwości prezentuje w Europie już od ponad 15 lat. Pierwsza instalacja na oczyszczalni ścieków w Giżycku pracuje od 2003 roku, druga w Lubaniu rozpoczęła pracę 2006 roku , a trzecia w Olecku w 2009 roku. Na bieżąco w realizacji są instalacje na oczyszczalniach ścieków w Oławie, Kętrzynie i Piszu. Biologiczna stabilizacja osadu jest oparta na redukowaniu substancji organicznych zawartych w osadach ściekowych. W technologii ATSO zmniejszenie tych substancji przeprowadzane jest przez aerobowe mikroorganizmy. Przemiana energii aerobowej odbywa się egzotermicznie. Dlatego biologiczne utlenianie substancji organicznych wyzwala energię, głównie w postaci ciepła. Produktem końcowym są substancje proste jak H20 i CO2. Wydajne zatrzymanie ciepła, które wyzwala się podczas rozkładu daje w rezultacie wysokie temperatury robocze (>50oC), a to z kolei wysoki stopień rozkładu substancji organicznych jak też eliminację czynników chorobotwórczych. Proces ten wymaga wstępnego zagęszczenia osadu do ponad 4,5 % s.m., dzięki czemu uzyskuje się większą jednostkową zawartość substancji organicznych, która nie powinna być mniejsza niż 40,0 g/l, wyrażona wartością ChZT. Efektywne działanie procesu wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości tlenu (napowietrzanie) oraz utrzymania zawartości reaktora w jednorodnym stanie (mieszanie). W procesie powstaje też intensywnie piana na powierzchniowej warstwie osadu, której obecność wprawdzie poprawia warunki zachodzenia procesu, ale jej ilość musi być stale kontrolowana. Przy dostarczeniu odpowiedniej ilości tlenu samorzutnie osiągana jest temperatura od 55 do 80 oC. W większości oczyszczalni proces jest chłodzony do temperatury 60-65 oC, co daje możliwość odzysku ciepła. Do komory wprowadzany jest czysty tlen albo stosuje się specjalne aspiratory powietrza. Zmniejszone gabaryty komory (czas przetrzymania 5 do 6 dni) pozwalają na uzyskanie podobnej do stabilizacji konwencjonalnej 38-50% obniżki s.m.o. oraz najlepszego osadu pod względem unieszkodliwienia organizmów chorobotwórczych. Instalacja ATSO możliwa do zastosowania na oczyszczalni składa się z dwóch lub reaktorów pracujących szeregowo, izolowanych termicznie i zamkniętych, wyposażonych w osprzęt kontrolny, urządzenia napowietrzające i rozbijające pianę oraz instalację biofiltrów. Szeregowe połączenie reaktorów pozwala na pełną pasteryzację-higienizację, gdyż nie zachodzi infekcja odprowadzanego osadu świeżymi organizmami obecnymi w osadzie doprowadzanym. Eksploatacja instalacji ATSO pracującej w systemie szeregowym polega na porcjowym przesyłaniu osadu z jednej do drugiej komory – po usunięciu porcji ustabilizowanego osadu. Można więc przyjąć, że osad z dwustopniowego procesu ATSO będzie stabilny i będzie w pełni zhigienizowany, jeśli temperatura w drugiej komorze przekracza 60 0C i całkowity czas reakcji jest równy co najmniej 6 dób. Układ zasilany jest wsadowo raz dziennie, po czym reaktory są odizolowywane. W pierwszym stopniu temperatury zwykle są w dolnym zakresie zakresu termofilnego (40-50°C). Maksimum dezynfekcji osiąga się w drugim stopniu, w którym temperatury zawierają się w granicach 50-60°C. Codzienny zrzut unieszkodliwionych osadów odbywa się tylko z drugiego stopnia. Po zakończeniu takiego zrzutu surowy osad jest podawany do pierwszego stopnia, podczas gdy przetworzony częściowo osad jest przemieszczany do drugiego reaktora. Po zasileniu reaktory pozostają odizolowane przez 23 godziny, kiedy to zachodzi rozkład termofilny. Strona | 87 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Typowy reaktor ATSO. 1 – reaktor; 2 – izolacja; 3 – okładzina; 4 – rurociągi; 5 – napowietrzacz spiralny; 6 – napowietrzacz obiegowy; 7 – kontroler piany Tryb pracy reaktora ATSO Reaktory ATSO zawsze pracują przy stałym poziomie osadu ściekowego. Przed uruchomieniem cyklu zrzutu-podawania wyłączane są urządzenia mechaniczne (instalacja napowietrzająca, mieszacze i sterowniki piany). Po zrzucie z reaktora IIo osad jest pompowany z reaktora Io do reaktora IIo do uzyskania prawidłowego poziomu. Następnie surowy osad jest podawany do reaktora Io. Aby zapobiec wzrostowi temperatury powyżej 60 – 65ºC reaktor powinien być wyposażony w wewnętrzne wymienniki ciepła powodujące schładzanie. Wodą chłodząca może być woda niezdatna do picia (ścieki po oczyszczalni) z minimalną zawartością zawiesin. Alkaliczność to inny ważny parametr przy wyborze wody chłodzącej. Powtórny obieg wody chłodzącej jest możliwy jedynie wówczas, gdy może ona schładzać się sama. Układ technologiczny części osadowej oczyszczalni w wariancie autotermicznej stabilizacji tlenowej daje możliwość: • Precyzyjnej regulacji ilości osadu nadmiernego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. • Stabilizacji tlenowej osadu w wydzielonych komorach niskotlenowych – prowadzenia procesu stosunkowo skomplikowanego, o dużej efektywności i sporej energochłonności. • Odzyskania znacznej ilości energii zawartej w osadach i użycie jej do ogrzewania obiektów oczyszczalni. • Dowolnego kształtowania przebiegu procesu odwadniania, zależnie od potrzeb (praca ciągła przez wybrane dni tygodnia lub codzienne odwadnianie zadanej ilości osadu) – z uwagi na duże zdolności retencyjne komór (brak wymogu utrzymywania stałego zwierciadła cieczy). • Skierowania ustabilizowanego biologicznie, odwodnionego i ustabilizowanego (bez konieczności dozowania wapna) osadu o zawartości powyżej 25 % sm, do przyrodniczego wykorzystania lub kompostowania. Prezentowana technologia charakteryzuje się: • Jednoczesną stabilizacją osadów ściekowych i redukcją patogenów. Strona | 88 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • Bardzo stabilnym procesem, na który nie ma wpływu zmienne obciążenie. Elastycznością w rozbudowie. W rezultacie zastosowania procesu ATSO otrzymujemy osad: • W pełni ustabilizowany nie podlegający wtórnemu zagniwaniu. • W pełni zhigienizowany nie zawierający zanieczyszczeń bakteriologicznych. • Nie ulegający wtórnemu nawodnieniu w okresie składowania. • Nadający się do bezpośredniego zastosowania w rolnictwie lub do innych celów przyrodniczych. Należy zwrócić uwagę, iż wariant ten wymaga jednak wprowadzenia szeregu energochłonnych urządzeń oraz wpływa na zasadniczą zmianę wymaganych standardów eksploatacyjnych. Metoda ta jest również znacząco energochłonna. Dodatkowo zagęszczanie osadu nadmiernego wymaga wprowadzenia kolejnej maszyny – wirówki zagęszczającej. Należy również zwrócić uwagę, iż procesy niskotlenowe mogą generować problemy z emisją zapachów w razie rozszczelnienia/wyłączenia instalacji. Wariant ten jest recesywny – w miarę wzrostu obciążenia oczyszczalni, zapotrzebowanie energetyczne rośnie. 5.1.4 Stabilizacja tlenowa Dla mniejszych oczyszczalni jedną z najczęściej stosowanych metod jest stabilizacja tlenowa. Istota stabilizacji tlenowej w wydzielonych komorach tlenowej stabilizacji osadu (KTSO) polega na napowietrzaniu znajdującego się tam osadu, bez dostępu do świeżego substratu pokarmowego. W tych warunkach dochodzi do obumierania biomasy, a w konsekwencji do mineralizacji zawartości komór. Napowietrzanie winno być prowadzone z przerwami, co pozwoli na denitryfikację endogenną utlenionych form azotu oraz odzysk zasadowości (czyli przywrócenie odczynu). Zwykle praca odbywa się w cyklach dobowych – kilkanaście godzin napowietrzania, kilka denitryfikacji, połączonej ze spustem wody nadosadowej. Czas stabilizacji winien być jak najdłuższy, a minimalny łączny wiek osadu (w reaktorach i KTSO) nie może być krótszy od 25 dni. Stężenie tlenu rozpuszczonego w fazie napowietrzania osadów winno wynosić minimum 2 mg/dm3 ścieków. Układ połączeń musi zapewniać możliwość automatycznego (napędy elektryczne) wyboru kierunku pompowania osadów. Możliwe jest wykonanie zaledwie dwóch lub jednego otwartego obiektu – bez zadaszenia (przykrycia), z uwagi na tlenowy charakter prowadzonych procesów, a więc znikomą możliwość powstania uciążliwości zapachowych. Wariant stabilizacji tlenowej wymaga realizacji następujących działań: • Wykonanie modyfikacji układu odbioru osadu nadmiernego w pompowni osadu recyrkulowanego – pozwalając na odprowadzenie osadu do nowych komór (w tym zabudowa 2 nowych pomp transferowych w systemie 1+1). • Wykonania nowego przewodu osadu nadmiernego do komór stabilizacji tlenowej. Na przewodzie zabudować przepływomierz oraz dwie zasuwy z napędami elektrycznymi, sterujące kierunkiem odbioru osadu. • Budowy nowej, podwójnej komory tlenowej stabilizacji osadu nadmiernego, wyposażonej w drobnopęcherzykowy system wgłębnego napowietrzania, mieszadła, dekantery, przelewy awaryjne, układ odbioru osadu ustabilizowanego oraz układ kontroli poziomu osadu, stężenia tlenu rozpuszczonego i odczynu. Strona | 89 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Zabudowy w stacji dmuchaw (wspólnej dla komór stabilizacji i głównego ciągu ściekowego) kolejnych dmuchaw lub jednostek o zwiększonej wydajności. • Modyfikacji przebiegu kolektora zasilającego układ odwadniania w ustabilizowany osad. • Wykonania układu połączeń technologicznych. W przypadku modernizacji oczyszczalni i wprowadzenia procesu stabilizacji tlenowej, wymagany standard obsługi nie ulega zmianie. Należy się jednak liczyć ze znaczącym wzrostem zużycia energii elektrycznej, co wpłynie na koszty eksploatacji. Układ technologiczny części osadowej oczyszczalni w wariancie stabilizacji tlenowej daje możliwość: • Precyzyjnej regulacji ilości osadu nadmiernego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. • Stabilizacji tlenowej osadu w wydzielonej komorze (podwójnej) – prowadzenia procesu nieskomplikowanego i prostego w kontroli i sterowaniu, o umiarkowanej efektywności, ale znacznej energochłonności. • Skierowania osadu o wydłużonym wieku (z komory stabilizacji), a więc o zwiększonej ilości bakterii nitryfikacyjnych do ciągu oczyszczania ścieków, w razie konieczności odzyskania procesu nitryfikacji lub zaszczepienia reaktora po konserwacji lub naprawie. • Dowolnego kształtowania przebiegu procesu odwadniania, zależnie od potrzeb (praca ciągła przez wybrane dni tygodnia lub codzienne odwadnianie zadanej ilości osadu) – z uwagi na duże zdolności retencyjne komór (brak wymogu utrzymywania stałego zwierciadła cieczy). • Skierowania ustabilizowanego biologicznie, odwodnionego i ustabilizowanego wapnem osadu o zawartości powyżej 20 % sm, do przyrodniczego wykorzystania, kompostowania, zakładu utylizacji termicznej, itp. Wariant ten jako prosty i charakteryzujący się łatwą obsługą (jednak przy umiarkowanych efektach stabilizacji) rekomendowany jest dla niewielkich obiektów. W przypadku Złotoryi może one jednak być brany pod uwagę wyłącznie w sytuacji, gdy potwierdzone zostanie docelowe obciążenie oczyszczalni na poziomie 15 tys. RLM. W przypadku większego obciążenia, jego niska efektywność (wyrażona słabą redukcją masy) oraz znaczna energochłonność (przejawiająca się znacznie zwiększonym zapotrzebowaniem na energię elektryczną) eliminuje jego zastosowanie. Wariant ten jest recesywny – w miarę wzrostu obciążenia oczyszczalni, koszt jego eksploatacji rośnie, a efekty spadają. 5.1.5 Fermentacja metanowa (beztlenowa). Fermentacja metanowa to bardzo często stosowana metoda przeróbki osadów. Jest ona procesem wielofazowym, realizowanym w wydzielonym jednym lub kilku bioreaktorach. Bakterie hydrolityczne za pomocą enzymów zewnątrz komórkowych rozkładają nierozpuszczalne związki organiczne osadów do związków rozpuszczalnych w wodzie. Następnie bakterie kwasowe rozkładają te rozpuszczone związki organiczne do prostych kwasów organicznych. Tę fazę nazywa się często mianem fermentacji kwaśnej. Metabolity fermentacji kwaśnej stanowią substrat dla bakterii metanowych – z kolei produktem ich metabolizmu jest metan, dwutlenek węgla i woda. W większości przypadków bakterie Strona | 90 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 metanowe limitują szybkość procesu fermentacji osadów – rozkład osadów wstępnych jest procesem bardzo szybkim. Dla osadów nadmiernych pochodzących z układów technologicznych oczyszczalni z usuwaniem biogenów obserwuje się jednak limitowanie przebiegu procesu szybkością rozkładu mikroorganizmów kierowanych do fermentacji jako osad nadmierny. Podstawowymi wielkościami wpływającymi na przebieg procesu fermentacji oraz sterowanymi przez operatora są: ilość i częstotliwość doprowadzania osadu, proporcja między ilością osadu wstępnego i nadmiernego, intensywność mieszania, temperatura, odczyn, zawartość kwasów lotnych, zasadowość, substancje toksyczne. Objętość osadu doprowadzanego do komory, w skrajnej sytuacji nie powinna przekraczać 1/20 objętości danej komory (czas zatrzymania osadu wynosi ok. 20 dni). Zwiększenie dobowej ilości podawanego osadu (zwłaszcza gwałtowne) może doprowadzić do załamania procesu fermentacji, a w każdym przypadku powoduje pogorszenie jakości osadu odprowadzanego i zwiększenie zużycia polimerów w procesie odwadniania. Czas zatrzymania w komorze fermentacyjnej jest zależny od ilości osadu podawanego do komory. Należy zwrócić uwagę, że z uwagi na możliwość tworzenia się stref o słabszym wymieszaniu, rzeczywisty czas zatrzymania może być krótszy od czasu wynikającego z obliczeń. Nie ma żadnych przeciwwskazań technologicznych, aby ten czas wydłużać. Im dłuższy czas zatrzymania, tym lepsze efekty stabilizacji zostaną osiągnięte, kosztem jednak zwiększonego zużycia ciepła do podgrzewania większej objętości komór fermentacyjnych. Układ technologiczny części osadowej oczyszczalni w wariancie stabilizacji beztlenowej daje możliwość: • Precyzyjnej regulacji ilości osadu wstępnego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. • Precyzyjnej regulacji ilości osadu nadmiernego odbieranego z ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. • Stabilizacji beztlenowej osadu w wydzielonej komorze fermentacyjnej – prowadzenia procesu o dużej efektywności i umiarkowanej energochłonności, jednak wymagającego odpowiedniego poziomu technicznego i technologicznego obsługi. • Odzyskania znacznej ilości energii zawartej w osadach i użycie jej do generowania energii cieplnej i elektrycznej (w tym sprzedaży świadectw pochodzenia – certyfikatów energii odnawialnej oraz wysokosprawnej kogeneracji – w przypadku zabudowy agregatu kogeneracyjnego). • Dowolnego kształtowania przebiegu procesu odwadniania, zależnie od potrzeb (praca ciągła przez wybrane dni tygodnia lub codzienne odwadnianie zadanej ilości osadu) – z uwagi na duże zdolności retencyjne komór osadu przefermentowanego (brak wymogu utrzymywania stałego zwierciadła cieczy). • Skierowania ustabilizowanego biologicznie, odwodnionego i ustabilizowanego wapnem osadu o zawartości powyżej 25 % sm (osad po higienizacji wapnem oraz ew. leżakowaniu może, zależnie od okresu składowania i dawki wapna, osiągnąć nawet 35% sm), do przyrodniczego wykorzystania lub kompostowania. Przebudowa oczyszczalni do standardu beztlenowej przeróbki osadów wymaga wykonania szeregu obiektów: o osadnika wstępnego, o pompowni osadu wstępnego, Strona | 91 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 o węzła zagęszczania mechanicznego osadu nadmiernego (w tym celu będzie wykorzystana przystawka zagęszczająca z prasy, i tak niezbędną w I etapie), o wydzielonej komory fermentacyjnej zamkniętej, o maszynowni i wymiennikowni, o sieci biogazowej, o odsiarczalni biogazu, o zbiornika biogazu, o pochodni awaryjnej, o kotłowni biogazowej (dostawienie kotła dwupaliwowego do istniejącej kotłowni w budynku administracyjnym). • Wymagana jest zasadnicza zmiana standardów eksploatacji (konieczność posiadania świadectw kwalifikacyjnych do prac na obiektach gazowych, pojawienie się stref zagrożenia wybuchem, itp.) Wariant ten daje największe możliwości rozwoju – pozwala zarówno na swobodne dociążanie oczyszczalni, jak i na dowóz odpadów zewnętrznych. W miarę wzrostu obciążenia efektywność stopnia będzie rosła (dopóki nie zostanie przekroczony skrajny minimalny wiek osadu), generując coraz większe ilości biogazu. 5.1.6 Podsumowanie Po przeanalizowaniu opisanych wyżej rozwiązań technologicznych, z uwagi na nieznane docelowe rzeczywiste obciążenie oczyszczalni, proponuje się przenieść realizację stopnia stabilizacji osadów do II etapu modernizacji oczyszczalni. Zaproponowany w koncepcji kształt układu technologicznego linii ściekowej oraz zmodernizowanego układu odwadniania, higienizacji i magazynowania osadu (I etap), pozwala na uzyskanie właściwych efektów oczyszczania ścieków oraz, przy niepełnym obciążeniu oczyszczalni, stabilizację osadu. W razie nie uzyskania obciążenia przekraczającego 20 tys. RLM zaleca się wprowadzenie wydzielonej stabilizacji tlenowej (do czego układ technologiczny opisany w niniejszej koncepcji jest przygotowany), natomiast dla docelowego obliczeniowego obciążenia oczyszczalni jednoznacznie rekomenduje się zastosowanie konwencjonalnego układu stabilizacji beztlenowej. Należy zwrócić uwagę, iż w warunkach oczyszczalni w Złotoryi proces ten charakteryzuje się następującymi zaletami: • Znaczące zmniejszenie ilości powstających osadów. • Znaczące zmniejszenie zużycia energii elektrycznej w porównaniu do stabilizacji tlenowej (nawet prowadzone w głównym ciągu technologicznym). • Produkcja własnego nośnika energii. • Możliwość stabilizacji osadu z innych oczyszczalni lub z zakładów przemysłowych. W rozdziale dotyczącym kosztów eksploatacyjnych podano konkretne wartości kosztu eksploatacji oczyszczalni dla obu wariatów. Strona | 92 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zatem proponowany układ technologiczny i jego zmiany, zależnie od obciążenia oczyszczalni będą następujące: • Po zmodernizowaniu stopnia biologicznego i zabudowie nowej maszyny zagęszczająco –odwadniającej, przy obecnym obciążeniu oczyszczalni, osad stabilizowany będzie tlenowo w głównym ciągu technologicznym (lub alternatywnie w osadniku Imhoffa). • Przy wzroście obciążenia do ok. 20-22500 RLM proces nie ulegnie zmianie, przy czym stopniowo konieczne będzie podnoszenie stężenia osadu. • Po przekroczeniu progu zbyt krótkiego wieku osadu konieczna będzie realizacja beztlenowego układu fermentacji, która dodatkowo spowoduje znaczący spadek zużycia energii elektrycznej oraz wytworzy nośnik energii cieplnej. Opis koncepcji. Rozbudowa i modernizacja części osadowej oczyszczalni, jest komplementarna z układem części ściekowej (niezależnie od wybranego wariantu modernizacji). Zaproponowana kolejność działań optymalizuje wysokość ponoszonych nakładów w proporcji do obciążenia oczyszczalni. Rozwiązanie przedstawione w powyższych rozdziałach pozwala na elastyczne korygowanie wielkości stopnia stabilizacji w zależności od rzeczywistego obciążenia. Zmodernizowana część osadowa oczyszczalni będzie obejmowała następujące procesy jednostkowe: • Zagęszczanie osadu wstępnego w leju osadnika wstępnego. • Zagęszczanie osadu nadmiernego na wydzielonym zagęszczaczu mechanicznym. • Podawanie osadu wstępnego zagęszczonego oraz nadmiernego zagęszczonego do WKF. • Fermentację metanową mezofilową z odzyskiem biogazu. • Magazynowanie osadu w poddanym renowacji zbiorniku osadu do odwadniania. • Końcowe, mechaniczne odwadnianie osadu w nowym urządzeniu odwadniającym, do około 20 % sm przy stabilizacji w głównym ciągu i 22-25% po fermentacji metanowej. • Wapnowanie osadu odwodnionego w przypadku wykorzystania danej partii osadu do zagospodarowania przyrodniczego i stwierdzenia obecności mikroorganizmów chorobotwórczych i patogennych. W poniższej tabeli zebrano wyniki obliczeń technologicznych dla układu beztlenowej stabilizacji osadu. Obliczenia przeprowadzono dla docelowego obciążenia oczyszczalni ładunkiem zanieczyszczeń. Tabela 29. Ilości powstających osadów w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad wstępny 1501,1 kg/d Osad nadmierny 818,36 kg/d Osad z usuwania chemicznego fosforu 152,19 kg/d Strona | 93 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Osady dowożone (tłuszcze) Razem 133,3 kg/d 2605,39 kg/d Dla czystości informacji podano osobno ilość osadu nadmiernego i chemicznego, przy czym w rzeczywistości osady te są ściśle ze sobą zmieszane. Uwaga! Założono, iż (zgodnie z informacją z RPK sp. z o.o.) do oczyszczalni dowożone będzie ok. 20 ton odpadów zewnętrznych miesięcznie. Dla powyższych osadów zakłada się następujące stężenia po zagęszczeniu. Tabela 3030. Stopień zagęszczenia osadów w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Uwagi 3 Osad wstępny 45 kg/m Zagęszczony grawitacyjnie w powiększonym leju osadnika Osad nadmierny oraz chemiczny 55 kg/m3 Zagęszczony mechanicznie Osady dowożone (tłuszcze) 200 kg/m3 Dowiezione gęste odpady Kolejno obliczono objętość osadów. Tabela 31. Objętości osadów zagęszczonych w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad wstępny 33,37 m3/d Osad nadmierny 17,65 m3/d Osady dowożone (tłuszcze) 0,67 m3/d Razem 51,68 m3/d 50,41 kg/m3 Kolejno przystąpiono do obliczenia parametrów procesu fermentacji. Badania procesu fermentacji osadów nadmiernych prowadzone m.in. w Instytucie Inżynierii Wody i Ścieków Politechniki Śląskiej wskazują, że osady nadmierne powstające w ciągach oczyszczania ścieków z wydłużonym wiekiem osadu i usuwaniem substancji biogennych, charakteryzują się słabą podatnością na biochemiczny rozkład związków organicznych, a tym samem niskim współczynnikiem wydzielania biogazu. W przypadku osadu nadmiernego pochodzącego z oczyszczalni ścieków z usuwaniem związków biogennych optimum procesu fermentacji zależy od wieku osadu. Stwierdzono, że dla osadu przystosowanego do naprzemiennych warunków tlenowo-beztlenowych w komorze biologicznego oczyszczania ścieków o wieku osadu powyżej 8 dni - optimum produkcji biogazu występuje pomiędzy 15 a 30 dniem procesu, natomiast dla osadu o wieku powyżej 15 dni - pomiędzy 20 a 35 dniem. Charakterystyczne dla tego typu osadów jest wydłużenie procesu rozkładu z wydzielaniem biogazu przez kolejne 35-45 dni. Bakterie osadu czynnego są przystosowane do przetrwania w środowisku anaerobowym i dopóki żyją, mogą brać dział w procesach przemiany materii. Dlatego też dla standardowego czasu fermentacji 20-25 dni, redukcja związków organicznych z osadu nadmiernego nie jest wysoka. Obniżenie czasu fermentacji poniżej 20 dni Strona | 94 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 uniemożliwia właściwe ustabilizowanie osadów nadmiernych (rozkładowi ulega głównie osad wstępny). Dla oczyszczalni w Złotoryi przyjęto zatem 30-to dniowy czas fermentacji. Tabela 331. Obliczenie objętości komory fermentacyjnej w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Objętość dobowa osadów do WKF Czas fermentacji Objętość czynna WKF Wartość Jednostka 51,68 m3/d 30 d 1550 m3 Poniżej policzono efekty procesu fermentacji, przy czym z uwagi na całkowitą odmienność substratów, osady dowożone obliczono z osobna. Osad chemiczny uwzględniono w masie osadów z oczyszczalni, przy czym nie uległ on żadnym przemianom. Tabela 3332.Obliczenia procesu fermentacji w układzie z osadnikiem wstępnym. Opis Wartość Jednostka Osad z oczyszczalni (bez dowozu) 2472,06 kg/d Zawartość suchej masy organicznej 75 % 1739,9 kg/d 45 % 782,95 kg/d Ilość masy organicznej nie poddającej się rozkładowi 956,94 kg/d Ilość suchej masy całkowitej nie rozłożonej 1841,3 kg/d 52 % Wartość Jednostka 1111,8 g/d 0,40 m3 444,72 m3/d 65 % 684,2 m3/d Wartość Jednostka Dobowa sucha masa tłuszczy dowożonych 133,3 kg/d Biodegradowalność tłuszczy dowożonych 60 % Ilość dobowa rozkładalna tłuszczy 80 kg/d Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg tłuszczy 1,25 m3/kg Ilość pozostałego (nie rozłożonego) tłuszczu 53,33 kg/d Sucha masa organiczna Ilość masy organicznej poddającej się rozkładowi Zawartość suchej masy organicznej w osadzie przefermentowanym Opis Ładunek ChZT (z osadu) rozłożony w ciągu doby Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg ChZT Ilość metanu na dobę Zawartość metanu w biogazie Objętość dobowa biogazu z osadów Opis Strona | 95 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Objętość dobowa biogazu z tłuszczy m3/d 100 Uwaga! Wg danych literaturowych, biodegradowalność tłuszczy to 91%. Z uwagi na fakt, iż przywożony odpad nie będzie czysty, założono niższą biodegradowalność. Następnie przeprowadzono obliczenia parametrów obiektów gospodarki biogazowej. Tabela34. Obliczenie obiektów gospodarki biogazowej. Opis Wartość Jednostka Objętość dobowa powstającego biogazu 784,2 m3/d Produkcja średnia dobowa biogazu 32,67 m3/h Współczynnik nierównomierności 1,5 Produkcja maksymalna godzinowa 49,01 m3/h Wartość Jednostka 49,01 m3/h 50 m3/h Wartość Jednostka 32,67 m3/h 6 h Objętość wyliczona zbiornika 196 m3 Objętość przyjęta 200 m3 Wartość Jednostka Przepływ maksymalny godzinowy 49,01 m3/h Współczynnik krotności produkcji 1,8 Obliczenie odsiarczalni biogazu. Opis Przepływ maksymalny godzinowy Przyjęta przepustowość odsiarczalni Obliczenie zbiornika biogazu. Opis Produkcja średnia dobowa biogazu Przyjęty czas retencji Obliczenie pochodni biogazu. Opis Wymagana wydajność pochodni Przyjęta wydajność pochodni 88,22 m3/h 100 m3/h Przeprowadzono również obliczenia wielkości zapotrzebowania na energię cieplną do ogrzania WKF. W poniższej tabeli zestawiono obliczenia dla różnych temperatur, przy czym podany kształt WKF jest jedynie jednym z możliwych, przyjętym wyłącznie dla celów obliczeniowych. Tabela 35. Obliczenie zapotrzebowania na energię cieplną. Parametr -20 Wartość/warunki +15 +20 Jednostka st.C Założenia: Strona | 96 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Dobowa objętość osadu 51,68 51,68 Temperatura fermentacji 38 38 Obliczeniowa temperatura ścieków 10 15 Obliczeniowa temperatura powietrza -20 15 Obliczeniowa temperatura ziemi pod WKFem 5 5 Współczynnik przewodzenia ciepła dla wełny: λD=0.033 0,038 0,038 0,04 W/mK Grubość warstwy wełny mineralnej 0,15 0,15 Średnica WKF 12,680 12,680 Wysokość WKF 12,274 12,274 Nachylenie dachu 14 14 Obliczenie ciepła (mocy) Straty ciepła, J/s czyli W, boki 7184,437 2849,001 Straty ciepła, J/s czyli W, dach 1912,250 758,306 Straty ciepła, J/s czyli W, dno 1055,686 1055,686 Straty ciepła razem 10,152 4,663 Przy założeniu całodobowego dostarczania osadu Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do 70,121 57,599 komory Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 80,273 62,262 Przy założeniu, że osad do WKF ładuje się 12 h / dobę Ilość godzin ładowania osadu do WKF 12 12 Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do 140,242 115,199 komory Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 150,394 119,862 51,68 38 20 20 5 0,038 m3/d st. C st. C st. C st. C W/m*K 0,15 12,680 12,274 14 m m m st 2229,653 593,457 1055,686 3,879 W W W kW 45,078 kW 48,957 kW 12 90,155 h kW 94,034 kW Jak wynika z powyższych obliczeń, zapotrzebowanie ciepła jest proporcjonalne do ilości podawanych osadów. Przeprowadzono również porównanie z dyspozycyjną mocą cieplną. Tabela 33. Obliczenie wielkości produkcji energii cieplnej. Opis Produkcja średnia dobowa biogazu Wartość kaloryczna biogazu Dyspozycyjny strumień energii Sprawność kotła Dostępny strumień ciepła Wartość Jednostka 32,67 m3/h 6,2 kW/m3 202,5 kW 90 % 182,3 kW Jak wynika z porównania powyższych tabel, ciągłe zapotrzebowanie WKF na ciepło wynosi w skrajnych zimowych warunkach 80, 27 kW. Produkcja zaś ciepła to 182,3 kW. Oznacza to, iż oczyszczalnia dysponuje stałą nadwyżką ciepła do ogrzewania pozostałych obiektów lub dla potrzeb agregatu kogeneracyjnego. Kolejno obliczono ilości i stężenia powstających osadów. Tabela 3734. Obliczenie ilości powstających osadów. Opis Wartość Ilość dobowa powstających osadów Objętość dobowa powstającego osadu Jednostka 1894,6 kg/d 51,7 m3/d Strona | 97 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Stężenie osadu przefermentowanego kg/m3 36,7 5.2 Odwadnianie osadu Z uwagi na niską efektywność odwadniania z wykorzystaniem istniejącej prasy oraz przewidywany wzrost obciążenia oczyszczalni (wynikający z podwyższonego stopnia oczyszczania ścieków oraz ewentualnego dalszego rozwoju zlewni oczyszczalni), powodujący przyrost osadu przeciążający węzeł odwadniania, proponuje się zabudowę nowego urządzenia do odwadniania, oraz pozostawienie istniejącej prasy jako awaryjnej – rezerwowej. Rozważono trzy warianty odwadniania: • Prasa taśmowa. • Prasa ślimakowa. • Wirówka szybkoobrotowa. We wszystkich przypadkach do procesu podawana jest ta sama ilość osadu, wynikająca z procesu stabilizacji. Przyjęto, iż w pierwszym okresie modernizacji zabudowana będzie maszyna zagęszczająco – odwadniająca, która w następnym okresie (po wykonaniu stopnia stabilizacji) musi być rozdzielona na osobne węzły zagęszczania i odwadniania. Wówczas jednak, ilość osadów będzie niższa, dlatego ten etap przyjęto jako kryterialny. Stąd do obliczeń przepustowości pod kątem obróbki samych osadów nadmiernych przyjęto następujące wartości osadów: Tabela 358. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu nadmiernego (odpowiadającej całkowitej produkcji osadu) przy pracy bez osadników wstępnych. Opis Ilość osadu Stężenie osadu Objętość osadu Wartość 2137,9 8,6 248,6 Jednostka kg/d kg/m3 m3/d Tabela 39. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu nadmiernego (nie ujęto osadu wstępnego – osad ten jest zagęszczany grawitacyjnie) przy pracy z osadnikami wstępnymi. Opis Ilość osadu Stężenie osadu Objętość osadu Wartość 970,55 7 138,65 Jednostka kg/d kg/m3 m3/d Tabela 4036. Zestawienie maksymalnej dobowej (całkowitej) produkcji osadu ustabilizowanego przy pracy z osadnikami wstępnymi. Opis Ilość osadu Stężenie osadu Objętość osadu Wartość 1894,6 36,66 51,7 Jednostka kg/d kg/m3 m3/d Uwaga! Ilość osadów ustabilizowanych zawiera również odpady zewnętrzne dowożone, poddane procesowi fermentacji na oczyszczalni. Strona | 98 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Powyższe parametry to wielkości szacunkowe, wynikająca z przeprowadzonych obliczeń technologicznych. Kolejno wykonano obliczenia warunków pracy i wymaganej wielkości urządzenia do zagęszczania/odwadniania. Uwzględniono takie wymogi jak konieczność limitowania wielkości personelu oczyszczalni (utrzymanie dotychczasowego zatrudnienia) oraz uniknięcia rozbudowy części socjalnej. Przyjęto iż zagęszczanie/odwadnianie odbywać się będzie wyłącznie w dni robocze, przy czasie czynnej pracy maszyny (pod obciążeniem osadem, nie uwzględniając startu, mycia, konserwacji, smarowania, itp.) wynoszącym: • Dla I etapu modernizacji (bez realizacji stopnia fermentacji), przy obecnym obciążeniu oczyszczalni 7 godzin. • Dla I etapu modernizacji (bez realizacji stopnia fermentacji), przy pełnym obciążeniu oczyszczalni 14 godzin. • Dla II etapu modernizacji (po realizacji stopnia fermentacji), przy pełnym obciążeniu oczyszczalni 7 godzin. W pierwszej kolejności sprawdzono wydajność dla procesu zagęszczania i odwadniania w I etapie modernizacji. Tabela41. Obliczenia urządzenia do zagęszczania/odwadniania osadu w I etapie. Parametr Dobowa ilość osadu do odwadniania/zagęszczania (7 dni tygodnia) Dobowa ilość osadu do odwadniania (5 dni roboczych odwadniania) Czas pracy maszyny Wydajność robocza Obciążenie maszyny (założone) Wydajność maksymalna Wydajność maksymalna wymagana Wartość 248,6 2137,9 348 2993 14 24,85 213,8 max. 70 35,5 305,4 40 320 Jednostka m3/d kg/d m3/d kg/d h/d m3/h kg/h % m3/h kg/h m3/h kg/h Powyższe obliczono dla maksymalnego obciążenia oczyszczalni w I etapie. W praktyce, po uzyskaniu obciążenia rzędu 20-24 tys. RLM, co spowoduje skrócenie wieku osadu do minimalnej wartości gwarantującej stabilizację tlenową, należy przystąpić do realizacji wydzielonego stopnia stabilizacji osadu. Kolejno przeprowadzono obliczenia dla II etapu. W pierwszej kolejności przeprowadzono dobór zagęszczacza mechanicznego. Dla procesu zagęszczania założono konieczność codziennego odprowadzania osadu. Tabela 372. Obliczenia urządzenia do zagęszczania osadu nadmiernego w II etapie. Parametr Dobowa ilość osadu do odwadniania/zagęszczania (7 dni tygodnia) Czas pracy maszyny Wydajność robocza Wartość 138,65 970,55 7 19,8 Jednostka m3/d kg/d h/d m3/h Strona | 99 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Objętość osadu zagęszczonego Obciążenie maszyny (założone) Wydajność maksymalna Wydajność maksymalna wymagana 138,65 17,65 70 28,3 198,1 30 200 kg/h m3/d % m3/h kg/h m3/h kg/h Wartość 51,68 1894,6 72,35 2652,48 7 10,3 378,9 75 13,8 505,2 15 550 Jednostka m3/d kg/d m3/d kg/d h/d m3/h kg/h % m3/h kg/h m3/h kg/h Następnie sprawdzono przepustowość prasy odwadniającej. Parametr Dobowa ilość osadu do odwadniania (7 dni tygodnia) Dobowa ilość osadu do odwadniania (5 dni roboczych odwadniania) Czas pracy maszyny Wydajność robocza Obciążenie maszyny (założone) Wydajność maksymalna Wydajność maksymalna wymagana Uwaga. Celem zapewnienia właściwej żywotności urządzeń oraz odpowiednich efektów odwadniania, przyjęto, iż praca w warunkach normalnych odbywać się będzie z obciążeniem wynoszącym nie więcej niż 70-75% wydajności maksymalnej. Należy zwrócić uwagę, iż obciążenie ciągu osadowego wyliczono jako wartość średnią (co wynika m. in. z długiego czasu zatrzymania osadu w procesie, co powoduje wyrównanie wielkości przerobu). Oznacza to, że okresowo węzeł może pracować ze znacząco wyższą wydajnością. Stąd nie należy modyfikować (zmniejszać) wielkości urządzenia odwadniającego. W przypadku wprowadzenia wydzielonego stopnia stabilizacji osadów oraz osadnika wstępnego, ilość osadów do przeróbki ulegnie redukcji. Wpłynie to na znaczące zmniejszenie obciążenia urządzeń, co pozwala na zrezygnowanie z zakupu drugiego zagęszczacza i drugiej wysokosprawnej prasy (pozostawiając jako rezerwowe istniejące, wyeksploatowane urządzenie). Niezależnie od wybranego rodzaju urządzenia do odwadniania należy zmodyfikować węzeł w pełnym zakresie. Należy zastosować nowy układ odwadniania, higienizacji i transportu osadu, składający się z: • Prasy lub wirówki do odwadniania osadu. • Stacji przygotowania polimeru. • Układu wody technologicznej. • Układu odbioru i higienizacji osadu odwodnionego. W każdym wariancie przewiduje się ulokowanie obok istniejącej prasy nowego urządzenia o parametrach dostosowanych do obliczeniowego obciążenia osadem. 5.2.1 Prasa taśmowa. Strona | 100 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zasada działania urządzenia jest identyczna jak w prasie istniejącej – osad skoagulowany z użyciem roztworu polimeru podawany jest na taśmę. Woda wolna odcieka poprzez pory w przesuwającej się taśmie. Kolejno osad poddawany jest ściskaniu pomiędzy dwoma następnymi taśmami. W skład przewidywanej instalacji do odwadniania osadów nadmiernych wchodzą: • Pompa rotacyjna do podawania osadu na instalacje do odwadniania. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego osadu do odwadniania. • Mieszacz osadu z roztworem roboczym polielektrolitu. • Prasa do odwadniania osadu. • Sprężarka powietrza do wytwarzania sprężonego powietrza dla potrzeb naciągu taśm i automatycznej korekcji ich biegu w prasie. • Pompa wody płuczącej dla potrzeb płukania taśm sitowych instalacji ściekiem oczyszczonym. • Instalacja do automatycznego przygotowywania roztworu polielektrolitu dostarczanego w postaci handlowej ciekłej lub proszkowej. • Pompa do podawania roztworu polielektrolitu. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego polielektrolitu. • Szafa sterownicza dla zasilania i sterowania pracą instalacji odwadniania. 5.2.2 Prasa ślimakowa Osad w prasie poddawany odwodnieniu jest poprzez powolne przesuwanie poprzez przenośnik ślimakowy. Urządzenie wyposażone jest w zestaw 3 cylindrycznych sit o zmniejszającym się prześwicie połączonych kołnierzowo. Powierzchnia filtracyjna na całym obwodzie cylindrów. Obudowa prasy wyposażona w łatwootwieralne pokrywy do celów konserwacyjnych. Osad transportowany jest od strefy wlotu do strefy prasowania za pomocą transportera ślimakowego o stożkowym wale i zmiennym skoku zmniejszającym się w kierunku wylotu osadu odwodnionego. Transporter ślimakowy wyposażony jest na obwodzie w wymienne elementy z tworzywa sztucznego czyszczące wewnętrzną powierzchnię sita. Wykonanie materiałowe sita bębnowego prasy ze stali nierdzewnej 1.4301 (lub równoważnej). Wylot z bębna zaopatrzony w stożek cylindryczny o napędzie pneumatycznym pozwalający na regulację światła otworu wylotowego (możliwość regulacji docisku a co za tym idzie stopnia odwodnienia osadu). Urządzenie wyposażone jest w system płukania z dyszami i elektrozaworem. Proces odwadniania i czyszczenia prasy odbywa się przy wykorzystaniu tego samego napędu: • Podczas fazy odwadniania – napęd napędza ślimak transportujący i odwadniający osad. • Podczas fazy płukania – napędzany jest bęben z powierzchnią filtracyjną, który ulega przepłukaniu przez nieruchome dysze. Ponadto, następuje wsteczny ruch przenośnika ślimakowego – elementy czyszczące na obwodzie ślimaka oczyszczają rewersyjnie wewnętrzną powierzchnie bębna. Podczas procesu płukania automatycznie zatrzymana jest praca pompy osadu. Nachylenie bębna maszyny ułatwia odpływ filtratu i popłuczyn, a przez to minimalizuje efekt zasysania zwrotnego wody przez odwodniony osad. W skład przewidywanej instalacji do odwadniania osadów nadmiernych wchodzą: Strona | 101 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Pompa rotacyjna do podawania osadu na instalacje do odwadniania. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego osadu do odwadniania. • Mieszacz osadu z roztworem roboczym polielektrolitu. • Prasa ślimakowa do odwadniania osadu. • Sprężarka powietrza do wytwarzania sprężonego powietrza dla potrzeb regulacji naprężenia dysku dociskowego. • Pompa wody płuczącej dla potrzeb płukania instalacji ściekiem oczyszczonym. • Instalacja do automatycznego przygotowywania roztworu polielektrolitu dostarczanego w postaci handlowej ciekłej lub proszkowej. • Pompa do podawania roztworu polielektrolitu. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego polielektrolitu. • Szafa sterownicza dla zasilania i sterowania pracą instalacji odwadniania. 5.2.3 Wirówka szybkoobrotowa. W tym wariancie przewiduje się ulokowanie obok istniejącej prasy nowej wirówki szybkoobrotowej, o parametrach dostosowanych do obliczeniowego obciążenia osadem. Osad poddawany kondycjonowaniu polimerem, podawany jest do wirującego bębna. W warunkach siły odśrodkowej, wielokrotnie przekraczającej siły przyciągania ziemskiego, osad jest odrzucany na ściany cylindra, skąd jest usuwany ślimakiem, obracającym się z prędkością nieznacznie większą od prędkości obrotowej bębna. Odciek jest usuwany osiowo z wnętrza cylindra. W skład przewidywanej instalacji do odwadniania osadów nadmiernych wchodzą: • Pompa rotacyjna do podawania osadu na instalacje do odwadniania. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego osadu do odwadniania. • Wirówka szybkoobrotowa. • Pompa wody płuczącej dla potrzeb płukania wirówki po jej zatrzymaniu. • Instalacja do automatycznego przygotowywania roztworu polielektrolitu dostarczanego w postaci handlowej ciekłej lub proszkowej. • Pompa do podawania roztworu polielektrolitu. • Przepływomierz elektromagnetyczny do pomiaru ilości podawanego polielektrolitu. • Szafa sterownicza dla zasilania i sterowania pracą instalacji odwadniania. 5.2.1 Podsumowanie Biorąc pod uwagę uzyskane w ofertach koszty inwestycji, szacując koszty eksploatacyjne, analizując wpływ odcieków, a także dotychczasową eksploatację oczyszczalni i znajomość obsługi urządzeń, proponuje się wybór standardowej, wysokiej klasy, prasy taśmowej, wyposażonej w nadbudowany zagęszczacz taśmowy. Wówczas dla pierwszego stopnia modernizacji (który nie obejmuje realizacji wydzielonego, dedykowanego stopnia stabilizacji osadu) możliwy jest odbiór osadu nadmiernego zarówno po stabilizacji w istniejącym osadniku Imhoffa, jak i skierowanie do odwadniania bezpośrednio osadu z ciągu biologicznego – o ile wiek osadu w głównej linii pozwoli na stabilizację. Szczególną przesłanką dla zabudowy tego rodzaju urządzenia jest perspektywiczność jego eksploatacji - możliwość łatwej zmiany konfiguracji układu – w razie zabudowy np. układu Strona | 102 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 fermentacji, możliwe jest posadowienie zagęszczacza mechanicznego niezależnie, celem obróbki osadu przed stopniem fermentacji. Z przeprowadzonych powyżej wyliczeń wynika, iż należy dobrać zagęszczacz o wydajności 40 m3/h i 320 kg/h oraz prasę o wydajności 15 m3/h i 550 kg/h. Jak widać w pierwszym etapie prasa będzie niedociążona masowo, ale wpłynie to korzystnie na efekt uzyskiwanego stopnia odwodnienia. 5.3 Transport i higienizacja osadu. Z uwagi na zabudowę drugiego urządzenia do odwadniania osadu i całkowite zużycie techniczne istniejącego układu wapnowania osadu oraz obowiązujące przepisy, nakazujące zapewnienie bezpieczeństwa sanitarnego wywożonego osadu, należy wykonać kompletny układ transportu i higienizacji osadu. Winien on składać się z następujących elementów: • Przenośnik (-i) osadu odwodnionego. • Silos wapna z osprzętem. • Dozownik wieloślimakowy wapna. • Przenośnik (-i) wapna. • Mieszarka dwuwrzecionowa osadu z wapnem. • Przenośniki mieszanki osadu z wapnem do kontenera, wraz z wielopunktowym wysypem na istniejące składowisko osadu. Obliczeń dokonano dla maksymalnej roboczej ilości osadu, podawanego z urządzenia do odwadniania. Przyjęto standardowy dla ustabilizowanego osadu stopień odwodnienia – na poziomie 20%. Dawkę wapna ustalono na poziomie 0,3 kg/kg sm osadu, tj. w wysokości gwarantującej (zgodnie z danymi literaturowymi) higienizację osadu. Tabela 43. Obliczenie wydajności linii wapnowania i przenośników. Parametr Wydajność maksymalna urządzenia Dawka wapna Wyliczona wydajność dozowania wapna Maksymalna wydajność dozowania wapna Wydajność linii transportu (sucha masa!) Wydajność robocza linii transportu (mokra masa) Wydajność maksymalna linii transportu (mokra masa) Wartość 550 0,3 898 165 165 715 2915 4000 Jednostka kg/h kg/kg sm kg/d kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h Uwaga! Założono zawsze pracę jednej prasy. Wydajność linii transportu osadu musi uwzględniać możliwość powstania osadu źle odwodnionego (np. o poziomie 16% suchej masy), stąd zarówno przepustowość układu jak i jego konfiguracja musi zapewnić poprawne prowadzenie procesu transportu osadu. Strona | 103 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 5.4 Ilości powstających osadów. W poniższej tabeli zestawiono docelową ilość powstających osadów. Tabela 44. Obliczenie ilości powstających docelowo osadów. Parametr Ilość dobowa powstającego osadu bez wapna Ilość roczna powstającego osadu bez wapna Zapotrzebowanie roczne na wapno Sucha masa osadu z wapnem łącznie Gęstość nasypowa osadu bez wapna Gęstość nasypowa osadu przefermentowanego z wapnem Przyjęta zawartość suchej masy osadu po prasie Ilość roczna powstającego osadu z wapnem Objętość roczna powstającego osadu z wapnem Wartość 1894,6 691,5 207,46 899 1,2 1,25 20 3665 2932 Jednostka kg/d Mg sm/a Mg/a Mg sm/a kg/m3 kg/m3 % Mg/a m3/a Uwaga: Powyższe obliczenie dotyczy skrajnego maksymalnego obciążenia oczyszczalni (30 000 RLM) po wykonaniu stopnia stabilizacji. W przypadku braku stabilizacji (co jest jedynie wariantem hipotetycznym, z uwagi na praktyczny brak możliwości zagospodarowania takiego osadu) powstawać będzie dobowo 2137,9 kg suchej masy osadu, a więc większa ilość – i to pomimo braku dowożenia odpadów zewnętrznych. Przyjęto wartość uzyskiwanego stopnia odwodnienia na poziomie niskim (z zakresu obserwowanego na czynnych oczyszczalniach). Podaną dawkę wapna należy traktować jako obliczeniową. Rzeczywistą dawkę wapna należy określić podczas rozruchu – jest ona indywidualnie określana dla każdej oczyszczalni. Założono, iż nie dochodzi do odparowania wody po dodaniu wapna (w bilansie masy). W rzeczywistości, zależnie od dobranych urządzeń, stosowanego rodzaju wapna, przyjętego sposobu dystrybucji osadu do kontenera, itp. wielkość parowania może być znacząca. Strona | 104 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6 Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni 6.1 Opis ogólny. Wybierając optymalne rozwiązanie modernizacji i rozbudowy oczyszczalni w Złotoryi należy dokonać wyboru jednego z dwóch wariantów dla części mechanicznej, następnie ściekowej i osadowej oraz wprowadzić działania komplementarne, pozwalające uzyskać sprawnie działający obiekt. Analizując zebrane dane zaproponowano wybór kompleksowego wariantu, który stanowi optymalne rozwiązanie dla oczyszczalni w Złotoryi. Proponuje się, aby układ technologiczny oczyszczalni wyglądał następująco: Ścieki surowe oraz dowożone zbierane będą w istniejącym, poddanym renowacji kanale zbiorczym (w tym po wykonaniu nowych przykryć typu ciężkiego – odpornych na podniesienie zwierciadłem cieczy), z którego będą kierowane, poprzez dwie nowe zastawki z napędami elektrycznymi, do nowego zespołu dwóch krat (znajdujących się w istniejącej hali krat, lokalizacji obecnych). Za kratami również znajdować się będą zastawki z napędami elektrycznymi. Uruchamianie krat i zastawek odbywać się będzie automatycznie – zależnie od poziomu ścieków w kanale przed kratami (z korektą pracy krat od poziomu ścieków za kratami). Urządzenia zabudowane będą w istniejącym budynku, poddanym renowacji i dostosowaniu do nowych urządzeń, lub w nowej hali – jeśli stan techniczny obiektu do momentu prowadzenia inwestycji pogorszy się do stopnia, wskazującego na brak uzasadnienia renowacji. W hali przewiduje się również lokalizację stanowisk urządzeń obróbki piasku i skratek oraz kontenerów na te odpady. W normalnych warunkach pracy eksploatowany będzie jedna krata, druga znajdować się będzie w rezerwie czynnej, przy czym w sytuacjach dużych napływów wód przypadkowych mogą pracować obie jednostki jednocześnie. Skratki usuwane na kratach, transportowane będą do prasopłuczki. Kolejno ścieki przepływać będą do istniejących piaskowników wirowych, wyposażonych w system napowietrzania oraz wyposażenie umożliwiające utrzymanie stałej prędkości sedymentacji piasku. Na obecnym etapie nie narzuca się rozwiązania – dopuszcza się zastosowanie napowietrzania lub mieszadeł. Piasek zatrzymany w napowietrzanych piaskownikach (napowietrzanie ma na celu w tym przypadku wyłącznie utrzymanie stałych warunków przepływu i unoszenia zanieczyszczeń organicznych, a nie odświeżenie ścieków, czy separację tłuszczu), odpompowywany będzie zatapialnymi pompami wirowymi, w wersji o podwyższonej odporności na ścieranie, do nowego separatora – płuczki piasku, zabudowanego w istniejącej hali krat. Odcieki z tych urządzeń należy skierować ponownie do procesu oczyszczania – zaleca się wprowadzenie do przed kratami. Strona | 105 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Za piaskownikami zabudowane będą zastawki z napędem ręcznym, umożliwiające odcięcie urządzeń do inspekcji, remontu, konserwacji, itp. Krawędź przelewu awaryjnego będzie wyposażona w przelew regulowany, umożliwiając ręczną korektę wysokości. Z piaskowników, oczyszczone mechanicznie ścieki, kierowane będą do reaktora biologicznego istniejącym kanałem, poddanym również renowacji oraz wyczyszczeniu. Zaleca się zabudowę zastawki odcinającej, umożliwiającej skierowanie całości ścieków do zbiornika retencyjnego, np. na okres czyszczenia kanału podczas normalnej eksplotacji. Na kanale głównym należy przewidzieć zabudowę komory rozdzielczo-zbiorczą oraz w jej pobliżu zabudowę osadnika wstępnego (II faza modernizacji). Nie narzuca się rozwiązania osadnika – dopuszczając zarówno zabudowę osadnika o przepływie prostokątnym, jak i radialnym. Konstrukcja węzła musi zapewniać możliwość regulowania proporcji ilości ścieków kierowanych do osadnika oraz obejściem do reaktora. W przypadku pozostawienia istniejących betonów, realizacja pompowni pośredniej nie jest konieczna, jeżeli betony te będą niezdatne do wykorzystania, należy wykonać pompownię pośrednią – np. zblokowaną z komorą rozdziału na osadnik wstępny i podnieść nowy reaktor (opis pompowni na końcu rozdziału). Należy przeprowadzić przebudowę istniejącej komory wyprowadzającej ścieki do kanału obejściowego stopnia biologicznego. W miejscu istniejącej zniszczonej zastawki należy zabudować nową zastawkę z napędem ręcznym (w przypadku budowy nowej pompowni, można skonstruować nową komorę przed pompownią). Kolejno ścieki dopływać będą do komory rozdziału. Pozwoli ona na skierowanie ścieków do: komory predenitryfikacji osadu recyrkulowanego (niewielka część ścieków - do 10-15%), komory defosfatacji (główny strumień ścieków). Rozdział ścieków należy wykonać w formie zastawek z trójkątną krawędzią – co umożliwi regulację proporcji rozdziału ścieków oraz odcięcie nieczynnych komór. Kolejno ścieki będą dopływać do reaktora biologicznego – wykonanego z istniejącej zmodernizowanej komory. W ramach modernizacji przewiduje się renowację istniejących konstrukcji komór (przy czym układ kanałów oraz ścian działowych będzie całkowicie nowy i odmienny od istniejącego. Konstrukcja ścian działowych musi zapewniać możliwość opróżnienia każdej z komór przy zalanych sąsiednich, a układ kanałów i odcięć – pominięcie i odcięcie każdej z komór, bez przyporządkowywania do osobnych linii oczyszczania. W czołowej części reaktora należy wydzielić komory defosfatacji i predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Kolejno ścieki przepływać będą do dwóch równoległych komór denitryfikacji osadu recyrkulowanego, a następnie do dwóch komór dwufunkcyjnych – z możliwością prowadzenia procesu denitryfikacji i nitryfikacji, co oznacza, iż muszą być wyposażone zarówno w mieszadła jak i dyfuzory. Następnie ścieki przepłyną do dwóch równoległych komór nitryfikacji, a z nich do komory rozdzielczej do osadników wtórnych. Celem zapewnienia usunięcia azotanów, zakłada się prowadzenie procesu recyrkulacji wewnętrznej z wykorzystaniem istniejących komór pompowni, przy czym należy w nich w miejsce pomp zabudować mieszadła pompujące. Układ połączeń musi zapewniać możliwość odcięcia i opróżnienia komory mieszadła. Ruszt napowietrzający należy podzielić w następujący sposób: każda z komór dwufunkcyjnych będzie posiadać po jednej sekcji rusztów, zasilanych poprzez indywidualne Strona | 106 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 przepustnice regulacyjne z napędami elektrycznymi. Ruszt w każdej głównej komorze nitryfikacji podzielić na trzy lub cztery sekcje zasilane poprzez przepustnice napędami regulacyjnymi ręcznymi, a każdą parę przepustnic ręcznych zasilić poprzez przepustnicę regulacyjną z napędem elektrycznym. W końcowej części reaktorów wydzielić strefę odtleniania, zapewniającą redukcję stężenia tlenu w strumieniu recyrkulacji wewnętrznej. W ramach modernizacji reaktorów zostanie zainstalowany system kontroli – pomiary stężenia tlenu we wszystkich komorach (w sumie 10 sztuk, w tym po 2 w każdej komorze napowietrzania). Dodatkowo wielkość recyrkulacji wewnętrznej sterowana będzie w trybie podstawowym od poziomu azotanów w komorach denitryfikacji, a stężenie tlenu – w zależności od poziomu azotu amonowego w odpływie z komór nitryfikacji. Powietrze do reaktorów podawane będzie z istniejącej stacji dmuchaw, wyposażonej w nowe trzy dmuchawy promieniowe, pracujące w systemie 2 czynna + 1 rezerwa czynna (z możliwością pracy wszystkich jednostek). W przypadku konieczności dozowania środków chemicznych, do usuwania fosforu, będą one podawane z istniejącego zbiornika magazynowego poprzez nowy układ pompowy (w systemie 2 pomp: 1+1). Z uwagi na zniszczoną wannę ociekową, w ramach modernizacji przewiduje się wykonanie renowacji konstrukcji podpór zbiornika (odrdzewienie i zabezpieczenie) oraz wykonanie nowej chemoodpornej wanny. Sterowanie ilością koagulantu prowadzone będzie w oparciu o analizator stężenia jonów fosforanowych. Kolejno ścieki z osadem czynnym kierowane będą do zblokowanej z reaktorem komory rozdziału. Komora musi zapewniać odbiór z reaktorów i kanału awaryjnego oraz rozdział na osadniki wtórne. Rozdział ścieków spływających z reaktorów należy wykonać w postaci zaworów lub zastawek poprzedzonych przelewem trójkątnym górnym, co umożliwi regulację rozdziału oraz wykorzystanie osadnika nieczynnego na retencję mieszaniny ścieków z osadem. Ścieki z komory kierowane będą nowymi przewodami do osadników wtórnych, gdzie wprowadzone będą na odpowiedniej głębokości poprzez komorę centralną wyposażoną w deflektor obwodowy i denny. Z uwagi na niewielką głębokość osadników należy szczególnie starannie zaprojektować układ hydrauliczny osadników: komorę flokulacji (centralną) z deflektorem obwodowym i dennym oraz kierownicami wyprowadzającymi osad na właściwej głębokości stycznie do obwodu, koryto odbiorowe przyścienne jednostronne z deflektorem powierzchniowym oraz deflektorem zatopionym – odbijającym strugę. Osadniki wyposażyć w nowy zgarniacz denny i powierzchniowy – z możliwością odbioru części pływających niezależnie od położenia zgarniacza – należy zastosować pływające zgarniacze ślimakowe. Oczyszczone ścieki odbierane będą przez jednostronne koryto obwodowe, znajdujące się przy ścianie osadnika. Koryto wyposażyć w deflektor denny, zapobiegający efektowi przyściennemu oraz deflektor powierzchniowy – zatrzymujący części pływające. Bieżnię zgarniacza wykonać z płyt polimerobetonowych, wyposażonych w bruzdy. W bruzdach ułożyć kabel grzewczy. Sposób montażu musi umożliwiać wymianę kabla. Kolejno ścieki kierowane będą do istniejącej pompowni przewałowej. Z uwagi na straty wysokości podnoszenia, związane z obecnie utrzymywanymi poziomami w pompowni, przewiduje się podpiętrzenie poziomu ścieków i montaż nowych jednostek pompowych. W ramach modernizacji obiektu należy również wykonać remont ogólnobudowlany oraz wymienić orurowanie i system sterowania. Należy również zabudować przepływomierz elektromagnetyczny na przewodzi tłocznym, co oprawi dokładność pomiaru ilości ścieków. Strona | 107 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Należy rozważyć zabudowę układu dezynfekcji ścieków oczyszczonych – zastosowanie takiej instalacji może znacząco ułatwić rozwiązanie procedur formalnych związanych z uzyskiwaniem pozwoleń na modernizację. Z uwagi na przewidywane zwiększenie zapotrzebowania wody na oczyszczalni do celów technologicznych przewiduje się wykonanie systemu wody technologicznej. Zakłada się wykonanie pompowni wody technologicznej – pobierającej ścieki z pompowni przewałowej. Pompownia podawać będzie ścieki do: • Płukania skratek. • Płukania piasku. • Płukania zbiorników retencyjnych (hydrant). • Napełniania wyłączonych komór reaktora biologicznego. • Płukania prasy. Ze względów formalnych nie zaleca się zmiany istniejącego wylotu ścieków oczyszczonych do odbiornika. Podczas napływów wód deszczowych, w pierwszej kolejności zalany będzie (uruchomiony) drugi osadnik wtórny, który pozwoli na zwiększenie przepustowości stopnia biologicznego, zapobiegając wypłukaniu osadu. W przypadku gdyby ilość dopływających ścieków i ekstremalnych wód przypadkowych/powodziowych przewyższała wydajność stopnia biologicznego przy obu czynnych osadnikach (zależnie od aktualnego indeksu osadu i ilości dopływających ścieków), nadmiar trafi przelewem zlokalizowanym za piaskownikami do zmodernizowanych zbiorników retencyjnych. W przypadku dalszego utrzymywania się wysokich napływów, ścieki wypełnią ewentualnie inne nieczynne obiekty technologiczne oczyszczalni. Kolejnym elementem zapobiegającym zalaniu oczyszczalni lub terenu zlewni będzie uruchomienie istniejącego obejścia reaktora biologicznego (DN 800), co wymagać będzie ingerencji obsługi (ścieki kierowane tym obejściem nie podlegają oczyszczaniu biologicznemu). Zwraca się uwagę, iż w przypadku wykorzystania istniejących zbiorników retencyjnych oraz osadnika wtórnego w roli zbiornika retencyjnego, przelew do odbiornika, jeśli wystąpi będzie prowadził ścieki oczyszczone z zanieczyszczeń mechanicznych (kraty), piasku (piaskownik) oraz znacznej części zanieczyszczeń organicznych (sedymentacja w zbiornikach). Po ustaniu napływów zawartość zbiorników będzie odprowadzona do oczyszczania na oczyszczalni, a same zbiorniki oczyszczone za pomocą płukania systemem fali płuczącej. Osad nadmierny, po pierwszym etapie modernizacji, tłoczony będzie alternatywnie do nowego układu odwadniania lub do istniejącego osadnika Imhoffa. Jeżeli obciążenie oczyszczalni pozwoli na stabilizację osadu w głównym ciągu technologicznym (wiek osadu powyżej 25-30 dni) – podawany on będzie wprost na nową prasę sprzężoną z przystawką zagęszczającą, z możliwością podania do istniejącego zbiornika i odwodnienia na istniejącej prasie. Jeżeli wiek osadu będzie krótszy i nie zapewni stabilizacji – do czasu wybudowania (II etap główny) wydzielonego układu stabilizacji, możliwe będzie podawanie osadu do istniejącego osadnika Imhoffa i z niego, poprzez istniejący zbiornik, do istniejącej lub nowej prasy. Strona | 108 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Odwadnianie odbywać się będzie na nowej prasie wielowałkowej trzytaśmowej. Wydajność urządzenia musi zapewnić odwodnienie całej ilości osadu nadmiernego ustabilizowanego w dni robocze, przy 6 godzinnej pracy pod obciążeniem osadem w granicach max. 80% obciążenia urządzenia. Osad odwodniony, z obu pras (przy czym z uwagi na oddziaływanie odcieków nie zakłada się pracy obu maszyn jednocześnie), kierowany będzie przenośnikami do mieszarki, do której dodawane będzie wapno z nowego silosu. Osad po higienizacji transportowany będzie kolejnym układem przenośników do istniejących boksów, przebudowanych na zadaszony magazyn osadu. Zakłada się na obecnym etapie powiększenie oraz zadaszenie boksów. Wzdłuż nich należy wykonać układ przenośników, zapewniający dystrybucję osadu do wszystkich, bezpośrednio z węzła mieszarki. Wszystkie boksy należy doprowadzić do stanu umożliwiającego magazynowanie osadu zgodnie z przepisami (uszczelnienie nawierzchni, ewentualna wymiana). W dwóch boksach należy zabudować dodatkowo stalowe prowadnice, umożliwiające podstawienie kontenerów do transportu osadu. Ilość punktów wyrzutu osadu w każdym boksie (przenośniki wielowyrzutowe lub rewersyjne) dostosować do rodzaju kontenerów oraz wielkości magazynu. Cała oczyszczalnia kontrolowana i sterowana będzie poprzez nowy system automatyki. Urządzenia takie jak kraty, płuczka piasku i piaskowniki z osprzętem, dmuchawy, prasa, posiadać będą własne sterowniki, kontrolujące pracę urządzeń, natomiast cały system dozorować będzie wszystkie obiekty oczyszczalni oraz przepompownie zewnętrzne, dodatkowo sterując pompownią Z 3. Ponieważ jednak część biologiczna musi być przygotowana na przyjęcie odcieków z procesów przeróbki osadów, oprócz ujęcia w bilansie standardowych wielkości ładunków powrotnych, przeanalizowano możliwe rozwiązania gospodarki osadowej. Jak wykazano w powyżej w koncepcji, obecna wielkość oczyszczalni sugeruje zastosowanie procesu tlenowej stabilizacji osadów, docelowa zaś wielkość obciążenia zdecydowanie predestynuje do beztlenowych metod przeróbki osadów. W koncepcji zawarto (przy opisach obiektów – gł. stacji dmuchaw) wymogi pozwalające na dobudowanie stopnia tlenowego, poniżej zaś, jako rozwiązanie docelowe opisano przebieg procesu fermentacji, w kolejnym rozdziale zaś wymagane inwestycje dla procesu fermentacji. W II etapie głównym przewiduje się wykonanie komory rozdzielczo – zbiorczej, osadnika wstępnego, pompowni osadu surowego oraz kompleksu fermentacji składającego się z wydzielonej komory fermentacyjnej zamkniętej, maszynowni obsługowej WKF oraz zespołu gospodarki biogazowej: odsiarczalni, zbiornika biogazu, pochodni oraz sieci towarzyszących. Przewiduje się wykorzystanie biogazu w nowobudowanej kotłowni, po jej rozbudowie o kocioł dwupaliwowy. Przewiduje się zabudowę kompletnego nowego systemu grzewczego – z wykorzystaniem obecnie modernizowanej kotłowni w budynku administracyjnym. Przebieg procesu wyglądać będzie następująco: Ścieki, pozbawione zanieczyszczeń na kratach i w piaskownikach, dopływać będą do nowej komory rozdziału, zaopatrzonej w przelewy regulowane (z możliwością pełnego zamknięcia), umożliwiające ich przepływ wprost do reaktorów lub do nowego osadnika wstępnego. Proporcje rozdziału ścieków będą regulowane na bieżąco, zależnie od warunków procesu biologicznego. Ścieki dopływające do osadnika Strona | 109 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Dodatkowo należy zabudować układy biofiltracji powietrza, odbierające zanieczyszczone powietrze z urządzeń i obiektów, co najmniej z następujących obiektów: • Kanału dopływowego ścieków. • Krat, piaskowników i urządzeń transportu i obróbki skratek i piasku. • Stanowisk kontenerów skratek i piasku. • Stanowisk urządzeń do odwadniania. • Układu transportu i higienizacji osadu. • Magazynu osadu – jeśli stwierdzi się uciążliwość zapachową odwadnianego osadu. W przypadku przyjęcia konieczności budowy nowych reaktorów (gdyby szczegółowa ekspertyza budowlana wykazała fakty uniemożliwiające wykorzystanie istniejących konstrukcji), ścieki muszą być kierowane do nowej pompowni podającej ścieki do komory rozdziału, umożliwiającej skierowanie ścieków do osadnika wstępnego lub obejściem do reaktorów biologicznych. Pompownię zaleca się wykonać w wersji suchej – z dwoma komorami czerpnymi oraz komorą suchą. W kanale dopływowym do każdej z komór zabudować zastawki odcinające z napędem ręcznym, pomiędzy komorami również wykonać otwór z zastawką z napędem ręcznym. Komory wyposażyć w hydrostatyczne mierniki poziomu oraz zespół pływaków awaryjnych. W pompowni należy zabudować cztery pompy wirowe – po dwie dla każdej komory czerpnej. Pompy należy zabudować w pozycji poziomej – co pozwoli na redukcję ilości kolan oraz orurowania i tym samym zmniejszy opory tłoczenia. Pompy obligatoryjnie w wykonaniu zatapialnym – co zabezpieczy je w wypadku powodzi. Każda z pomp musi być zasilana poprzez własny przemiennik częstotliwości. Układ hydrauliczny musi zapewniać możliwość pracy wszystkich pomp – co pozwala wykorzystać pompownię w funkcji przeciwpowodziowej. W pompowni zabezpieczyć środki transportu pionowego i poziomego pomp – poprzez zabudowę suwnicy z napędem ręcznym. Długość belki suwnicy musi zapewniać transport pomp na środek transportu – tj. poza obrys pompowni do miejsca w które można podstawić samochód dostawczy, alternatywnie należy zapewnić możliwość wjazdu do pompowni. 6.2 Opis szczegółowy. Zakres prac obejmować będzie następujące działania związane z realizacją I etapu głównego modernizacji: 1. Zabudowa stacji zlewnej zgodnej z obowiązującymi przepisami. 2. Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni, połączona z całkowitą wymianą urządzeń i dostosowaniem przepustowości węzła do docelowego obciążenia. W ramach węzła zostaną wprowadzone procesy płukania i odwadniania skratek i piasku. 3. Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych, połączona z zabezpieczeniem konstrukcji oraz likwidacją istniejących i zabudową nowych urządzeń. 4. Modernizacja reaktorów biologicznych, połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 5. Modernizacja osadników wtórnych połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. Strona | 110 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6. Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego połączona z odtworzeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 7. Modernizacja stacji dmuchaw połączona z renowacją budynku oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. 8. Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego usuwania fosforu, połączona z wykonaniem wanny bezpieczeństwa, renowacją i zabezpieczeniem podpór zbiornika oraz wymianą układu pompowego i jego dostosowaniem do nowych warunków pracy. 9. Modernizacja pompowni przewałowej połączona z zabezpieczeniem konstrukcji oraz wymianą wszystkich urządzeń i dostosowaniem do nowych warunków pracy. Zabudowa układu wody technologicznej (ścieków oczyszczonych), zapewniająca zasilanie urządzeń oczyszczalni. 10. Renowacja zbiornika magazynowego osadu do odwadniania. 11. Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania. 12. Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego. 13. Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych. 14. Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego z węzła mechanicznego oczyszczania ścieków i obróbki piasku i skratek, zbiornika pompowni ścieków, prasy odwadniającej, stanowisk kontenerów skratek, piasku i osadu oraz wykonanie nowego systemu wentylacji. 15. Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa nowego awaryjnego agregatu prądotwórczego o mocy dostosowanej do utrzymania pracy oczyszczalni wraz z podłączeniem do systemu energetycznego oczyszczalni. 16. Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. 17. Wykonanie nowych połączeń technologicznych. 18. Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni. Zakres prac obejmować będzie następujące działania związane z realizacją II etapu głównego modernizacji: 1. 2. 3. 4. Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów. Modernizacja systemu CO oczyszczalni - po wykonaniu kotłowni biogazowej. Wpięcie nowych obiektów do systemu AKPiA i elektroenergetycznego. Uzupełnienie układu komunikacyjnego oczyszczalni. 6.2.1 Zabudowa stacji zlewnej. Z uwagi na zmianę obecnie obowiązujących przepisów oraz przewidywany stały odbiór ścieków dowożonych należy zainstalować nową stację zlewną. Z uwagi na posiadanie dużego obiektu krat, zaleca się zabudowę stacji zlewnej w tym budynku. Węzeł musi zapewniać: • Przyjęcie ścieków. • Pomiar objętości dostarczanych ścieków. • Pomiar koncentracji zanieczyszczeń (pH, przewodność), z odcięciem zrzutów o przekroczonych parametrach. • Rejestrację danych dotyczących dostaw z możliwością przenoszenia ich na pendrive Strona | 111 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 oraz transmisję do systemu AKPiA oczyszczalni. • Nadzór nad dostawcami. • Możliwość eksportowania danych do plików *.pdf, *.xls, *.doc, *.html. W ramach modernizacji węzła należy również wykonać: • Stanowisko pojazdu (koperta żelbetowa, z wpustem ulicznym i odpływem do kanalizacji, przy czym z uwagi na okresowe występowanie podwyższonych stanów ścieków na przewodzie należy zabudować zasuwę. • Podłączenie stacji (odpływ ścieków) do kanału dopływowego do krat. Na przewodzie należy zabudować zasuwę ręczną, zamykaną w razie wystąpienia wysokich stanów. • Likwidację istniejącego rozwiązania węzła zlewnego. Do stacji należy doprowadzić ścieki oczyszczone – wodę technologiczną (niezbędny jest układ podnoszenia ciśnienia – zaleca się wykonanie nowego wspólnego systemu hydroforowego węzła stacji zlewnej, krat i piaskowników, co opisano poniżej w wydzielonym punkcie), energię elektryczną, wraz z wykonaniem dodatkowego oświetlenia miejsca zrzutu oraz wyprowadzić sygnały do systemu AKPiA oczyszczalni. Średnica przewodu zrzutowego – nie mniej niż DN 125. 6.2.2 Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni. Zaleca się zastosowanie rozwiązania opisanego we wcześniejszych punktach koncepcji. Przed i za kratami należy zabudować zastawki z napędami regulacyjnymi, zasilane elektrycznie. Konstrukcja wszystkich urządzeń ma w maksymalnym stopniu wykorzystywać istniejące kanały – z uwagi na dopływy znacznych ilości wód przypadkowych, nie dopuszcza się przewężania kanałów. Jako kraty należy zastosować zdecydowanie kraty o konstrukcji zgrzebłowej, ze stałym rusztem, o szerokości 1200 mm (odpowiadające szerokości kanałów) i wysokości rusztu stałego min. 2 metry (zabezpieczającej przed przerzucaniem skratek). Wysokość zrzutu z kraty dostosować do systemu transportu i obróbki skratek, przy czym kratki należy wyprowadzić z użyciem rynien spłukiwanych (transport bez stosowania części ruchomych) do płuczki skratek. Proponuje się stosować urządzenia o prześwicie 6 mm. Celem redukcji ilości skratek należy zastosować prasopłuczkę z wydzielonym układem płukania. Odciek z płuczki skierować przed kraty. Odwodnione skratki winny być wyciskane poprzez prasę skratek do kontenera znajdującego się na nowym stanowisku. Przyjąć możliwość stosowania kontenerów hakowych V = 10 m3 lub przyczep do traktora. W budynku zainstalować płuczkę piasku, oczyszczającą pulpę piaskową podawaną z piaskowników. Wymagana wydajność płuczki – masowa min. 1000 kg/h piasku, hydrauliczna – min. 25 m3/h pulpy piaskowej. Płuczkę zasilić w wodę technologiczną, z możliwością podłączenia wody wodociągowej. Odciek z płuczki skierować przed kraty. Odwodniony piasek skierować do kontenera, znajdującego się na stanowisku identycznym jak dla kontenera skratek. Istniejące piaskowniki zaopatrzyć w nowy system ewakuacji piasku, oparty na zatapialnych pompach wirowych. Zastosować pompy o przelocie min. 80 mm i wydajności min. 25 m3/h. Zabudować instalację (żurawiki lub wciągarki do konstrukcji hali) umożliwiające demontaż pomp. Podłączenie pomp wykonać w postaci spiralnego węża elastycznego, kierującego Strona | 112 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 pulpę piaskową do nowej instalacji stałej, odprowadzającej grawitacyjnie pulpę do separatora znajdującego się w hali krat. Podłączenie wykonać w najwyższym punkcie instalacji – co pozwoli na uniknięcie stosowania armatury odcinającej i zwrotnej. Instalację węzła podłączenia („wannę”) oraz przewód spływu do separatora wykonać ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Na przewodzie zabudować elementy demontowalne, umożliwiające kontrolę i czyszczenie przewodu. Zabudować urządzenia do mieszania, zapewniające utrzymanie stałej prędkości wirowania w piaskownikach. Na obecnym etapie dopuszcza się zarówno użycie mieszadeł, jak i zastosowanie napowietrzania, przy czym zaleca się napowietrzanie. Dmuchawy powietrza zabudować w hali krat, a zyski pochodzące z powietrza chłodzącego wykorzystać do ogrzewania hali. Kanały dolotowe piaskowników zaopatrzyć w zastawki z napędami elektrycznymi, kanały odlotowe w zastawki z napędami ręcznymi. Rozwiązanie takie pozwoli na automatyczną pracę piaskowników (kanały odlotowe zamykane będą wyłącznie na okres konserwacji lub remontu). Komory piaskowników przykryć, a powietrze (jak opisano powyżej) ująć do układu biofiltracji. Należy wykonać dodatkowe pomosty w osi piaskowników, co ułatwi demontaż pomp. Na przelewie do zbiornika retencyjnego zabudować jaz regulowany, z napędem ręcznym, umożliwiający zmianę wysokości krawędzi. Przeprowadzić czyszczenie kanałów całego węzła – łącznie z kanałami doprowadzającymi ścieki oraz kanałem odprowadzającym (w ramach zadania należy wyczyścić i zabezpieczyć wszystkie kanały i studnie na terenie oczyszczalni), a powierzchnie wewnętrzne kanałów, studni oraz piaskowników zabezpieczyć powłokami. W ramach modernizacji budynku oraz wiaty piaskowników należy przeprowadzić generalny remont oraz dostosowanie (termoizolacja, wymiana stolarki, drzwi, itp.) do obowiązujących przepisów. Jako posadzkę, zarówno w hali krat, jak i w rejonie piaskowników, zastosować powłoki z żywic. Dla kontenerów wykonać stanowiska, zaopatrzone w prowadnice i ślizgi wykonane ze stali nierdzewnej. W celu wygospodarowania stanowiska kontenera piasku zaleca się wykonanie nowej bramy – w miejscu zespołu okien, od strony zbiornika retencyjnego. Zaleca się takie rozplanowanie wnętrza, aby możliwa była likwidacja bramy od strony ogrodzenia oczyszczalni. Na ścianach do wysokości min. 3 metrów położyć płytki. Należy wymienić wszystkie instalacje wewnętrzne. Wykonać nowy system grzewczy oparty na modernizowanej kotłowni znajdującej się w budynku administracyjnym. Wykonać nowy system elektryczny, przy czym oświetlenie zabudować na ścianach – w sposób umożliwiający wymianę źródeł światła bez konieczności montażu rusztowań. Zasilanie urządzeń oraz obiektów towarzyszących wykonać z nowej rozdzielni – wykonanej w postaci wydzielonego pomieszczenia, zlokalizowanego w obrysie istniejącego obiektu krat i piaskowników. Uwaga! Zastosować wentylację mechaniczną rozdzielni (o ile obliczenia nie wykażą konieczności zastosowania klimatyzacji), z wydmuchem powietrza do wnętrza hali krat. Wykonać nowy system wentylacyjny (w całości z materiałów nierdzewnych kwasoodpornych). Obiekt obligatoryjnie wyposażyć w system detekcji gazów. Uwaga! Zanieczyszczone powietrze z wnętrza kanałów, urządzeń (w tym piaskowników) oraz stanowisk kontenerów skierować wydzielonym system podciśnieniowym do nowego biofiltra zlokalizowanego obok budynku. W kanałach ściekowych zamontować elastyczne kurtyny, zapobiegające schłodzeniu i zamarznięciu urządzeń. Pomieszczenie krat. Podstawową wentylacją stałą będzie wentylacja mechaniczna do biofiltra, opisana powyżej. Strona | 113 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Wentylację grawitacyjną w hali (2 krotną wymianę powietrza/h) zapewnić poprzez układ wentylacji czerpiący 50% powietrza ze strefy górnej oraz 50% znad posadzki za pośrednictwem kanału wentylacyjnego sprowadzonego do rzędnej ok. +0,15m względem podłogi i zakończonego kratką wentylacyjną. Nawiew powietrza dla instalacji grawitacyjnej wykonać poprzez czerpnie ścienne i połączone z nimi kanał wentylacyjne sprowadzone nad podłogę. Dla wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej zapewniającej min. 10 wymian/h działającej okresowo w charakterze awaryjnym zaprojektować wentylatory ścienne nawiewające powietrze zewnętrzne w proporcjach 30% dołem i 70% górą oraz wentylatory wywiewne: wentylatory ścienne usuwające 30% powietrza górą i wentylatory kanałowe czerpiące powietrze znad posadzki w ilości 70% i usuwające je kanałem na wysokości min. 1,80m nad terenem przez wyrzutnie ścienne. Włącznik wentylatorów należy zainstalować przy wejściu do budynku od strony wewnętrznej i zewnętrznej – od strony piaskowników oraz bram kontenerów. Zabudować system detekcji gazów, sprzężony z wyłącznikami wentylacji oraz systemem AKPiA oczyszczalni, wyposażony również w autonomiczne sygnalizatory akustyczno-optyczne. W ramach modernizacji należy zakupić min. 4 kontenery do transportu skratek i piasku, wykonane ze stali nierdzewnej. 6.2.3 Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych. Należy zabudować system płukania zbiorników falą ściekową (poprzez zabudowę zbiorników płucznych wewnątrz obiektów i jazów przelewowych lub zbiorników podciśnieniowych z pompami podciśnieniowymi – rozwiązania są równoważne). W ramach prac wymienić wyposażenie pompowni oraz zbiorników. Zabudować nowe pompy w przynależnych pompowniach, przewody oraz armaturę. Wstępnie nie zakłada się zmiany wydajności pomp, przy czym na etapie doboru urządzeń do odwadniania osadu (zależnie od spodziewanej ilości odcieków pochodzących z wody płuczącej) należy zweryfikować ich dobór. Przewód tłoczny DN 250 podający ścieki przed budynek krat wymienić na nowy, wykonany z PEHD w ziemi i ze stali nierdzewnej kwasoodpornej w obrębie pompowni i przejść przez ściany. Podczas wykonywania projektu należy zaktualizować dane i rozważyć ewentualną realizację drugiego zbiornika retencyjnego. W ramach przygotowania węzła przewiduje się usuniecie zalegających osadów oraz demontaż wszystkich istniejących instalacji. Należy przeprowadzić kompleksową renowację i zabezpieczenie konstrukcji zbiorników oraz pompowni i kanałów (w tym wylotu do rzeki). 6.2.4 Modernizacja reaktora biologicznego. W czołowej części reaktora należy wydzielić komory defosfatacji i predenitryfikacji osadu recyrkulowanego. Osad recyrkulowany dopływać będzie do komory predenitryfikacji, możliwe będzie skierowanie do niej również części lub całości ścieków surowych (z możliwością regulacji). Kolejno mieszanina ta przepłynie do komory defosfatacji, do której kierowana będzie w normalnych warunkach większość ścieków surowych. Każda z komór wyposażona będzie w mieszadło śmigłowe, zapewniające utrzymanie osadu w zawieszeniu. Strona | 114 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Celem zapewnienia możliwości okresowego czyszczenia, komory muszą mieć możliwość pominięcia. Kolejno ścieki przepływać będą do dwóch równoległych komór denitryfikacji osadu recyrkulowanego, a następnie do dwóch komór dwufunkcyjnych – z możliwością prowadzenia procesu denitryfikacji i nitryfikacji, co oznacza, iż muszą być wyposażone zarówno w mieszadła jak i dyfuzory. Następnie ścieki przepłyną do dwóch równoległych komór nitryfikacji, a z nich do komory rozdzielczej do osadników wtórnych. W komorach nitryfikacji należy zabudować mieszadła, co pozwoli na prowadzenie procesu denitryfikacji naprzemiennej całą objętością reaktora. Celem zapewnienia usunięcia azotanów, wstępnie zakłada się prowadzenie procesu recyrkulacji wewnętrznej z wykorzystaniem istniejących komór pompowni, przy czym należy w nich w miejsce pomp zabudować mieszadła pompujące. Układ połączeń musi zapewniać możliwość odcięcia i opróżnienia komory mieszadła. Tabela 385. Proponowany podział komór Wymiary reaktorów Defosfatacja Defosfatacja, dł Defosfatacja, szer Defosfatacja, głęb Defosfatacja, ilość Defosfatacja, objętość Predenitryfikacja Predenitryfikacja, dł Predenitryfikacja, szer Predenitryfikacja, głęb Predenitryfikacja, ilość Predenitryfikacja, objętość Denitryfikacja Denitryfikacja, dł Denitryfikacja, szer Denitryfikacja, głęb Denitryfikacja, ilość Denitryfikacja, objętość Denitryfikacja, objętość wraz z predenitryfikacją Komora dwufunkcyjna Komora dwufunkcyjna, dł Komora dwufunkcyjna, szer Komora dwufunkcyjna, głęb Komora dwufunkcyjna, ilość Komora dwufunkcyjna, objętość Nitryfikacja Nitryfikacja, dł Nitryfikacja, szer Nitryfikacja, głęb Nitryfikacja, ilość Nitryfikacja, objętość Całkowita objętość reaktora Całkowita objętość reaktora Wartość Jednostka 9 12 4 1 432 m m m szt m3 9 12 4 1 432 m m m szt m3 27,5 12 4 2 2640 3072 m m m szt m3 m3 7,75 12 4 2 744 m m m szt m3 39,75 12 4 2 3816 m m m m m3 8064 m3 Uwaga! Przy wykonywaniu projektu należy zaktualizować obliczenia procesowe w oparciu o najświeższe dane eksploatacyjne. Strona | 115 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Ruszt napowietrzający należy podzielić w następujący sposób: każda z komór dwufunkcyjnych będzie posiadać po jednej sekcji rusztów, zasilanych poprzez indywidualne przepustnice regulacyjne z napędami elektrycznymi. Ruszt w każdej głównej komorze nitryfikacji podzielić na trzy sekcje zasilane poprzez przepustnice napędami regulacyjnymi ręcznymi, przy czym pierwszą sekcję oraz parę pozostałą zasilić poprzez przepustnicę regulacyjną z napędem elektrycznym. W końcowej części reaktorów wydzielić strefę odtleniania, zapewniającą redukcję stężenia tlenu w strumieniu recyrkulacji wewnętrznej. Należy zróżnicować rozkład dyfuzorów wzdłuż długości komór, zapewniając równomierny rozkład powietrza we wszystkich dyfuzorach. W doborze dyfuzorów ująć rezerwę na wypadek wyłączenia awaryjnego dowolnej z komór. Przy projektowaniu hydrauliki reaktorów należy zapewnić skuteczny przepływ części pływających. W ramach modernizacji reaktorów zostanie zainstalowany system kontroli – pomiary stężenia tlenu we wszystkich komorach (w sumie 10 sztuk, w tym po 2 w każdej komorze napowietrzania) oraz potencjału redoks (1 w komorze predenitryfikacji, 1 w komorze defosfataji, po 1 w komorach denitryfikacji i nitryfikacji – w sumie 6 sztuk). Dodatkowo wielkość recyrkulacji wewnętrznej sterowana będzie w trybie podstawowym od poziomu azotanów w komorach denitryfikacji, a stężenie tlenu – w zależności od poziomu azotu amonowego w odpływie z komór nitryfikacji – w związku z tym należy zabudować odpowiednie analizatory (2 punkty pomiarowe azotu azotanowego, 2 punkty pomiaru azotu amonowego). W ramach modernizacji przewiduje się renowację istniejących konstrukcji komór (przy czym układ kanałów oraz ścian działowych będzie całkowicie nowy i odmienny od istniejącego. W ramach renowacji należy przeprowadzić pełne opróżnienie komór z istniejącego wyposażenia oraz nagromadzonych osadów oraz przeprowadzić czyszczenie (np. piaskowanie) ścian komór, pomostów i dna. Następnie uzupełnić dylatacje oraz wykonać iniekcje rys i pęknięć. Uzupełnić pomosty. W razie konieczności dokonać wzmocnień konstrukcji celem zabudowy urządzeń. Konstrukcja ścian działowych musi zapewniać możliwość opróżnienia każdej z komór przy zalanych sąsiednich, a układ kanałów i odcięć – pominięcie i odcięcie każdej z komór, bez przyporządkowywania do osobnych linii oczyszczania – z wykorzystaniem zastawek z napędami ręcznymi. Przed przystąpieniem do prac związanych z modernizacją reaktorów należy wykonać system studni drenażowych, przy czym studnie z wyposażeniem należy pozostawić do normalnej eksploatacji oczyszczalni. UWAGA! Wszystkie ściany działowe należy wykonać jako żelbetowe, z zamykanymi przejściami pomiędzy nimi oraz stosownymi obejściami, co pozwoli na odcinanie poszczególnych komór do przeglądu, konserwacji, itp. Wszystkie urządzenia wyposażyć w indywidualne żurawiki ze stali ocynkowanej. UWAGA! Przewidzieć prowadzenie prac połową objętości reaktora – z uwagi na konieczność zachowania ciągłości procesów oczyszczania. Strona | 116 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6.2.5 Modernizacja osadników wtórnych. Ścieki dopływające do każdego z osadników nowymi przewodami (wymiana w ramach modernizacji), rozpływać się będą poprzez nową komorę centralną, zaopatrzoną w deflektor obwodowy oraz denny, zapewniający wprowadzenie ścieków na właściwej głębokości. Kolejno sklarowane ścieki odpłyną poprzez nowe koryto obwodowe, zaopatrzone w regulowane przelewy pilaste oraz deflektor obwodowy zapewniający zatrzymanie części pływających i deflektor ukośny (zapobiegający wynoszeniu osadu z uwagi na efekt przyścienny) do pompowni przewałowej. Osad denny zgarniany będzie nowym zgarniaczem, zaopatrzonym w listwę o wysokości min. 50 cm przy ścianie oraz 70 cm w części centralnej do leja, skąd nowymi (lub zabezpieczonymi) przewodami do pompowni osadu recyrkulowanego. Części pływające usuwane będą zgarniaczem części pływających, działającym niezależnie od kierunku wiatru – wyposażonym w pływający przenośnik spiralny i pompę zatapialną. Łożysko centralne i ślizgi należy wymienić w ramach wymiany zgarniacza. Obiekty zaopatrzyć w sygnalizację świetlną pracy oraz szczotki do czyszczenia bieżni, koryta oraz deflektora. Osadniki obarierować. W ramach prac należy przewidzieć identyczną procedurę renowacji betonów jak dla reaktorów, przy czym bieżnię należy pokryć płytami polimerobetonowymi, z wprowadzonymi (bruzdy z uszczelkami gumowymi, umożliwiające wymianę) przewodami grzewczymi. 6.2.6 Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego. Osady spływające z osadników wtórnych, kierowane będą poprzez nowe przepływomierze (nie jest wymagana budowa studni – dopuszcza się zabudowę wewnątrz przestrzeni pompowni) i nowe zasuwy regulacyjne z napędami elektrycznymi do komory czerpnej pompowni. Stamtąd, poprzez nowe pompy cyrkulacyjne osad kierowany będzie z powrotem do reaktora biologicznego. Należy wykonać kompletny układ nowych przewodów tłocznych. Zaleca się wykonać pojedynczy przewód tłoczny, rozdzielający się poprzez komorę przelewową z przelewami proporcjonalnymi, do komór predenitryfikacji i defosfatacji. Osad nadmierny pobierany będzie przewodem bocznikowym poprzez pompy zainstalowane przy urządzeniach do odwadniania (w I etapie, w II poprzez pompy zagęszczacza mechanicznego). Dodatkowo pozostawić w I etapie możliwość podawania osadu do osadnika Imhoffa – analogicznie jak obecnie. Przeprowadzić remont i zabezpieczenie konstrukcji pompowni. Wymienić konstrukcje i pokrywy włazów i pomostów na nowe ze stali nierdzewnej. 6.2.7 Modernizacja stacji dmuchaw. Sprężone powietrze do celów napowietrzania ścieków podawane będzie z istniejącej stacji dmuchaw, w której wymienione będzie całe wyposażenie. Wyposażenie stacji stanowiły będą dwie dmuchawy promieniowe w ilości 2+1, gdzie dwie jednostki zapewnią pokrycie zapotrzebowania oczyszczalni na oczyszczanie ścieków. Wydajność dmuchaw wynikająca z obliczeń, ale nie mniej niż 2800 m3/h każda. Ostatnia Strona | 117 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 dmuchawa stanowi rezerwę czynną, ale z możliwością jednoczesnej eksploatacji wszystkich jednostek. Dodatkowo w ramach węzła należy przewidzieć możliwość zabudowania czwartej jednostki (pozostawić fundament oraz wykonać w nowym przewodzie podłączenie kołnierzowe). Średnicę przewodu dobrać uwzględniając potencjalną możliwość wykonania stopnia stabilizacji tlenowej osadu nadmiernego – dobierając niskie prędkości przepływu powietrza. Praca dmuchaw sterowana będzie automatycznie w zależności od ciśnienia powietrza w głównym ciągu technologicznym (zależnym od położenia przepustnic, wynikającego z poziomu stężenia tlenu rozpuszczonego w komorach lub innych danych przesyłanych do nadrzędnej szafy sterowniczej dmuchaw z głównej sterowni). Dmuchawy współpracować będą z układem rurociągów magistralnych doprowadzających powietrze do poszczególnych komór. Zakłada się, iż w warunkach obniżonego zapotrzebowania na tlen (niska temperatura, niewielka ilość osadu, niskie obciążenie oczyszczalni) pracować będzie jedna dmuchawa, z wydajnością obniżoną nawet do 45% wydajności nominalnej. Układ dystrybucji sprężonego powietrza należy rozbudować również o co najmniej: • Doprowadzenie powietrza do reaktorów biologicznych. • Rezerwę średnicy przewodu oraz króćce kołnierzowe podłączenia czwartej dmuchawy oraz doprowadzenia powietrza do ewentualnych komór stabilizacji tlenowej. • Układ zaworów regulacyjnych i odcinających. Wymaga się zastosowania dwóch czujników (pomiarów) ciśnienia sprężonego powietrza, pracujących w systemie 1+1 (rezerwa czynna). Wykonać nowy układ doprowadzenia powietrza do reaktorów głównego ciągu technologicznego w następujący sposób: w sprężone powietrze muszą być zasilane następujące komory: • 2 komory dwufunkcyjne (możliwa praca zarówno w funkcji komór napowietrzania jak i denitryfikacji). • 2 komory nitryfikacji. • Rezerwowo: 2 komory stabilizacji tlenowej (podwójna komora). Rozdział powietrza w reaktorach zrealizować w sposób opisany w dziale dot. modernizacji reaktora. Układ dystrybucji sprężonego powietrza należy wyposażyć w następujący osprzęt: • Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komór dwufunkcyjnych – 2 sztuki. • Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komór nitryfikacji – 4 sztuki. • Zawór regulacyjny z napędem ręcznym rozdziału powietrza na sekcje w komorach nitryfikacji – 6 sztuk. • Zawór regulacyjny z napędem elektrycznym, doprowadzenia powietrza do komory stabilizacji tlenowej – 2 sztuki (rezerwa - opcja II etapu). Dla potrzeb rozmieszczenia i użytkowania docelowego układu dmuchaw konieczne będzie przeprowadzenie remontu obiektu. Zakłada się dostosowanie obiektu do obecnie obowiązujących przepisów (termoizolacja). Strona | 118 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Ze względu na duże obciążenie cieplne pochodzące od dmuchaw w budynku, należy zastosować wymuszoną wymianę powietrza ze sterowaniem termostatem. Powietrze chłodzące równe zyskom ciepła w pomieszczeniu od silników elektrycznych, będzie zasysane przez czerpnie ścienne w wyniku podciśnienia wytworzonego przez wentylatory wywiewne kanałowe o wydajności odpowiadającej strumieniowi powietrza asymilującego zbędne ciepło jawne. Odbiór powietrza ogrzanego bezpośrednio z obudów dźwiękochłonnych dmuchaw. Wielkość czerpni ściennej zaprojektować tak, aby umożliwiała pobranie powietrza na potrzeby procesowe oraz chłodzenia maszynowni. W pomieszczeniu hali należy zainstalować dodatkowo czujnik temperatury wewnętrznej (termostat), wskazania którego sterować będą pracą zespołu wentylatorów chłodzących oraz szybrem nawiewu powietrza z kolektora tłocznego do hali dmuchaw. Praca wentylatorów i napędu szybra sprzężona ze wskazaniami termostatów. Załączanie wentylatorów przy temperaturze np. powyżej 30°C, wyłączanie poniżej 25°C, z możliwością zadawania temperatur. Pomieszczenie nie wymaga instalacji ogrzewania, stację należy zaopatrzyć jedynie w 2 gniazdka elektryczne (nie wliczone do zespołu gniazd ujętych w opisie systemu elektroenergetycznego) umożliwiające podłączenie przenośnych agregatów grzewczych dla ewentualnego dogrzania w okresie awarii lub remontu dmuchaw; podczas normalnej eksploatacji stacji straty będą pokrywane z wewnętrznych zysków ciepła pochodzących od silników dmuchaw. Podłogę oraz ściany do wysokości 2 metrów (o ile nie wymagane wygłuszenie na tej wysokości) pokryć żywicą lub płytkami. Oświetlenie wykonać na ścianach, na wysokości umożliwiającej bezpieczną wymianę elementów. Pomieszczenie wygłuszyć w miarę potrzeb. Wymienić całą stolarkę, w tym drzwi, bramę montażową oraz okna doświetlające. 6.2.8 Modernizacja układu magazynowania do chemicznego usuwania fosforu. i dozowania koagulantu Jak wykazują obliczenia, zachowanie właściwego stężenia fosforu w ściekach oczyszczonych może wymagać dozowania środków chemicznych. Doboru pompy dokonano przy założeniu utrzymania defosfatacji biologicznej. Założono przepływ dobowy na poziomie 4190,7 m3/d i maksymalny przepływ godzinowy 419,1 m3/h. W przypadku przepływów wyższych należy liczyć się ze spadkiem stężenia fosforu w ściekach (ścieki rozcieńczone), co pozwoli na utrzymanie właściwej jakości ścieków oczyszczonych. Założono stechiometryczną dawkę 2,7 gFe/gP, z zastosowaniem mnożnika 1,7 z uwagi na absorbowanie koagulantu. Gęstość koagulantu wynosi 1500 kg/m3, a zawartość żelaza 11,4%. Tabela 46. Obliczenie zużycia koagulantu w warunkach usuwania nadmiaru fosforu, przy utrzymaniu procesu defosfatacji biologicznej. Opis Stężenie fosforu do strącenia Przepływ średni przez reaktory biologiczne, bez uwzgl. recyrkulacji Przepływ maks. godzinowy przez Wartość Układ bez osadnika Układ z osadnikiem wstępnego wstępnym Lato Zima Lato Zima 2,4337 1,8066 4,1465 3,5571 Jednostka g/m3 4190,7 m3/d 419,1 m3/h Strona | 119 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 reaktory biologiczne, bez uwzgl. Recyrkulacji Współczynnik zwiększający dawkę uwzględniający m. in. straty koagulantu Zapotrzebowanie na żelazo w procesie strącania Zawartość żelaza w preparacie Przepływ średni godzinowy Ładunek godzinowy fosforu do usunięcia, dla przepływu średniego Ładunek godzinowy fosforu do usunięcia, dla przepływu maks. godzinowego Dawka preparatu na kg fosforu do usunięcia Dawka preparatu na m3 ścieków Ciężar właściwy preparatu Dawka dm3 preparatu na m3 ścieków 1,7 - 2,8 gFe/gP 0,1140 174,6125 % m3/d 0,4250 0,3155 0,7240 0,6211 kg/h 1,0200 0,7571 1,7378 1,4908 kg/h 41,7544 41,7544 41,7544 41,7544 g PIX/gP 75,4335 173,1346 1500,0000 148,5246 g PIX/m3 kg/m3 dm3 PIX/m3 dm3 PIX / h dm3 PIX / h 101,6177 0,0677 0,0503 0,1154 0,0990 11,8213 8,7830 20,1503 17,2866 28,3731 21,0807 48,3641 41,4909 3 Dawka dm preparatu dla przepływu średniodobowego Dawka dm3 preparatu dla przepływu maks. godzinowego Ostateczna wydajność maksymalna pompy musi wynosić 50 dm3/h, przy czym należy zastosować dwie pompy, w warunkach normalnych pracujące w systemie 1+1. Oczyszczalnia posiada już stację magazynowania i dozowania koagulantu. Jest on w dobrym stanie technicznym, umożliwiającym jego dalsze wykorzystanie. Natomiast pozostałe elementy stacji wymagają remontu (podpory) lub kasacji (popękana wanna ociekowa). Stację dozowania oraz zbiornik ulokować na nowym fundamencie (wannie ociekowej pokrytej wykładziną chemoodporną) przy reaktorach biologicznych oraz wykonać nową linię tłoczną do reaktorów, kierując koagulant do węzła rozdziału przed osadnikami wtórnymi. Istniejące podpory zbiornika oczyścić i pokryć izolacją, zapobiegającą degradacji (korozji) oraz zabezpieczającą przy ewentualnych wyciekach środka chemicznego. Całość instalacji należy podłączyć do systemu AKPiA oraz zasilania. Stację dozującą należy wyposażyć w nowe: • Czujnik pomiaru online poziomu napełnienia zbiornika. • Dwie pompy o wydajności 30 dm3 /h każda, ze zdalną regulacją w pełnym zakresie (w tym możliwość dozowania przerywanego oraz równoległej pracy obu pomp). • Filtr koagulantu. • Pomoc ssącą. • Zawory bezpieczeństwa. • Zawory stałego ciśnienia. • Tłumik pulsacji. • Armaturę zwrotną i odcinającą. • Przyłącze płuczące do wody. W zakres prac wchodzi również demontaż i utylizacja istniejącego, likwidowanego wyposażenia i instalacji. Strona | 120 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6.2.9 Modernizacja pompowni technologicznej. przewałowej, zabudowa układu wody Ścieki oczyszczone spływające z osadników wtórnych oraz ewentualnie dopływające do pompowni obejściem technologicznym DN 800 , kierowane będą do komory czerpnej pompowni. Stamtąd, poprzez nowe pompy medium kierowane będzie do istniejącego wylotu do odbiornika systemem nowych przewodów tłocznych. Z uwagi na przyjęcie zrzutu ścieków wyłącznie do rzeki Kaczawy, proponuje się uporządkować układ przewodów w hali pompowni. W istniejącej hali armatury należy zabudować nowy przepływomierz elektromagnetyczny (zapewniający prawidłowy pomiar ilości ścieków oczyszczonych) oraz automatycznego poborcę próbek, sprzęgniętego z tym pomiarem, pobierającego ścieki z przewodu tłocznego. Przeprowadzić remont i zabezpieczenie konstrukcji pompowni. Wymienić konstrukcje i pokrywy włazów i pomostów na nowe ze stali nierdzewnej. Przeprowadzić remont hali i dostosowanie do obowiązujących przepisów (w tym stolarka, ocieplenie, itp.). Wymienić instalacje wewnętrzne, analogicznie jak w innych obiektach. Należy również wykonać układ wody technologicznej, składający się z następujących elementów: • Pompownia wody technologicznej. • Zbiornik wody technologicznej w hali prasy. • Układ podawania wody do stacji zlewnej. • Układ podnoszenia ciśnienia dla węzła mechanicznego oczyszczania ścieków. • Układ podnoszenia ciśnienia dla zagęszczacza mechanicznego (II etap modernizacji). • Układ podnoszenia ciśnienia dla urządzenia do odwadniania osadu (nowego i istniejącego). • Układ podawania wody do systemów biofiltracji (II etap). • Sieć wody technologicznej. Pompownię zrealizować dwoma pompami zabudowanymi w istniejącej pompowni przewałowej. Układ wyposażyć w dwie pompy (pracujące w systemie 1+1), o wydajności pokrywającej całość zapotrzebowania na wodę, przy jednoczesnej pracy wszystkich urządzeń i wysokości podnoszenia pokrywającej również straty filtracji. Stanowiska pomp wyposażyć w żurawik do wyciągania pomp. Na kolektorze tłocznym zabudować (zaleca się wykorzystać halę armatury) zawory zwrotne kulowe i zasuwy odcinające dla pomp oraz (w hali pras, przed zbiornikiem), czyszczony ręcznie zgrubny filtr siatkowy wraz z obejściem. Filtr musi umożliwiać czyszczenie bez konieczności jego rozbierania. Spust wody z zanieczyszczeniami sprowadzić do kanalizacji zakładowej. Sterowanie pompowni zrealizować w funkcji napełnienia zbiornika wody technologicznej, z zabezpieczeniem przed suchobiegiem w pompowni, przy zdublowaniu wyłączników w hali pras obok filtra. Zbiornik wody technologicznej wyposażyć w poziomowskaz oraz w elektroniczny pomiar ciągły napełnienia, zapewniający następujące funkcje: wyłączenie pomp wysokociśnieniowych wody w razie braku wody, zasilanie wodą „wodociągową” (obecnie ze studni) w razie braku wody technologicznej, sterowanie pompami wody technologicznej. Strona | 121 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Do zbiornika doprowadzić wodę technologiczną (przez opisany powyżej filtr) oraz wodę wodociągową z istniejącej instalacji – poprzez zawór elektromagnetyczny. Wykonać przelew awaryjny zbiornika oraz spust (umożliwiający zrzut osadu z dna) do systemu kanalizacyjnego oczyszczalni – do pompowni głównej. Proponuje się na obecnym etapie (nieznany ostateczny dobór maszyn i urządzeń) zainstalować układy tłoczenia wody: • Układ podawania wody do węzła zagęszczania – składający się z jednej pompy (dostarczonej wraz z urządzeniami węzła), poprzedzonej podwójnym filtrem dokładnym (stopień filtracji zależny od dobranego urządzenia) wody. Sterowanie pompy – bezpośrednio z węzła (sterownik zagęszczacza), z zabezpieczeniem od suchobiegu w zbiorniku. • Układ podawania wody do węzła odwadniania – składający się z jednej pompy (dostarczonej wraz z urządzeniami węzła), poprzedzonej podwójnym filtrem dokładnym (stopień filtracji zależny od dobranego urządzenia) wody. Sterowanie pompy – bezpośrednio z węzła (sterownik prasy), z zabezpieczeniem od suchobiegu w zbiorniku. Zbiorczy układ (hydroforowy) zasilania w wodę: • Układ płukania stacji zlewnej wodą technologiczną. • Układ podawania wody do płuczek piasku i skratek. • Układ podawania wody do biofiltrów, przy czym należy zapewnić możliwość awaryjnego zasilania biofiltra wodą czystą. Ostateczne rozwiązanie układu będzie zależne od dobranych urządzeń. Przewiduje się zabudowę zespołu hydroforowego, składającego się z trzech lub czterech pomp (w systemie n+1 rezerwy czynnej), wyposażonych w przemienniki częstotliwości oraz zbiornik (lub zbiorniki) wyrównawcze - hydroforowe. Układ hydroforu należy poprzedzić filtrem samoczyszczącym (wyposażonym w obejście awaryjne), dostosowanym do pomp hydroforowych oraz odbiorów (zawory elektromagnetyczne, dysze płuczące). Do systemu AKPiA oczyszczalni sprowadzić sygnały pracy, awarii poszczególnych urządzeń, suchobiegu pompowni oraz poziomu w zbiorniku wody technologicznej. 6.2.10 Wykonanie remontu zbiornika osadu przed odwadnianiem. Zakłada się, iż w normalnej eksploatacji, do roli zbiornika retencyjnego osadów nadmiernych (a docelowo przefermentowanych) wystarczy eksploatacja obecnie istniejącego zbiornika. Będzie do niego kierowany alternatywnie: osad nadmierny z ciągu ściekowego, osad przefermentowany, wypływający z osadnika Imhoffa, docelowo osad z WKF (będzie on spływać będzie grawitacyjnie do tej komory), Następnie podawany będzie do procesu odwadniania poprzez układ nowych przewodów. W komorze należy zabudować sondę pomiaru poziomu oraz mieszadła. Ilość i moc mieszadeł należy ostatecznie dobrać na etapie projektu – zależnie od wybranego dostawcy mieszadeł. W górnej części komory należy wykonać nowy przelew awaryjny. Układ wykonać w sposób umożliwiający wykorzystanie go jako przelew wody nadosadowej przy eksploatacji do odwadniania osadu stabilizowanego tlenowo. Strona | 122 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zaleca się wykonanie kopuły przykrywającej komorę. W pokrywie należy wykonać włazy dla mieszadeł oraz sondy pomiaru poziomu, a także króćce nawiewne. Zanieczyszczone powietrze spod kopuły należy ująć i podać do układu biofiltracji powietrza. W ramach zadania przewiduje się zabezpieczenie konstrukcji żelbetowej komory (w miarę posiadanych środków należy zabezpieczyć również drugą komorę) wykładzinami chemoodpornymi oraz montaż nowego mieszadła, celem zapewnienia prawidłowego wymieszania osadów. W zależności od dobranego mieszadła należy skorygować pomost obsługowy. 6.2.11 Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona z modernizacją budynku odwadniania. Należy zabudować prasę odwadniającą trzytaśmową z oprzętem. Połączenie urządzeń (zagęszczacza i prasy) musi zapewniać możliwość ich rozdziału po zabudowie węzła stabilizacji. Wydajność zagęszczacza min. 40 m3/h i 320 kg sm/h. Wydajność prasy min. 15 m3/h i 550 kg sm/h, przy gwarantowanej suchej masie osadu odwodnionego nie niższej niż 20%. Maszyna winna być zamontowana w istniejącej hali, po jej remoncie i renowacji całego budynku. Może to wymagać demontażu części obecnego wyposażenia i jego przesunięcia. Urządzenia muszą spełniać następujące wymagania: • Możliwość pracy bezobsługowej (obsługa niezbędna jedynie do rozpoczęcia pracy, regulacji oraz zakończenia, ewentualnego okresowego czyszczenia). • Użycie do płukania podczas pracy wody technologicznej pobieranej poprzez układ filtrów z pompowni wody technologicznej (np. za pośrednictwem zbiornika magazynowego zabudowanego w stacji odwadniania i pompy wysokiego ciśnienia zabudowanej z prasą). Woda ma być podawana przynajmniej poprzez dwustopniowy filtr (zgrubny i dokładny). Filtr dokładny ma być zrealizowany jako podwójny (w układzie 1 czynny, 1 rezerwa i czyszczenie). • Czyszczenie instalacji płukania maszyny (wtryskiwaczy) wodą technologiczną bez rozmontowywania instalacji. • Obudowa zabezpieczająca przed emisją par wraz zanieczyszczeniami mikrobiologicznymi. • Odbiór powietrza z wnętrza maszyny przez mechaniczny system wentylacji wytwarzający stałe podciśnienie wewnątrz urządzenia. • Pomiar objętości podawanego osadu (przepływomierz), polimeru (przepływomierz), wody do bieżącego rozcieńczania polimeru (rotametr). • Możliwość płynnej ręcznej regulacji (rozcieńczania) stężenia roztworu polimeru podczas pracy urządzenia (stacja dozowania polimeru winna przygotowywać roztwór o wyższym stężeniu niż roboczy, natomiast stężenie pracy będzie uzyskiwane przez domieszanie wody w ciągu tłoczenia polimeru). • Regulacja dawki polimeru poprzez regulację obrotów pompy polimeru. • Możliwość ręcznej regulacji ilości podawanego osadu, ilości podawanego polimeru ze stacji roztwarzania oraz ilości domieszywanej wody. • Pompa podająca osad oraz pompa polimeru przy nominalnej wydajności urządzeń (70% obciążenia) winny pracować w połowie zakresu obrotów. • Automatyczna kontrola pracy z przesyłaniem stanów pracy i wielkości mierzonych do nadrzędnego komputerowego systemu sterowania oczyszczalnią – np. sygnały Strona | 123 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • prądowe 4-20 mA jako wynik mierzonego natężenia przepływu, sygnały dwustanowe jako impulsy liczników przepływomierzy i sygnały dwustanowe sygnalizacji pracy, ostrzeżeń i alarmów urządzenia. Wymagana dawka polimeru nie wyższa niż 6 kg substancji aktywnej na odwodnienie tony suchej masy, przy wydajności maszyny rzędu 300 kg sm/h. Jakość odcieku: zawiesina <400 mg/dm3. Stacja roztwarzania polimerów winna być przystosowana do pracy z polimerem żelowym i proszkowym. Proces roztwarzania polimeru ma być w pełni zautomatyzowany. Wyposażenie w dwa zbiorniki (zarobowy i magazynowy) każda. Stacja roztwarzania i dozowania polimerów winna posiadać możliwość regulacji w zakresie 30-100 % wydajności. Zastrzega się swobodny wybór dostawcy polimerów przez Użytkownika. W ramach zadania należy dokonać demontażu i dyslokacji istniejącego wyposażenia oraz wykonać odpowiednie fundamentowanie, doprowadzenie osadu i odprowadzenie odcieków. Wzdłuż stanowisk obu pras (nowej i starej - przesuniętej) oraz stacji przygotowania polimeru wykonać korytka odwadniające (odwodnienia liniowe), odprowadzone do kanalizacji. Wewnątrz obiektu wykonać dodatkowe odwodnienia punktowe przy stanowiskach pomp i króćcach poboru prób, odpowietrznikach i spustach, zbierające ewentualne wycieki mogące wystąpić podczas napraw i konserwacji. Wentylację budynku wykonać jako grawitacyjną oraz mechaniczną. W pomieszczeniu należy zaprojektować ciągłą wentylację grawitacyjną zapewniającą właściwą wymianę powietrza oraz punktowy ciągły odbiór powietrza z urządzeń (prasy, przenośniki, itp.) do systemu biofiltracji. Dla wentylacji mechanicznej awaryjnej sprzężonej, zapewniającej 10 wymian na godzinę dobrać wentylatory ścienne nawiewne oraz wentylatory wywiewne dachowe. Wentylacja awaryjna będzie działała okresowo tj. włączana na krótko przed wejściem obsługi do pomieszczenia. Wykonać ogrzewanie, umożliwiające utrzymanie odpowiedniej temperatury (zalecane min. + 18 st. C z uwagi na wymaganą obecność obsługi). Oświetlenie zabudować w sposób umożliwiający wymianę bez konieczności prowadzenia robót na wysokościach (na ścianach bocznych). Doprowadzić pozostałe media. Wykonać remont generalny hali (likwidacja rys ścian, malowanie, naprawa podłogi – z ułożeniem posadzki żywicznej, wymiana oświetlenia, itp.) oraz całego budynku (wymiana okien i drzwi, ocieplenie budynku, itp.) Uwaga! Przy lokalizacji urządzeń do odwadniania przewidzieć miejsce w hali na ewentualną lokalizację zagęszczacza (zdjętego z prasy). 6.2.12 Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu odwodnionego. Należy zabudować układ magazynowania i dozowania wapna oraz transportu osadu i wapna. Strona | 124 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Musi się on składać z następujących elementów: • Zespół przenośników ślimakowych osadu/wapna/osadu z wapnem o wydajności minimalnej 4 m3/h osadu odwodnionego. • Silosu wapna z pełnym wyposażeniem o pojemności roboczej min. 24 m3 – zapewniający odbiór pełnej cysterny wapna. • Dozownika wapna o wydajności maksymalnej 165 kg/h. • Mieszarki osadu z wapnem. Wymagania dla stacji nawapniania i przenośników ślimakowych • Dozownik wapna (pobór z silosu) wieloślimakowy – prawo i lewozwojny, • Ze wskaźnikiem poziomu, z łatwo zdejmowaną pokrywą boczną i wylotową do przeglądu pracy urządzenia i napędem regulowanym. • Regulacja wydajności – falownikiem/wariatorem oraz z możliwością pracy czasowej (przerywanej). Układ przenośników musi odbierać osad z obu pras. System sterowania układu wapnowania należy połączyć z układem sterowania maszynami odwadniającymi, a ponadto wszystkie sygnały przesłać do systemu AKPiA oczyszczalni. Silos wapna zabudować na miejscu istniejącego, o ile rozwiązanie układu nowej prasy nie wymusi innej lokalizacji. Istniejące urządzenia zdemontować. 6.2.13 Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników ślimakowych. Zaleca się rozbudowę składowiska do wielkości umożliwiającej magazynowanie osadu na okres min. czterech miesięcy. Oznacza to, że dla produkcji rocznej na poziomie 2932 m3 osadu, magazyn winien zapewnić objętość zatrzymanego osadu na poziomie 977,3 m3. Uwzględniając możliwe perturbacje związane z wywozem osadu, konieczność opróżnienia składowiska z osadu przy jednoczesnym procesie odwadniania kolejnej partii osadów oraz przyjmując wysokość składowania rzędu 1,2 m (co przy odpowiednim zasypywaniu cienkimi warstwami całej powierzchni pozwoli na jednoczesne podsuszanie osadów) proponuje się zabudowę magazynu o powierzchni czynnej rzędu 815 m2. Wzdłuż składowiska wykonać układ poziomych przenośników ślimakowych, zapewniający dostarczenie osadu do wszystkich boksów. W każdym boksie zapewnić co najmniej dwupunktowy wyrzut osadu. Zależnie od doboru urządzeń, przenośniki należy wykonać jako rewersyjne lub z szybrem z napędem elektrycznym. Wszystkie punkty smarowania sprowadzić na poziom terenu (zastosować przewody smarownicze). W ramach modernizacji węzła należy powiększyć plac składowy osadu (w tym wydłużyć lub wykonać nowe ściany oporowe) oraz zadaszyć go. Wysokość wiaty dostosować do aktualnie stosowanego sprzętu załadowczego oraz przyczep. Boks osadowy znajdujący się bezpośrednio pod przenośnikiem z pras, przebudować na stanowisko odbioru osadu do środków transportu (zastosować stalowe prowadnice, odwodnienia, itp. – w standardzie stanowisk na kontenery piasku i skratek, ale dostosowane do wielkości kontenerów). W ramach modernizacji magazynu proponuje się doszczelnienie przerwy pomiędzy wiatą, a ścianami żelbetowymi (zaleca się zaprojektować nowe ściany), wykonanie drzwi (np. rolowanych) i wprowadzeni procesu ujmowania powietrza znad osadu i oczyszczania w wydzielonym biofiltrze. Strona | 125 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6.2.14 Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego. Należy zastosować jako podstawowy system wentylacji, wentylację grawitacyjną pomieszczeń. Do usunięcia i zneutralizowania odorów zastosować działającą w sposób ciągły wentylację mechaniczną z urządzeń i stanowisk, podającą zanieczyszczone powietrze do systemu biofiltracji. Powietrze w układzie podstawowym należy odbierać co najmniej z: • Kanałów dopływowych do krat (ok. 150 m3/h, uwzględniając nawiew kanałami). • Kanałów kraty – piaskowniki i piaskowników (założono objętość kanału rzędu 30 m3 – odbiór powietrza rzędu 90 m3/h – trzykrotna wymiana). • Kanału do reaktora biologicznego (odsys rzędu 60 m3/h). • Urządzeń transportu i obróbki piasku i skratek oraz osadu, a w tym mieszarki z wapnem (założono kubaturę urządzeń rzędu 10 m3 – odbiór z minimum pięciokrotną wymianą – 50 m3/h). • Stanowisk kontenerów skratek, piasku (założono dwa stanowiska o wymiarach 2,5 x 8m w rzucie, co daje powierzchnię odbioru 40 m2, generując zapotrzebowanie powietrza rzędu 120 m3/h i jest traktowane jako główny odbiór wentylacji oczyszczanego powietrza z wnętrza budynku). • Zbiorników pompowni ścieków przy zbiornikach retencyjnych (odbiór rzędu 30 m3/h z każdego – obiekty bezobsługowe). • Zbiornika osadu do odwadniania (kubatura zbiornika ok. 200 m3, co przy trzykrotnej wymianie powietrza daje odbiór rzędu 600 m3/h). • Pras odwadniających (po ok. 80 m3/h z każdego stanowiska). • Mieszarki osadu z wapnem i systemu transportu osadu odwodnionego (założono ok. 50 m3/h). Z uwagi na minimalne kubatury poddane hermetyzacji oraz stosowaną specyfikę obiegu powietrza (odbiór z urządzeń powoduje powstanie podciśnienia w pomieszczeniach, co redukuje do minimum emisję do pomieszczeń) wielkość przepływu powietrza będzie możliwie niewielka, co wpłynie również na spadek zapotrzebowania energii do ogrzewania powietrza. Lokalizacja wszystkich potencjalnych źródeł emisji w jednym rejonie pozwala na odbiór powietrza do jednego lub dwóch biofiltrów, których wydajność wstępnie oszacowano na 1340 m3/h, co jest niedużą wartością. Należy na etapie projektu przy szczegółowej analizie oddziaływania oczyszczalni rozważyć biofiltrację powietrza ujmowanego ze składowiska osadu oraz stanowiska kontenera. Wówczas, przy powierzchni składowiska rzędu 800 m2 i przyjętej wysokości średniej 4 metry oraz ok. trzech wymianach na godzinę, należy zabudować biofiltr o wydajności 10 000 m3/h. Biofiltracja. Należy zastosować biofiltry typowe, w których proces oczyszczania powietrza polega na powolnym przepuszczaniu gazów przez warstwę materiału porowatego zasiedlonego przez mikroorganizmy. W określonych warunkach pracy biofiltra, zanieczyszczenia obecne w gazie wylotowym są absorbowane i ulegają stopniowemu rozkładowi na naturalne substancje takie jak woda i dwutlenek węgla. Początkowo zanieczyszczone powietrze musi być poddane wstępnemu oczyszczaniu w zintegrowanym z biofiltrem wstępnym skruberze. We wstępnym skruberze zanieczyszczony gaz zostaje ochłodzony do odpowiedniej temperatury, odpowiednio nawilżony oraz pozbawiony stałych cząsteczek. Wstępny skruber pełni również rolę buforu dla pojawiających się w powietrzu wysokich stężeń zanieczyszczeń. W skład układu przygotowania powietrza wchodzi również grzałka (lub nagrzewnica), zapewniająca Strona | 126 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 ewentualne podgrzanie powietrza do odpowiedniej temperatury w okresie zimowym. Wstępnie przygotowane powietrze rozprowadzane jest w kanale dystrybucyjnym a następnie przepływa z małą prędkością przez biologiczne złoże organiczne. Jako materiał filtrujący najczęściej stosuje się mieszaniny surowców pochodzenia organicznego, zawierające odpowiednio spreparowane (porowate) nośniki syntetyczne, zasiedlone biomasą. Wkład filtracyjny musi być jednoznacznie klasyfikowany jako "odpadowa masa roślinna", kod odpadu 020103 według klasyfikacji odpadów zamieszczonej w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 27.09.01 w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. nr 112 poz. 1206), co pozwoli na późniejszą jego utylizację bez ponoszenia nadmiernych kosztów. Sposób ułożenia materiału filtrującego powinien zapewniać jego równomierne napowietrzenie i gwarantować kontakt całego strumienia gazu ze złożem. W celu zapewnienia odpowiednich warunków pracy biofiltra jest konieczne, aby materiał strukturalny złoża posiadał jednolitą strukturę oraz wystarczającą wilgotność. Zaleca się aby biofiltr miał budowę modularną, która pozwala na łatwy montaż na miejscu instalacji oraz budowanie biofiltrów o dowolnej wielkości filtrującej. Biofiltry wykonane z tworzywa wzmacnianego włóknem szklanym lub wykonane z odpowiednio zaizolowanego betonu, charakteryzują się wysoką odpornością na korozję oraz warunki pogodowe. Zwraca się uwagę, iż obligatoryjnym wyposażeniem musi być sonda kontrolująca odczyn odcieków ze złoża, wraz z układem korekty odczynu. Odbiór powietrza do biofiltra musi posiadać regulację przepustnicami oraz odpowiednią izolację termiczną. Zasilanie wodą wykonać w postaci układu podwójnego – jako podstawową wykorzystując wodę technologiczną, z możliwością rezerwowego (ręczne przełączenie) zasilenia wodą czystą. Biofiltr musi posiadać możliwość regulacji wydajności – celem zmniejszenia przepływu powietrza (i zapotrzebowania ciepła) w okresie zimowym, gdy następuje mniejsza emisja aerozoli i spada uciążliwość zapachowa. Poglądowy schemat modułowego biofiltra pokazano poniżej. Poglądowy schemat modułowego biofiltra. 6.2.15 Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa awaryjnego agregatu prądotwórczego. Należy wykonać praktycznie nowy system elektroenergetyczny oczyszczalni, pozwalający na zasilenie wszystkich urządzeń. Układ zasilania należy dostosować do mocy odpowiedniej dla Strona | 127 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zwiększonych potrzeb wraz z podłączeniem do systemu energetycznego oczyszczalni. Rozdzielnia musi być klimatyzowana (wykonać klimatyzację). System musi zapewniać utrzymanie pracy oczyszczalni przy zasilaniu rezerwowym z agregatu. Uwaga! Należy zastosować rozwiązanie zasilania awaryjnego z agregatu pozwalające na możliwość wyboru przez operatora (w systemie sterownia) zasilanych odbiorów, aż do wyczerpania mocy dyspozycyjnej agregatu. Z uwagi na zwiększenie mocy pobieranej przez oczyszczalnię należy wystąpić o nowe warunki przyłączenia. Rozdzielnię należy zmodernizować, dostosowując do zapotrzebowania mocy i odbiorników, wprowadzając system automatycznego startu w razie zaniku napięcia oraz wymagane zabezpieczenia przed pracą jednoczesną. Należy wykonać nowe rozdzielnie, dokonując podłączenia wszystkich nowych i istniejących urządzeń i obiektów, w tym co najmniej: • Stację zlewną (sterowanie, ogrzewanie, oświetlenie, macerator i sprężarka). • Napędy zasuw i przepustnic: o Zastawki (4 szt) krat. o Zastawki (2 szt) piaskowników. o Zasuwy (przepustnice) regulacyjne sprężonego powietrza (2 w komorach dwufunkcyjnych, 4 w komorach nitryfikacji). o Zasuwy regulacyjne spustu osadu recyrkulowanego. o Zasuwy dla II etapu (spustu osadu wstępnego, cyrkulacji osadu wstępnego, załadunku WKF) • Kraty i piaskowniki z osprzętem oraz układami transportu i obróbki piasku i skratek. • Mieszadła piaskowników. • Pompy w pompowni przewałowej (4 sztuki), reaktorach (2 sztuki mieszadeł pompujących recyrkulacji wewnętrznej), recyrkulacji zewnętrznej z osadników, wydzielonych pompowniach (np. wody technologicznej 2 sztuki), itp. • Mieszadła w reaktorze (wstępnie przyjęto: 1 sztuka w predenitryfikacji, 1 sztuka w defosfatacji, po 2 sztuki w komorach denitryfikacji, po 1 sztuce w komorach dwufunkcyjnych, po 2 sztuki w komorach nitryfikacji, łącznie 13 sztuk, ostateczna ilość do doboru na etapie projektu). • Pompy i zgarniacze ślimakowe pływające, usuwania części pływających, zabudowane na zgarniaczach osadników wtórnych. • Zgarniacze (2 sztuki). • Dmuchawy (3 sztuki). • Stację magazynowania i dozowania koagulantu (2 pompy, sterowanie, pomiary). • Hydrofor wody technologicznej. • Mieszadło (-a) w zbiorniku osadu do odwodnienia. • Węzeł odwadniania osadu: 2 prasy, układ pomp, 2 stacje przygotowania polimeru, przenośniki osadu, mieszarka osadu z wapnem, układ transportu wapna, oświetlenie i ogrzewanie. Strona | 128 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Biofiltry (wentylator, grzałka, układ sterowania i korekty odczynu). • Oświetlenie pomieszczeń i terenu. • Kotłownia i system CO oczyszczalni. • Systemy wentylacji. • Układ automatyki (w tym poboru próbek). • Pomieszczenia socjalne, warsztatowe, stacji dmuchaw, garażowe i zaplecza administracyjnego, itp. • Inne odbiory. Na terenie oczyszczalni oraz w pomieszczeniach należy przewidzieć rozmieszczenie min. 6 zestawów gniazd 1 i 3 fazowych (np. kraty, reaktory, pompownia przewałowa, hala odwadniania, itp.). W II etapie należy podłączyć: • Zgarniacz osadnika wstępnego. • Zasuwy spustu, tłoczenia i recyrkulacji osadu. • Pompy osadu wstępnego. • Mieszadła w zbiorniku osadów zmieszanych. • Pompy załadowcze WKF. • Pompy cyrkulacyjne WKF. • Mieszadło WKF. • Dmuchawy zbiornika biogazu. • Pochodnię biogazu. • Inne odbiory. Wyliczona moc gwarantowana musi zapewniać zasilanie co najmniej wszystkich wykazanych powyżej odbiorów, przy zastosowaniu urządzeń o standardzie zgodnym z niniejszą koncepcją wynosić ona będzie min. 330 kW dla samych potrzeb oczyszczalni, przy czym należy zarezerwować również moc dla części administracyjno-socjalnej (do określenia na etapie projektu), a największy odbiornik będzie mieć moc 55 kW (2 takie odbiory – dmuchawy). 6.2.16 Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. System automatyki musi realizować zadania z zakresu pracy oczyszczalni oraz odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. Główne wymagania stawiane przed oczyszczalnią w okresie docelowym, dotyczące osiągnięcia wysokich efektów oczyszczania ścieków i niskiego zużycia energii, wymagają zastosowania niezawodnego systemu AKPiA obejmującego kontrolę i sterowanie przebiegiem ważniejszych procesów jednostkowych. Podstawowe zadania, jakie powinien spełnić taki system to: Strona | 129 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • Zapewnienie oraz utrzymanie wymaganych parametrów technologicznych i związanych z nimi efektów pracy oczyszczalni. Optymalizacja zużycia energii elektrycznej i chemikaliów. Wizualizacja pracy oczyszczalni. Archiwizacja, obróbka statystyczna i bilansowanie bieżących danych oraz eksport danych do jednego z powszechnie stosowanych formatów, np. DBF, CSV. Możliwość szybkiej i właściwej ingerencji w przypadku stanów awaryjnych. Najważniejszym elementem systemu AKPiA jest część obejmująca układy sterowania poszczególnymi urządzeniami lub węzłami technologicznymi oraz związane z nimi automatyczne urządzenia kontrolno-pomiarowe. Zakłada się całkowitą wymianę istniejącego systemu automatyki. Na oczyszczalni ścieków w Złotoryi będą zbierane dane telemetryczne z przepompowni z terenu miasta, pompownia Z-3 uzyska docelowo również możliwość sterowania z oczyszczalni, a docelowo należy przewidzieć też możliwość przesyłu wybranych sygnałów dotyczących parametrów pracy oczyszczalni do nadrzędnej jednostki organizacyjnej czyli do głównej siedziby RPK. Należy zastosować panele operatorskie dla kluczowych sterowników – zarówno w systemie jak i dla urządzeń/węzłów wyposażonych we własne sterowniki (minimum: kraty, piaskowniki z osprzętem, węzeł prasy i higienizacji osadu, dmuchawy, pompownie, agregat). • Wszystkie maszyny i urządzenia (zarówno nowe jak i istniejące) muszą zostać włączone do nowego systemu kontroli i sterowania. W projekcie muszą zostać uwzględnione następujące sposoby sterowania: ręczne lokalne, ręczne zdalne oraz automatyczne. • Wszystkie projektowane węzły mają zostać zintegrowane także pod względem wzajemnych zabezpieczeń (np. wyłączenie układu odwadniania przy awarii przenośnika ślimakowego). Należy wykonać nową tablicę synoptyczną w postaci ściany mozaikowej z wszystkimi urządzeniami zabudowanymi na oczyszczalni, zarówno istniejącymi, jak i nowozainstalowanymi oraz pompowniami sieciowymi. Należy odzwierciedlić na tablicy stany pracy/gotowości/awarii oraz podstawowe informacje, co najmniej: dopływ ścieków, odpływ ścieków, stężenia tlenu w poszczególnych reaktorach, pobór prądu/energii elektrycznej przez oczyszczalnię. Dla urządzeń należy zaprojektować przekazanie sygnałów praca/gotowość/awaria, sterowanie zdalne/lokalne, zamknięcie/ otwarcie (zasuwy, zastawki, przepustnice), a dla pomiarów - wszystkich wartości mierzonych. Zaprojektować system na bazie urządzeń (z koniecznymi wyjątkami) posiadających serwis techniczny na terenie kraju. Cały system sterowania ma być zintegrowany, co oznacza że wszystkie elementy są ze sobą kompatybilne pod względem sprzętowym i programowym (tylko jeden producent sterowników oraz oprogramowanie SCADA). Poszczególne urządzenia powinny komunikować się z systemem nadrzędnym poprzez jeden ze standardowych protokołów komunikacyjnych (MODBUS, PROFIBUS). • • • • • Strona | 130 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • • • • Nadrzędny system sterowania (sterowniki oraz ich konfiguracja) ma być łatwo skalowalny z szybką możliwością podwojenia punktów I/O. Nowy układ automatyki, celem ujednolicenia oprogramowania w przedsiębiorstwie ma być oparty na systemie SCADA InTouch w pełnej wersji „developer” wraz z kompletem dokumentacji w postaci książkowej i elektronicznej w języku polskim. Wykonawca winien przeprowadzić szkolenie z zakresu konfiguracji systemu i zastosowanych zasad programowania. Po zakończeniu realizacji zadania Wykonawca przekaże Użytkownikowi wszystkie materiały (sprzęt, oprogramowanie narzędziowe), które umożliwia pracę nad systemem, dostarczona zostanie również dokumentacja powykonawcza systemu w postaci elektronicznej. Wszystkie istotne parametry pracy obiektu i urządzeń mają być dostępne w systemie. System musi umożliwiać bieżące tworzenie kopii roboczych. Układ sterowania wykonać w taki sposób, że sterowanie urządzeniami ma odbywać się z poziomu dyspozytorni w sposób ręczny lub automatyczny wg założonych algorytmów pracy. Zadawanie parametrów musi być możliwe w sposób prosty, bezpośredni (bez konieczności wyszukiwania adresów i numerów zmiennych). Przyjęty program ma zawierać wszystkie powszechnie używane elementy, tj. obsługę alarmów, wykresy przebiegów czasowych pomiarów, system raportów, system obsługi serwisowej urządzeń, a program ma działać płynnie i na bieżąco uaktualniać swoje dane z obiektu. W trakcie realizacji zadania należy każdorazowo ustalić z Użytkownikiem sposób i miejsce montażu urządzenia pomiarowego. Należy założyć wdrożenie co najmniej następujących algorytmów sterowania: • Odbiór zanieczyszczeń dostarczanych do stacji zlewnej poprzez otwarcie zaworu spustowego po automatycznej identyfikacji dostawcy, zamknięciem zaworu i alarmem w razie przekroczenia dopuszczalnych wartości zanieczyszczeń (pomiar pH i przewodności) – w ramach dostawy stacji zlewnej. • Uruchamianie i regulacja położenia zastawek na kanałach dopływu/odpływu ścieków do poszczególnych krat, w zależności od zadawanych przez obsługę parametrów (do wyboru co najmniej: poziom przed kratami, stan krat, wielkość przepływu ścieków, samoczynne wyrównywanie zadanego czasu pracy) oraz w przypadku awarii czynnego urządzenia, z możliwością zdalnego (z systemu AKPiA) zadawania progów. • Uruchamianie krat w zależności od różnicy poziomu ścieków przed i za kratą (Uwaga! Należy wdrożyć algorytm umożliwiający włączanie obu krat w zależności od jednego, dowolnego wskazania poziomu), z możliwością zdalnego (z systemu AKPiA) zadawania progów. • Transport, płukanie i odwadnianie skratek: zapewniający odbiór skratek po włączeniu kraty, uruchomienie płuczki – prasy skratek, cykl płukania, cykl prasowania. Musi istnieć możliwość zadawania parametrów przez obsługę w prostym menu. • Uruchamianie zastawek i poszczególnych piaskowników w zależności od zadawanych przez obsługę parametrów (do wyboru co najmniej: poziom przed kratami, wielkość przepływu ścieków, samoczynne wyrównywanie zadanego czasu pracy) oraz Strona | 131 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • • • • • • • • • • • • w przypadku awarii czynnego urządzenia, z możliwością zdalnego (z systemu AKPiA) zadawania progów. Uruchamianie układu pompowania piasku w zależności od zadawanych przez obsługę parametrów (do wyboru co najmniej: czas, ilość przepływających ścieków) oraz w przypadku awarii czynnego urządzenia, z możliwością zdalnego (z systemu AKPiA) zadawania wartości. Płukanie i odwadnianie piasku: zapewniający uruchomienie płuczki – separatora, cykl płukania, cykl odwadniania. Bezwzględnie wymaga się sterowania odwadnianiem piasku w nastawach czasowych lub w zależności od mierzonego poziomu piasku (do wyboru przez obsługę). Musi istnieć możliwość zadawania parametrów przez obsługę w prostym menu. Sterowanie pobieraniem próbek przez nowe urządzenie pobierające, zabudowane na odpływie z oczyszczalni. Opróżnianie zbiorników retencyjnych po spadku dopływu do oczyszczalni. Płukanie zbiorników retencyjnych. Sterowanie systemem napowietrzania (układ dmuchaw i reaktorów biologicznych)– regulacja ilości powietrza dostarczanego do każdego reaktora biologicznego, poprzez zmianę wydatku dmuchaw zasilających. System musi posiadać wdrożony algorytm zapewniający automatyczne przełączenie i podział powietrza oraz zadawanie priorytetacji. Napowietrzanie zależnie od stężenia tlenu lub azotu amonowego – do wyboru przez operatora. Układ musi zapewniać fazowanie reaktora. Sterowanie spustem osadu recyrkulowanego do pompowni recyrkulacji zewnętrznej w proporcji do wielkości przepływu, w innych trybach, zależności od wartości potencjału redoks (wartości lub różnicy wartości pomiędzy komorami funkcyjnymi) – do wyboru przez operatora. Sterowanie układem recyrkulacji wewnętrznej: w zależności od stężenia azotanów w komorach denitryfikacji, w proporcji do wielkości przepływu, w zależności od wartości potencjału redoks (wartości lub różnicy wartości pomiędzy komorami funkcyjnymi) – do wyboru przez operatora. Sterowanie mieszadłami – wprowadzenie możliwości fazowania reaktora (przechodzenia komór napowietrzania do okresowej denitryfikacji). Sterowanie systemem magazynowania i dozowania koagulantu. Sterowanie usuwaniem części pływających. Sterowanie pobieraniem próbek przez nowe urządzenie pobierające, zabudowane na odpływie z oczyszczalni. Pracą pomp w pompowniach ścieków oczyszczonych, osadu recyrkulowanego, itp. pompowniach ścieków i osadów, które będą sterowane od poziomu napełnienia zbiornika czerpalnego lub innej wartości zadanej. Regulacja wydajności pompowni, wraz z wyrównywaniem czasu pracy, itp. Sterowanie układem wody technologicznej (w tym praca pomp i hydroforu, sterowanie elektrozaworem wody wodociągowej, blokady urządzeń dla suchobiegu, itp.) Sterowanie ilością odprowadzanego osadu nadmiernego poprzez pomiar natężenia przepływu odprowadzanego osadu do wartości zadanej w systemie (alarm usunięcia zadanej ilości dziennej). Sterowanie układem zbiornika osadu do odwodnienia – praca cykliczna ze zrzutem wody nadosadowej, zabezpieczeniem przed suchobiegiem pras itp. Sterowanie układem do odwadniania – w ramach dostawy układu. Sterowanie systemem transportu i higienizacji osadu. Strona | 132 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Sterowanie układem zasilania awaryjnego. • Sterowanie ogrzewaniem i wentylacją (w tym biofiltracją powietrza – w dostawie biofiltra oraz wentylacją pomieszczeń – w tym systemu detekcji gazów). • Sterowanie pracą pompowni Z3 – zależnie od obciążenia oczyszczalni, poziomu w komorze pomp i zbiorniku, itp. . W II etapie przewiduje się: • Sterowanie spustem i recyrkulacją osadu wstępnego. • Sterowanie załadunkiem komory fermentacyjnej. • Sterowanie mieszadłem centralnym oraz obiegiem grzewczym WKF. • Kontrola napełnienia zbiornika biogazu oraz sterowanie pochodnią. • Sterowanie zużyciem biogazu w kotłowni. Przewiduje się realizację co najmniej następujących pomiarów: • Pomiar pH i przewodności w stacji zlewnej – w ramach dostawy stacji zlewnej. • Pomiar przepływu ścieków dowożonych w stacji zlewnej – w ramach dostawy stacji zlewnej. • Pomiar poziomu w kanale dopływowym – sterujący otwarciem zasuw krat i ich włączeniem. • Pomiar pH ścieków dopływających. • Detekcja gazów w pomieszczeniu krat. • Pomiary napełnienia przed i za kratami (4 punkty pomiarowe) – w ramach dostawy krat. • Pomiar poziomu piasku w płuczce piasku – w ramach dostawy krat. • Pomiar poziomu w pompowni przy zbiornikach retencyjnych. • Pomiar poziomu w zbiornikach retencyjnych (2 szt.). • Pomiar potencjału redoks w komorze predenitryfikacji, defosfatacji, denitryfikacji, dwufunkcyjnych oraz komorach tlenowych (8 sztuk w sumie). • Pomiar stężenia tlenu rozpuszczonego w komorze defosfatacji, denitryfikacji oraz komorach tlenowych i dwufunkcyjnych (9 sztuk w sumie w tym po 2 w komorach napowietrzania). • Pomiar stężenia azotanów w komorach denitryfikacji (2 sztuki). • Pomiar stężenia azotu amonowego w komorach nitryfikacji (2 sztuki lub jeden analizator dwukanałowy). • Pomiar stężenia fosforanów w odpływie. • Pomiar pH ścieków odpływających. • Pomiar ciśnienia sprężonego powietrza (wymaga się zastosowania 2 czujników w układzie 1+1). • Pomiar poziomu ścieków w pompowni przewałowej (hydrostatyczny + pływaki awaryjne). • Pomiar poziomu w zbiorniku wody technologicznej. • Pomiar ciśnienia w zbiorniku hydroforu (w ramach dostawy hydroforu). • Pomiar przepływu ścieków oczyszczonych (1 przepływomierz). • Pomiar przepływu (elektromagnetyczny) osadu nadmiernego. • Pomiar poziomu w zbiorniku osadu do odwadniania. • Pomiar (elektromagnetyczny) przepływu osadu i polimeru w węźle odwadniania oraz wody rozcieńczającej (rotametr) - dostawa wraz urządzeniem do odwadniania. • Pomiar poziomu wapna w silosie. Strona | 133 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Pomiar zużycia energii elektrycznej. • System detekcji gazów niebezpiecznych w pozostałych pomieszczeniach poza (opcja – do decyzji na etapie projektu). Pomiary w II etapie. • Pomiar przepływu osadu wstępnego. • Pomiar przepływu osadu nadmiernego zagęszczonego. • Pomiar poziomu w komorze czerpnej pompowni osadów do WKF (2 sztuki). • Pomiar przepływu osadu zmieszanego zagęszczonego do WKF. • Pomiar przepływu na osadzie cyrkulowanym – grzewczym. • Pomiar odczynu w WKF (1 sztuka). • Pomiar temperatury w WKF i na obiegu grzewczym (4 sztuki). • Pomiar poziomu osadu w WKF. • Pomiar poziomu piany w WKF. • Pomiar poziomu biogazu w zbiorniku. • System detekcji gazów niebezpiecznych w pozostałych pomieszczeniach poza (opcja – do decyzji na etapie projektu). • Inne pomiary wewnętrzne aplikacji (np. kotłowni). Oprócz wymienionych wyżej pomiarów dostawcy gotowych urządzeń technologicznych (dmuchawy, agregat, kotłownia, itp.) winni wprowadzić własne pomiary sterujące pracą ich instalacji oraz własne algorytmy sterowania. Wszystkie dane pomiarowe powinny być przesyłane do centralnej dyspozytorni wyposażonej w system komputerowy. System powinien również sygnalizować wszystkie stany awaryjne, w tym awarie urządzeń mechanicznych oraz przekroczenie zadanych wartości alarmowych (z możliwością zadawania tych wartości przez obsługę dla każdego parametru mierzonego). Obecnie w systemie kontroli znajduje się lub znajdować się będzie co najmniej 9 przepompowni zewnętrznych. Z przepompowni należy odebrać sygnały: • Obecność/brak napięcia. • Praca/stop pompy. • Awaria pompy. • Sygnalizator suchobiegu/przepełnienia tłoczni/innych stanów niebezpiecznych. • Praca ręczna/automatyczna. • Czas pracy pomp. • Pomiar prądu pobieranego przez pompy. • Alarm włamania. • Funkcja zdalnego załączenia/wyłączenia pomp oraz regulacji położenia zasuwy spustowej zbiornika – dla pompowni Z-3. • Poziom ścieków przed kratą ręczną oraz w zbiorniku retencyjnym, położenie zasuwy spustowej, stan pracy kraty – dla pompowni Z-3 System sterowania musi umożliwiać przekaz informacji o stanach alarmowych do zdefiniowanego dyspozytora – SMS na telefon komórkowy. Wymagane minimum: krytyczne stany alarmowe, zdefiniowane na etapie uruchomienia systemu. Strona | 134 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6.2.17 Wykonanie nowych połączeń technologicznych oraz renowacja istniejących. Z uwagi na prowadzenie prac na terenie istniejącego obiektu zakłada się wykorzystanie większości sieci, będących w dobrym stanie. Niemniej jednak, znaczna część przewodów nie nadaje się do dalszej eksploatacji (całkowite zużycie, potwierdzone awariami przewodów). Przewiduje się wykonanie następujących przewodów międzyobiektowych w I etapie: • Tłoczny z pompowni ścieków przy zbiornikach retencyjnych (przed kraty) DN250 PEHD. • Tłoczny sprężonego powietrza ze stacji dmuchaw do reaktorów 0H18N9T. • Tłoczny strumienia azotanów (recyrkulacja wewnętrzna): 2 przewody PEHD w ziemi, 0H18N9 w pompowniach, reaktorze oraz przejść przez ściany. • Grawitacyjne ciśnieniowe spływu osadu recyrkulowanego z osadników do pompowni PEHD. • Tłoczny osadu recyrkulowanego (recyrkulacja zewnętrzna) z pompowni osadu recyrkulowanego do reaktorów PEHD w ziemi, 0H18N9 w pompowni, reaktorze oraz przejść przez ściany. • Tłoczny osadu nadmiernego z pompowni do stacji odwadniania – do zbiornika osadu do odwodnienia (z odgałęzieniem do osadnika Imhoffa) DN150 PEHD w ziemi, 0H18N9 w pompowni, stacji odwadniania oraz przejść przez ściany. • Tłoczny koagulantu: DN20 PE. • Grawitacyjny ścieków oczyszczonych z osadników do pompowni przewałowej – PEHD w ziemi, 0H18N9 w obiektach. • Tłoczne części pływających z osadników do kanalizacji zakładowej. • Tłoczny do wylotu do odbiornika - PEHD w ziemi, 0H18N9 w obiektach. • Tłoczny wody technologicznej z pompowni przewałowej do hali prasy i dalej do hali krat - PEHD w ziemi, 0H18N9 w obiektach. Przewiduje się wykonanie następujących przewodów międzyobiektowych w II etapie: • Grawitacyjny dopływu z komory rozdziału do osadnika wstępnego. • Grawitacyjny dopływu z osadnika wstępnego do komory zbiorczej. • Grawitacyjny ciśnieniowy spustu osadu z osadnika wstępnego do pompowni osadu min. DN 200 PEHD w ziemi. • Tłoczny osadu wstępnego zagęszczonego z pompowni przed osadnik (recyrkulacja osadu wstępnego) min. DN125 PEHD w ziemi. • Tłoczny osadu wstępnego zagęszczonego z pompowni do WKF DN125 PEHD. • Tłoczny części pływających z osadnika wstępnego przed kraty. • Tłoczny cyrkulacji grzewczej do WKF. • Grawitacyjny ciśnieniowy spływu cyrkulacji. • Grawitacyjny osadu przefermentowanego z przelewu WKF do zbiornika osadu do odwadniania. • Ciśnieniowy biogazu z WKF do zbiornika biogazu przez odsiarczalnię DN 100 PEHD. • Ciśnieniowy biogazu ze zbiornika do pochodni i do kotłowni DN63 PEHD. • Odwadniaczy kondensatu. Należy ponadto wykonać wszystkie połączenia umożliwiające prawidłowe funkcjonowanie oczyszczalni i zabudowanych na jej terenie obiektów. Strona | 135 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 6.2.18 Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni. Stan dróg na oczyszczalni już obecnie należy uznać za niezadowalający. Z uwagi na przeniesienie stacji zlewnej oraz dalsze przewidywane pogorszenie ich stanu, związane z robotami budowlanymi należy dokonać praktycznie całkowitej wymiany istniejących dróg i chodników. Wokół wszystkich obiektów należy wykonać opaski. 6.2.19 Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów. W ramach wykonania tego węzła, przewiduje się realizację opisanych poniżej prac: 6.2.19.1 Wykonanie węzła osadnika wstępnego. Na kanale odpływowym z węzła krat i piaskowników należy zabudować komorę rozdzielczo – zbiorczą, zapewniającą możliwość skierowania ścieków do osadnika wstępnego. Konstrukcja komory musi zapewniać zarówno jego odcięcie, jak i możliwość regulacji ilości ścieków omijających osadnik (w proporcji do przepływu), stąd zaleca się zastosowanie na dopływie i obejściu osadnika przelewów regulowanych. Nie narzuca się rozwiązania technicznego osadnika wstępnego – dopuszczając zarówno prostokątny, jak i radialny. Należy zwrócić szczególną uwagę na konstrukcję leja osadowego oraz rozwiązanie zgarniacza – z uwagi na wielkość oczyszczalni nie przewiduje się budowy wydzielonego zagęszczacza grawitacyjnego, dlatego też należy zapewnić możliwość zagęszczania osadu w samym osadniku. Pojemność osadnika winna wynosić 550 m3. Osadnik należy zaopatrzyć w zgarniacz denny i powierzchniowy. Konstrukcję osadnika przygotować pod docelowe przykrycie i hermetyzację. 6.2.19.2 Wykonanie pompowni osadu wstępnego zagęszczonego. Osad wstępny z osadnika pobierany będzie poprzez układ dwóch tandemowych zestawów pompa rotacyjna + macerator frezowy, pracujących w systemie naprzemiennym. Układ wyposażony w zasuwy ręczne odcinające oraz zawory kulowe zwrotne. Kolejno osad będzie tłoczony (przez przepływomierz elektromagnetyczny) ponownie przed osadnik jako recyrkulacja i płukanie lotnych kwasów tłuszczowych lub podawany do węzła komory fermentacyjnej. W tym celu na przewodzie tłocznym należy zabudować dwie zasuwy z napędami elektrycznymi – na przewodzie recyrkulacji i przewodzie do WKF. Dodatkowo na przewodzie do WKF należy zamontować kolejny zawór zwrotny kulowy, zapobiegający cofnięciu osadu z WKF przy przypadkowym otwarciu obu zasuw. Pompy zabudować w komorze suchej, wyposażonej w komplet instalacji wewnętrznych oraz doprowadzenie wody, kanalizacji, instalacji elektrycznych i AKPiA, itp. 6.2.19.3 Wykonanie Wydzielonej Komory Fermentacyjnej zamkniętej (WKF). Przy wyborze procesu fermentacji należy przewidzieć mezofilową fermentację beztlenową osadu, prowadzoną w nowej pojedynczej zamkniętej komorze fermentacyjnej, w temperaturze 38oC z instalacją odbioru biogazu. Komora musi być ocieplona. Obligatoryjnie należy wykonać dno w formie stożka o kącie nachylenia nie mniejszym niż 35 stopni. Strona | 136 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Zakłada się, iż pojemność czynna dla fermentacji jednostopniowej wyniesie nie mniej, niż ok. 1550 m³, przy czym należy zapewnić czas fermentacji osadu nie niższy niż 30 dni dla warunków docelowych, odpowiednio dostosowując pojemność komory. Do obliczeń przyjąć stężenie osadów zmieszanych zasilających komorę nie wyższe niż 4,5% suchej masy (5,5 % dla osadu nadmiernego i 3,5 % dla osadu wstępnego). Wymagania technologiczne WKF. Minimalne wyposażenie zbiornika: • Mieszadło mechaniczne z rurą centralną o mocy rzędu 6-9 kW (zapewniające minimum 6-cio krotne wymieszanie zbiornika). • Kopuła z pomostem obsługowym. • Ujęcie biogazu ze złożem wewnętrznym i układem gaszenia piany. • Bezpiecznik cieczowy wewnętrzny. • Wziernik z pokrywą, średnica szkła min. 350 mm. • Instalację gaszenia piany wodą. • Przewody i orurowanie w tym przewód osadu przefermentowanego z WKF do zbiornika osadu przed odwadnianiem wraz z obejściami. • Instalacje odgromowe. • Instalacja elektryczna i oświetlenie. • Instalacja AKPIA - w tym co najmniej pomiar poziomu osadu, pomiar poziomu piany, pomiar ciśnienia biogazu, automatyczne gaszenie piany, dwa punkty pomiaru temperatury WKF. Uwaga! Ponieważ przewiduje się zasilenie kotłów bez konieczności stosowania dodatkowego podnoszenia ciśnienia biogazu, komora fermentacyjna musi być przystosowana do ciśnienia roboczego biogazu min. 45 milibarów, a ciśnienie robocze biogazu wynosić ok. 40 milibarów. Wstępnie w dalszej części koncepcji przyjęto, iż ewentualna jednostka kogeneracyjna pracować będzie z zasilaniem w biogaz poprzez własną dmuchawę, jednak jest to założenie przyjęte ze względów kosztowych (niższa cena zakupu w pakiecie) oraz uwzględniające obecne standardy. Biorąc pod uwagę szybkość rozwoju rynku (praktycznie na bieżąco pojawiające się nowości) należy dobrać jednostkę zasilaną ciśnieniem układu, bez konieczności stosowania dmuchaw biogazu. Standard obiegów technologicznych osadu WKF. Dla układu technologicznego orurowania WKF narzuca się następujące funkcje: • Pobór z dna (ok. 50 cm nad dnem) lub z pobocznicy (ściany) WKF w dolnej części – do wyboru przez operatora, odcinane zasuwami z napędami ręcznymi. • Tłoczenie osadu w górnej części WKF (na kopule) powyżej poziomu biogazu w sposób rozdeszczający osad, zapewniający gaszenie piany i topienie ewentualnych części pływających. • Odbiór do obiegu WKF wtłoczonego osadu wstępnego zagęszczonego oraz nadmiernego do obiegu grzewczego z opcją podawania przed i za pompę obiegową (celem prawidłowego zaszczepienia osadu). • Zrzut osadu przefermentowanego w postaci wyporowej – z dna WKF, poprzez przelew regulowany do zbiornika osadu do odwadniania przed prasami. UWAGA! Ponieważ obligatoryjnie wymagane jest zastosowanie mieszadła z rurą centralną (które „z definicji” posiada niewielki zakres dopuszczalnych poziomów pracy) należy zastosować przelew regulowany, umożliwiający jego pracę w pełnym zakresie ciśnień ruchu WKF – od bezciśnieniowego po normalny, zapewniając dodatkowo rezerwę po min. 25 cm ruchu zwierciadła dodatkowo w obie strony. Strona | 137 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • Zapewnienie układu połączeń umożliwiających pobór osadu ze ściany do obiegu grzewczego i przepłukanie stożka dennego poprzez tłoczenie osadu przewodem dennym ssawnym układu obiegu grzewczego. Zapewnienie układu połączeń umożliwiających pobór osadu ze ściany (jw.) oraz przepłukanie strumieniem tłocznym przewodu przelewowego osadu przefermentowanego i to zarówno w stronę przelewu teleskopowego jak i dna stożka WKF. Uwaga! Należy zapewnić możliwość tłoczenia w kierunku dna z odcięciem wylotu przelewem teleskopowym. Przelew awaryjny WKF. Spust części pływających. Układy technologiczne obiegów komory fermentacyjnej realizować muszą następujące funkcje: Obieg grzewczy Obieg grzewczy służy do zachowania właściwej temperatury komory fermentacyjnej, pozwala na prawidłowe rozmieszanie (zaszczepienie) świeżego osadu, spełnia rolę mieszania pomocniczego (awaryjnego) oraz pozwala na wzruszenie osadów znajdujących się na dnie komory. Osad z komory fermentacyjnej w normalnych warunkach pobierany będzie pobierany będzie znad dna i kierowany poprzez jeden z maceratorów oraz pompę do odpowiednich wymienników ciepła i z powrotem do WKF. Zakłada się, iż w podstawowym układzie pracy ruch odbywać się będzie jedną pompą obiegową. Przewiduje się ciągłą pracę układu pompowego i regulację dostawy ilości ciepła poprzez sterowanie temperaturą wody zasilającej wymienniki ciepła. Przewiduje się również możliwość poboru osadu z króćca zlokalizowanego przy ścianie WKF (w górnej części stożka) – w tym celu otwierana będzie zasuwa tego przewodu ssącego, a zamykana zasuwa dolna. Przewidywana wydajność pomp musi zapewnić min. 100% wymiany objętości komory fermentacyjnej w ciągu doby, nie mniej niż 60 m3/h. Zakłada się zabudowę dwóch wymienników o mocy umożliwiającej dogrzanie podawanego średnio przez 18 godzin dziennie osadu oraz pokrycie wszelkich strat dla WKF (przy obliczeniowej temperaturze fermentacji min. 38 st. C). Należy założyć pracę jednym wymiennikiem. Obliczona wstępnie moc minimalna (uzależniona od doboru konstrukcji i izolacji WKF oraz po uwzględnieniu zapiekania wymiennika) to ok. 120 kW każdy. Wymiennik służy do ogrzania osadu recyrkulowanego z/do WKF dla podanego zakresu parametrów roboczych oraz przy założeniu maksymalnej zawartości suchej masy 8%. Wymiennik ciepła jest zaprojektowany i dobrany wymiarowo dla przepływu przeciwprądowego – dlatego też, dla zapewnienia obliczeniowej wymiany ciepła podłączenie wody grzewczej w stosunku do osadu musi zapewnić przepływ przeciwprądowy. UWAGA! Kolektor ssący denny należy poprowadzić wznosząco wewnątrz komory do przejścia przez jej ścianę. Przy przejściu wykonać otwór odgazowujący do wnętrza WKF, a następnie ze spadkiem w kierunku pomp cyrkulacyjnych, tak, aby były one najniższym punktem instalacji. Kolektor od pomp do wymienników prowadzić w sposób redukujący powstawanie korków gazowych. Kolektor tłoczny do WKF należy poprowadzić na estakadzie – tak, aby dochodziło do samoczynnego odgazowywania wymienników. Spust osadu przefermentowanego. Strona | 138 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Układ pracy polega na samoczynnym wypieraniu osadu przefermentowanego z dna komory do kieszeni przelewowej w WKF i odpływie grawitacyjnym do istniejącego zbiornika osadu do odwadniania. Możliwe jest opróżnienie komory spustem z obiegu grzewczego – należy wykonać obejście umożliwiające pobór osadu z tego obiegu (sprzed punktu tłoczenia świeżych osadów) do węzła pras – co umożliwi obejście awaryjne zbiornika osadu do odwadniania. Układy pomocnicze Przewiduje się szereg dodatkowych funkcji realizowanych przez projektowane układy instalacji i urządzeń: Płukanie stożka dennego. Z uwagi na możliwość osadzania się części stałych na dnie komory należy zapewnić możliwość płukania dna poprzez wtrysk osadu z obiegu grzewczego. Będzie to realizowane poprzez pracę obiegu grzewczego z przepływem poprzez otwarte zasuwy poboru osadu przez ścianę, przy zamkniętych zasuwach poboru ze stożka i tłoczenia na wierzchołek komory. Czas płukania winien wynosić być ustalony przez Wykonawcę podczas rozruchu. Opróżnianie komory. Zapewnić możliwość opróżnienia WKF poprzez spust oraz z przewodu tłocznego pomp cyrkulacyjnych do zbiornika osadu przefermentowanego przed odwadnianiem. Opróżnianie oraz odpowietrzanie przewodów: Pompy obiegu grzewczego: odpowietrzanie poprzez zawory znajdujące się pod zaworami zwrotnymi, odwadnianie – poprzez odwadniacze w króćcach ssawnych. Przewody ułożyć ze spadkiem tak, aby pompy znajdowały się w najniższym punkcie. Przebieg przewodów wytyczyć tak, aby nie dochodziło do tworzenia korków gazowych. Przewód tłoczny układu mieszania: odpowietrzanie poprzez wydmuch do komory fermentacyjnej, przy czym należy zapewnić króćce spustowe i poboru osadu. Przewód przelewowy: nie ma potrzeby odpowietrzania – instalacja od góry jest otwarta. Przewód spustowy z dna komory: odpowietrzenie odbywa się samoczynnie w momencie spustu osadu. Wejście na komorę należy zrealizować w postaci zamkniętej klatki schodowej, zaopatrzonej w wymagane instalacje (m.in. oświetlenie). Przewody osadowe i wodne należy poprowadzić wewnątrz klatki schodowej – co umożliwi dostęp obsługowy oraz zredukuje ryzyko zamarzania. Konstrukcja. Istnieją trzy warianty wykonania konstrukcyjnego komór. Wariant pierwszy to realizacja żelbetowej konstrukcji komory. Do zalet takiego rozwiązania należy duża odporność na ewentualne nadciśnienie i podciśnienie. Wadami rozwiązania są duży koszt i okres realizacji, jak również brak możliwości modułowej rozbudowy. Nie ma również możliwości wprowadzenia pełnej kontroli materiałów użytych do budowy (badanie każdej partii betonu oraz sposobu prowadzenia prac). Również koszty ewentualnych uszczelnień są olbrzymie. Praktyka wskazuje, iż w większości obecnie realizowanych komór występują przecieki, a ich uszczelnianie od zewnątrz może powodować brak wystarczającej szczelności od wewnątrz i narażenie zbrojenia na kontakt z osadem lub gazem. Strona | 139 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Drugim wariantem konstrukcji komory jest zastosowanie komory stalowej, z płytami szkliwionymi. Zaletą takiej konstrukcji jest modułowość oraz koszt i szybkość realizacji. Wadami – niska odporność na podciśnienie w sytuacjach awaryjnych oraz możliwość występowania korozji w miejscach naruszenia pokrywy ze szkła. Trzeci wariant to konstrukcja stalowa, z pokryciem tworzywem. Zalety są identyczne jak w przypadku poprzedniego wariantu. Wadą jest również stosunkowo niska (jak wariant poprzedni) odporność na podciśnienie w sytuacjach awaryjnych, przy czym już nie ma podatności na korozję wynikającą z odpękania powłoki, ponieważ powłoka tworzywowa ma własności plastyczne. Rekomenduje się zastosowanie trzeciego wariantu. Mieszanie . Istnieją dwa rozwiązania mieszania komór fermentacyjnych uzasadnione do zastosowania na oczyszczalni ścieków w Złotoryi: mieszanie mieszadłem centralnym wolnoobrotowym śmigłowym lub mieszadłem w rurze centralnej. Zdecydowanie (zarówno ze względów technologicznych jak i wysokości kosztów eksploatacji) zaleca się odrzucić mieszanie z użyciem systemów pompowych oraz sprężonym biogazem. Porównanie systemów mieszania zawarto w poniższej tabeli. Tabela 39: Porównanie systemów mieszania Mieszadła szybkoobrotowe Zawartość zbiornika jest mieszana niezależnie o kierunku obrotu mieszadła By usunąć zanieczyszczenia włókninami z wirnika mieszadła zmienia się kierunek obrotów, po zmianie kierunku mieszadło nadal miesza zawartość zbiornika Możliwe jest wyciągnięcie całego mieszadła z wirnikiem ze zbiornika bez konieczności jego opróżniania Wał mieszadła uszczelniony jest uszczelnieniem wargowym smarowanym, smar jest podawany w sposób ciągły przez automatyczną pompę smaru Rewersyjna praca mieszadła pozwala likwidować powstającą na powierzchni osadu pianę która jest zasysana do rury pionowej i doprowadzana na dno zbiornika Na konstrukcję komory oraz kopułę gazową nie działają duże momenty a obciążenie mieszadłem ma głównie kierunek pionowy łatwy do przeniesienia przez konstrukcję W przypadku komór o znacznej wysokości i mniejszej średnicy wystarczy jedynie zwiększenie długości rury centralnej bez konieczności ingerencji w konstrukcję samego mieszadła Mieszadła wolnoobrotowe Zawartość zbiornika jest mieszana przy obrotach mieszadła w jednym określonym kierunku, przy zmianie kierunku obrotów mieszania nie ma By usunąć zanieczyszczenia włókninami ze śmigieł mieszadła zmienia się kierunek obrotów, po zmianie kierunku mieszadło zawartość zbiornika nie jest mieszana. Zbyt długi brak mieszania może doprowadzić do zamierania bakterii metanowych i przerwania produkcji biogazu co wiąże się z dużymi stratami energii. Nie ma możliwości wyjęcia mieszadła ze zbiornika bez jego opróżnienia Wał mieszadła uszczelniony jest za pomocą uszczelnienia labiryntowego wypełnionego cieczą, poziom cieczy trzeba stale kontrolować i uzupełniać Mieszadło pracuje tylko w jednym kierunku a za zatapianie piany odpowiada górne śmigło co przy wolnych obrotach nie zapewnia dobrej skuteczności. Konsekwencją nadmiernego pienienia jest konieczność obniżenia poziomu osadu, zatrzymanie pracy WKF, a nawet zanieczyszczenie instalacji do odbioru biogazu Na konstrukcję komory oraz kopułę gazową działają znacznie większe siły i momenty niż w przypadku zastosowania mieszadła szybkoobrotowego W przypadku komór o znacznej wysokości i mniejszej średnicy koniecznej jest stosowanie wałów składających z wielu odcinków oraz większej ilości śmigieł. Co sprawia, że konstrukcja jest droga i bardziej podatna na uszkodzenia. Strona | 140 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Mieszadła szybkoobrotowe Wlot do rury centralnej umieszczony jest w niewielkiej odległości nad dnem zbiornika zapewniając zasysanie osadu z samego dna dolnego stożka Mieszadła wolnoobrotowe Dolne śmigło mieszadła musi być umieszczone w określonej odległości od dna zbiornika. Przy dużej wysokości dolnego stożka, wielkość dolnego śmigła ogranicza możliwość jego instalacji przy dnie przez co dolna część zbiornika nie jest odpowiednio mieszana Należy zwrócić uwagę, że mieszadło z rurą centralną jest znacząco droższe od mieszadeł wolnoobrotowych (porównanie cen w części ekonomicznej). Z uwagi na konieczność zagwarantowania stabilności procesu, pewności usuwania piany, właściwych możliwości konserwacji i obsługi pojedynczej komory fermentacyjnej, itp. należy jednak zdecydowanie wybrać mieszadło z rurą centralną. Komora będzie mieszana mieszadłem śmigłowym z rurą centralną, a podgrzewana na wymiennikach instalacji grzewczej w nowym budynku obsługowym. 6.2.19.4 Wykonanie maszynowni WKF. W ramach węzła fermentacji należy wykonać również węzeł zawierający następujące instalacje: • Zagęszczania osadu. • Maszynownię WKF. Zaleca się zabudowę maszyn w istniejącym obiekcie węzła odwadniania (zagęszczacz i wymienniki obok pras, pompy w pomieszczeniu zasuw). Zagęszczanie. W ramach węzła należy wykorzystać zagęszczacz mechaniczny dostarczony wraz z prasą. Urządzenie należy zdjąć z konstrukcji prasy i zamontować osobno – na linii odbioru osadu nadmiernego, wykorzystując również pompę podającą osad. Do prasy zakupić pompę przystosowaną do osadu przefermentowanego oraz zmodyfikować przewód tłoczny. W ramach wykonania węzła należy zabudować nową stację przygotowania polimeru (stacja pierwotna pozostanie z prasą), zbiornik osadu zagęszczonego przy zagęszczaczu oraz pompę osadu zagęszczonego wraz z przepływomierzem. Węzeł wyposażyć w nowy układ sterowania, przy czym również układ sterowania prasy należy uaktualnić. Maszynownia WKF. Przewiduje się wykonanie maszynowni wyposażonej w następujące urządzenia: • 2 maceratory frezowe o wydajności min. 60 m3/h każdy, pracujące w systemie 1 +1, wyposażone w zasuwy elektryczne przed urządzeniami (odpowiedzialne za zamianę urządzeń) oraz ręczne (remontowe) za urządzeniami. • 2 pompy obiegowe WKF, wyposażone w zasuwy ręczne odcinające oraz zawory zwrotne. • 2 wymienniki ciepła, wyposażone w armaturę odcinającą ręczną oraz termometry i manometry kontrolne. Zasilanie w ciepłą wodę zrealizować za pomocą wspólnego zaworu trójdrogowego mieszającego oraz pompy obiegowej. Strona | 141 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Maszynownię należy wyposażyć w następujące elektroniczne urządzenia pomiarowe: • Przepływu osadu wstępnego podawanego do WKF (dopuszcza się zabudowę w pompowni osadów). • Przepływu osadu nadmiernego zagęszczonego podawanego do WKF (dopuszcza się zabudowę przy zagęszczaczu – co opisano powyżej). • Przepływu osadu cyrkulowanego. • Odczynu osadu cyrkulowanego. • Temperatury przed i za wymiennikami. Osad wstępny zagęszczony oraz nadmierny zagęszczony należy podać do obiegu grzewczego przed maceratory rozdrabniające. Pomieszczenia wykonać w standardzie pozostałych obiektów (posadzka żywicowa, płytki na ścianach, oświetlenie, wentylacja, itp.). 6.2.19.5 Wykonanie obiektów gospodarki biogazowej wraz z modernizacją kotłowni. Należy wykonać sieć biogazową, zapewniającą odbiór, obróbkę i magazynowanie biogazu oraz jego rozprowadzenie do odbiorników. Układ winien składać się z sieci biogazowej z odwadniaczami automatycznymi, odsiarczalni, zbiornika biogazu i pochodni. Sieć poprowadzona będzie od ujęcia na kopule WKF. Należy przeprowadzić następujące prace : • Wykonać przewód gazowy od ujęcia na kopule WKF do odsiarczalni. Wykonanie – stal nierdzewna kwasoodporna nad terenem, PEHD w gruncie. Na przewodzie wykonać samoczynny odwadniacz (studnię) kondensatu, z odprowadzeniem kondensatu do kanalizacji. Odprowadzenie należy wykonać jako grawitacyjne, z podwójnym zamknięciem wodnym. • Wykonać przewód gazowy od odsiarczalni do węzła rozdzielczego biogazu, umożliwiającego skierowanie biogazu do zbiornika biogazu oraz rozdział powracającego gazu do kotłowni i pochodni. Za odsiarczalnią zabudować przepływomierz do biogazu. W węźle wykonać spinkę oraz układ przepustnic, umożliwiających odcięcie i obejście zbiornika. • Wykonać przewody do/z zbiornika biogazu, zabudowując na odgałęzieniu do bezpiecznika cieczowego zbiornika, na odcinku naziemnym, manometr. • Wykonać przewody do kotłowni biogazowej (zlokalizowanej w budynku obsługowym WKF lub w budynku administracyjnym) i pochodni. Przewód do kotłowni należy wyposażyć w automatyczną oraz ręczną zasuwę odcinającą na ścianie budynku. Przewód do pochodni wyposażyć w przepływomierz biogazu. • Do przewodu zbiornika biogazu należy przyłączyć bezpiecznik cieczowy zbiornika (o parametrach dostosowanych do dostarczonego zbiornika i wyposażeniu identycznym z bezpiecznikiem na WKF). • W węźle rozdzielczym wykonać samoczynny odwadniacz (studnię) kondensatu, z odprowadzeniem kondensatu do kanalizacji. Odprowadzenie należy wykonać, jako grawitacyjne z podwójnym zamknięciem wodnym. Sieć należy zwymiarować na maksymalne możliwe przepływy biogazu. Średni przepływ biogazu wyniesie (zakładając produkcję na poziomie 661,8 m3/d) 27,6 m3/h. Zakładając współczynniki nierównomierności 1,8 należy przyjąć przepływ biogazu na poziomie Strona | 142 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 49,6 m3/h – proponuje się przyjąć do obliczeń przepływ maksymalny na poziomie nie niższym niż 50 m3/h. Odsiarczalnia biogazu. Biogaz usuwany z komór fermentacyjnych zawiera zawsze mieszaninę gazów, w której oprócz metanu i dwutlenku węgla znajdują się również inne gazy. Szczególnie szkodliwy jest siarkowodór, który powoduje niszczenie (korozję) urządzeń. Niezbędne jest zatem wprowadzenie układu jego usuwania. Wyróżnia się następujące metody odsiarczania biogazu: • Chemiczne (suche i mokre). • Biologiczne (tlenowe, niedotlenione). • Mieszane. Najpopularniejsze metody chemiczne to • Suche. • Ruda darniowa. • Proszki. • Granulaty firmowe. • Mokre. • Roztwory chelatowego żelaza. • Płuczki NaOH. • Dodawanie PIX, FeCl3. Z uwagi na koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne nie zaleca się dla przewidywanej wielkości przerobu biogazu stosować metod mikrobiologicznych. Również proponuje się wyeliminować metody mokre chemiczne (zarówno biorąc pod uwagę koszty jak i uciążliwość obsługi). Zdecydowanie nie zaleca się metody usuwania z użyciem koagulantu żelazowego, dozowanego do komory fermentacyjnej. Jest to metoda bardzo kosztowna eksploatacyjnie, a dodatkowo mogąca powodować korozję instalacji. Proponuje się zastosować najpopularniejszą suchą metodę odsiarczania biogazu, która jest ekonomicznie i obsługowo optymalna dla oczyszczalni ścieków tej wielkości, tj. odsiarczanie suche z użyciem granulatu w wydzielonej odsiarczalni. Należy wykonać odsiarczalnię o odpowiedniej wielkości, wykonany z materiałów odpornych na korozję, temperaturę oraz oddziaływanie wszystkich czynników środowiskowych (biogaz). Na kolektorze dolotowym oraz na wylotowym należy zabudować króćce do poboru próbek z zaworami i typowymi końcówkami gazowymi, wyprowadzone do poziomu umożliwiającego pobór prób z poziomu terenu. Obok króćców na kolektorach należy zabudować termometry elektroniczne oraz ciśnieniomierze elektroniczne oraz zwykłe. Całość sygnałów musi zostać przesłana do systemu AKPiA oczyszczalni. W ramach odsiarczalni należy zabudować również system symultanicznej regeneracji złoża powietrzem, również podłączony do systemu AKPiA. Dno komory należy wykonać ze spadkiem w kierunku zaworu odwadniającego lub odprowadzić odciek przewodem gazowym do odwadniacza. Całość przewodów towarzyszących wykonanych ma być ze stali nierdzewnej. Wokół odsiarczalni wykonać opaskę z kostki wibroprasowanej o szerokości min. 1 metra oraz dojazd, zapewniający transport złoża. Strona | 143 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Rurociągi dopływowy i odpływowy biogazu do i z komory odsiarczalni oraz bypass zostaną wyposażone w przepustnice międzykołnierzowe z dźwignią ręczną. Układ wyposażony w system ciągłej regeneracji złoża tlenem: pompkę powietrza, głowicę pomiarową stężenia tlenu w biogazie. Układ wtłaczania powietrza technologicznego wyposażony również w rotametr dla nastawy stałego przepływu powietrza do biogazu, zawory kulowe odcinające oraz indykator przepływu biogazu. Zbiornik biogazu (obiekt nowy). Produkcja biogazu nigdy nie jest równomierna, choćby z uwagi na zmienną ilość osadów podawanych do procesu fermentacji oraz ich skład (wynikający choćby z okresowej pracy zagęszczacza mechanicznego). Dodatkowo zapotrzebowanie na biogaz nie rozkłada się w trakcie doby równomiernie – możliwość retencji biogazu pozwala na zwiększenie produkcji energii elektrycznej w godzinach szczytowych. Sieć biogazowa posiada ponadto niewielką kubaturę, stąd i zmiany ciśnienia są w niej znaczne, co wpływa na niestabilną pracę odbiorów. Stąd zaleca się zastosowanie zbiornika biogazu. Dzięki jego użyciu możliwe jest również dodatkowe osuszenie biogazu (wykroplenie kondensatu na płaszczu zbiornika). Proponuje się zastosowanie zbiornika o ok. sześciogodzinnej retencji. Jest to wielkość pozwalająca na skuteczne ustabilizowanie składu biogazu oraz na swobodne kształtowanie pracy odbiorników. Po uwzględnieniu dodatkowej objętości rezerwowej górnej i dolnej (nie wolno dopuścić do całkowitego wypełnienia zbiornika, jak również jego opróżnienia), przewiduje się zbiornik biogazu (na fundamencie żelbetowym) o objętości magazynowania V = 200 m3 wraz z wyposażeniem. Wyposażenie zbiornika: • Szafa sterowania dmuchawami powietrza i sygnalizacji stanu napełnienia zbiornika biogazu – wyświetlacz musi być widoczny bez konieczności otwierania drzwi szafki. • System sygnalizacji stanu napełnienia i sterowania pracą pochodni biogazu (z możliwością zadawania nastaw z nadrzędnego systemu sterowania). • System detekcji metanu w przestrzeni międzypłaszczowej. • Ultradźwiękowy pomiar napełnienia. • Bezpiecznik nadciśnieniowy cieczowy z wypełnieniem na bazie glikolu etylenowego. • Dwie dmuchawy sprężonego powietrza pracujące w systemie 1 czynna, 1 rezerwa, z automatycznym przełączaniem. Silniki dmuchaw dopuszczone do pracy w strefie zagrożonej wybuchem metanu. • Przepustnica regulacyjna (upustowa) powietrza z przestrzeni międzypłaszczowej (nie dopuszcza się upustu z przewodu doprowadzenia powietrza – wymagana wymiana powietrza w przestrzeni międzypłaszczowej). • Konstrukcja zbiornika dwupowłokowa. Membrana zewnętrzna wyposażona we wziernik o średnicy minimum DN 300 mm. • Przekaz wszystkich sygnałów do systemu AKPiA oczyszczalni, z możliwością zdalnego załączania dmuchaw. Wszelkie elementy stalowe muszą być wykonywane ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Membrana wewnętrzna wykonana z tworzywa poliestrowego oraz PVC powlekanego obustronnie lakierem akrylowym - co zwiększa jej mechaniczną odporność na ścieranie oraz powoduje całkowitą szczelność. Strona | 144 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Materiał dla wykonania powłoki wewnętrznej (magazynowy) powinien różnić się od materiału zastosowanego dla membrany zewnętrznej – głównie z uwagi na działanie medium magazynowanego tj. biogazu. W związku z tym należy określić na etapie projektu szczegółowe warunki techniczne zbiornika biogazu, takie jak wytrzymałość mechaniczna, odporność środowiskowa, a szczególnie przepuszczalność biogazu, przy czym proponuje się, aby to nie było więcej niż 200 cm3/m2 x d x bar. UWAGA! Zgodnie z opisanymi przy punkcie dotyczącym konstrukcji komory fermentacyjnej, zakładanymi ciśnieniami pracy, zbiornik musi posiadać ciśnienie pracy nie niższe niż 40 milibarów. Opis systemu i funkcji: Zbiornik dwu membranowy jest niskociśnieniowym systemem magazynowania biogazu. Wentylatory powietrza, wykonane w wersji iskrobezpiecznej, wtłaczają 24h/d powietrze pomiędzy membrany w celu utrzymania stałego nadciśnienia w sieci oraz ochrony przed zewnętrznymi siłami takimi jak: wiatr czy śnieg. Wentylator jest wykonany w stopniu ochrony EEX-e-II-T3, materiał obudowy wentylatorów to szare żeliwo lub stal St37 zabezpieczona antykorozyjnie. Osobne złącze elastyczne łączy wentylator powietrza z membraną zewnętrzną. Ze względów bezpieczeństwa oraz dla potrzeb płynnej regulacji wydatków i ciśnienia, system powietrzny wyposażony jest w przepustnicę regulacyjną. Przepustnica reguluje ciśnienie robocze i zamyka się całkowicie w przypadku spadku ciśnienia do poziomu minimalnego roboczego, które liczone jest dla potrzeb utrzymania w odpowiednim stanie zewnętrznej membrany ochronnej (awaria wentylatora powietrza, brak zasilania itp.). Przed nadciśnieniem system biogazu chroniony jest przez bezpiecznik cieczowy, wypełniany cieczą niezamarzającą. Wydatek wydmuchu z bezpiecznika pokrywa całkowity przepływ biogazu, dla poziomu maksymalnego nadciśnienia w zbiorniku. Klapy zwrotne są umieszczone bezpośrednio za wentylatorami powietrza. Znacząco redukują wypływ powietrza w przypadku z systemu przez niepracujący wentylator. Klapa jest urządzeniem nie iskrzącym. Pomiar położenia membrany magazynowej daje optymalną informację o stopniu wypełnienia zbiornika oraz może być wykorzystywany do prawidłowego sterowania współpracującymi obiektami takimi jak: pochodnia, kocioł i generator. Stopień ochrony EEx m II T4. System mocowania membran: dennej, magazynowej i ochronnej łączy wszystkie elementy po obwodzie i mocuje do zatartego na gładko fundamentu. Pierścień mocujący dostarczany jest w segmentach dla ułatwienia montażu. Membrany denna i magazynowa są uszczelniane na obwodzie przy pomocy specjalnego, gazoszczelnego materiału. Materiał elementów pierścienia mocującego oraz kotew mechanicznych - nierdzewny. Biogaz dopływa i odpływa z/do zbiornika biogazu rurociągami (stal nierdzewna kwasoodporna), które połączone są z przestrzenią magazynową przy pomocy kołnierzy centralnych. Strefa niepalna wokół zbiornika musi być wyłożona kostką prasowaną, wraz z wykonaniem chodników dojściowych do niej oraz do pochodni. Pochodnia biogazu. Elementem zabezpieczającym zbiornik jest pochodnia do wypalania nadmiaru biogazu. Wyróżnia się obecnie następujące typy pochodni oraz ich cechy: 1. Z płomienie otwartym: Strona | 145 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • Temp. spalania < 850oC. Płomień widoczny. Brak możliwości sprawdzenia emisji. Niższa efektywność w czasie wiatru. 2. Z płomieniem ukrytym: • Temp. spalania < 950 st. C. • Płomień ukryty. • Możliwość sprawdzenia emisji. • Możliwość detekcji temp. płomienia. 3. Z płomieniem zamkniętym: • Temp. spalania < 1250 st. C. • Płomień ukryty z kontrolą powietrza. • Możliwość sprawdzenia emisji. • Detekcja płomienia z regulacją dopływem powietrza. Z uwagi na obserwowane obecnie w krajach UE zmiany dotyczące normowania jakości emisji spalin, zaleca się zastosowanie pochodni z płomieniem ukrytym. Pochodnie płomieniem zamkniętym stosuje się głównie przy spalaniu biogazu pochodzącego ze składowisk odpadów – gaz ten zawiera wówczas wiele zanieczyszczeń, stąd dodatkowo biorąc pod uwagę wzrost kosztów, nie zaleca się tego typu pochodni. Pochodnie z płomieniem otwartym nie mają możliwości kontroli emisji, a biorąc pod uwagę obecne systematyczne zmiany przepisów należy spodziewać się zaostrzenia kontroli oddziaływania na środowisko również tego typu emitorów. Zatem proponuje się zastosowanie pochodni nadmiarowej w wersji z ukrytym płomieniem, wyposażonej między innymi w: przerywacz płomienia, przepustnicę ręczną, przepustnicę elektryczną (sterowaną), detektor ciśnienia, układ zapalający, układ kontroli obecności płomienia, system sterująco – kontrolny (co najmniej następujące funkcje : zapalanie od sygnału z systemu AKPiA – przekroczenie progu napełnienia zbiornika biogazu + sygnał zdalny ręczny, zamknięcie po przekroczeniu drugiego progu oraz ręcznie zdalnie, odcięcie przy zbyt niskim ciśnieniu biogazu, alarm braku płomienia, automatyczne powtarzanie zapłonu, przekazanie stanów pracy do systemu AKPiA). Przy pochodni należy zabudować licznik biogazu, pozwalający na zliczanie ilości wypalonego gazu (wymóg sprawozdawczości). Roboty związane z pochodnia biogazu obejmują wykonanie fundamentu i montaż wolnostojącej konstrukcji pochodni do spalania całkowitej ilości biogazu z wydatkiem spalania nie mniej niż 80 m3/h (nie mniej niż 1,6 maksymalnej produkcji produkcji godzinowej) przy ciśnieniu zbiornika biogazu (nie dopuszcza się zasilania pochodni przez wentylator). Biogaz kierowany będzie na pochodnię po osiągnięciu maksymalnego zadanego stanu wypełnienia zbiornika biogazu oraz odcinany dopływ biogazu do spalania na pochodnię przy spadku stanu wypełnienia zbiornika. Sygnał do otwarcia lub zamknięcia zasuwy kierującej biogaz na pochodnię podawany ma być z układu kontroli stanu wypełnienia zbiornika biogazu (bezpośrednio z czujnika napełnienia zbiornika oraz z systemu nadrzędnego – z możliwością zadawania własnych progów zadziałania). Pochodnia powinna być wyposażona w kontrolę płomienia oraz stanów awaryjnych, przywołujących obsługę do urządzenia. Strona | 146 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Sygnał stanu awaryjnego przekazywany powinien być do systemu AKPiA oczyszczalni. Zapalenie palnika biogazu pochodni powinno następować zapalarką z zapłonem iskrowym, zasilaną z układu zapłonowego, po otwarciu zasuwy doprowadzającej biogaz do palnika pochodni w sposób automatyczny, a wygaszanie palnika następować przez odcięcie dopływu biogazu. Zapalanie pochodni w dowolnym stanie napełnienia zbiornika biogazu powinno następować także przez przycisk ręcznego uruchamiania otwierania zasuwy i układu zapłonowego palnika pochodni. Wygaszanie pochodni powinno następować przez przycisk ręcznego zamknięcie zasuwy. Stan pracy lub awarii sygnalizowany powinien być z układu sterowania i kontroli pracy pochodni do centralnej dyspozytorni. Palnik pochodni powinien zapewniać spalanie biogazu w skrajnie trudnych warunkach, jakim jest silny wiatr dochodzący do 30 m/s. Zaleca się zastosowanie palnika inżektorowego. Proces spalania biogazu powinien być zabezpieczony przed zjawiskiem przeniesienia płomienia do instalacji biogazu płytowym przerywaczem płomienia umiejscowionym pod kołnierzem przyłączenia palnika. Zawór z napędem elektrycznym powinien być dopuszczony do pracy w instalacji gazowej, a silnik napędu posiadać atest dopuszczenia w strefie zagrożonej wybuchem. Przyłączenie elektryczne napędu powinno być podgrzewane i przystosowane do pracy w każdych warunkach atmosferycznych. Przewiduje się wykorzystanie pomieszczenia kotłowni wyposażonego obecnie w jeden nowy, a docelowo w dwa kotły wodne. Z uwagi na dostępny strumień energii z biogazu wynoszący ok. 182 kW brutto (zakładając 6,2 kWh/m3 biogazu) proponuje się zabudowę nowego kotła, który będzie w stanie pokryć co najmniej szczytowe zapotrzebowanie cieplne WKF oraz budynku obsługowego, a zarazem zużyć powstający biogaz, tj. o mocy generowanej na biogazie min. 180 kW. Zaleca się przebudować/wymienić palnik istniejącego kotła na dwupaliwowy – z możliwością zasilania biogazem i gazem miejskim. Podstawowe wymagania: • Minimalna moc cieplna kotła – 180 kW, przy zasilaniu biogazem oraz gazem ziemnym. • Budowa kotła ma zapewnić możliwość wymiany części i zespołów, uniemożliwiać nieprawidłowe połączenie jego części i elementów oraz ich samoczynnego przypadkowego rozłączenia. • Do budowy kotła należy zastosować materiały odporne na korozję. • Uszczelnienia w instalacji zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne stykające się z paliwem winny być odporne na jego działanie. • Komin kotła będzie wykonany ze stali kwasoodpornej, izolowany cieplnie z możliwością odprowadzenia skroplin (nowy komin lub wykładzina istniejących przewodów kominowych). • Szafa sterownicza kotła będzie wyposażona w licznik godzin pracy kotła, oraz w licznik godzin pracy palnika oraz będzie wyposażona w panel umożliwiający elektroniczną regulację wszystkich parametrów jego pracy (wartości zadanych). • Palniki kotła musza być dostosowane do spalania gazu ziemnego jak i biogazu. • Konstrukcja palnika musi zapewniać możliwość jego zapalenia ( dopływ paliwa może Strona | 147 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 nastąpić dopiero po włączeniu urządzenia zapalającego). • Elementy palnika przeznaczone do przepływu paliwa (gazu) muszą być szczelne. • Niezależnie od automatycznych zaworów, palnik bezpośrednio przed króćcem przyłączeniowym musi mieć wbudowany ręczny zawór odcinający dopływ paliwa. • Palnik musi mieć wbudowane urządzenie zabezpieczające przed możliwością cofnięcia się płomienia do przewodu doprowadzającego paliwo. • Palnik lub bezpośrednie przewody zasilające winny mieć króćce do podłączenia przyrządów pomiarowych (np. ciśnienie paliwa – gazu, powietrza, spalin, itp.). Oznakowanie kotła musi być wyraźne i trwałe i określać: • Nazwę lub znak wytwórcy i jego adres. • Numer fabryczny kotła. • Rok produkcji. • Nominalną moc cieplną (kW). • Maksymalne ciśnienie robocze (MPa lub bar). • Kocioł musi posiadać prawidłowo naniesione przez wytwórcę oznakowanie CE po wykonaniu oceny zgodności urządzenia ze wszystkimi wymaganiami zasadniczymi, wyszczególnionymi w Dyrektywach UE. • Najwyższą temperaturę wody (o ile ma zastosowanie). Dodatkowo należy w pomieszczeniu przygotować fundament pod jednostkę kogeneracyjną. Należy również przygotować zaślepione króćce kołnierzowe do wyprowadzenia energii cieplnej, rezerwę dla szaf sterujących, kanały kablowe dla przewodów, itp. Wstępnie zakłada się, iż dla projektowej produkcji biogazu Q = 27,6 m3/h oraz obciążenia agregatu na poziomie 75% mocy, należy dobrać jednostkę o mocy elektrycznej rzędu 85kW. Ponieważ przy obecnym poziomie cen, eksploatacja takiej jednostki znajduje się na pograniczu ekonomicznej, rekomenduje się wstrzymanie realizacji jednostki i zakup agregatu w późniejszych etapach. Strona | 148 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 7 Charakterystyka urządzeń technologicznych zmodernizowanej i rozbudowanej oczyszczalni 7.1 Wymagania ogólne Poniżej przedstawiono ogólne wymagania: • Wszystkie urządzenia winny zostać zintegrowane z istniejącymi systemami oczyszczalni. • Zasilanie nowych i istniejących urządzeń ma zostać zrealizowane z istniejącej stacji transformatorowej na terenie oczyszczalni i rozdzielni, po ich ewentualnej rozbudowie i modyfikacji. • Należy zastosować materiały odporne na warunki środowiskowe oczyszczalni. • Należy uwzględnić konieczność dostarczenia zestawu części zamiennych na okres 1 roku pracy układu. • Całość nowych i istniejących urządzeń i układów pomiarowych ma być podłączona do nowego nadrzędnego systemu sterowania i wizualizacji, z możliwością zdalnego ręcznego i automatycznego sterowania ze stanowiska dyspozytora. • Wszystkie prace związane z wykonywaniem otworów, przejść przez ściany, itp. prac w obiektach istniejących mają zostać wykonane w technice nieudarowej. • Zastosowane zasuwy winny być w wykonaniu nożowym, z nożem całkowicie wysuwanym poza światło przewodu – w większości przypadków należy stosować napędy elektryczne dla armatury. • Do wykonania elementów stykających się ze ściekami, osadami, gazami i środowiskiem agresywnym należy użyć tworzyw sztucznych (w ziemi) lub stali nierdzewnej. • Należy uwzględnić zabezpieczenia obiektów zagłębionych pod terenem wynikające z bardzo wysokiego poziomu wód gruntowych i ich agresywności. Wykonawca zobowiązany jest min. do: • Dostarczenia materiałów, maszyn i urządzeń technologicznych zgodnie z wymaganiami ich dokumentacji oraz warunków zastosowania. • Zastosowania wyrobów produkcji krajowej lub zagranicznej posiadających aprobaty techniczne wydane przez odpowiednie instytucje – tam gdzie wymagane. • Powiadomienia inwestora o proponowanych źródłach pozyskania materiałów, maszyn i urządzeń technologicznych przed rozpoczęciem dostawy i uzyskać jego akceptację. Zaleca się, o ile jest to możliwe, stosowanie maszyn i urządzeń technologicznych tej samej grupy pochodzących od jednego producenta. Wszystkie urządzenia napędzane elektrycznie muszą być dostarczone przez producenta razem z silnikami i skrzynkami przyłączeniowo-sterowniczymi, w obudowach o IP65, z tworzywa izolacyjnego, w których znajdują się odpowiednie zabezpieczenia zapewniające bezpieczeństwo. Należy stosować urządzenia o łatwo dostępnych częściach zamiennych. Do każdego dostarczanego urządzenia musi być dostarczony również stosowny atest. Strona | 149 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Poniżej opisano wymagania dla maszyn i urządzeń, które będą zastosowane przy modernizacji i rozbudowie oczyszczalni, a które mogą być pozyskiwane od wielu różnych producentów. Dla pozostałych maszyn i urządzeń, wymagania techniczne nie zostały określone z uwagi na ich „autorski”, specyficzny charakter nadany im przez wytwórcę. Z uwagi na wstępny charakter opracowania (koncepcja), należy poniższe parametry potraktować jako przykładowe, podające proponowany standard wyposażenia oczyszczalni. W dalszych opracowaniach ww. wymogi (po akceptacji Zamawiającego) zostaną doprecyzowane. UWAGA! Ponieważ w ostatnim okresie czasu obserwuje się rozwój sprzedaży niesprawdzonych, prototypowych urządzeń, należy dobierać wyłącznie urządzenia, które już w co najmniej trzech-pięciu aplikacjach zostały zastosowane, w tym w co najmniej w jednej pracują przez okres min. jednego roku. 7.2 Wymagania szczegółowe dla urządzeń. 7.2.1 Stacja zlewna. Urządzenie służące do odbioru ścieków komunalnych i przemysłowych z samochodów i przyczep asenizacyjnych, umożliwiające określenie ilości dostarczonych ścieków, temperatury, pH, przewodności. Urządzenie winno identyfikować przewoźników, dostawców ścieków a także mierzyć i kontrolować parametry oraz ilość dostarczonych ścieków, zabezpieczając przed przekroczeniem założonych wartości zgodnych z przyjętymi normami. Stacja zlewna ścieków dowożonych obejmować winna: • Szafka sterująco-identyfikująca (wykonana ze stali nierdzewnej) wyposażona w kolorowy Ekran LCD 5,7’’(stopień ochrony IP-55 stal nierdzewna). • System sterowania z archiwizacją danych oraz możliwością tworzenia bazy danych(miejscowość, adres posesji). • Sterownik CPU 155MHz, 32MB SDRAM, 32MB NAND flash, RTC, -40°C min / 85°C max lub równoważny. • Moduł Feko IO (wejść/wyjść). • Wejście USB – do przenoszenia danych oraz manualnego programowania stacji. • Moduł identyfikujący przewoźników. • Moduł identyfikujący rodzaj ścieków bytowe, przemysłowe, osad. • Drukarka modułowa z obcinakiem papieru. • Moduł jakości – klawiatura przemysłowa (wykonana ze stali nierdzewnej możliwość wprowadzenia do 3 adresów pochodzenia ścieków). • Wlot ciągu ściekowego z tzw. szybkozłączką wyprowadzony jest na zewnątrz, umożliwiając podłączenie do wozu asenizacyjnego bez konieczności otwierania kontenera. Stacja zapewnia: • Przyjęcie ścieków. • Regulacje czasu pracy. • Pomiar objętości dostarczanych ścieków. • Pomiar koncentracji zanieczyszczeń (pH, przewodność). • Rejestrację danych dotyczących dostawy z możliwością ich przenoszenia na pendrive Strona | 150 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 i transmisję do systemu AKPiAoczyszczalni. • Nadzór nad dostawcami. • Możliwość eksportowania danych do plików *.pdf, *.xls, *.doc, *.html Każdy z uprawnionych dostawców otrzymuje elektroniczny identyfikator( karta zbliżeniowa). Przy każdorazowej próbie uruchomienia stacji za pomocą identyfikatora następuje sprawdzenie poniższych danych: • Istnienie przewoźnika w systemie, a więc jego rozpoznanie. • Rozpoznanie klienta. • Określenie miejsca pochodzenia ścieków (wybór z bazy danych). • Możliwość zrzucania nieczystości. Jeżeli powyższa procedura zakończy sie pozytywnie zasuwa otwiera sie i dostawca może przystąpić do zrzucania ścieków. Spływ ścieków odbywa sie grawitacyjnie. W chwili zakończenia zrzutu zasuwa zamyka się i cały układ jest płukany. Klient otrzymuje kwit, będący potwierdzeniem przyjęcia dostawy, z opisem gdzie wyszczególnione są: • Nazwa dostawcy. • Data dostawy. • Godzina. • Adres posesji. • pH dostarczonych ścieków. • Przewodność ścieków. • Gęstość dostarczonych ścieków. • Ilość dostarczonych ścieków. Stacja jest obiektem całkowicie zautomatyzowanym niewymagającym stałej obsługi poprzez oprogramowanie do sczytywania, programowania i archiwizacji danych, opartych na systemie operacyjnym Windows CE. Wymagany jest jedynie okresowy serwis. W zakres dostawy instalacji wchodzą następujące elementy: • Standardowa stacja zlewna (system sterowania z modułem identyfikującym przewoźników, przepływomierz DN 125 z detekcją pustej rury, ciąg spustowy ze stali nierdzewnej 0H18N9 grubości 3 mm, naczynie pomiarowe, identyfikatory, zasuwa pneumatyczna, kompresor, układ płukania ciągu • Zestaw do pomiaru zanieczyszczeń oparty na systemie Memosens (pH, przewodność), Ponadto stacja powinna posiadać bazę danych (oparta na MS SQL SERWER) ze zbiorem wszystkich ulic, na terenie którego stacja będzie działać. Dane zebrane na stacji zostaną przesłane do centralnej dyspozytorni na terenie oczyszczalni poprzez komunikację GPRS/GSM lub wykorzystując lokalną sięć internetową. Dane te umożliwią szybkie przeszukanie bazy danych pod kątem wywożenia (opróżniania) zbiorników bezodpływowych przez ich właścicieli. 7.2.2 Węzeł mechaniczny 7.2.2.1 Krata zgrzebłowa Krata zgrzebłowa przeznaczona do mechanicznego oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych z zanieczyszczeń stałych. Separacja zanieczyszczeń ma miejsce na ruszcie Strona | 151 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zainstalowanym pod kątem w korycie. Elementy zgarniające mocowane są z każdej strony na łańcuchu napędowym. Koła łańcuchowe zainstalowane na wspólnym wale napędowym uruchamiane są silnikiem. Elementy zgarniające można bezproblemowo dostosować do zróżnicowanej ilości transportowanych skratek. W przypadku zablokowania kraty, następuję zadziałanie elektromechanicznej kontroli momentu obrotowego zabezpieczającej przed uszkodzeniem kraty. • • • • • • • Urządzenie składa się z: Części cedzącej – przekrój prętów cedzących od strony napływu w kształcie aerodynamicznym (spadającej kropli wody) zapewniający najniższe straty hydrauliczne oraz zapobiegający zapychaniu. Fartucha zrzutowego skratek zintegrowanego z rynną zrzutową usytuowaną nad kratą prętową, w strefie zrzutu wyposażonej w zdejmowalną osłonę ze stali nierdzewnej. Elementów zgarniających skratki, łatwych w wymianie. Łańcuchów napędowych z kompletem kół łańcuchowych, prowadzonych w bocznych profilach ochronnych. Silnika napędowego z zabezpieczeniem przeciążeniowym. Elektromechanicznej kontroli momentu obrotowego, zabezpieczającej kratę przed uszkodzeniem w chwili przeciążenia kraty. Łożysk kół łańcuchowych: o Górnego, bezobsługowego łożyska kołnierzowego. o Środkowego, odpornego na zużycie, bezobsługowego łożyska ceramicznego. o Dolnego, odpornego na zużycie, bezobsługowego łożyska ceramicznego. Krata ma być całkowicie zhermetyzowana, wyposażona w łatwo zdejmowalną pokrywę. Wykonanie materiałowe: Wszystkie elementy urządzenia mające kontakt ze ściekami/skratkami wykonane są ze stali nierdzewnej 1.4307 lub równoważnej (za wyjątkiem armatury, sprężyn tarczowych, napędu i łożysk) wytrawiane poprzez zanurzanie w kąpieli kwaśnej. Opis działania: Podczas przepływu ścieków przez kratę następuje zatrzymanie zanieczyszczeń stałych na prętach kraty i spiętrzenie ścieków przed kratą. W określonych odstępach czasu następuje zgarnianie skratek za pomocą elementów czyszczących kraty. W chwili rejestracji przez system pomiaru poziomu spiętrzenia ścieków przed kratą na poziomie L1 załącza się system zgarniania skratek. Napęd kraty działa tak długo jak utrzymuje się poziom L1 oraz ustawiony cykl czasu pracy. W tym czasie następuje usuwanie skratek z karty. Cykl czasu pracy jest regulowany i dostosowywany do specyfiki oczyszczalni. Zaleca się ustawienie cyklu pracy kraty w sposób umożliwiający całkowite oczyszczenie kraty. Dane techniczne: • Przepływ maksymalny (dla jednej kraty): • Prześwit: • Wymiary prętów: • Głębokość kanału: • Szerokość kanału: Qmax = s = = H1 = W = nie mniej niż 500 dm3/s 6mm 8x5x60mm 1600 mm 1200 mm Strona | 152 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • Szerokość kraty: A Szerokość rusztu cedzącego: Wysokość zrzutu licząc od dna kanału: H1 Wysokość całej kraty: H2 α Kąt nachylenia kraty w części cedzącej: Kąt nachylenia kraty w części transportującej:α = = = = = = 1164 mm 952 mm 3600 mm 4700 mm nie więcej niż 30° 85° Silnik napędowy: • Ilość: 1 szt. • Moc: P= 0,75 kW • Napięcie: 400 V • Częstotliwość: 50 Hz • Obroty: 8,2obr/min • Typ ochrony: IP 65 • Ochrona Ex: II2GEExeIIT3 7.2.2.2 Prasopłuczka skratek Doprowadzenie skratek do prasopłuczki odbywa się bezpośrednio z krat rynną spłukiwaną. Skratki w komorze zasypowej zostają zalane wodą, a następnie są turbulentnie mieszane. Płukanie odbywa się dzięki zastosowaniu szybko obracającego się wirnika. System gwarantuje wysoki stopień wymywania rozpuszczalnych części organicznych. Po zakończeniu cyklu płukania woda płucząca odprowadzana jest z urządzenia. Wypłukane skratki są transportowane i odwadniane, dzięki czemu następuje znaczna redukcja ich masy. Dodatkowo podczas transportu następuje wtrysk wody i skratki ponownie są płukane. Skratki transportowane są poprzez ślimak do rury wyrzutowej, wynoszącej skratki do miejsca odbioru. Do płukania skratek można stosować wodę użytkową lub wodę technologiczną pochodzącą z osadnika wtórnego. Opis funkcji: • Płukanie i prasowanie skratek w jednym urządzeniu. • Prasowanie przez praskę spiralną. • Płukanie skratek z wykorzystaniem mieszania przez szybkoobrotowy wirnik. • Płukanie uruchamiane od sygnału czujnika hydrostatycznego. • Możliwość powtórnego płukania skratek. Parametry techniczne prasopłuczki: • • • • Wydajność maksymalna Wydajność maks. dla najlepszego efektu płukania Osiągalna redukcja masy: stopień odwodnienia skratek: Ciężar prasopłuczki: min. 4 m3/h nie mniej niż 1,2 – 2,4 m³/h 65-75% 35- 45% sm ok. 400 kg • • Napęd transportera ślimakowego: Ilość: Moc znamionowa: 1 szt. max. 3,0 kW Strona | 153 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • Napięcie: Częstotliwość: Liczba obrotów: Typ ochrony: Ochrona Ex: 400 V 50 Hz max. 13 obr/min IP65 II2GExeIIT3 • • • • • Napęd wirnika płuczącego: Ilość: Moc znamionowa: Napięcie: Częstotliwość: Typ ochrony: 1 szt. max. 6,0 kW 400 V 50 Hz IP68 • • • • • Napęd zaworu elektrycznego sterującego odprowadzaniem popłuczyn: Ilość: 1 szt. Moc znamionowa: 0,1 kW Napięcie: 400 V Częstotliwość: 50 Hz Typ ochrony IP67 • • • • • Woda płucząca: Zapotrzebowanie na wodę na jeden cykl płukania nie więcej niż 400 l Doprowadzenie wody do płukania skratek z rynny spłukiwanej. Chwilowe zapotrzebowanie na wodę 2 l/s (1 x dziennie) Wymagane ciśnienie wody użytkowej 2 – 5 bar Jakość wody płuczącej: bez zanieczyszczeń >0,2 mm Rozdzielacz wody: Montowany w układzie płuczki. Rozdzielacz składa się z zaworów automatycznych dla wody podawanej do płukania. W skład rozdzielacza wchodzi także pełne orurowanie doprowadzające wodę do poszczególnych miejsc gdzie odbywa się płukanie. Rozdzielacz przystosowany jest do zabudowy na prasopłuczce. Lej zasypowy: Wymiary leja dopasowane do sposobu doprowadzania skratek. Rura wyrzutowa skratek: Długość oraz kąt rury wyrzutowej zostanie dobrana na podstawie sposobu odbioru skratek. Wykonanie materiałowe: Wszystkie elementy mające kontakt ze skratkami wykonane ze stali nierdzewnej 1.4307 lub równoważnej poddane powierzchniowej obróbce chemicznej (trawienie w kąpieli kwaśnej), za wyjątkiem armatury, napędów i łożysk. Krawędzie i powierzchnia ślimaka utwardzone, prowadnice ślimaka utwardzone. Szafa zasilająco – sterownicza dla krat, rynny spłukiwanej i prasopłuczkiskratek wykonana w jednej obudowie. Do montażu przy urządzeniach. Typ ochrony IP 55 lub równoważny. Strona | 154 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Szafa wyposażona we wszystkie elementy wymagane do automatycznej pracy instalacji: • Sterownik. • Panel operatorski. • Kasowanie meldunków za pomocą panelu obsługowego. • Wyświetlanie sygnałów pracy, awarii w panelu obsługowym. • Wyłącznik główny, zabezpieczenia. • Ochrona przeciążeniowa silnika przy mechanicznym przeciążeniu silnika. • Sterowanie od pomiaru poziomów przed i za kratą w powiązaniu z nastawami czasowymi. • Licznik godzin pracy. • System komunikacji Profibus. Panel sterujący jest ogrzewany wewnątrz – wyposażony w termostat. Zapobiega to tworzeniu kondensatu z pary wodnej i osadzaniu na elementach elektrycznych. 7.2.2.3 Separator płuczka piasku Separator płuczka piasku jest zintegrowanym urządzeniem do separacji, płukania oraz odwadniania piasku dostarczanego z piaskownika w formie pulpy piaskowej. Urządzenie wypłukuje z piasku cząstki organiczne w procesie fluidyzacji. Piasek jako cząstki cięższe gromadzone są w dolnych partiach urządzenia. Cząstki organiczne jako lżejsze odprowadzane są automatycznie przez górny króciec odpływowy. Zwiększony system separacji piasku osiągany jest przez optymalne wykorzystanie objętości czynnej urządzenia oraz zastosowanie kształtki „Coanda”. Cały proces wspomagany jest pracą wolnoobrotowego mieszadła. Odseparowany piasek odprowadzany jest za pomocą przenośnika ślimakowego, gdzie odbywa się grawitacyjne odwodnienie piasku. Odprowadzanie piasku z separatora płuczki jest sterowane czasowo i zależy od ilości odseparowanego piasku mierzonej sondą ciśnienia. W skład urządzenia wchodzą następujące elementy: • Komora wlotowa „vortex”. • Kształtka Coanda przyspieszająca sedymentację piasku. • Przenośnik ślimakowy wałowy wykonany ze stali nie gorszej niż wg DIN 1.4307, dwustronnie łożyskowany. • Dwuramienne mieszadło pulpy piaskowej. • Dysze płuczące pulpę przystosowane do płukania ściekami oczyszczonymi. • Miernik ciśnienia hydrostatycznego pulpy piaskowej uruchamiający separator piasku. • Króćce do rozdzielonego odprowadzenia związków organicznych i wody popłucznej. Parametry technologiczne • Maksymalna wydajność w przeliczeniu na pulpę piaskową • Maksymalna wydajność w przeliczeniu na piasek (wlot) • Stopień separacji dla ziaren o średnicy ≥0,2 mm • Stopień odwodnienia piasku nie mniej niż • Redukcja zanieczyszczeń organicznych (strat przy prażeniu) • Zużycie medium płuczącego min. 8 l/s. min. 1,0 t/h. min. 95% 85% < 3% max. 5 m3/h Strona | 155 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • Ciśnienie medium płuczącego Przyłącze wody użytkowej: Dopływ: Odpływ: Spust organiki Króciec do opróżniania urządzenia: 2 – 4 bar 1 1/4“ DN 150, PN10 DN 200, PN10 DN 100, PN10 3” Parametry techniczne napędu transportera ślimakowego: • Ilość: 1 szt. • Moc: P=1,1kW • Napięcie: U=400 V • Częstotliwość: 50Hz • Liczba obrotów: n=11,5 min-1 • Typ ochrony: IP 65 • Ochrona Ex: II2GExeIIT3 Parametry techniczne napędu mieszadła: • Ilość: 1 szt. • Moc: P=0,55kW • Napięcie: U=400V • Częstotliwość: 50Hz • Prąd znamionowy: IN=1,6A • Liczba obrotów: n=5,6min-1 • Typ ochrony: IP 65 • Ochrona Ex: II2GExeIIT3 Wykonanie materiałowe: Wszystkie elementy mające kontakt z medium wraz z transporterem piasku wykonane ze stali nierdzewnej 1.4307 lub równoważnej wytrawiane w całości poprzez zanurzanie w kąpieli kwaśnej (za wyjątkiem armatury, napędów i łożysk). Szafa zasilająco – sterownicza do montażu przy urządzeniu. Typ ochrony IP 55 lub równoważny. Szafa wyposażona we wszystkie elementy wymagane do automatycznej pracy instalacji: • Sterownik. • Panel operatorski. • Regulacja poziomu piasku z wyłącznikiem granicznym. • Sygnalizacja przekroczenia poziomu maks. piasku. • Sygnał pracy/awarii. • Licznik godzin pracy dla transportera i mieszadła. • Załączanie/wyłączanie poszczególnych napędów z panela sterującego. • System komunikacji Profibus. Panel sterujący jest ogrzewany wewnątrz – wyposażony w termostat. Zapobiega to tworzeniu kondensatu z pary wodnej i osadzaniu na elementach elektrycznych. Strona | 156 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 7.2.3 Pompy piasku. Do pompowania piasku należy zastosować pompy w wersji specjalnej. • Pompa pulpy piaskowej w zabudowie mokrej, z wzmocnioną obudową i wirnikiem, przystosowana do pompowania pulpy piaskowej. • Wolny przelot pompy min. 80 mm. • Wydajność min. 25 m3/h. • Podłączenie wężem elastycznym spiralnym. 7.2.4 Pompy zatapialne (pompownia recyrkulacji, pompownia przewałowa, pompownie obiektowe). Zastosowane pompy muszą odpowiadać wymaganiom technicznym dla pomp odśrodkowych klasy I, według PN-ISO-9905. Pod pojęciem pompy rozumie się kompletny sprawnie funkcjonujący układ składający się z agregatu pompowego zespolonego z silnikiem elektrycznym wraz z kompletem prowadnic rurowych, zamocowań i z kolanem ze stopką. Podstawowe wymagania dla pomp są następujące: • Pompa napędzana klatkowym silnikiem trójfazowym, w klasie izolacji H, sprawność klasy Premium IE3 zgodnie z IEC60034-2-1 • Zasilanie poprzez przemienniki częstotliwości, z charakterystyką pomp, umożliwiającą regulację wydajności w szerokim zakresie (min. 50%). • Pompy muszą być przystosowane do przetłaczania ścieków z zawartością ciał stałych oraz osadów ściekowych. Wirniki pomp w miarę możliwości (kanałowe) wyposażone w regulowane płyty dolne, przywracające pierwotną sprawność hydrauliczną. • Obliczeniowa trwałość łożysk, wyznaczona dla wydajności stanowiącej 50% wydajności dla punktu maksymalnej sprawności, powinna być nie mniejsza niż 50.000 godzin. • Komora silnika w całości wypełniona olejem, pompa nie wymaga zewnętrznego układu chłodzenia do pracy na sucho. • Komora olejowa wypełniona białym olejem mineralnym, bezpiecznym dla środowiska. W komorze olejowej powinien być zamontowany konduktometryczny czujnik zawilgocenia informujący o nieprawidłowym działaniu uszczelnienia mechanicznego i stanowiący zabezpieczenie przed uszkodzeniem pompy. • Pompy muszą być wyposażone w podwójne uszczelnienie mechaniczne SiC/SiC (węglik krzemu/węglik krzemu) od strony medium oraz SiC/C (węglik krzemu/grafit) od strony silnika. Uszczelnienie pracuje niezależnie od kierunku obrotów silnika i jest odporne na skoki temperatury. • Silniki muszą być wyposażone w pełny system zabezpieczenia wewnętrznego składający się z następujących układów: o Układ sygnalizujący zawilgocenie składający się z czujnika (w postaci elektrody) kontrolujących szczelność komory olejowej. Ze względów bezpieczeństwa elektroda czujnika musi się znajdować przed komorą silnika tak, aby w przypadku awarii uszczelnienia mechanicznego pompa została wyłączona zanim woda dostanie się do komory silnika. Dostawa pompy ma zawierać odpowiedni przetwornik przekształcający sygnał z czujnika wilgotności i podający go do układu sterowania pracą pompy. Przetwornik czujnika zawilgocenia musi być dostarczony razem z pompą i pochodzić od jednego producenta. Strona | 157 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 o Układ zabezpieczający przed przegrzaniem silnika, składający się z bimetalowych czujników termicznych umożliwiających odłączenie pompy od zasilania w przypadku przegrzania. Czujniki mają być zainstalowane w każdej fazie uzwojeń silnika. o Powyższe układy zabezpieczenia wewnętrznego mają posiadać niezależne wyprowadzenia elektryczne, umożliwiające dowolne podłączenia sygnalizacji zagrożenia dla sprawnej pracy pomp. • • • • • • • • • • • Wszelkie elementy złączne pompy mające kontakt z medium mają być wykonany ze stali nierdzewnej nie gorszej niż 1.4401 (AISI 316). Pompy muszą być demontowalne, natomiast kolana ze stopką i prowadnice rurowe (min. stal nierdzewna) muszą być zamontowane na stałe w zbiorniku i posiadać amortyzator. Górna część prowadnic musi sięgać do wysokości umożliwiającej bezpieczną manipulację obsługi. Pompy będą wciągane/opuszczane za pomocą wciągarki elektrycznej – należy dostarczyć wciągarkę kompatybilną z istniejącą belką dwuteową. Pompy muszą posiadać uchwyt sprzęgający pozwalający na przyłączenie odłączalnej pompy z trwale zamocowanym do dna kolanem ze stopką. Pompy i ich silniki muszą zostać wyważone dynamicznie. Kabel elektryczny zasilający silnik pompy musi być w wykonaniu wodoszczelnym i o takiej długości, aby umożliwił podłączenie silnika pompy do skrzynki zasilającej elektrycznej. W pompie musi być zamontowany fabrycznie czujnik zawilgocenia komory silnika i zabezpieczenie termiczne chroniące przed przegrzaniem uzwojeń. Komora silnika musi być zalana olejem. Pompa w standardzie musi być przystosowana do pracy na sucho. Wszystkie elementy składowe układów pompowych (agregat pompowy, silnik, prowadnice rurowe, zamocowania, kolano ze stopką, itp.) muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję i tam gdzie jest to wymagane na zewnątrz zabezpieczone powłoką lakierniczą epoksydową. Pompy muszą mieć stabilną charakterystykę pracy. 7.2.5 Pompy suche. Pompy wirowe, odśrodkowe powinny spełniać następujące wymagania: • Wyposażone w podwójne uszczelnienia mechaniczne przedzielone komora olejową, wypełniona olejem niegroźnym dla środowiska. • Musi być możliwa wymiana jednego lub dwóch uszczelnień – uszczelnienia nie mogą być zblokowane. • Uszczelnienia muszą być znormalizowane, wykonane zgodnie ze standardami międzynarodowymi – dostępne u różnych producentów – nie uzależniać użytkownika od jednego dostawcy. • Pompy musza posiadać taka konstrukcję, by nie trzeba było wykonywać instalacji płuczącej uszczelnień i doprowadzać z zewnątrz mediów. • Łożyska musza być znormalizowane – dostępne u różnych producentów. • Pompa musi być dostosowana do zastosowania silnika znormalizowanego od różnych producentów. Strona | 158 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • Silnik musi być znormalizowany, naprawialny – z możliwością przewinięcia poza fabryką. Silniki muszą być chłodzone powietrzem bez konieczności wykonywania zewnętrznej instalacji. Agregat musi mieć budowę umożliwiającą wymianę, regulację lub regenerację części hydraulicznych zużywających się, np. pierścieni uszczelniających. Pompy powinny być wyposażone w króciec lub kolano ssawne z otworem rewizyjnym. Silnik powinien mieć wbudowane w uzwojenia stojana czujniki termiczne odłączające pompę od zasilania w przypadku przeciążenia silnika. Śruby łączące elementy składowe pompy powinny być wykonane ze stali nierdzewnej. W przypadku ustawienia poziomego, napęd z silnika na pompę powinien być przekazywany przez sprzęgło, umożliwiające demontaż pompy lub silnika bez konieczności demontażu obu podzespołów na raz. Uwaga! Pompy takie należy zastosować jako pompy cyrkulacji grzewczej osadu. Nie dopuszcza się stosowania pomp o obrotach powyżej 1000 1/min. 7.2.6 Pompy rotacyjne • Konstrukcja – pompa wyporowa rotacyjna. • Całkowite wyłożenie korpusu wymiennymi elementami ochronnymi – wkładki obwodowe i osiowe. • Tłoki o geometrii śrubowej. • Bezobsługowe uszczelnienie mechaniczne z komorą smarująco-zabezpieczającą. • Wewn. rdzenie wałów bez kontaktu z pompowanym medium. • Niewrażliwość na pracę "na sucho". • Możliwość transportu medium z zawartością ciał włóknistych. • Możliwość przeprowadzenia inspekcji bez demontażu instalacji rurociągowej. • Możliwość przeprowadzenia serwisu bez demontażu instalacji rurociągowej (wymiana tłoków, uszczelnień, elementów obwodowych i osiowych, itp.). • Zdolność przenoszenia nieplastycznych ciał stałych min. 40mm. UWAGA! Pompy w pompowni osadu z zagęszczacza mechanicznego (II etap), zunifikowane. wstępnego (II etap), odbierająca osad podające osad do prasy, muszą zostać Pompy muszą mieć dla każdej aplikacji zapas ciśnienia min. na poziomie 2 barów powyżej obliczeniowego ciśnienia pracy. Strona | 159 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 7.2.7 Maceratory Pompy pracujące na osadach w których mogą znajdować się części stałe, włókniny, grubsze zanieczyszczenia należy dodatkowo wyposażyć w maceratory. Należy zastosować dwa maceratory na obiegu grzewczym WKF oraz dwa (zblokowane z pompami) na osadzie wstępnym (II etap). Należy stosować rozdrabniacze (maceratory) jedynie w wersji o dwóch wałach napędowych. Rozdrabnianie do montażu na rurociągach poziomych. Przystosowane do pracy ciągłej na sucho, z napędem elektrycznym. Układ musi być wyposażony w programowany system antyblokujący z rewersem oraz przełączanie pomiędzy jednostkami w razie wystąpienia trwałej blokady. Podstawowe wymagania: • Konstrukcja – rozdrabniacz dwuwałowy frezowy. • Jednostronne ułożyskowanie wałów. • Szerokość frezów do 8,0 mm. • Ilość pojedynczych frezów na każdym wale min. 6 szt. • Możliwość wymiany pojedynczych frezów, a nie całego zestawu frezów. • Zróżnicowana geometria frezów obu wałów. • Poziomo zamontowane wały. • Przeciwbieżna praca frezów. • Zróżnicowana prędkość obrotowa frezów. • Wykonanie materiałowe frezów - stal narzędziowa utwardzana. • Bezobsługowe uszczelnienie mechaniczne z komorą smarująco-zabezpieczającą. • Możliwość przeprowadzenia serwisu bez wymontowywania urządzenia oraz napędu oraz bez demontażu instalacji rurociągowej (wymiana frezów, uszczelnień, elementów ochronnych, itp.). • Prędkość obrotowa napędu w zakresie 120-150 1/min. • Moc napędu max. 3,0 kW. • Napęd podłączony poprzez elastyczne sprzęgło kłowe. 7.2.8 Mieszadła zatapialne (reaktor oraz zbiornik osadu do odwadniania). Zastosowane mieszadła będą mieszadłami zatapialnymi o osi poziomej. Mieszadła powinny być przystosowane do pracy w całkowitym zanurzeniu w ściekach lub osadach ściekowych. Pod pojęciem mieszadła zatapialnego rozumie się kompletny sprawnie funkcjonujący układ składający się ze śmigła i silnika wraz z kompletem prowadnic i zamocowań oraz żurawikiem ręcznym służącym do montażu/demontażu mieszadła. Podstawowe wymagania dla mieszadeł zanurzalnych są następujące: • Sterowany bez czujników silnik z magnesami trwałymi odpowiadający klasie IE3 z dużym zapasem przeciążalności, trójfazowy, 50Hz, 10-cio biegunowy. Klasa zabezpieczenia IP68, stojan w klasie izolacji F, maksymalne zanurzenie 20 m. • Wyposażony w przemiennik częstotliwości. • Łożyska bezobsługowe o żywotności min. 100 tys. godzin pracy. • Prowadnice (min. stal nierdzewna) muszą posiadać ogranicznik dolny zabezpieczający śmigła przed uszkodzeniem (uderzeniem o dno) oraz amortyzator. Strona | 160 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Górna część prowadnic musi sięgać do wysokości umożliwiającej bezpieczną manipulację obsługi. • Kabel elektryczny zasilający mieszadło musi być w wykonaniu wodoszczelnym i o takiej długości, aby umożliwił podłączenie mieszadła do skrzynki zasilającej elektrycznej. • W mieszadle musi być zamontowany fabrycznie czujnik zawilgocenia komory silnika oraz komory zaciskowej, zabezpieczenie termiczne chroniące przed przegrzaniem uzwojeń. • Mieszadła muszą być wyposażone w łańcuch ze stali nierdzewnej (lub kwasoodpornej, jeśli warunki wymagają) do jego wyciągania/opuszczania wraz z zaczepem. • Mieszadła muszą zostać wyważone dynamicznie (dla mieszadeł powyżej 100 obr/min). • Wszystkie elementy składowe mieszadeł (śmigło, motoreduktor, prowadnice, zamocowania, żurawik, itp.) muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję i tam gdzie jest to wymagane na zewnątrz zabezpieczone powłoką lakierniczą. • Mieszadła muszą mieć stabilną charakterystykę pracy, zgodną z projektem. • Mieszadła muszą cechować się możliwością zamiany miejscami pracy na dowolnej konstrukcji w dowolnej komorze procesowej (wewnętrznie pomiędzy reaktorami i o ile to możliwe pomiędzy komorami bioreaktorów i stabilizacji osadu) oraz o ile to możliwe budową modułową z możliwością konfiguracji parametrów typu : średnica śmigła, prędkość obrotowa, moc silnika. • Śmigło monolityczne, dwuramienne lub trzyramiennne, z możliwością łatwego montażu na wale mieszadła, wykonane ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Ramiona profilowane o zmiennym kącie natarcia. • Każde mieszadło wyposażone w indywidualną konstrukcją nośną wykonaną ze stali nierdzewnej oraz własnymi urządzeniami do transportu pionowego i poziomego (indywidualny żurawik dla każdego mieszadła). Przy zamawianiu należy zwrócić uwagę na mieszane medium. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). 7.2.9 Mieszadło pionowe (WKF – II etap). Mieszadło pionowe z rurą centralną do zamontowania w WKF musi spełniać następujące wymagania: • Mieszadło musi gwarantować możliwość zabudowania go od góry przez otwór montażowy, z zachowaniem szczelności dla gazu produkowanego w procesie. • Wykonanie przeciwwybuchowe. • Musi zapewnić pełne wymieszanie w obu kierunkach, przez rurę centralną. • System zbijania piany i kożucha przez zmianę kierunku obrotów oraz zassanie/zatopienie (zależnie od kierunku obrotów) części pływających. • Rozbijanie szlamu na dnie przez wymuszony przepływ góra-dół. • Mieszadło szybkoobrotowe, co najmniej pięciokrotne pełne przemieszanie zawartości zbiornika na dobę, moc mieszadła nie niższa niż 6 kW. • Zapewnienie równomiernego rozkładu temperatury w całej objętości komory (różnica temperatur powyżej 1,5 st. C, pomiędzy skrajnymi pomiarami temperatur na płaszczu i w przewodzie ssącym osadu cyrkulowanego, przy gęstości osadu nie niższej niż 5% Strona | 161 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • sm i normalnej pracy układu grzewczego, dyskwalifikuje mieszadło i powoduje konieczność jego wymiany). Brak potrzeby stosowania części zamiennych. Bezpośredni napęd – brak przekładni między silnikiem i mieszadłem. Bezobsługowość: dostarczany jedynie smar do smarownicy centralnej układu smarowania. Prosta obsługa techniczna – przeglądy i remonty bez konieczności opróżniania zbiornika. Zabezpieczenia antykorozyjne dla pH 4,0. Temperatura pracy w osadzie - co najmniej do 45oC. 7.2.10 Mieszadła pompujące. Mieszadła do zastosowania jako recyrkulacja wewnętrzna w reaktorze biologicznym. • Napędzane klatkowym silnikiem asynchronicznym trójfazowym w klasie izolacji min. F, a stopniu ochrony IP 68. • Wyposażony w przemiennik częstotliwości. • Łożyska bezobsługowe o żywotności min. 100 tys. godzin pracy. • Prowadnice (min. stal nierdzewna) muszą posiadać ogranicznik dolny zabezpieczający śmigła przed uszkodzeniem (uderzeniem o dno) oraz amortyzator. • Górna część prowadnic musi sięgać do wysokości umożliwiającej bezpieczną manipulację obsługi. • Kabel elektryczny zasilający mieszadło musi być w wykonaniu wodoszczelnym i o takiej długości, aby umożliwił podłączenie mieszadła do skrzynki zasilającej elektrycznej. • W mieszadle musi być zamontowany fabrycznie czujnik zawilgocenia komory silnika oraz komory zaciskowej, zabezpieczenie termiczne chroniące przed przegrzaniem uzwojeń. • Mieszadła muszą być wyposażone w łańcuch ze stali nierdzewnej (lub kwasoodpornej, jeśli warunki wymagają) do jego wyciągania/opuszczania wraz z zaczepem. • Mieszadła muszą zostać wyważone dynamicznie (dla mieszadeł powyżej 100 obr/min). • Wszystkie elementy składowe mieszadeł (śmigło, motoreduktor, prowadnice, zamocowania, żurawik, itp.) muszą być wykonane z materiałów odpornych na korozję i tam gdzie jest to wymagane na zewnątrz zabezpieczone powłoką lakierniczą. • Mieszadła muszą mieć stabilną charakterystykę pracy, zgodną z projektem. • Śmigło monolityczne, dwuramienne lub trzyramiennne, z możliwością łatwego montażu na wale mieszadła, wykonane ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Ramiona profilowane o zmiennym kącie natarcia. • Każde mieszadło wyposażone w indywidualną konstrukcją nośną wykonaną ze stali nierdzewnej oraz własnymi urządzeniami do transportu pionowego i poziomego (indywidualny żurawik dla każdego mieszadła). Przy zamawianiu należy zwrócić uwagę na mieszane medium. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). Strona | 162 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 7.2.11 Napowietrzanie. Dopuszcza się zastosowanie wyłącznie napowietrzania drobnopęcherzykowego, realizowanego za pomocą dyfuzorów membranowych. Pod pojęciem układu napowietrzającego rozumie się system pionowych, szczelnych rurociągów powietrznych montowanych do pionowych ścian zbiorników oraz poziomych rurociągów przytwierdzanych do dna zbiorników, do których montowane są dyfuzory membranowe. Należy podkreślić, że układ napowietrzający stanowi integralną całość z zewnętrznymi rurociągami doprowadzającymi sprężone powietrze, przepustnicami, dmuchawami i układami zasilającosterującymi do dmuchaw. Podstawowe wymagania dla układów napowietrzających są następujące: • Rurociągi powietrzne każdego z reaktorów przepływowych muszą być zaopatrzone w zawory regulujące z napędami elektrycznymi oraz zawory odcinające z napędami ręcznymi. • System w wersji stacjonarnej, który charakteryzuje się bardzo dużą niezawodnością (stosowanie systemów wyjmowanych wiąże się z dużą ilością problemów eksploatacyjnych - wypoziomowanie systemu, zasilanie, duże straty ciśnienia powodowane przez dodatkowe przepustnice, itp., konstrukcyjnych – znaczna dodatkowa waga obciążników, systemy prowadnic, itp. i znacznie podnosi koszt systemu). • Dyfuzory rozmieścić stopniując na całej powierzchni dna w sekcjach z osobnym zasilaniem. Każda sekcja dyfuzorów wyposażona w kolektor wyrównujący ciśnienie (zamknięta pętla) oraz system odwadniający. Usytuowanie dyfuzorów należy tak dobrać, aby uzyskać jak największą efektywność pracy a tym samym jak najniższy koszt eksploatacji systemu. • Dyfuzory wyposażone w łatwe mocowanie na ruszcie przy pomocy obejmy klinowej pozwalające na łatwy demontaż lub wymianę. • Podwójne zabezpieczenie przez zanieczyszczeniem rusztu osadem – pierwsze przez membranę i drugie niezależne od membrany np. kulowy zaworek zwrotny. • Zabezpieczenie membrany przed przetarciem przy pomocy specjalnego pierścienia ślizgowego zamontowanego w każdym dyfuzorze. • Kompletne dyfuzory zamocowane na przewodach PVC. Nie ma więc potrzeby spawania, zgrzewania, klejenia ani innego łączenia dyfuzorów z orurowaniem na miejscu instalacji. • Dyfuzory montowane na przewodach uPVC o średnicy 90 mm i grubości ściany min 3,5 mm. • Przewody łączone na tulejki połączeniowe z dwustronnymi pierścieniowymi uszczelkami i pierścieniem blokującym. Nie wolno stosować połączeń sztywnych (klejonych lub zgrzewanych) oraz kielichowych. • Poziome przewody rozprowadzające powietrze do rur z dyfuzorami, wykonane z rur uPVC ∅ 90 mm. Powietrze jest dostarczane poprzez pionowe przewody doprowadzające, a następnie równomiernie dystrybuowane do odgałęzień rusztów. Pionowe przewody doprowadzające powietrze do poziomych kolektorów powinny być wyposażone lub zainstalowane w sposób pozwalający na ekspansję termiczną tylko w górę tak, by nie wywierać nacisku na poziome przewody rozprowadzające. Poziome przewody rozprowadzające zaopatrzone są w kołnierz pionowy do połączenia z przewodem pionowym. Mają też stosowne odgałęzienia do połączenia z rusztami. • Zbiorcze przewody odwadniające ze stalowym (stal nierdzewna) króćcem Strona | 163 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • do odwodnień. Przewód taki posiada odgałęzienia dla zamocowania przewodów z dyfuzorami. Elementy kotwiące system do dna komory umożliwiające dokładne wypoziomowane systemu (niezwykle ważne dla równomierności dystrybucji powietrza i uniknięcia powstawania sił mogących rozszczelnić system). Charakterystyka techniczna dyfuzora dyskowego membranowego: • • • • • • • • Średnica dysku: > 330 mm. Powierzchnia dysku: min. 0,06 m2. Grubość membrany 8 mm do 2,45 mm. Twardość wg Shore A = 60. Kształt nacięć – podłużna, bez pęknięć na końcach. Rozmiar pęcherzyków powietrza: 1 do 3 mm. Wydajność robocza: 0,5 do 8,0 m3/h (przeciążeniowo 10 m3/h). Straty ciśnienia: 2 do 5 kPa. Dostarczone membrany muszą być przystosowane do współpracy z urządzeniem dawkującym kwas mrówkowy i posiadać na to stosowne dokumenty w postaci oświadczenia producenta oraz obiektów referencyjnych. 7.2.12 Dmuchawy Wymagania dla stacji dmuchaw z jednostkami promieniowymi: • W stacji należy zabudować 3 dmuchawy w układzie P+R = 3+1. Należy zastosować dmuchawy promieniowe z regulacją przepływu powietrza za pomocą nastawnych, profilowanych łopatek dyfuzora na wylocie z maszyny. Każda dmuchawa powinna posiadać możliwość płynnej, automatycznej regulacji wydajnością od 45% do 100%. Wszystkie dmuchawy mają pracować na wspólny kolektor tłoczny, z rozdziałem na poszczególne odbiory na reaktorach. • Stację należy wyposażyć w odpowiedni układ wentylacji, zapewniający utrzymanie wymaganej temperatury oraz osłony akustyczne, redukujące poziom hałasu zarówno na zewnątrz, jak i w obiekcie do poziomu umożliwiającego prace obsługowe przy czynnej drugiej dmuchawie (poziom hałasu zgodny z aktualnymi przepisami). • Wymagane nadciśnienie ok. 500 milibarów (dobór na etapie projektu przewodów tłocznych). • Wydajność maksymalna każdej z dmuchaw nie mniejsza niż 2800 Nm3/h. • Wymagana parametry zapotrzebowania mocy dmuchaw przy sprężu 500 milibarów, w temperaturze powietrza 20 st. C i 60% wilgotności względnej (mierzone zgodnie z obowiązującymi normami): Wydajność Maksymalna moc na wale [Nm3/h] [kW] 2800 48 2200 39 1600 30 1260 25 . • Zastosowany silnik nie więcej niż 55 kW. • Nie dopuszcza się chłodzenia dmuchawy powietrzem procesowym, które w aktywnym Strona | 164 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • • • • • • środowisku oczyszczalni może być zanieczyszczone i powodować szybko postępującą korozję, powietrze chłodzące musi być skierowane do ogrzewania pozostałych pomieszczeń oczyszczalni. Należy zaprojektować i dostarczyć system sterowania dmuchawami, dający użytkownikowi swobodę nowoczesnego sterowania całym zespołem. System sterowania ma zapewniać utrzymanie odpowiedniego stężenia tlenu w reaktorach oraz nadzorować stan pracy dmuchaw, raportując do systemu komputerowego zarówno aktualne parametry pracy, jak i wszelkie awarie, ostrzeżenia, itp. Szafa sterownicza nadrzędna wszystkie oraz lokalne szafy sterownicze dmuchaw muszą być wyposażone w łatwo programowalne na obiekcie sterowniki z panelem operatorskim. Umożliwi to pracę poszczególnych dmuchaw w systemie manualnym, w przypadku awarii szafy nadrzędnej oraz automatyczną zmianę priorytetacji pracy dmuchaw w przypadku wyłączenia jednej z nich; zapewni to możliwość wprowadzenia zmian w pracy dmuchaw, w wypadku wprowadzania zmian w pracy sterowaniu systemem; umożliwi też zmianę haseł wyświetlanych na ekranie operacyjnym zgodnie z życzeniem obsługi. Wszystkie wyświetlane hasła muszą być w języku polskim. Przewiduje się kaskadowe sterowanie dmuchawami, płynne w zakresie 45% - 300% wydajności jednej dmuchawy. Wymagana jest maksymalna sprawność dmuchaw osiągalna w całym przedziale regulacji. W dmuchawach wymagane są łożyska o stałym sposobie utrzymywania wału – tj. łożyska magnetyczne, utrzymujące w sposób stały dystans pomiędzy wałem, a obudową (również w trakcie postoju) lub łożyska toczne o wydłużonej żywotności – toczne ceramiczne lub panewkowe. Nie dopuszcza się łożysk o zmiennym stanie kontaktu – zużywających się w miarę wzrostu ilości cykli. Nie dopuszcza się dmuchaw o limitowanej ilości startów/zatrzymań w okresie eksploatacji (ograniczającej okres międzynaprawczy, serwisowy, remontowy, itp.). Uszczelnienia wału powinny być typu bezkontaktowego, labiryntowego i pracować na sucho. Uszczelnienia powietrzne i olejowe powinny być umieszczone w odpowietrzanych komorach. Uszczelnienia powinny być dublowane tak, aby zapobiec dostaniu się oleju do tłoczonego powietrza, przy ewentualnej awarii jednego z uszczelnień, Nie dopuszcza się przenoszenia drgań od dmuchaw na fundament. Dmuchawy muszą mieć tak wysoką sprawność, aby mogły być chłodzone radiacyjnie. Napęd urządzenia musi stanowić standardowy, asynchroniczny silnik elektryczny na prąd trójfazowy do pracy ciągłej, o klasie izolacji min. F. Wyposażenie i oprzyrządowanie jednostek jako minimum powinno zawierać: o manometr różnicowy na wlotowym filtrze powietrza, o wyłącznik wysokiej temperatury powietrza wlotowego, o wyłącznik od wskazań stanów niestatecznych – z przekazem sygnału do systemu AKPiA, o wyłącznik wysokiej temperatury oleju – z przekazem sygnału do systemu AKPiA, o wskaźnik temperatury oleju – z przekazem sygnału do systemu AKPiA, o wskaźnik ciśnienia oleju – z przekazem sygnału do systemu AKPiA, o wskaźnik ciśnienia różnicowego na filtrze oleju. o tłumik wlotowy, o separator zanieczyszczeń minimum klasa EU4, Strona | 165 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zawór bezpieczeństwa/wydmuchowy wraz z tłumikiem hałasu, wentylator obudowy dźwiękochłonnej, kompensator, dyfuzor stożkowy z tłumikiem o konstrukcji wytłumiającej hałas o min. 15 dB(A), pozwalający na odzyskanie nie mniej niż 90% ciśnienia dynamicznego, wykonany ze stali galwanizowanej, z wyjściem na przyrządy pomiarowe, o zawór przeciwzwrotny, o urządzenia pomiarowe i niezbędne ze względów bezpieczeństwa zabezpieczenia. o o o o Dmuchawy należy dostarczyć w indywidualnych obudowach dźwiękochłonnych), dodatkowo zaleca się wygłuszyć pomieszczenie poprzez izolację kolektora tłocznego oraz zabudowę paneli pochłaniających dźwięki w pomieszczeniu. 7.2.13 Zgarniacze osadu Podstawowe instalacje i zainstalowane urządzenia: • Zgarniacze denny osadu i części pływających ze szczotką koryta odpływowego i bieżni oraz ślimakowym systemem usuwania części pływających. • Instalacja zasilania elektrycznego. • Instalacja sterowania. Technologia i sterowanie: Zgarniacze będą wyposażone w zgrzebła do zgarniania osadów z dna oraz ślimakowy układ odbioru części pływających (niezależnie od położenia zgarniacza względem wiatru). Zgarniacze wyposażone będą w urządzenia do samoczynnego czyszczenia koryt odpływowych i bieżnie. Uwodniony osad z dna osadników odprowadzany będzie istniejącą rurą umieszczoną w dnie – po jej wymianie lub renowacji i zabezpieczeniu. Części pływające zbierane z powierzchni odprowadzane będą do układu przeróbki osadowej. Wymagania materiałowe: Pomost kratownicowy zgarniacza • Szerokość pomostu min. 1000 mm. • Wysokość pomostu min. 1100 mm. • Wysokość bortnicy pomostu min. 95 mm. • Pomost wyposażyć w drabinę wejściową oraz awaryjną wewnętrzną. • Pomost wyłożony kratkami antypoślizgowymi ze stali nierdzewnej pasywowanej. • Dopuszczalne obciążenie dodatkowe pomostu – min. 3 kN/m. • Dopuszczalna strzałka ugięcia - L/400. • Wykonanie stal nierdzewna pasywowana. Zespół napędowy jazdy • Napęd obwodowy poruszający się po ścianie pionowej osadnika z systemem samoczyszczącym koronę(bieżnie) lub napęd poruszający się po bieżni osadnika. W przypadku napędu poruszającego się po bieżni osadnika należy przewidzieć system ogrzewania bieżni, co najmniej podwójnym kablem grzewczym. • Motoreduktor napędowy min. IP66. Strona | 166 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • Przekładnie wykonane w wersji nie wymagającej wymiany oleju i smarowania. Ogumowane koła jezdne wzmacniane. Osie kół łożyskowane w handlowych oprawach łożyskowych. Koła jezdne ustawione fabrycznie stycznie do toru jazdy. Felgi kół, osie, łożyska i inne elementy stalowe wykonane ze stali nierdzewnej poza motoreduktorem. Centralny węzeł obrotowy • Łożysko bezobsługowe zapobiegające blokowaniu pomostu. • Pierścieniowy odbierak prądu z ogrzewaniem w obudowie, stopień ochrony min. IP 65, z 15 pierścieniami po 25A + PE + 2 pierścienie na 4-20mA. • Wszystkie elementy stalowe łożyska wykonane ze stali nierdzewnej pasywowanej natomiast odbierak prądu w wykonaniu standardowym producenta. Zespół łopat zgarniających osad z dna osadnika • Zgrzebło denne wyposażone w kółka prowadzące po dnie osadnika. • Zgrzebło zakończone gumą (współpraca z dnem) min. 30 mm. • Całkowita wysokość zgrzebła min. 500mm (700 mm w części centralnej – 1/3 średnicy). • Wszystkie elementy stalowe wykonane ze stali nierdzewnej pasywowanej (łożyska, tuleje, śruby itp.). Zgarnianie kożucha • Zgarniacz ślimakowy z systemem pompowym odprowadzenia części pływających. • Odprowadzenie, stopień zagęszczenia części pływających nie może być wrażliwy na zmianę zwierciadła ścieków lub nierówności wykonania korony osadnika, system musi automatycznie kompensować wahania zwierciadła ścieków. • Układ powinien dawać możliwość regulowania stopnia zagęszczenia części pływających. • Układ powinien być wyposażony w punkt poboru próbki i usuwać zagęszczone części pływające o wartości co najmniej 0,1 % sm. • Wszystkie elementy stalowe wykonane ze stali nierdzewnej pasywowanej poza motoreduktorami i pompą. Zespół transportujący części pływające • Rura ze stali nierdzewnej o średnicy min. 80 mm. • Konstrukcja wsporcza dla rury transportującej części pływające. • Łożysko oraz przegub obrotowy transportujący medium. • Wszystkie elementy stalowe wykonane ze stali nierdzewnej pasywowanej. Szczotka czyszcząca • Szczotka koryt odpływowych: o stały, równomierny kontakt szczotki z czyszczoną powierzchnią, o motoreduktor napędowy IP 66, przekładnia zębata o obroty szczotki ok. 70 obr/min, o regulacja położenia szczotki za pomocą mechanizmu śrubowego, o elementy konstrukcyjne stalowe zespołu stal nierdzewna pasywowana Strona | 167 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Szczotka bieżni: o stały, równomierny kontakt szczotki z czyszczoną powierzchnią, o motoreduktor napędowy IP 66, przekładnia zębata, o obroty szczotki ok. 70 obr/min, o regulacja położenia szczotki za pomocą mechanizmu śrubowego, o elementy konstrukcyjne stalowe zespołu stal nierdzewna pasywowana. Szafa zasilająco-sterownicza Szafa zasilająco-sterownicza zostanie zamontowana na pomoście zgarniacza. Służyć będzie do zasilania i sterowania urządzeniami na pomoście zgarniacza oraz przekazywania sygnałów do centrali. Obudowa szafy ze stali nierdzewnej z szybką. Sterowanie oparte na sterowniku programowalnym. Pomost wyposażony w oświetlenie z możliwością załączenia w szafie sterowniczej jak i przy wejściu na pomost. Możliwość zatrzymania i startu pomostu przy wejściu na pomost. Czujnik poślizgu koła napędowego. Koryto odprowadzające ścieki oczyszczone - koryto przelewowe z blachy o grubości min. 3 mm, z obustronnym regulowanym przelewem pilastym (góra dół) o wymiarach H=250 mm, z deflektorem części pływających o wymiarach min. H=300mm, blacha o grubości 2 mm. Dopuszcza się wykorzystanie koryta części pływających jako deflektora. Wszystkie elementy stalowe wykonane ze stli nierdzewnej min. 0H18N9. 7.2.14 Wyposażenie stacji odwadniania osadu. Wymagane jest zastosowanie materiałów o szczególnej odporności na środowisko silnie korozyjne. Należy zakupić urządzenie o co najmniej poniższym standardzie i wyposażeniu: • Zagęszczacz mechaniczny jednotaśmowy, zabudowany nad prasą, wyposażony minimum w: o Obudowa zagęszczacza wraz z wanną do odbioru filtratu oraz pokrywą (z ujęciem powietrza do biofiltracji), wykonana ze stali kwasoodpornej minimum w gatunku 1.430. o Taśma zagęszczająca z poliestru o wymiarach: szerokość minimum 1,5 m, długość robocza taśmy minimum 3,0 m (powierzchnia aktywna nie mniejsza niż 4,5 m2). o Napęd taśmy silnikiem o mocy 1-1,55 kW, regulacja prędkości przesuwu taśmy za pomocą zmiany prędkości obrotowej silnika. Zasilanie silnika za pomocą przemiennika częstotliwości (falownika). o rura płucząca umożliwiająca czyszczenie dysz płuczących taśmy zagęszczacza bez konieczności zatrzymywania instalacji lub demontażu układu płukania. Strona | 168 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Prasa dwutaśmowa o parametrach i standardzie: o Szerokość taśmy nie mniejsza jak 1,5 m, o Strefa grawitacyjnego odwadniania o długości co najmniej 4 m z zabudowanymi elementami do rozwarstwiania warstwy osadu na taśmie, o Strefa ciśnieniowego odwadniania z min. 14 wałkami o łącznym kacie opasania nie mniejszym niż 2700 stopni, (przez kąt opasania rozumie się wartość kątową, na której taśma wewnętrzna styka się z powierzchnią wałka; do wałków w strefie ciśnieniowego odwadniania zaliczane są te, na których prowadzone są jednocześnie dwie taśmy z zawartym między nimi odwadnianym osadem). o Nadążne, automatyczne naprowadzanie każdej z taśm oddzielnie, o Wanny do odprowadzenia filtratu oraz obudowę, wykonane ze stali kwasoodpornej minimum w gatunku 1.4301, o Konstrukcja nośna prasy musi być wykonana z profili stalowych walcowanych na gorąco, zabezpieczenie antykorozyjne konstrukcji nośnej przez cynkowanie ogniowe. o Naciąg i sterowanie biegiem taśm musi być realizowane za pomocą siłowników pneumatycznych lub hydraulicznych, o Urządzenie zabezpieczające przed przelaniem osadu w przypadku zerwania się jednej taśm, o Rury płuczące umożliwiające czyszczenie dysz płuczących taśm bez konieczności zatrzymywania instalacji lub demontażu układu płukania, o Układ do automatycznego zatrzymania instalacji w przypadku zejścia taśm poza zakres automatycznej regulacji, o Walce, czopy, gniazda łożyskowe muszą być wykonane z materiałów o zwiększonej odporności na korozję, o Łożyskowanie walców prasy musi być wykonane w oparciu o łożyska baryłkowe, uszczelnione w obudowie simmeringiem i komorą smarową, o Napęd taśm w prasie przy pomocy jednego motoreduktora napędzanego silnikiem, zasilanym za pomocą falownika. Do chłodzenia silnika podstawowego wymagane jest zastosowanie chłodzenia dodatkowym wentylatorem zewnętrznym, • Pompa podająca osad Pompa rotacyjna o wydajności 10 - 30 m3 /h (przy maks. 50 Hz) napędzana przez motoreduktor silnikiem o mocy do 5,5 kW. Zasilanie silnika przez falownik. Konstrukcja – pompa wyporowa rotacyjna krzywkowa. Tłoki o śrubowej geometrii, bezobsługowe uszczelnienie mechaniczne z komorą smarująco-zabezpieczającą bez systemu ciśnieniowego. Wewnętrzne rdzenie wałów bez kontaktu z pompowanym medium, niewrażliwość na pracę "na sucho". Możliwość transportu medium z zawartością ciał włóknistych. Możliwość przeprowadzenia inspekcji bez demontażu instalacji rurociągowej. Możliwość przeprowadzenia serwisu bez demontażu instalacji rurociągowej (wymiana tłoków, uszczelnień, elementów obwodowych i osiowych, itp.) Zdolność przenoszenia nieplastycznych ciał stałych min. 40mm. Pompa zabezpieczona przed pracą na sucho od minimalnego przepływu przez przepływomierz elektromagnetyczny. • Przepływomierz elektromagnetyczny Strona | 169 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Służący do pomiaru ilości osadu podawanego na prasę DN 100, PN 16 o ochrona: IP 65 o wyjście prądowe: 4 – 20 mA o wyjście impulsowe o materiał rury pomiarowej: 1.4301 230 V, 50/60 Hz o napięcie: Pomiar chwilowy i sumaryczny, wraz z przekazem danych do systemu AKPiA. • Mieszacz osadu z polielektrolitem Służący do ciągłego, homogenizującego mieszania osadu z roztworem roboczym polielektrolitu, do zamontowania na rurociągu tłocznym osadu w pozycji poziomej lub pionowej. Wykonany ze stali kwasoodpornej minimum w gatunku 1.4301. Mieszacz musi mieć możliwość samoczynnego dopasowywania parametrów mieszania osadu z roztworem polielektrolitu do bieżącej wydajności instalacji odwadniania. • Sprężarka Przeznaczona do wytwarzania sprężonego powietrza wykorzystanego do naciągu taśm oraz korygowania ich biegu. Dobrana prawidłowo do potrzeb oferowanej instalacji odwadniania. • Pompa wody płuczącej Oferowana pompa ma być wykonana jako pompa wirowa jednostopniowa, przewidziana do podnoszenia ciśnienia ścieku oczyszczonego dla potrzeb płukania taśm sitowych w zagęszczaczu i prasie taśmowej. Obudowa i wirnik pompy wody płuczącej muszą być wykonane z żeliwa, a uszczelnienie wału pompy musi być zrealizowane za pomocą pierścienia ślizgowego. Wydajność i ciśnienie pompy powinny zostać dobrane do potrzeb oferowanej instalacji odwadniania. Przy czym należy uwzględnić, że dla potrzeb płukania taśm do pomieszczenia instalacji odwadniania zostanie grawitacyjnie doprowadzony ściek oczyszczony ze zbiornika wody technologicznej. Będzie on wstępnie oczyszczony z zanieczyszczeń mechanicznych. W zależności od zastosowanych dysz może być konieczne zabudowanie drugiego stopnia filtracji. • Automatyczna stacja dla przygotowania roztworu polielektrolitu Automatyczna stacja dla przygotowywania roztworu polielektrolitu z postaci handlowej proszkowej lub ciekłej (do wyboru przez Użytkownika podczas eksploatacji). Stacja powinna być wykonana jako dwukomorowa i powinna się składać minimum z następujących elementów: Układ dozowania proszku: • Zbiornik na polielektrolit proszkowy o pojemności minimum 50 kg, wykonany ze stali kwasoodpornej w gatunku minimum 1.4301. Strona | 170 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Ślimak dozujący proszek, czas pracy ślimaka dozującego programowalny na panelu obsługowym szafki stacji roztwarzania, napęd ślimaka dozującego o mocy 0,18 kW, wykonany ze stali kwasoodpornej w gatunku minimum 1.4301. • Spulchniacz zamontowany w zbiorniku proszku dla zapobiegania zawieszaniu się polielektrolitu w tym zbiorniku, moc silnika napędowego spulchniacza 0,37 kW, wykonany ze stali kwasoodpornej w gatunku minimum 1.4301. • Doprowadzenia wody przez filtr, z reduktorem ciśnienia wody, regulacją ilości wody i wyłącznikiem ciśnieniowym do nadzoru braku wody w sieci w czasie dozowania proszku. • Sonda sygnalizująca i blokująca roztwarzanie w przypadku braku proszku w zbiorniku. Zbiornik zarobowy: ze stali kwasoodpornej minimum w gatunku 1.4301, pojemność 750 l, z armaturą wlotową w postaci zaworu elektromagnetycznego 24 V DC, z szybkobieżnym mieszadłem napędzanym silnikiem o mocy 1,5 kW, wał mieszadła i skrzydełka z materiału min. 1.4301, sondy do sygnalizacji poziomu napełnienia zbiornika, Zbiornik magazynowy: ze stali kwasoodpornej minimum w gatunku 1.4301, pojemność 1500 l, z pompą przerzutową o wydajności 8 m3/h napędzaną silnikiem o mocy 1,1 kW jako pompą podającą roztwór polielektrolitu z zbiornika zarobowego do zbiornika magazynowego, z sondami pomiarowymi poziomu dla sterowania pracą pompy przerzutowej i pompy dozującej polielektrolit do układu wtórnego rozcieńczania. Układ wtórnego rozcieńczania polielektrolitu Układ zabudowany na zbiornikach stacji, z zaworem magnetycznym 24 V DC, rotametrem do wskazywania ilości wody rozcieńczającej, przepływomierzem elektromagnetycznym do wskazywania ilości podawanego polielektrolitu, mieszaczem przelotowym, reduktorem ciśnienia i zaworem do regulacji ilości wody rozcieńczającej, układ przygotowany do współpracy z pompą ślimakową jako pompą dozującą polielektrolit. Pompa dozująca stężony roztwór polielektrolitu Pompa ślimakowa do podawania koncentratu polimeru ze zbiornika handlowego do zbiornika zarobowego. Dozowana objętość regulowana przekaźnikiem czasowym. Moc silnika napędowego: ok. 0,37 kW. Pompa dozowania polielektrolitu Pompa dozowania polielektrolitu przeznaczona do przetłaczania roztwóru polielektrolitu ze zbiornika magazynowego do układu wtórnego rozcieńczania polielektrolitu. Sterowanie wydajnością za pomocą przemiennika częstotliwości zabudowanego w szafie sterowniczej instalacji odwadniania. • Moc silnika: ok. 0,75 kW • Wydajność: min. zakres 80 do 800 l/h Przepływomierz indukcyjny Służy do pomiaru ilości polielektrolitu DN 25, PN 16 o ochrona: IP 65 o wyjście prądowe: 4 – 20 mA o wyjście impulsowe o materiał rury pomiarowej: 1.4301 Strona | 171 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 o napięcie: 230 V, 50/60 Hz Pomiar chwilowy i sumaryczny, z przekazem do systemu sterowania. Sterowanie lokalne Szafa do automatycznego sterowania i nadzoru pracy stacji roztwarzania polielektrolitu, ze wszystkimi koniecznymi agregatami do nadzoru silników, z nastawialnymi przekaźnikami czasowymi (lub oprogramowaniem sterownika) dla czasu dozowania pompy koncentratu i czasu mieszania, z możliwością wyboru pracy w trybie automatycznym lub ręcznym oraz wyboru polielektrolitu proszkowego lub płynnego. Parametry pracy można zaprogramować przy pomocy panelu obsługowego. Wszystkie informacje o pracy i zakłóceniach są wyświetlane • Szafa sterownicza Do automatycznego sterowania pracą instalacji odwadniania osadu, służy szafa sterownicza wykonana zgodnie z dyrektywami „LVD”, „EMC”, „maszynową” i „BHP użytkowania maszyn” wraz ze wszystkimi przyrządami załączającymi i obsługowymi. Napięcie: 400V, 3 fazy, N, PE, 50 Hz Napięcie sterowania: 24 V DC W skład wchodzą: • Obudowa szafy sterowniczej, z szyną kablową, ogrzewaniem, oświetleniem i gniazdkiem 230V • Część siłowa z wyłącznikiem głównym, układem szyn zbiorczych, stycznikami mocy, transformatorem 230 V AC i zasilaczem 24 VDC • Sterowanie instalacji realizowane przez sterownik z programowalną pamięcią • Falowniki • Dla obsługi instalacji na płycie czołowej szafy sterowniczej znajdują się następujące elementy: o wyłącznik główny, o wyłącznik awaryjny, o podświetlony włącznik/wyłącznik napięcia sterującego, o przełącznik preselekcyjny trybów pracy: w automatyce lub pod kontrolą operatora (ręczne), o przycisk podświetlony automatyka start/stop, o przycisk podświetlony zakłócenie/kasowanie zakłócenia, o przycisk kasowania sygnału dźwiękowego, o przyciski podświetlone włączników/wyłączników dla pojedynczych napędów w ręcznym trybie pracy, o kontrolki wskazań poziomów, komunikatów pracy i zakłóceń, o licznik godzin pracy napędów. Alternatywnie należy zabudować dotykowy panel operatorski – min. 10’, kolorowy. 7.2.15 System higienizacji osadu. Parametry dozownika – przystosowany do pracy ciągłej (w tym motoreduktor), z wydajnością regulowaną w zakresie 0-100 kg/h . Wykonanie materiałowe: Strona | 172 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • Obudowa - stal kwasoodporna 1H18N9T. Spirale – stal specjalna. Motoreduktor – wykonanie normalne, lakierowane. Mieszarka dwuwrzecionowa. Mieszarka wyposażona w system odprowadzenia gazów odlotowych. Przenośniki spiralne bezwałowe: • Wykonanie materiałowe, włącznie z podporami: • Obudowa min. stal nierdzewna 0H18N9. • Spirale – stal specjalna, bezwałowa dwu- lub wielowstęgowa. • Motoreduktory – wykonanie normalne, lakierowane. • Zespoły napędowe przystosowane do obciążenia pracą 24 h/d. • Wykonanie w wersji odpornej na warunki zimowe (umożliwiające pracę w temperaturach do – 250C. • Uszczelnienie przenośników: dławicowe, z dystansem do motoreduktorów. • Pokrycie koryta: odporne na ścieranie tworzywo sztuczne typ SPX lub odpowiadający. • Grubość wykładziny: min. 10 mm. • Zespół napędowy: o 230/400 50 Hz, IP 65, o izolacja klasy IP55. Przenośniki zewnętrzne muszą być wyposażone w pakiet “zima” – listwy grzejne + wełna mineralna+termostat. Silos do wapna. Należy wykonać silos o pojemności 24 m3. Silos wapna wyposażyć w zasuwę nożową i elektrowibrator, czujniki zawartości wapna w silosie, wstrząsarkę pneumatyczną oraz filtr powietrza. 7.2.16 Sieć biogazowa wraz z ujęciem. Na kopule Komory Fermentacyjnej zostaną zlokalizowane m.in. urządzenia do ujmowania biogazu, zabezpieczenia instalacji biogazu komór przed nadmiernym nad lub podciśnieniem a także do wizualnej kontroli wnętrza obiektu. Ww. urządzenia stanowią pierwsze elementy sieci biogazu, dalej ujęty biogaz jest kierowany do sieci i odbiorników. Bezpiecznik cieczowy. Bezpiecznik cieczowy jest stalowym elementem konstrukcyjnym mocowanym bezpośrednio na przygotowanym wcześniej, zamontowanym w kopule WKFZ, króćcu komory fermentacyjnej (kołnierz min. DN400, PN10). Bezpiecznik jest urządzeniem służącym dla zabezpieczenia instalacji biogazu i komory fermentacyjnej przed powstaniem nadmiernego pod- lub nadciśnienia. Podstawowe parametry urządzenia: • Ilość: 1 szt. • Materiał: stal kwasoodporna. • Kołnierz przyłączeniowy: DN400 PN10. dobrane do konstrukcji komory • Nadciśnienie i podciśnienie zadziałania: Strona | 173 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 UWAGA! BEZWZGLĘDNIE NALEŻY ZABUDOWAĆ BEZPIECZNIK W WERSJI WEWNĘTRZNEJ (schowany w przestrzeni WKF), z odpowiednio (kierunkowo) ukształtowanym wyrzutem biogazu. Wizjer DN400 Wizjer umożliwia wizualną kontrolę stanu wewnątrz komory fermentacyjnej. Jest urządzeniem stalowym (stal kwasoodporna) wyposażonym w szkło wzierne oraz wycieraczkę. Podstawowe parametry urządzenia: • Ilość: 1 szt. • Kołnierz przyłączeniowy: min. DN400 PN10. • Wyposażenie: szkło wzierne, wycieraczka, pokrywa. • Materiał wziernika: stal kwasoodporna. Ujęcie biogazu Ujęcie biogazu jest stalowym konstrukcyjnym urządzeniem służącym do łatwego odbioru biogazu z komory fermentacyjnej. Ujęcie wykonane jest w formie dzwonu mocowane bezpośrednio do króćca komory fermentacyjnej kołnierzem o średnicy DN400, PN10. Ujęcie biogazu do sieci będzie wykonane poprzez króciec min. DN125, owiercony zgodnie z PN10. Jednocześnie z ujęcia biogazu będzie wyprowadzony króciec wydmuchowy (min. DN125) do kominka upustowego zakończonego kapturkiem kierunkowym (wyrzut biogazu – jak w przypadku bezpiecznika – poza obręb pomostu WKF). Króciec wydmuchowy będzie wyposażony w przepustnicę międzykołnierzową z napędem ręcznym. Ujęcie biogazu będzie wyposażone w manowakuometr tarczowy poprzedzony zaworem kulowym oraz manometr elektroniczny poprzedzony zaworem kulowym, a także króciec poboru biogazu. Ujęcie należy wyposażyć w instalację samoczynnego gaszenia piany wodą technologiczną (wraz z podłączeniem wody z systemu wody technologicznej i dodatkową pompą podnoszącą ciśnienie – jeśli to konieczne). Podstawowe parametry urządzenia: • Ilość: 1 szt. • Materiał: stal kwasoodporna min. 0H18N9. • Kołnierz przyłączeniowy: min. DN400. • Owiercenie kołnierza: zgodnie z PN10. • Wyposażenie: dwie przepustnice ręczne min. DN100, manowakuometr, manometr elektroniczny, system automatycznego gaszenia piany w tym czujnik poziomu piany), złoże, system wyrzutu gazu poza obręb kopuły (pomostu) WKF. Ujęcie wyposażone w złoże wychwytujące wynoszone z komory drobiny osadu i dla awaryjnego zatrzymywania piany oraz jej zraszania. Wyposażenie AKPiA ujęcia: czujnik ciśnienia biogazu, czujnik poziomu piany. Strona | 174 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 UWAGA! Niezależnie od powyższych, WKF musi być wyposażony w czujnik poziomu osadu. Sieć biogazu. Sieć poprowadzona będzie od ujęcia na kopule WKF. Należy wykonać następujące prace : • • • • • Wykonać przewód gazowy od ujęcia na kopule WKF do odsiarczalni. Wykonanie – stal nierdzewna kwasoodporna nad terenem, PE (lub stal) w ziemi. Pozostawić króciec umożliwiający podłączenie drugiej komory fermentacyjnej (zaślepiony kołnierzem). Wykonać przewód gazowy od odsiarczalni do węzła rozdzielczego-pomiarowego biogazu, umożliwiającego rozdział gazu do kotłowni oczyszczalni, pochodni oraz do/ze zbiornika biogazu. Wykonać przewody do kotłowni biogazowej i zbiornika biogazu. Przewód do kotłowni należy wyposażyć w ręczną zasuwę odcinającą na ścianie budynku (oprócz zaworu bezpieczeństwa). Pozostawić króciec umożliwiający podłączenie agregatu (zaślepiony kołnierzem). Do przewodu zbiornika biogazu należy przyłączyć w węźle rozdzielczym odgałęzienie do pochodni oraz bezpiecznik cieczowy zbiornika (o parametrach dostosowanych do dostarczonego zbiornika i wyposażeniu identycznym z bezpiecznikiem na WKF), Na każdym przewodzie gazowym należy wykonać samoczynny odwadniacz (studnię) kondensatu, z odprowadzeniem kondensatu do kanalizacji. Odprowadzenie należy wykonać, jako grawitacyjne lub pompowe z pompą zabudowaną na stałe. Zaleca się wykonanie centralnej studni odwadniającej. UWAGA! Narzuca się obowiązek poprowadzenia biogazu przez zbiornik (służący jako wyrównawczy składu biogazu). Obligatoryjnie należy wykonać połączenie umożliwiające obejście zbiornika oraz zabudować armaturę umożliwiającą jego odcięcie. UWAGA! Nie dopuszcza się zabudowy pochodni po stronie tłocznej ewentualnego węzła podnoszenia ciśnienia biogazu. Na liniach biogazu zabudować pomiary: produkcji biogazu, zużycia w agregacie (etap późniejszy), zużycia w kotłach (wspólny) oraz analizator składu biogazu po odsiarczeniu (umożliwiający również uzyskanie świadectw wysokosprawnej kogeneracji – etap późniejszy). Wokół wszystkich elementów sieci biogazowej wykonać opaski z kostki wibroprasowanej, szerokości min 50 cm. Wykonać dojścia (chodniki) do wszystkich obiektów i dojazd do odsiarczalni, umożliwiający prawidłową wymianę złoża. Studnie kondensatu Studnia kondensatu jest obiektem, gdzie następuje zebranie kondensatu powstającego w instalacji biogazu i jego odprowadzenie do kanalizacji. Rurociągi z poszczególnych obiektów instalacji są prowadzone ze spadkiem w kierunku studni kondensatu. W studni następuje zebranie kondensatu z sieci, skąd odprowadzany jest grawitacyjnie (wskazane) lub pompowo (przy braku dostępu grawitacyjnego do kanalizacji) do systemu kanalizacyjnego. Nie dopuszcza się stosowania odwadnianych ręcznie studni kondensatu. Nie dopuszcza się Strona | 175 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 zabudowy studni w lokalizacjach w których istnieje ryzyko opróżnienia się studni (np. odparowania – dla odcinków z suchym biogazem) bez zasilania w ciecz (np. spływ kondensatu z sąsiedniej studni). Zabezpieczenie przed przedostawaniem się biogazu do atmosfery następuje w miejscu zamknięcia wodnego rury centralnej w studni oraz zalanie rury ssącej pompki kondensatu (w systemie pompowym). Podstawowe parametry urządzenia: • Wykonanie: kręgi betonowe szczelne. • Średnica wewnętrzna studni: min. 1,50 m. • Wykonanie materiałowe rury: identyczny materiał jak przewód biogazowy. • Wyposażenie każdej ze studni w zasuwy odcinające na linii biogazowej przed i za studnią. • Klapa (pokrywa): łatwootwieralna, z uwagi na możliwość zamarzania oraz przepisy BHP. W studniach z brakiem dostępu grawitacyjnego do sieci na ma zostać zabudowana pompka kondensatu oraz czujnik poziomu – z przekazem informacji do systemu AKPiA. Ze względu na konieczność regularnej kontroli studni należy wykonać chodniki dojściowe z kostki wibroprasowanej oraz opaskę o szerokości min. 80 cm, a pokrywy wykonać jako łatwootwieralne. 7.2.17 Odsiarczalnia biogazu. Podstawowe parametry urządzenia: • metoda: ........................................ sucha, złoże stałe. • H2S w dopływie:.......................... nie mniej niż 1500 ppm, dobrać wg obliczeń jeśli wyższa (szczególnie w przypadku fermentacji dwustopniowej). • H2S w odpływie:.......................... wstępnie założono poniżej 50 ppm, zgodnie z przepisami obowiązującymi w momencie wykonywania projektu. • Ilość linii:..................................... 1 + obejście. • przepływ biogazu na 1 szt.: ......... nie mniej niż 50 m3/h. • strata ciśnienia: ............................ maks. 3-5 mbar. • materiał: ....................................... min. stal kwasoodporna 0H18N9. • izolacja termiczna:....................... wełna mineralna min. 10cm. • minimalna żywotność złoża: ....... 360 dni. • wyposażenie dodatkowe: ............ zawory kulowe na rurociągach, zawory manometryczne na dopływie i na odpływie biogazu; manometry i termometry tarczowe oraz elektroniczne na rurociągach dopływu i odpływu biogazu, system automatycznej regeneracji złoża powietrzem. Strona | 176 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 UWAGA! Doboru efektywności odsiarczalni dokonać powtórnie po doborze ewentualnej jednostki kogeneracyjnej i kotłów zależnie od ich warunków technicznych. Dodatkowo zweryfikować (z uwagi na częste zmiany) wymagania przepisów dotyczące paliw gazowych (biogazu) w momencie realizacji projektu. 7.2.18 Zbiornik biogazu. Elastyczny zbiornik o konstrukcji dwupowłokowej o objętości magazynowej. V = 200 m3 i ciśnieniu roboczym– 4.0 kPa (40mbar) z kompletnym wyposażeniem : • Wziernik o średnicy minimum DN 300 mm. • Dwie dmuchawy sprężonego powietrza pracujące w systemie 1 czynna, 1 rezerwa czynna, z automatycznym przełączaniem. Silniki dmuchaw dopuszczone do pracy w strefie zagrożonej wybuchem metanu z szafą sterowania dmuchawami i sygnalizacji stanu napełnienia zbiornika. • System sygnalizacji stanu napełnienia (w tym ultradźwiękowy pomiar napełnienia zbiornika). • System detekcji metanu w przestrzeni międzypłaszczowej. • Bezpiecznik nadciśnieniowy cieczowy z wypełnieniem na bazie glikolu etylenowego. • Przepustnica regulacyjna (upustowa) powietrza z przestrzeni międzypłaszczowej (z uwagi na konieczność chłodzenia zbiornika oraz zabezpieczenie przed nagromadzeniem gazów niebezpiecznych). • Przekaz wszystkich sygnałów do systemu AKPiA oczyszczalni, z możliwością zdalnego załączania dmuchaw. Wszelkie elementy stalowe zbiornika biogazu, pochodni nadmiarowej i innych instalacji z nimi związanych muszą być wykonywane ze stali nierdzewnej kwasoodpornej. Wydajność napełniania zbiornika: nie mniej niż 50 m3/h. Wydajność opróżniania zbiornika: nie mniej niż 150 m3/h. Membrana wewnętrzna wykonana z tworzywa poliestrowego oraz PVC (typ III) powlekanego obustronnie lakierem akrylowym - co zwiększa jej mechaniczną odporność na ścieranie oraz powoduje całkowitą szczelność. Materiał dla wykonania powłoki wewnętrznej (magazynowy) różniący się od materiału zastosowanego dla membrany zewnętrznej – głównie z uwagi na działanie medium magazynowanego tj. biogazu. Próby materiału: • Wytrzymałość włókien (osnowa, wątek) / 5900 / 6000 N/5cm zgodnie z DIN 53353. • Odporność na działanie zimna i ciepła zgodnie z DIN 53351: bez uszkodzeń. • Odporność ogniowa zgodnie z DIN 4102 B1. • Odporność na działanie rozpuszczalników zgodnie z DIN 51635: wytrzymała. • Próba na starzenie się: bez zmian. • Próba na składanie się zgodnie DIN 53359: bez uszkodzeń. • Opór powierzchniowy < 3x109 Ohm. • Oporność przenikania (przepływu) < 3x108 Ohm. • Odporność na działanie światła zgodnie z DIN 53388. Strona | 177 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Test na przenikanie biogazu: średnia przepuszczalność biogazu 162 ml/m2/d*bar. Opis systemu i funkcji: Zbiornik dwu membranowy jest niskociśnieniowym systemem magazynowania biogazu. Wentylatory powietrza, wykonane w wersji iskrobezpiecznej, wtłaczają 24h/d powietrze pomiędzy membrany w celu utrzymania stałego nadciśnienia w sieci oraz ochrony przed zewnętrznymi siłami takimi jak: wiatr czy śnieg. Wentylator jest wykonany w stopniu ochrony EEX-e-II-T3, materiał obudowy wentylatorów to szare żeliwo lub stal St37 zabezpieczona antykorozyjnie. Osobne złącze elastyczne łączy wentylator powietrza z membraną zewnętrzną. Ze względów bezpieczeństwa oraz dla potrzeb płynnej regulacji wydatków i ciśnienia, system powietrzny wyposażony jest w przepustnicę regulacyjną. Przepustnica reguluje ciśnienie robocze i zamyka się całkowicie w przypadku spadku ciśnienia do poziomu minimalnego roboczego, które liczone jest dla potrzeb utrzymania w odpowiednim stanie zewnętrznej membrany ochronnej (awaria wentylatora powietrza, brak zasilania itp.). Przed nadciśnieniem system biogazu chroniony jest przez bezpiecznik cieczowy, wypełniany cieczą niezamarzającą. Wydatek wydmuchu z bezpiecznika pokrywa całkowity przepływ biogazu, dla poziomu maksymalnego nadciśnienia w zbiorniku. Klapy zwrotne są umieszczone bezpośrednio za wentylatorami powietrza. Znacząco redukują wypływ powietrza w przypadku z systemu przez niepracujący wentylator. Klapa jest urządzeniem nie iskrzącym. Pomiar położenia membrany magazynowej daje optymalną informację o stopniu wypełnienia zbiornika oraz może być wykorzystywany do prawidłowego sterowania współpracującymi obiektami takimi jak: pochodnia, kocioł i generator. Stopień ochrony EEx m II T4. System mocowania membran: dennej, magazynowej i ochronnej łączy wszystkie elementy po obwodzie i mocuje do zatartego na gładko fundamentu. Pierścień mocujący dostarczany jest w segmentach dla ułatwienia montażu. Membrany denna i magazynowa są uszczelniane na obwodzie przy pomocy specjalnego, gazoszczelnego materiału. Materiał elementów pierścienia mocującego oraz kotew mechanicznych - nierdzewny. Biogaz dopływa i odpływa z/do zbiornika biogazu rurociągami (stal nierdzewna kwasoodporna), które połączone są z przestrzenią magazynową przy pomocy kołnierzy centralnych. Zbiornik chroniony odpowiednio dobranymi masztami piorunochronnymi. Strefa niepalna wokół zbiornika musi być wyłożona kostką prasowaną, wraz z wykonaniem chodników dojściowych. 7.2.19 Pochodnia biogazu Pochodnia nadmiarowa typu inżektorowego w wersji z ukrytym płomieniem, wyposażonej między innymi w: przerywacz płomienia, przepustnicę ręczną, zawór elektryczny (sterowany), detektor ciśnienia, układ zapalający, układ kontroli obecności płomienia, system sterująco – kontrolny (co najmniej następujące funkcje : zapalanie od sygnału z systemu AKPiA – przekroczenie progu napełnienia zbiornika biogazu + sygnał zdalny ręczny, zamknięcie po przekroczeniu drugiego progu oraz ręcznie zdalnie, odcięcie przy zbyt niskim ciśnieniu biogazu, alarm braku płomienia, automatyczne powtarzanie zapłonu, przekazanie stanów pracy do systemu AKPiA). Roboty związane z pochodnia biogazu obejmują wykonanie fundamentu i montaż wolnostojącej konstrukcji pochodni do spalania całkowitej ilości biogazu z wydatkiem spalania min. 100 m3/h przy ciśnieniu zbiornika biogazu (nie dopuszcza się zasilania pochodni przez wentylator). Biogaz kierowany będzie na pochodnię po osiągnięciu Strona | 178 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 maksymalnego zadanego stanu wypełnienia zbiornika biogazu oraz odcinany dopływ biogazu do spalania na pochodnię przy spadku stanu wypełnienia zbiornika. Sygnał do otwarcia lub zamknięcia zasuwy kierującej biogaz na pochodnię podawany ma być z układu kontroli stanu wypełnienia zbiornika biogazu (bezpośrednio z czujnika napełnienia zbiornika oraz z systemu nadrzędnego – z możliwością zadawania własnych progów zadziałania). Pochodnia powinna być wyposażona w kontrolę płomienia oraz stanu awaryjnego, który wywoła obsługę do urządzenia. Sygnał stanu awaryjnego ma być przekazywany do centralnej dyspozytorni. Zapalenie palnika biogazu pochodni powinno następować zapalarką z zapłonem iskrowym, zasilaną z układu zapłonowego, po otwarciu zasuwy doprowadzającej biogaz do palnika pochodni w sposób automatyczny, a wygaszanie palnika następować przez odcięcie dopływu biogazu. Zapalanie pochodni w dowolnym stanie napełnienia zbiornika biogazu powinno następować także przez przycisk ręcznego uruchamiania otwierania zasuwy i układu zapłonowego palnika pochodni. Wygaszanie pochodni powinno następować przez przycisk ręcznego zamknięcie zasuwy. Stan pracy lub awarii sygnalizowany powinien być z układu sterowania i kontroli pracy pochodni do centralnej dyspozytorni. Palnik pochodni powinien zapewniać spalanie biogazu w skrajnie trudnych warunkach, jakim jest silny wiatr dochodzący do 30 m/s. Proces spalania biogazu powinien być zabezpieczony jest przed zjawiskiem przeniesienia płomienia do instalacji biogazu płytowym przerywacze płomienia umiejscowionym pod kołnierzem przyłączenia palnika. Zawór z napędem elektrycznym powinien być dopuszczony do pracy w instalacji gazowej. Przyłączenie elektryczne napędu powinno być podgrzewane i przystosowane do pracy w każdych warunkach atmosferycznych. Zasada działania: Pochodnia biogazu jest urządzeniem w pełni automatycznym - w czasie eksploatacji nie wymaga ingerencji obsługi. Zapalenie pochodni, kontrola płomienia oraz odcięcie dopływu biogazu odbywa się automatycznie. Parametry technologiczne: Dane ogólne i informacje technologiczne pochodni biogazu: • Typ działania z ukrytym głównym płomieniem. • Wydajność wg obliczeń, min. 100 m3/h. • Zawartość metanu w biogazie 60 ... 65% objętościowo. • Temperatura spalania > 950 st. C. • Stopień ochrony IP54. • Zasilanie 230V / 50Hz. • Zapotrzebowanie mocy <1 kW. Wyposażenie pochodni biogazu: Pochodnia: Strona | 179 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • • • • • • • • • • • Elementy konstrukcyjne wykonane ze stali kwasoodpornej. Komora spalania wykonana ze stali żaroodpornej. Króciec dopływu biogazu wykonany ze stali kwasoodpornej. Przepustnica główna ręczna - z napędem dźwigniowym. Zawór główny elektryczny - wolno otwierający/ szybko zamykający się. Przerywacz płomienia, zgodnie z dyrektywami EU (Atex), obudowa ze stali, siatka przerywacza ze stali kwasoodpornej. Układ manometryczny dla ciśnienia palnika. Detektor ciśnienia dla automatycznego odcięcia dopływu biogazu do palnika pochodni gdy ciśnienie biogazu jest zbyt niskie. Dopływ powietrza naturalnym ciągiem. Pilot zapalający z zaworem kulowym odcinającym, zaworem elektromagnetycznym. Elektrody zapłonowe z transformatorem. Czujnik UV dla detekcji płomienia zgodnie z DVGW. Układ zasilająco-sterowniczy: • Szafka zasilająco-sterownicza wykonana w stopniu ochrony IP66, poliester wzmocniony włóknami szklanymi lub stal nierdzewna. • Układ kontroli płomienia z transformatorem zapłonu i wyświetlaczem LCD parametrów pracy. • Automatyczne powtarzanie zapłonu. • Sterowanie automatyczne lub lokalne, ręczne. • Główny wyłącznik. • Sygnał pracy na styku bezprądowym - stan urządzenia. • Sygnał awarii na styku bezprądowym. • Dwa styki dla podłączenia zewnętrznego sygnału dla załączenia/ wyłączenia pochodni. • Gotowość do odbioru sygnału sterującego: załącz/ wyłącz pochodnię. UWAGA! Pochodnię biogazu należy OBLIGATORYJNIE zabudować bezpośrednio za zbiornikiem biogazu (po niskiej stronie ciśnienia). 7.2.20 Wyposażenie pozostałe. Zasuwy nożowe i z miękkim uszczelnieniem Zasuwy nożowe należy przyjąć jako obustronnie szczelne do montażu między kołnierzami, z nożem ze stali nierdzewnej min. 0H18N9, korpus z żeliwa krytego farbą epoksydową, uszczelnienie NBR, śruby ze stali nierdzewnej, min. PN6, o ile dokumentacja nie wskazuje inaczej; Zasuwy z pełnym przelotem, konstrukcja umożliwiająca montaż niezależny od kierunku przepływu medium i zapewniająca szczelność zasuwy w obu kierunkach, • Uszczelnienie poprzeczne zasuwy umożliwiające doszczelnienie podczas pracy zasuwy (bez potrzeby demontażu zasuwy). • Uszczelnienie obwodowe dolne wykonane w sposób eliminujący strefy martwe (zaleganie osadu). Strona | 180 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Dolna część płyty noża ukształtowana w sposób umożliwiający wypłukiwanie osadów pod koniec zamykania zasuwy. • Nóż, trzpień, nakrętki oraz śruby wykonane ze stali kwasoodpornej. • Korpus wykonany ze stali nierdzewnej lub żeliwa sferoidalnego. • Połączenia kołnierzowe. • Wszystkie zasuwy nożowe muszą być jednego producenta. Zasuwy z miękkim uszczelnieniem - wymagania: • Pełny przelot zasuwy (bez przewężeń) na wysokości klina. • Wykonanie z żeliwa sferoidalnego. • Pokrycie zewnętrzne i wewnętrzne zasuwy, żywica epoksydowa, grubość powłoki minimum 250 mikrometrów. • Śruby łączące korpus z pokrywą wykonane ze stali nierdzewnej. • Trzpień ze stali nierdzewnej. • Uszczelnienie trzpienia gwarantujące szczelność i bezobsługową pracę. • Klin z żeliwa sferoidalnego. • Wszystkie zasuwy muszą być jednego producenta. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). Zawory zwrotne Zawory zwrotne należy przyjąć kulowe z pokrywą, kołnierzowe, kula i uszczelnienie z NBR, korpus z żeliwa krytego farbą epoksydową, śruby ze stali nierdzewnej, min. PN6. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). Napędy zasuw i przepustnic Napędy elektryczne on/off zasuw (na kolumnie lub bezpośrednie) Wymagania dla napędu zasuwy nożowej odcinającej: • Napęd elektryczny pozycyjny on/off. • Rodzaj pracy: S2-10min. • Zasilanie: 400V/50Hz. • Zabezpieczenie IP67, klasa izolacji F. • 2 tandemowe wyłączniki krańcowe, 2 wyłączniki momentowe. • Termiczne zabezpieczenie uzwojenia silnika. • Grzałka antykondensacyjna. • Awaryjny napęd ręczny. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). Napędy elektryczne regulacyjne przepustnic (bezpośrednie) Wymagania dla napędu przepustnicy regulacyjnej: na rurociągu sprężonego powietrza: • Napęd elektryczny regulacyjny. • Rodzaj pracy: S4/S5 25% ED. • Zasilanie: 230V/50Hz. • Zabezpieczenie IP, klasa izolacji F. • Elektroniczny nadajnik położenia armatury (sygnał 4-20 mA). • 2 tandemowe wyłączniki krańcowe, 2 wyłączniki momentowe • Mechaniczny wskaźnik położenia zaworu. • Termiczne zabezpieczenie uzwojenia silnika. Strona | 181 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Grzałka antykondensacyjna. • Awaryjny napęd ręczny. • Prędkość otwierania/zamykania dostosowana do systemu automatyki dmuchaw. Wymagany jest jeden producent urządzeń (ujednolicenie serwisu i zamienność urządzeń). Wymagania dla szaf zasilająco-sterowniczych: • Wyposażenie w listwę umożliwiającą kontrolę pracy z przesyłaniem stanów pracy i wielkości mierzonych do nadrzędnego komputerowego systemu sterowania oczyszczalnią – sygnały prądowe 4 – 20 mA m.in. jako wynik mierzonego natężenia przepływu, sygnały dwustanowe jako impulsy liczników przepływomierzy i sygnały dwustanowe sygnalizacji pracy, ostrzeżeń i alarmów urządzeń. • Hermetyczna szafa zlokalizowana obok urządzeń wykonana z materiału odpornego na warunki o podwyższonej korozyjności (obecność gazów korozyjnych, w tym siarkowodoru oraz promieniowanie UV w miarę występowania): stal nierdzewna, tworzywa sztuczne. • Konstrukcja wsporcza ze stali nierdzewnej. Skrzynki przyłączeniowe i sterowania lokalnego Wymagania dla skrzynek przyłączeniowych i sterowania lokalnego: • Hermetyczna skrzynka przyłączeniowa zlokalizowana obok urządzenia wykonana z materiału odpornego na lokalne warunki atmosferyczne oraz promieniowanie UV. • W skrzynce zamontowany wyłącznik praca zdalna/lokalna/wyłączenie, umożliwiający przełączanie bez konieczności otwierania skrzynki. Konstrukcja wsporcza ze stali nierdzewnej. Prowadnice i uchwyty Prowadnice i uchwyty oraz inny osprzęt należy wykonać ze stali nierdzewnej min. 0H18N9. Prowadnice w każdym przypadku muszą być wykonane jako rurowe. Żurawie słupowe i urządzenia dźwigowe Należy stosować żurawie słupowe obrotowe przenośne z wciągarką linową ze stali nierdzewnej i stopą ze stali nierdzewnej, wykonanie ze stali nierdzewnej, linka z szaklą ze stali nierdzewnej min. 0H18N9. Dla transportu urządzeń przewidziano również wciągniki łańcuchowe ręczne zawieszone na belkach dwuteowych. Urządzenia te jako urządzenia dźwigowe muszą posiadać atest Urzędu Dozoru Technicznego. Źródła pozyskania wszelkich materiałów, maszyn i urządzeń technologicznych powinny być wybrane z wyprzedzeniem, przed rozpoczęciem robót. Materiały (urządzenia, elementy prefabrykowane, armatura, rurociągi, kształtki, złączki, itp.) użyte do wymiany lub zabudowy w obiektach oczyszczalni ścieków muszą spełniać odpowiednie normy: ISO 9905; 1994 (PN-ISO 9905:1977), ISO 5199:1986 (PN-90/M44150), ISO 9908:1993 (PN-ISO 9908:1996), ISO 7005 (PN-ISO-7005), ISO 9906:1999; ISO 3069:1974 (PN-91/M-44151, DIN 24960, IEC 529 (PN-92/E08106), IEC 34 PN-IEC-34 oraz posiadać odpowiedni atest. Strona | 182 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Aparatura kontrolno pomiarowa Wymagania dla aparatury pomiarowej: analityka on-line 1. Sondy do pomiaru tlenu • Cyfrowa sonda do pomiaru tlenu • Zakres 0,05-20 mg/l • Metoda pomiaru luminescencyjna niebieska • Źródło światła diody LED: niebieska (pomiarowa), czerwona (referencyjna) • Wersja zanurzeniowa w obudowie ze stali nierdzewnej • Fabryczna kalibracja 3D • Bez konieczności kalibracji na obiekcie i dryfu pomiarowego • Podłączenie do uniwersalnych przetworników pomiarowych • Pamięć wyników i ustawień z graficznym przedstawieniem na wykresie • Przewód 10m (w razie konieczności możliwość przedłużenia przy pomocy kabli przedłużających) • Menu w języku polskim • Gwarancja min. 24 miesiące z możliwością przedłużenia do 60 miesięcy • Dostarczona z armaturą producenta ze stali nierdzewnej dostosowaną do miejsca pomiarowego • Stopień ochrony IP 68 2. Sondy do pomiaru potencjału Redox • Cyfrowa sonda do pomiaru potencjału REDOX • Metoda pomiaru: elektrochemiczna – układ składający się z trzech elektrod (pomiarowa/odniesienia/uziemiająca) • Zintegrowany czujnik temperatury • Sonda dyferencyjna pHD z odpornym na zabrudzenia podwójnym mostkiem solnym • Zakres pomiarowy – 1000 do 500 mV • Przewód 10m (w razie konieczności możliwość przedłużenia przy pomocy kabli przedłużających) • Wersja zanurzeniowa w obudowie ze stali nierdzewnej • Podłączenie do uniwersalnych przetworników pomiarowych • Pamięć wyników i ustawień z graficznym przedstawieniem na wykresie • Menu w języku polskim • Gwarancja min. 24 miesiące (możliwość przedłużenia do 5 lat) • Urządzenia dostarczone z armaturą producenta ze stali nierdzewnej dostosowaną do miejsca pomiarowego. • Stopień ochronności IP 68 3. Sondy do pomiaru pH • Cyfrowa sonda do pomiaru wartości pH • Metoda pomiaru: elektrochemiczna – układ składający się z trzech elektrod (pomiarowa/odniesienia/uziemiająca) • Zintegrowany czujnik temperatury • Zakres pomiarowy 0 do 14 pH Strona | 183 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Sonda dyferencyjna pHD z odpornym na zabrudzenia podwójnym mostkiem solnym • Przewód 10m (w razie konieczności możliwość przedłużenia przy pomocy kabli przedłużających) • Wersja zanurzeniowa w obudowie ze stali nierdzewnej • Podłączenie do uniwersalnych przetworników pomiarowych • Pamięć wyników i ustawień z graficznym przedstawieniem na wykresie • Menu w języku polskim • Gwarancja min. 24 miesiące • Urządzenia dostarczone z armaturą producenta ze stali nierdzewnej dostosowaną do miejsca pomiarowego • Stopień ochrony IP 68 4. Sonda do pomiaru stężenia zawiesiny/mętności • Cyfrowa sonda do pomiaru stężenia zawiesiny • Metoda pomiaru: fotometryczna, niezależna od barwy • Pomiar pod kątem 90 i 140 stopni • Urządzenie skalibrowane fabrycznie na mętność i zawiesinę • Zakres pomiarowy 0,001 – 50 (150) g/l SS / 0,001 – 4000 NTU • Obudowa wykonana ze stali nierdzewnej • Przewód 10m (w razie konieczności możliwość przedłużenia przy pomocy kabli przedłużających) • Automatyczne, efektywne czyszczenie wycieraczką • Podłączenie do uniwersalnych przetworników pomiarowych • Pamięć wyników i ustawień z graficznym przedstawieniem na wykresie • Menu w języku polskim • Urządzenie dostarczone z niezbędną armaturą montażową producenta do sondy wykonaną ze stali nierdzewnej z mocowaniem szynowym, lub z zaworem kulowym (instalacja w rurociągu) • Gwarancja min. 24 miesiące (możliwość przedłużenia do 5 lat) • Stopień ochrony IP 68 Przetwornik pomiarowy • Uniwersalny przetwornik pomiarowy • Przenośny, kolorowy graficzny ekran dotykowy (min. QVGA 320 x 240 punktów, 256 kolorów) • Wbudowany czytnik kart SD (do aktualizacji oprogramowania, zapisywania, konfiguracji, układów pomiarowych, historii pracy urządzeń) • Złącze ETHERNET, Modbus TCP/IP, Web Server, system Link2SC • 4/6/8 wejść na sondy cyfrowe (w zależności od zainstalowanych urządzeń) • 2 wyjścia zasilające do analizatorów NH4-N i PO4-P – rezerwa na rozbudowę układu • Możliwość wpięcia przetworników we własną sieć komunikacyjną • Możliwość podłączenia dowolnej konfiguracji sond/analizatorów cyfrowych • Komunikacja pomiędzy sondami a przetwornikiem drogą cyfrową • Protokoły transmisji danych: 4-20mA / Profibus DP / Modus RTU Strona | 184 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • Automatyczna diagnostyka sond pomiarowych z wyświetlaniem komunikatów (informacja o czynnościach serwisowych, kalibracji, wymianie elementów eksploatacyjnych, awariach itp.) • Urządzenia dostarczone z niezbędną armaturą montażową producenta wykonaną ze stali nierdzewnej wraz z daszkami ochronnymi z tworzywa sztucznego • Gwarancja min. 24 miesiące (możliwość przedłużenia do 5 lat) • Menu w języku polskim • Stopień ochrony IP 65 Pobierak próbek • Technika pobierania próbek: pompa próżniowo-ciśnieniowa lub pompa perystaltyczna, • Sterowanie mikroprocesorem - system kontroli temperatury zapewniający temp. próby 4ºC w każdych warunkach zewnętrznych, • Chłodzenie: lodówka w kompaktowej obudowie, • Podgrzewanie: grzałki sterowane automatycznie, • Menu w języku polskim, • Przedmuchiwanie linii ssącej: przed i po pobieraniu, • Rodzaj pobierania próbek: automatyczny, proporcjonalny do czasu, przepływu lub zdarzeniowy, manualny, • Wysokość zasysania: min. 4 m, • Objętość pobieranej próbki: regulowana w zakresie od min10 do max 1000 ml, • Wielkość próby ustawialna w ml, • Naczynie dozujące szklane, wyskalowane, • Rozdzielacz kołowy z systemem pozycjonowania, • Zasilanie elektryczne, • Przyłącze zasilania: kabel min. 5 m zakończony wtyczką, • Ilość pojemników (plastikowe): 24 x 1000 ml, nakrętki na butelki, • Wysuwana taca z butelkami, • Wąż ssący zapewniający odpowiednie pobieranie próbek – min. 7 m, • Temperatura pracy urządzenia: co najmniej od -20ºC do 40ºC, • Graficzny wyświetlacz, podgląd napełniania butelek, • Całoroczna, odporna obudowa umożliwiająca pobór prób przez cały rok w warunkach zewnętrznych, odporna na działanie promieni UV oraz korozję, nie ulegająca gwałtownemu nagrzaniu lub schłodzeniu pod wpływem zmian temperatury otoczenia. Obudowa ze stali nierdzewnej, izolowana, • Elektroniczne podzespoły – część sterująca, odizolowana od próbek, • Wodoodporna klawiatura do sterowania, • Możliwość wprowadzania własnych programów pobierania – min. 3 programów, • Wzorcowany rejestrator do monitoringu temperatury w czasie pobierania, z możliwością podłączenia do obecnego systemu monitoringu, • Zapasowy komplet pojemników z tacą i nakrętkami (24 x 1000 ml), • Możliwość rozbudowy urządzenia o akcesoria do ciągłego monitoringu parametrów: min. przepływu, pH, temperatury. Strona | 185 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 8 Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi i modernizowanymi pokazano na planszy zagospodarowania terenu oczyszczalni po jej modernizacji i rozbudowie, którą zamieszczono na końcu opracowania. Założono maksymalne wykorzystanie istniejących obiektów – w I etapie nie ma potrzeby dobudowywania żadnego obiektu. W II etapie konieczne jest wykonanie osadnika wstępnego, pompowni osadu wstępnego oraz kompleksu fermentacji i gospodarki biogazowej. Z definicji konieczne jest wówczas wykonanie nowych obiektów – jedynie urządzenia maszynowni WKF można zlokalizować w którymś z istniejących obiektów, jednak jest to zależne od dobranych urządzeń. Dla celów finansowych przyjęto wykonanie nowej maszynowni WKF, przy czym zdecydowanie sugeruje się wykorzystanie w tym celu wolnych kubatur budynku odwadniania osadu. W przypadku niepełnego obciążenia oczyszczalni i wyboru wariantu wydzielonej stabilizacji tlenowej, dmuchawę należy zabudować w istniejącej stacji dmuchaw i połączyć z dmuchawami procesowymi, a komorę zrealizować w rejonie przewidywanym dla osadnika wstępnego. Strona | 186 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 9 Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla oczyszczalni. Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla kompleksowej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni w Złotoryi oparto na następujących urządzeniach: • Stacja zlewna: FEKO +, prod. POL-EKO Aparatura Sp. J, ul. Kokoszycka 172C, 44-300 Wodzisław Śląski. • Kraty: krata zgrzebłowa RakeMax-hf 2500/2612x952x6 – 2 szt. • Transport skratek: rynna spłukiwana HLC-273 – 1 szt. • Prasopłuczka skratek: WAP SL BG4 – 1 szt. • Płuczka – separator piasku: RoSF4 BG1 – 1 szt. Powyższe urządzenia prod. Huber Technology Sp. z o.o, ul. Ryżowa, 51 02-495 Warszawa. • Mieszadła komory defosfatacji i predenitryfikacji: XRW 3031 PA29/6. • Mieszadła komory denitryfikacji i nitryfikacji: XRW 6537A PM55/24 ze skrzynka sterownicza z falownikiem. • Mieszadła komór dwufunkcyjnych: XRW 4031A PM30/10 ze skrzynka sterownicza z falownikiem. • Dyfuzory napowietrzające: NOPON. Powyższe urządzenia prod. Sulzer Pumps Wastewater Poland Sp. z o.o. ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa. • Dmuchawy: STC-GO(3-1-KA1KF) (dawniej: KA2 S GK190), prod. SIEMENS, dystr. HEYMCOnsult • Zgarniacze: Tschuda, dystr. TsT systems Sp. z o.o, ul. Skłodowskiej 42 c, 43-190 Mikołów • Pompy rotacyjne osadowe: PL-200, prod. BOERGER Polska sp. z o.o., ul Toszecka 101, 44-100 Gliwice. • Maceratory: HPL-200, prod. BOERGER Polska sp. z o.o., ul Toszecka 101, 44-100 Gliwice. • Pompy recyrkulacji grzewczej WKF: Białogon RZ 125-315 SE, prod. Kielecka Fabryka Pomp „BIAŁOGON" SA, ul. Druckiego-Lubeckiego 1, 25-818 Kielce. • Mieszadło centralne WKF: Hermann Traxler typ TMA 3, dystr. H2O Rozwiązania Proekologiczne Sp. z o.o. ul. Hajoty 61, 01-821 Warszawa. • Wymienniki ciepła, odsiarczalnia biogazu, ujęcie biogazu, zbiornik biogazu, odwaniacze biogazu – prod. SiGa-Tech s.c., ul. Malownicza 2, 32-091 Michałowice. • Prasa z zagęszczaczem i osprzętem: SNP 1800–14+ BGT1500 produkcji KLEIN Technical Solutions GmbH z Niederfischbach – Niemcy, dost. EMONT Lidia Krzechowicz, ul. Akacjowa 9, 05-555 Tarczyn. Strona | 187 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 10 Bilans energetyczny oraz zużycie energii elektrycznej W poniższej tabeli zestawiono kluczowe odbiorniki energii elektrycznej oraz wstępnie określone zapotrzebowanie energii elektrycznej. Są to obliczenia teoretyczne – dla określonych warunków obciążenia oczyszczalni i przyjętych w koncepcji urządzeń. Tabela 48. Obliczenie zapotrzebowania i zużycia energii elektrycznej w I etapie. Urządzenie Moc Ilość Moc Ilość całkowita czynnych zainstalowana Czas Zużycie pracy energii [kW] [szt] [kW] [h/d] [szt] Zasilanie gwarantowane [kWh/d] [szt] [kW] Stacja zlewna 8 1 8 1 2 16 Zastawki krat 0,5 4 2 2 0,2 0,2 2 1 0,75 2 1,5 1 3 2,25 2 1,5 9,1 1 9,1 1 2 18,2 1 9,1 4 1 24 48 2 4 Kraty Płuczka skratek Dmuchawy/mieszadła piaskowników Zastawki piaskowników 2 2 0,5 2 1 1 0,2 0,1 2 1 Pompy piasku 2,2 2 4,4 1 3 6,6 2 4,4 Płuczka piasku 1,65 1 1,65 1 3 4,95 1 1,65 Mieszadło w predenitryfikacji 3,6 1 3,6 1 24 86,4 1 3,6 Mieszadło w defosfatacji 3,6 1 3,6 1 24 86,4 1 3,6 3 2 6 2 12 72 2 6 5,5 4 22 2 24 264 4 22 3,6 4 14,4 4 6 86,4 0,3 6 1,8 6 1 1,8 6 1,8 3,5 2 7 2 24 168 2 7 3 2 6 1 24 72 2 6 1,1 2 2,2 2 0,2 0,44 1,1 4 4,4 1 0,5 0,55 1 2 2 1 2 2 2 2 8,8 3 26,4 1 24 211,2 1 8,8 48 3 144 2 20 1920 2 96 3 24 Mieszadło w kom. Dwufunkcyjnej Mieszadło w komorze denitryfikacji Mieszadła w komorze nitryfikacji Przepustnice regulacyjne powietrza Mieszadła pompujące recyrkulacji wewnętrznej Zgarniacz osadnika wtórnego Ukłąd usuwania części pływających Szczotka osadnika (bieżni, koryta) Zasuwy regulacyjne spustu recyrkulatu Pompy recyrkulacji zewnętrznej Dmuchawy napowietrzające Stacja koagulantu 0,5 2 1 2 6 6 Pompy przewałowe 8 3 24 1 24 192 Pompy wody technologicznej 2 2 4 1 12 24 Strona | 188 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Hydrofor wody technologicznej Mieszadło w zbiorniku osadu przefermentowanego Prasa taśmowa 4 3 12 1 12 48 4 1 4 1 12 48 3 1 3 1 14 42 Macerator osadu 3 1 3 1 14 42 Pompa osadu do prasy 4 1 4 1 14 56 Pompa wody technologicznej 7,5 1 7,5 1 14 105 Węzeł prasy istniejącej 15 1 15 0 0 0 Przenośnik osadu 1,5 1 1,5 1 14 21 Dozownik wapna 0,55 1 0,55 1 14 7,7 Przenosnik wapna 1 1 1 1 14 14 Mieszarka osadu z wapnem 6 1 6 1 14 84 Przenośniki osadu wapnowanego Biofiltr I 8 4 32 2 7 112 5 1 5 1 24 120 1 5 AKPiA 15 1 15 1 24 360 1 15 Oświetlenie 25 1 25 1 8 200 1 25 Wentylacja 20 1 20 1 16 320 1 20 RAZEM I ETAP 458,6 4869,19 268,45 Tabela 49. Obliczenie zapotrzebowania i zużycia energii elektrycznej w II etapie. Uwaga! W II etapie zużycie energii do napowietrzania spadnie z 1920 do 960 kWh/d – z uwagi na znaczącą redukcję ładunku zanieczyszczeń w osadniku wstępnym. Urządzenie Moc Ilość [kW] [szt] Moc Ilość całkowita czynnych zainstalowana [kW] [szt] Czas Zużycie pracy energii [h/d] [kWh/d] [szt] Zgarniacza osadnika wstępnego Szczotka osadnika wstępnego 3 1 3 1 12 36 1,1 1 1,1 1 0,2 0,22 Maceratory osadu wstępnego 3 2 6 1 2 4,5 2 9 1 4,5 2 9 6 1 6 2 Dmuchawa powietrza zbiornika biogazu Dmuchawa biogazu 1,1 2 1,1 Pompa odwadniacza Pompa osadu wstępnego zagęszczonego Pompa osadu nadmiernego zagęszczonego Mieszadło WKF Pompy obiegowe WKF Odsiarczalnia Zasilanie gwarantowane [kW] 1 3 6 1 3 7 31,5 1 4,5 1 7 31,5 6 1 22 132 1 6 12 1 24 144 1 6 2,2 1 24 26,4 1 1,1 2 2,2 1 24 26,4 1 1,1 0,55 1 0,55 1 1 0,55 1 0,55 0,2 1 0,2 1 24 4,8 1 0,2 Pochodnia 1 1 1 1 1 1 1 1 Wentylacja 10 1 10 1 16 160 1 10 Strona | 189 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Oświetlenie 10 1 10 1 8 80 1 10 Biofiltr II 15 1 15 1 24 360 1 15 RAZEM II ETAP RAZEM DOCELOWO 87,25 1040,37 61,45 545,85 4949, 56 329,9 Jak widać z powyższego zestawienia, całkowita moc maksymalna, wynikająca z potrzeb oczyszczalni to ok. 458 kW w I etapie i dodatkowo 87,25 kW w II etapie. Nigdy jednak pobór prądu nie będzie osiągał takich wartości – w normalnych warunkach nie pracują jednocześnie wszystkie urządzenia. Średni pobór energii wyniesie początkowo ok. 200 kW (w I etapie), i ok. 210 kW w II etapie, przy czym kluczowe znaczenie ma zużycie energii do napowietrzania. Duży wpływ na zużycie energii ma również dobór mieszadeł oraz systemów pompowych i ekonomia pracy tych urządzeń. Znaczy procent poboru stanowią także pobory wynikające z potrzeb socjalno – administracyjnych oraz podtrzymania systemów wentylacji i wymiany oraz oczyszczania powietrza. Gwarantowany system zasilania winien zapewnić dostarczenie mocy 330 kW, przy czym największy pojedynczy odbiornik to 55 kW (dmuchawa). Wielkości powyższe wyliczono wykorzystując moce nominalne urządzeń, stąd należy się spodziewać, iż rzeczywiste zużycie energii będzie niższe. Należy zwrócić uwagę, iż powyższe zestawienie zrealizowano dobierając energooszczędne urządzenia – wysokosprawne dmuchawy promieniowe, mieszadła z silnikami z magnesami ziem rzadkich, stosując transport skratek falą płuczącą, itp. Strona | 190 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 12 Harmonogramy modernizacji i rozbudowy oczyszczalni 12.1 Proponowany podział modernizacji i rozbudowy oczyszczalni na etapy Pełny zakres modernizacji i rozbudowy oczyszczalni, a w efekcie jej dostosowanie do współczesnych wymagań techniczno-technologicznych, jak również zmniejszenie oddziaływania oczyszczalni na otoczenie składa się z szeregu pojedynczych modyfikacji, nie zawsze powiązanych ze sobą bezpośrednio. Z uwagi jednakże na niewielką rezerwę dyspozycyjną terenu oraz niewielkie odległości pomiędzy obiektami, główną część prac należy wykonać w jednym etapie. Wszystkie prace na czynnej, istniejącej oczyszczalni należy prowadzić przy utrzymaniu ciągłości jej pracy i nie pogarszaniu osiąganych obecnie efektów oczyszczania ścieków. Z reguły działania takie wymagają wysokiej sprawności organizacyjnej. Poniżej zestawiono proponowaną kolejność prac związanych z modernizacją oczyszczalni ścieków w Złotoryi. W przypadku pozyskania środków zewnętrznych (dotacje UE, itp.) możliwe jest zrealizowanie całości inwestycji – wówczas podany podział należy traktować jako jeden z proponowanych wariantów kolejności prowadzenia działań. Oczywiście, kolejność ta, zależnie od posiadanego potencjału Wykonawcy może ulec zmianie. W przypadku rozłożenia inwestycji na okres kilku lat (realizacja ze środków własnych) zaleca się utrzymanie proponowanej kolejności działań – rozwiązania które mogą być traktowane jako tymczasowe podczas realizacji całości inwestycji (np. pompowanie ścieków tymczasowymi zestawami pompowymi), przy dłuższym okresie realizacji są niemożliwe. W przypadku realizacji całości zadania jednorazowo, uzyska się szereg korzyści takich jak: • Szybkie uzyskanie efektu ekologicznego, rozumianego jako uzyskanie odpowiedniej jakości ścieków oczyszczonych, ustabilizowanego i zhigienizowanego osadu oraz biogazu. • Skrócenie czasów trwania prac przygotowawczych oraz towarzyszących (wykonanie zaplecza budowy, prace geodezyjne, odwadnianie terenu, itp.) • Jednoznaczne wykazanie odpowiedzialności (co jest praktycznie niemożliwe w przypadku kilku firm realizujących kolejne etapy). Realizacja etapowa oczyszczalni niesie ze sobą również pewne korzystne zjawiska takie jak: • Nakład kosztów rozłożony na długi okres czasu. • Możliwość wprowadzania zmian wynikających z wniosków z eksploatacji wcześniejszego etapu. • Możliwość precyzyjnej kontroli realizowanej inwestycji (co ma zasadniczy wpływ na zastosowane standardy wykonawstwa oraz jakość maszyn i urządzeń). Generalnie zaleca się drugi sposób prowadzenia inwestycji. Poniżej przedstawiono podział prac umożliwiający realizację obu wariantów modernizacji oczyszczalni. Strona | 201 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Z uwagi na brak pełnej wiedzy o stanie konstrukcji znajdujących się poniżej poziomu ścieków oraz wody gruntowej, należy przeprowadzić prace w następnej kolejności: 1. Etap przygotowawczy projektu (cz.1): a. Przeprowadzenie ekspertyzy konstrukcji betonowych reaktora i osadników wtórnych. W ramach ekspertyzy zaleca się zbadać również konstrukcję kluczowych kanałów i budynków (zwłaszcza budynku krat). b. Wykonanie specyfikacji projektu, zawierającej wnioski z przedmiotowej ekspertyzy oraz wybór wykonawcy projektu. 2. Etap projektowy: wykonanie projektu (projekt budowlany i wykonawczy, SIWZ, przedmiary, kosztorysy, itp.), jego uzgodnienie z Zamawiającym oraz odpowiednimi służbami, a także uzyskanie wymaganych decyzji i zezwoleń. 3. Wykonanie I etapu głównego modernizacji oczyszczania ścieków: a. Remontu budynku krat wraz z kompletną wymianą i uzupełnieniem wyposażenia (stacja zlewna, kraty, płuczki skratek i piasku, itp.) b. Renowacji i czyszczenia przynależnych kanałów – do dopływu do reaktora i z obejściem reaktora biologicznego włącznie. c. Remontu piaskowników wraz z wymianą wyposażenia. d. Remontu zbiornika wód deszczowych. e. Biofiltra dla węzła krat i węzła odwadniania. f. Wykonanie studni odwadniających i obniżenie poziomu wód gruntowych. g. Remontu reaktora biologicznego wraz z kompletną wymianą wyposażenia i dostosowaniem do nowych warunków pracy. h. Modernizacji stacji dmuchaw wraz z wymianą wyposażenia i wykonaniem nowego kolektora sprężonego powietrza. i. Stacji magazynowania i dozowania koagulantu. j. Komory spływu z reaktorów i rozdziału na osadniki wtórne. k. Przewodów spływu osadu i ścieków z reaktorów do osadników wtórnych. l. Osadników wtórnych. m. Renowacji pompowni recyrkulacji zewnętrznej. n. Renowacji pompowni przewałowej wraz z wymianą wyposażenia. o. Wykonania kompletnego układu wody technologicznej wraz z linią tłoczną. p. Remontu zbiornika osadu do odwadniania wraz z wymianą wyposażenia. q. Remontu budynku węzła odwadniania wraz z przystosowaniem do zabudowy nowej prasy. r. Zabudowy nowej prasy taśmowej wraz z osprzętem. s. Zabudowa nowego układu higienizacji osadu. t. Zadaszenia boksów osadowych wraz z ich adaptacją oraz zabudową systemu transportu osadu. u. Sieci towarzyszących. v. Przynależnej części systemu AKPiA i elektroenergetycznego. Strona | 202 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 Etap ten pozwala zakończyć pracę z linią oczyszczania ścieków w podstawowym zakresie (brak osadnika wstępnego) oraz uzyskać zdecydowanie lepsze efekty odwadniania osadu i obróbki piasku i skratek. Należy założyć na powyższy okres działań minimum 24 miesiące, uwzględniając rozruch. Etap ten jest kluczowy dla uzyskania poprawy efektów redukcji związków azotu. W pełni powinna zostać wpracowana nitryfikacja azotu amonowego oraz denitryfikacja. Jest to etap najdroższy, ale jedynie jego kompleksowa realizacja pozwala na sprawdzenie gwarancji, uzyskanie efektu, itp. Jest to kluczowy etap Po uruchomieniu linii należy przeprowadzić analizę uzyskanej jakości ścieków oczyszczonych i zrealizować II etap główny – wykonanie stopnia stabilizacji osadów. 4. Wykonanie kompleksu stabilizacji osadu: a. Osadnika wstępnego. b. Pompowni osadu wstępnego. c. Budynku obsługowego WKF (w tym stacji zagęszczania osadu, maszynowni WKF) – o ile nie będzie możliwe wykorzystanie w tym celu istniejących obiektów. d. Komory fermentacyjnej zamkniętej. e. Sieci biogazowej wraz z odsiarczalnią, odwadniaczami, zbiornikiem biogazu i pochodnią. f. Uzupełnienia systemów biofiltracji powietrza – jeśli będą potrzebne. g. Sieci towarzyszących. h. Modernizacji i rozbudowy kotłowni. i. Kompletacji sieci oraz instalacji (w tym elektroenergetycznych i AKPiA). j. Uzupełnienia małej architektury, zieleni, odtworzenia dróg, itp. Etap ten pozwala na uzyskanie pełnego procesu stabilizacji osadów. Przewidywany czas prac: 18 miesięcy (14 miesięcy robót i 4 miesiące rozruchu i testów). UWAGA! Niezależnie od prowadzenia prac dotyczących oczyszczalni, należy wdrożyć program kontroli sieci kanalizacyjnej pod kątem eliminacji wód przypadkowych – deszczowych oraz infiltracyjnych (drenażowych). Analiza parametrów przepływu przez oczyszczalnię jednoznacznie wskazuje, iż nie ma możliwości wykonania oczyszczalni przechwytującej całość dopływających ścieków w okresach opadów oraz roztopów. BEZWZGLĘDNIE należy wdrożyć program naprawczy systemu, którego celem będzie zarówno redukcja ilości wód przypadkowych, jak i wprowadzenie świadomego zarządzania systemem (kontrola działania przelewów, retencja kanałowa, informacja o stanie sieci i ilości wód, itp.). Strona | 203 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 12.2 Wytyczne utrzymania w ruchu. Z uwagi na stały dopływ ścieków do oczyszczalni nie dopuszcza się działań mogących zaburzyć pracę oczyszczalni. Poniżej zawarto główne wytyczne utrzymania ruchu oczyszczalni. Ostateczne rozwiązanie są zależne od potencjału Wykonawcy i posiadanych przez niego środków oraz doświadczenia, jednak zwraca się uwagę szczególnie na następujące zagadnienia: • Prace związane ze stacją zlewną można wykonać w dowolnym momencie – podczas remontu węzła krat. • Na czas remontu stopnia mechanicznego oczyszczania ścieków należy wzmóc kontrolę obiektu – w wypadku wód deszczowych zapewnić ich przepuszczenie przez oczyszczalnię, nawet zalewając remontowane kanały. NIE DOPUSZCZA się pompowania ścieków z zawiesiną mineralną do reaktorów biologicznych po ich modernizacji, stąd prace związane z węzłem oraz kanałami ściekowymi należy wykonać PRZED uruchomieniem zmodernizowanego ciągu biologicznego (za zgodą Zamawiającego dopuszcza się bezpośrednie pompowanie przed modernizacją, o ile Wykonawca dokona później kompleksowego oczyszczenia reaktorów). • Zaleca się wykonać pompownię wody technologicznej przed wymianą urządzeń stopnia mechanicznego - co pozwoli na bezproblemowe jego włączenie. Dopuszcza się na koszt wykonawcy zasilenie węzła wodą z systemu wodociągowego. • Zaleca się rozpoczęcie prac od przygotowania drugiej reaktora. Na czas prac, należy szczególną uwagę zwrócić na połączenia pomiędzy liniami. • Okres modernizacji reaktorów należy uzgodnić z Zamawiającym. Zaleca się wybrać porę bez opadów. • Podczas modernizacji węzła dmuchaw nie dopuszcza się przerwy w napowietrzaniu. Algorytm przebiegu prac należy wykonać zależnie od dobranego rozwiązania lokalizacji dmuchaw. • Wymianę wyposażenie stacji magazynowania i dozowania koagulantu należy przeprowadzić poza okresem prac w reaktorze, celem zapewnienia chemicznego usuwania fosforu podczas prowadzenia prac w reaktorach. • Na czas prowadzenia prac w pompowni recyrkulacji zewnętrznej należy pompować osad do reaktorów pompami przewoźnymi. • Na czas prowadzenia prac w pompowni przewałowej należy pompować ścieki oczyszczone osad do odbiornika pompami przewoźnymi. • Renowację zbiornika osadów do odwadniania należy przeprowadzić po zabudowie nowej prasy odwadniającej – co pozwoli skierować osad do odwadniania bezpośrednio z ciągu biologicznego. Alternatywnie należy odwodnić część objętości osadnika Imhoffa, zapewniając rezerwę na gromadzenie osadu. • Przeprowadzenie prac związanych z wymianą maszyny do odwadniania należy rozpocząć dopiero po dostarczeniu kompletnego wyposażenia nowego układu i wcześniejszym usunięciu nadmiaru osadu. • Na czas realizacji prac związanych z remontem stanowiska odbioru osadu należy przygotować układ tymczasowych taśmociągów, kierujących osad odwodniony do kontenera podstawionego w prowizorycznej lokalizacji. Pozwoli to na realizację budynku stanowiska odbioru osadu niezależnie od procesu odwadniania. • System elektroenergetyczny i AKPiA zaleca się wykonywać równolegle do postępu prac budowlano - montażowych, co umożliwi sukcesywne włączanie nowych urządzeń. • Zaleca się, aby do prac związanych z pracami na czynnych węzłach (reaktory Strona | 204 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 biologiczne, układ odwadniania, itp.) przystępować dopiero po dostawie urządzeń na budowę. Przed rozruchem oczyszczalni należy opracować instrukcję rozruchu i eksploatacji oczyszczalni, która będzie podstawą dla działania komisji rozruchu. W czasie rozruchu należy usunąć wszystkie usterki techniczne oraz wypracować optymalne parametry technologiczne oczyszczalni. Wszystkie prace na obiektach oczyszczalni powinny być wykonywane zgodnie z odpowiednimi instrukcjami z zakresu bhp przez specjalnie przeszkolonych pracowników. Proponowana modernizacja i rozbudowa oczyszczalni ścieków powinna być prowadzona w taki sposób, aby umożliwić wykonanie wszystkich prac bez znacznego zakłócania podstawowego procesu oczyszczania ścieków oraz procesu przeróbki osadu. Określając harmonogram prac modernizacyjnych, należy przestrzegać przedstawionej powyżej kolejności działań, która gwarantuje „płynność technologiczną” całego przedsięwzięcia. Autorzy koncepcji dopuszczają oczywiście stworzenie innego scenariusza działań wykonawczych, przy czym inna zaproponowana kolejność działań musi gwarantować, że warunki technologiczne pracy oczyszczalni w całym okresie jej modernizacji nie zostaną w istotny sposób pogorszone, a sprawność oczyszczania ścieków będzie nie mniejsza jak uzyskiwana obecnie. Strona | 205 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 13 Podsumowanie W niniejszym opracowaniu zawarto kompletne obliczenia technologiczne, określające pracę oczyszczalni ścieków po jej modernizacji i dostosowaniu do warunków docelowego obciążenia. Oszacowano poziom obciążenia i obecne warunki pracy na podstawie uzyskanych od Użytkownika danych archiwalnych. Zgodnie z danymi uzyskanymi od Użytkownika, przyjęto, iż docelowe obciążenie hydrauliczne i substratowe oczyszczalni będzie znacząco większe od obecnego – uzyskując docelowo ok. 4190,7 m3d przepływu średniego i 6800 m3d przepływu maksymalnego i oczyszczając ładunek pochodzący od ok.30 000 RLM. Na etapie projektu – po zakończeniu aktualnie trwających prac zmieniających wielkość aglomeracji, należy sprawdzić zgodność aglomeracyjną. Uzyskanie w warunkach docelowego obciążenia oczyszczalni wymaganych przepisami parametrów jakościowych ścieków oczyszczonych, osadu odwodnionego oraz prowadzenie ekonomicznej i stabilnej eksploatacji będzie wymagało wykonania zaledwie kilku nowych obiektów: • Stacji zlewnej ścieków dowożonych (zabudowa w istniejącej hali krat). • Stacji magazynowania i dozowania koagulantu (z wykorzystaniem istniejącego zbiornika i podpór po ich zabezpieczeniu). • Pompowni wody technologicznej (w istniejącej pompowni przewałowej). • Nowego węzła higienizacji osadu (w ramach istniejącego obiektu odwadniania). • Osadnika wstępnego (II etap). • Węzła fermentacji i gospodarki biogazowej (II etap). Oraz przeprowadzenia generalnego remontu i modernizacji praktycznie wszystkich pozostałych obiektów oczyszczalni: • Hali krat. • Piaskowników. • Zbiornika wód deszczowych. • Reaktora biologicznego. • Stacji dmuchaw. • Osadników wtórnych. • Pompowni osadu recyrkulowanego. • Pompowni przewałowej. • Zbiornika osadów do odwadniania. • Hali prasy. • Magazynu osadu. Niezbędna jest również wymiana praktycznie wszystkich urządzeń, z uwagi na ich znaczne zużycie lub konieczność dostosowania do nowych parametrów pracy: • Krat. • Zastawek i zasuw. • Pomp w obiektach. • Wyposażenia reaktorów. • Dmuchaw. • Zgarniaczy osadników. • Urządzeń stacji odwadniania osadu (istniejące pozostawione jako rezerwa czynna). Strona | 206 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 • • Urządzeń higienizacji i transportu osadu. Urządzeń pomiarowych. Przewiduje się dostosowanie układu przestrzennego oczyszczalni do nowych potrzeb związanych z zapewnieniem przerobu powstającego osadu oraz obsługą nowych obiektów. Koncepcja przewiduje maksymalne wykorzystanie obiektów istniejących – wykorzystywane są praktycznie wszystkie obiekty (za wyjątkiem osadnika Imhoffa). Wymagane jest również wprowadzenie prawidłowego monitoringu jakości ścieków, zwłaszcza, iż działanie to nie wymaga dodatkowych kosztów, a jedynie wprowadzenia pewnych zmian organizacyjnych. Pomiary dobowych ładunków zanieczyszczeń muszą być wykonane na podstawie uśrednionych prób ścieków. Próby te muszą być pobierane proporcjonalnie do objętości lub przepływu. Aby wyniki pomiarów były miarodajne, należy je przeprowadzać planowo. Oczywiście dobór dni tygodnia musi być losowy (także soboty i niedziele), niezależnie od pogody. W przypadku niedotrzymania warunku częstotliwości pomiarów należy się posłużyć 85% percentylami ładunków zanieczyszczeń pod warunkiem, że ładunki te zostały wyznaczone na podstawie co najmniej 40 wyników pomiarowych. Cytując „Komentarz ATV-DVWK do A131P i do A210P. Wymiarowanie jednostopniowych oczyszczalni ścieków z osadem czynnym oraz sekwencyjnych reaktorów porcjowych SBR”: „Większe znaczenie przypisuje się danym wynikającym z planowo przeprowadzonych badań ścieków. [...] W związku z tym, że przynajmniej w Niemczech, pomiędzy podjęciem decyzji o modernizacji oczyszczalni ścieków, a opracowaniem materiałów przetargowych mijają rok lub dwa lata, istnieje możliwość okresowego zwiększenia częstotliwości prowadzenia własnej kontroli jakości ścieków lub wprowadzenia dodatkowych badań specjalnych. Próby losowe lub dobowe próby mieszane nie stanowią żadnej wartości przy określaniu miarodajnych ładunków zanieczyszczeń zawartych w ściekach.” Miejsce poboru prób musi być tak zlokalizowane, aby uwzględniało ładunki powrotne pochodzące z części osadowej oczyszczalni (odcieki). W przypadku takim, jak oczyszczalnia Strona | 207 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi – grudzień 2013 w Złotoryi, gdzie nie ma osadnika wstępnego, prawdopodobnie najlepszym miejscem jest dopływ do reaktorów. Planując pomiary ładunków miarodajnych warto także przewidzieć pomiary dwugodzinnych prób mieszanych celem dokładnego wyznaczenia wartości współczynnika uderzeniowego utleniania azotu amonowego. Współczynnik ten służy do obliczenia wymaganej wydajności dmuchaw (napowietrzanie reaktora nitryfikacji). Wyniki takich pomiarów pomogą zoptymalizować parametry projektowe docelowego układu technologicznego. Niezależnie od prac związanych z oczyszczalnią ścieków, należy wdrożyć program działań związanych z kontrolą i uporządkowaniem systemu kanalizacyjnego. Strona | 208 TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl