Upload
lamque
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 1
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 – część III
(dla 25 000 RLM)
Wykonał zespół pod kierunkiem:
mgr inż. Maciej Kita
dr inż. Tatiana Kita
dr inż. Lesław Płonka
Data opracowania: Marzec 2014
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 2
SPIS TREŚCI
1 Część ogólna................................................................................................................. 4
1.1 Dane ogólne ............................................................................................................... 4
1.2 Podstawy opracowania ............................................................................................ 4
1.3 Cel i zakres opracowania ......................................................................................... 5
1.4 Docelowe obciążenie oczyszczalni ........................................................................... 5 1.4.1 Równoważna liczba mieszkańców ................................................................................. 5 1.4.2 Ładunki zanieczyszczeń ................................................................................................. 5 1.4.3 Obciążenie hydrauliczne ................................................................................................ 6
1.4.4 Wymagana jakość ścieków oczyszczonych ................................................................... 8
2 Propozycja modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni .................... 8
2.1 Część mechaniczna – kraty i piaskowniki. ............................................................. 9
2.2 Część biologiczna...................................................................................................... 9 2.2.1 Wariant docelowy – z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej. ................... 26 2.2.2 Podsumowanie ............................................................................................................. 36
3 Obliczenia modernizacji i rozbudowy części osadowej oczyszczalni. .................. 37
3.1 Fermentacja metanowa (beztlenowa). .................................................................. 37
3.2 Podsumowanie ........................................................................................................ 39
3.3 Odwadnianie osadu ................................................................................................ 45
3.4 Transport i higienizacja osadu.............................................................................. 47
3.5 Ilości powstających osadów. .................................................................................. 48
4 Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy oczyszczalni .................. 49
4.1 Opis ogólny. ............................................................................................................ 49
4.2 Opis szczegółowy. ................................................................................................... 54 4.2.1 Zabudowa stacji zlewnej. ............................................................................................. 55 4.2.2 Modernizacja części mechanicznej oczyszczalni. ....................................................... 56 4.2.3 Modernizacja węzła zbiorników retencyjnych. ........................................................... 58 4.2.4 Modernizacja reaktora biologicznego. ......................................................................... 58
4.2.5 Modernizacja osadników wtórnych. ............................................................................ 61 4.2.6 Modernizacja pompowni osadu recyrkulowanego. ..................................................... 61 4.2.7 Modernizacja stacji dmuchaw. ..................................................................................... 62 4.2.8 Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do chemicznego
usuwania fosforu. ....................................................................................................................... 64
4.2.9 Modernizacja pompowni przewałowej, zabudowa układu wody technologicznej. ..... 65 4.2.10 Wykonanie remontu zbiornika osadu przed odwadnianiem. ....................................... 67
4.2.11 Zabudowa drugiego urządzenia do odwadniania osadów wraz z osprzętem, połączona
z modernizacją budynku odwadniania. ...................................................................................... 68 4.2.12 Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu
odwodnionego. ........................................................................................................................... 70 4.2.13 Przebudowa składowiska osadu wraz z montażem systemu przenośników
ślimakowych. ............................................................................................................................. 70 4.2.14 Zabudowa systemu biofiltracji powietrza odlotowego. ............................................... 71 4.2.15 Dostosowanie systemu elektroenergetycznego oczyszczalni oraz zabudowa
awaryjnego agregatu prądotwórczego. ...................................................................................... 73
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 3
4.2.16 Wymiana systemu AKPiA wraz z dostosowaniem do nowych potrzeb w zakresie
oczyszczalni, odbioru, wykorzystania i transmisji sygnału z pompowni sieciowych. .............. 75 4.2.17 Wykonanie nowych połączeń technologicznych oraz renowacja istniejących. ........... 80
4.2.18 Dostosowanie układu komunikacyjnego oczyszczalni. ............................................... 81 4.2.19 Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów. ...................................... 82
5 Charakterystyka urządzeń technologicznych zmodernizowanej i rozbudowanej
oczyszczalni ........................................................................................................................ 94
6 Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi94
7 Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla oczyszczalni. ........................... 94
8 Harmonogramy modernizacji i rozbudowy oczyszczalni...................................... 95
8.1 Proponowany podział modernizacji i rozbudowy oczyszczalni na etapy ......... 95
9 Podsumowanie ........................................................................................................... 95
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 4
1 Część ogólna
1.1 Dane ogólne
Zamawiający: Rejonowe Przedsiębiorstwo Komunalne Spółka z o.o. w Złotoryi
59-500 Złotoryja, al. Miła 2
Autor opracowania: TIM II Maciej Kita
ul. Czapli 57, 44 - 100 Gliwice
1.2 Podstawy opracowania
Formalną podstawą opracowania I i II części koncepcji jest umowa RPK sp. z o.o. z TIM II Maciej
Kita z Gliwic. Opracowanie III części (wynikającej ze zmienionego obciążenia oczyszczalni)
wykonano poza zakresem tego zlecenia.
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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 5
Ustawie z dnia 18 lipca 2001 roku „Prawo wodne” (Dz. U. z dnia 11 października 2001 r.)
wraz z późniejszymi zmianami.
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 części III.
Opracowanie tej części obejmuje weryfikację przepustowości i ocenę możliwości przyjęcia
dodatkowej ilości ścieków – zgodnie z przekazaną informacją określoną na 25 000 RLM, wraz w
ocena niezbędnych zmian w porównaniu do poprzednich części koncepcji.
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.
Niniejsza część obejmuje obliczenia technologiczne, dla obciążenia oczyszczalni zmienionego z
30 000 RLM na 25 000RLM. W opracowaniu ujęto zmiany względem poprzednich części
koncepcji. Jest to trzecia część opracowania i należy czytać wszystkie części!
1.4 Docelowe obciążenie oczyszczalni
1.4.1 Równoważna liczba mieszkańców
Zgodnie z informacją uzyskaną od Zamawiającego docelowe obciążenie oczyszczalni należy
przyjąć jako 25 000 RLM.
Do dalszych obliczeń przyjęto obciążenie oczyszczalni równe 25 000 RLM.
1.4.2 Ładunki zanieczyszczeń
Na podstawie wyznaczonej powyżej wartości RLM obliczono ładunki zanieczyszczeń
dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi dla stanu docelowego Obliczenia wykonano z
wykorzystaniem danych statystycznych dot. ładunków jednostkowych wg wytycznych ATV.
Tabela 1: Ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni ścieków w Złotoryi. Stan docelowy.
Wskaźnik zanieczyszczenia Ładunek jednostkowy
kg/RLM*d Ładunek dla 25 000 RLM Jednostka
BZT5 60 1500 kgO2/d
Zawiesina ogólna 70 1750 kg/d
Azot ogólny 11 275 kg/d
Fosfor ogólny 1,8 45 kg/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 6
1.4.3 Obciążenie hydrauliczne
Wobec przyjętego modelu rozwoju zlewni przewidujące proporcjonalny wzrost liczby
mieszkańców oraz ilości ścieków przemysłowych o wartość 4,15% (Błąd! Nie można odnaleźć
źródła odwołania.zgodnie z założeniami z poprzednich części koncepcji), zakłada się również
proporcjonalny przyrost ilości wód przypadkowych.
W przypadku zmniejszenia obciążenia hydraulicznego – np. w wyniku remontów sieci, ładunek
dopływających zanieczyszczeń nie ulegnie zasadniczej zmianie. Obiekty wymiarowane na
podstawie przepływów muszą być dostosowane do przepływów deszczowych
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.
Tabela 2: 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 3: Wartości przepływów charakterystycznych dla stanu docelowego obliczone na podstawie przepływu
średniego i współczynników nierównomierności przepływu
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ średni dobowy 4190,7 m3/d
Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych 279,4 m3/h
Przepływ maksymalny dobowy 6286,1 m3/d
Przepływ maksymalny godzinowy 419,1 m3/h
Przepływ maksymalny godzinowy dla doby
o przepływie maksymalnym (pogoda sucha) 628,6 m
3/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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl Strona | 7
Tabela 4: 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
L.p. DATA Przepływ, m3/d DATA Przepływ, m
3/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
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 5: 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 Wartość Jednostka
Przepływ średni dobowy 4190,7 m3/d
Przepływ średni godzinowy z godzin dziennych 279,4 m3/h
Przepływ maksymalny dobowy 6800,0* m3/d
Przepływ maksymalny godzinowy 419,1 m3/h
Przepływ maksymalny godzinowy dla doby
o przepływie maksymalnym 850,0* m
3/h
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 8
1.4.4 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 6. Wymagana jakość ścieków odprowadzanych z oczyszczalni w Złotoryi dla obciążenia
docelowego.
Wskaźnik Jedn. Dopuszczalne stężenie
[g/m3]
Minimalny procent
redukcji wskaźnika
[%]
BZT5 gO2/m3 15 90
ChZTcr gO2/m3 125 75
Zawiesina g/m3 35 90
Azot całkowity gN/m3 15.0 80
Fosfor ogólny gP/m3 2.0 80
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 9
2 Propozycja modernizacji i rozbudowy części ściekowej
oczyszczalni
Zakres modernizacji i rozbudowy części ściekowej oczyszczalni przyjęto zgodnie z
optymalnym wariantem wybranym w poprzedniej części koncepcji. Zmiana obciążenia z 30 do
25 tys. RLM nie wpływa na zmianę optymalnych metod obróbki ścieków, określonych w
poprzedniej części koncepcji.
2.1 Część mechaniczna – kraty i piaskowniki.
Rozwiązania ujęte w koncepcji, cz. I, nie ulegają zmianie. Wielkość urządzeń jest dobierana
dla dopływów maksymalnych deszczowych. Ponieważ obecnie dopływające ścieki okresowo
– przy maksymalnych napływach nie mieszczą się w istniejących przewodach (wypływ na
teren), doszczelnienie kanalizacji spowoduje unormowanie obciążenia urządzeń. W
przypadku znaczącego zredukowania obciążenia hydraulicznego oczyszczalni, praca urządzeń
w okresie suchym będzie naprzemienna – w systemie 1 czynne + 1 rezerwowe (dotyczy krat i
piaskowników), co znacząco wydłuży ich żywotność i obniży koszty remontów i konserwacji.
Wszystkie pozostałe urządzenia zaproponowano do zastosowania w pojedynczych
jednostkach (płuczka skratek, płuczka piasku), a ich przepustowość wynika z ilości
dopływającego piasku i skratek. Ponieważ ilość skratek wynika z ilości mieszkańców i
zastosowanego prześwitu krat, ilość skratek nie ulegnie zasadniczej zmianie. Pewnej redukcji
może ulec ilość piasku, jednak nie jest celowe stosowanie urządzenia o małej wydajności –
redukcja ilości piasku zapewni wydłużenie jego żywotności i poprawę efektywności płukania.
Obiektem który może ulec zmianie jest osadnik wstępny – przy zmniejszeniu dopływów, jego
objętość również maleje. Należy jednak zwrócić uwagę, iż jest on wymiarowany na przepływ
średni, stąd redukcja jego wielkości jest możliwa wyłącznie po wyeliminowaniu dopływu
stałych wód przypadkowych, a nie zabezpieczeniu sieci kanalizacyjnej przed uderzeniowymi
napływami wód deszczowych.
2.2 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.
Wszystkie zmiany związane z ograniczeniem kubatur muszą wiązać się z ingerencją w
istniejące konstrukcje i są droższe niż adaptacja już istniejących. Stan techniczny betonów,
zgodnie z obecnie posiadanymi informacjami pozwala na wykorzystanie istniejących
obiektów. Jak wykazały obliczenia już w poprzedniej części koncepcji, posiadane obiekty w
zupełności wystarczają do uzyskania wymaganych efektów ekologicznych jakości ścieków
oczyszczonych. Zastosowanie podwójnej linii reaktorów oraz osadników wtórnych jest
niezbędne z uwagi na konieczność zagwarantowania ciągłości pracy oczyszczalni, zwłaszcza
z uwagi na wykorzystanie wód odbiornika do celów pitnych.
Obliczenia parametrów technologicznych istniejących urządzeń oraz obliczenia wielkości
urządzeń i obiektów projektowanych w okresie docelowym, wykonano według
zmodyfikowanego algorytmu ATV A-131. Do obliczeń, zgodnie z wytycznymi, założono
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 10
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 na poziomie 25 000 RLM.
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.
Rozbudowa i modernizacja części ściekowej oczyszczalni nie wprowadza zmian układu
technologicznego. Zmodernizowana część ściekowa oczyszczalni będzie obejmowała
następujące procesy jednostkowe:
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.
Przeprowadzono obliczenia dla wersji z osadnikiem wstępnym i bez osadnika.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 11
Przy obecnym obciążeniu (co wykazano w I części koncepcji) nie jest celowe stosowanie
wydzielonego stopnia stabilizacji osadów, optymalnego dla obciążenia docelowego, tj.
fermentacji metanowej z odzyskiem biogazu.
Przeprowadzono zatem obliczenia dla następujących wariantów:
25 000 RLM, w wersji bez osadnika wstępnego i przy optymalnym dla prowadzenia
procesu wieku osadu (czyli zapewniającym maksymalne efektywną pracę osadu
czynnego, ale nie gwarantującym stabilizacji osadu).
25 000 RLM w wersji bez osadnika wstępnego, ale przy wieku osadu 25 dni,
(gwarantującym utrzymanie efektów oczyszczana ścieków oraz zapewniającym
stabilizację osadów).
25 000 RLM w wersji z osadnikiem wstępnym i przy optymalnym dla prowadzenia
procesu wieku osadu (czyli zapewniającym maksymalne efektywną pracę osadu
czynnego). To rozwiązanie zapewnia możliwość wprowadzenia najbardziej
optymalnego energetycznie procesu stabilizacji osadów i zmniejszenie zużycia energii
na proces napowietrzania.
W tabelach poniżej przedstawiono informacje o warunkach pracy części ściekowej
oczyszczalni w okresie docelowym.
Tabela 7. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 20 st.
C. 25 000 RLM, optymalne stężenie osadu
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 12
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 0,00% %
Zawiesina ogólna 0,00% %
Azot ogólny 0,00% %
Fosfor ogólny 0,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 1 500,00 kg/d
Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d
Azot ogólny 316,25 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d
Fosfor ogólny 45,90 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
BZT5 357,94 g O2/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m3
Fosfor ogólny 10,95 g P/m3
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, długość 27,50 m
Denitryfikacja, szerokość 12,00 m
Denitryfikacja, głębokość 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m3
Nitryfikacja, długość 47,50 m
Nitryfikacja, szerokość 12,00 m
Nitryfikacja, głębokość 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 szt
Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% %
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 13
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g/m3
Fosfor ogólny 10,95 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 1 500,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m3
Azot do nitryfikacji 57,36 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu
nitryfikacji 1,78 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 10,70 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 3,49 -
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 631,74 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,09 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,09 kg BZT5/kg sm
d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 760,96 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 483,51 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 420,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 762,65 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 14
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 703,06 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 6,02 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d
Obliczony całkowity wiek osadu 10,65 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 793,33 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 165,41 kg O2 / h
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 3 969,80 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 165,41 kg O2 / h
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości
wprowadzenia tlenu = 3,85m 10,88 mg O2/L
Wymagana ilość tlenu 202,68 kg/h
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w
stosunku 1/7 28,95 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2/ m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) /
1m głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53
(gO2/m3 pow) /
3,85 m
głębokości
Wydajność dmuchaw 5 260,24 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 87,67 Nm3 / min
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m3/h
Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m3
Indeks osadu 135,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,00 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 15
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa
sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m
Wymagana głębokość całkowita 3,18 m
Tabela 8. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury 12 oC.
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 0,00% %
Zawiesina ogólna 0,00% %
Azot ogólny 0,00% %
Fosfor ogólny 0,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 1 500,00 kg/d
Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d
Azot ogólny 316,25 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d
Fosfor ogólny 45,90 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 16
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
BZT5 357,94 g O2/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m3
Fosfor ogólny 10,95 g P/m3
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, dł 27,50 m
Denitryfikacja, szer 12,00 m
Denitryfikacja, głęb 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, V D 2 640,00 m3
Nitryfikacja, dł 47,50 m
Nitryfikacja, szer 12,00 m
Nitryfikacja, głęb 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 szt
Nitryfikacja, V N 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 3,20 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 70,00% %
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g/m3
Fosfor ogólny 10,95 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 1 500,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 17
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m3
Azot do nitryfikacji 57,36 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 14,80 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. Reaktora 0,32 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 2,21 -
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 675,84 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,12 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT5/kg sm d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 747,93 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 479,34 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 403,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 691,40 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 356,24 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 747,16 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 8,35 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d
Obliczony całkowity wiek osadu 14,77 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. Węgla 1 728,48 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 142,48 kg O2 / h
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 3 419,47 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 142,48 kg O2 / h
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia
tlenu = 3,85m 12,84 mg O2/L
Wymagana ilość tlenu 168,76 kg/h
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 18
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku
1/7 24,11 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2/ m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) / 1m
głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m
3 pow) /
3,85 m głębokości
Wydajność dmuchaw 4 379,75 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 73,00 Nm3 / min
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m3/h
Stężenie osadu czynnego 3,20 kg/m3
Indeks osadu 120,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 680,00 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,50 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 11,31 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 7,92 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 67,84% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 576,63 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1426,63 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej
wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,28 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,73 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,59 m
Wymagana głębokość całkowita 4,10 m
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 15 000-
99 999 RLM (ChZT ≤ 125 gO2/m3, BZT5 ≤ 15 gO2/m
3, zawiesina ogólna ≤ 35 g/m
3, Nog ≤
15 gN/m3, Pog ≤ 2 gP/m
3).
Kolejno sprawdzono warunki pracy oczyszczalni dla docelowego obciążenia oczyszczalni,
przy doprowadzeniu do stabilizacji osadu – wydłużając jego wiek do 25 dób, czyli wieku dla
którego osad uznawany jest za ustabilizowany.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 19
Tabela 9. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury
20 st. C. 25 000 RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 0,00% %
Zawiesina ogólna 0,00% %
Azot ogólny 0,00% %
Fosfor ogólny 0,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 1 500,00 kg/d
Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d
Azot ogólny 316,25 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d
Fosfor ogólny 45,90 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
BZT5 357,94 g O2/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m3
Fosfor ogólny 10,95 g P/m3
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 20
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, dł 27,50 m
Denitryfikacja, szer 12,00 m
Denitryfikacja, głęb 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, V D 2 640,00 m3
Nitryfikacja, dł 47,50 m
Nitryfikacja, szer 12,00 m
Nitryfikacja, głęb 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 szt
Nitryfikacja, V N 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 4,90 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 124,00% %
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g/m3
Fosfor ogólny 10,95 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 1 500,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m3
Azot do nitryfikacji 57,36 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 25,00 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 8,16 -
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 21
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 508,27 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,01 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,04 kg BZT5/kg sm d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 691,52 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 461,29 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 349,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 465,09 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 469,39 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 579,59 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 14,14 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,70 d
Obliczony całkowity wiek osadu 25,02 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 974,90 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 104,28 kg O2 / h
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 2 403,76 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 100,16 kg O2 / h
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia
tlenu = 3,85m 10,88 mg O2/L
Wymagana ilość tlenu 122,73 kg/h
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku
1/7 17,53 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2/ m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) / 1m
głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m
3 pow) /
3,85 m głębokości
Wydajność dmuchaw 3 185,14 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 53,09 Nm3 / min
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 22
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m3/h
Stężenie osadu czynnego 4,90 kg/m3
Indeks osadu 110,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 470,58 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,46 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,70 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 12,66 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 8,86 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 123,70% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 518,39 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 937,46 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej
wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,12 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,97 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,55 m
Wymagana głębokość całkowita 4,14 m
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 23
Tabela 10. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury
12 st. C. 25 000 RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 0,00% %
Zawiesina ogólna 0,00% %
Azot ogólny 0,00% %
Fosfor ogólny 0,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 1 500,00 kg/d
Zawiesina ogólna 1 925,00 kg/d
Azot ogólny 316,25 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 316,25 kg/d
Fosfor ogólny 45,90 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
BZT5 357,94 g O2/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 75,46 g N/m3
Fosfor ogólny 10,95 g P/m3
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 24
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, dł 27,50 m
Denitryfikacja, szer 12,00 m
Denitryfikacja, głęb 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, V D 2 640,00 m3
Nitryfikacja, dł 47,50 m
Nitryfikacja, szer 12,00 m
Nitryfikacja, głęb 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 szt
Nitryfikacja, V N 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 5,10 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 136,00% %
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 459,35 g/m3
Azot ogólny 75,46 g/m3
Fosfor ogólny 10,95 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 1 500,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 1 925,00 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 316,25 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 45,90 kg/d
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 75,46 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 16,11 g/m3
Azot do nitryfikacji 57,36 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 47,36 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 24,90 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,32 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 3,71 -
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 25
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1 582,89 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 1,06 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,04 kg BZT5/kg sm d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 7 719,62 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 2 470,28 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,36 g/m3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 473,58% %
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,57% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 337,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 414,80 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 494,54 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 3,58 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 5,67 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 0,00 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 71,33 kg sm/d
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 654,22 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 14,06 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,11 d
Obliczony całkowity wiek osadu 24,86 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 865,16 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 033,58 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 575,54 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 100,16 kg O2 / h
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 2 403,76 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 100,16 kg O2 / h
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia
tlenu = 3,85m 12,84 mg O2/L
Wymagana ilość tlenu 118,63 kg/h
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku
1/7 16,95 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2/ m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) / 1m
głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m
3 pow) /
3,85 m głębokości
Wydajność dmuchaw 3 078,80 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 51,31 Nm3 / min
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 26
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m3/h
Stężenie osadu czynnego 5,10 kg/m3
Indeks osadu 110,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 489,79 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,46 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,70 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 12,66 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 8,86 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 135,59% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 568,24 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 987,31 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej
wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,24 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 1,02 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,70 m
Wymagana głębokość całkowita 4,46 m
2.2.1 Wariant docelowy – z wprowadzeniem procesu sedymentacji wstępnej.
Przy pełnym docelowym obciążeniu oczyszczalni, zapotrzebowanie sprężonego powietrza (a
tym samym energii elektrycznej) będzie bardzo wysokie. Dodatkowo, na wysokie stężenie
osadów, obciążalność hydrauliczna oczyszczalni spadnie. Również jakość osadu
stabilizowanego w głównym ciągu technologicznym nie będzie wysoka. Stąd podtrzymuje się
konieczność zastosowania dodatkowego stopnia stabilizacji. Przy tej wielkości czyszczalni
(25 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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 27
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 11. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla wariantu 2 części
biologicznej dla okresu docelowego. Obliczenia dla temperatury 20 st. C. 25 tys. RLM, osadniki wstępne.
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 20,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 28
Ilość i jakość ścieków surowych
Parametr Wartość Jednostka
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 35,00% %
Zawiesina ogólna 65,00% %
Azot ogólny 8,00% %
Fosfor ogólny 8,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 975,00 kg/d
Zawiesina ogólna 673,75 kg/d
Azot ogólny 290,95 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 290,95 kg/d
Fosfor ogólny 42,23 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
BZT5 232,66 g O2/m3
Zawiesina ogólna 160,77 g/m3
Azot ogólny 69,43 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 69,43 g N/m3
Fosfor ogólny 10,08 g P/m3
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, długość 27,50 m
Denitryfikacja, szerokość 12,00 m
Denitryfikacja, głębokość 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m3
Nitryfikacja, długość 47,50 m
Nitryfikacja, szerokość 12,00 m
Nitryfikacja, głębokość 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 m
Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% %
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 29
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 232,66 g/m3
Zawiesina ogólna 160,77 g/m3
Azot ogólny 69,43 g/m3
Fosfor ogólny 10,08 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 975,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 290,95 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 42,23 kg/d
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 69,43 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 10,47 g/m3
Azot do nitryfikacji 56,96 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 46,96 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu
nitryfikacji 1,80 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,75 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 23,80 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,45 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 6,29 -
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 1,42 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 637,45 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 0,65 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT5/kg sm d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 6 739,24 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 3 032,66 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory
nitryfikacji 56,96 g/m
3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% %
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% %
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,44% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 416,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 745,89 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 2,33 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 3,00 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 3,05 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 124,67 kg sm/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 30
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 762,13 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 13,46 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 3,75 d
Obliczony całkowity wiek osadu 23,81 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 278,42 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 026,38 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 570,68 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 79,18 kg O2 / h
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 1 900,38 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 79,18 kg O2 / h
Temperatura prowadzenia procesu 20,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 9,17 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości
wprowadzenia tlenu = 3,85m 10,88 mg O2/L
Wymagana ilość tlenu 97,03 kg/h
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w
stosunku 1/7 13,86 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2/ m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) / 1m
głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m
3 pow) / 3,85 m
głębokości
Wydajność dmuchaw 2 518,13 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 41,97 Nm3 / min
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m3/h
Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m3
Indeks osadu 135,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,00 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h
przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 31
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m
Wymagana głębokość całkowita 3,18 m
Tabela 12. 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 Wartość Jednostka
Warunki pracy oczyszczalni - dane podstawowe
Dobowa ilość ścieków surowych 4 190,70 m3/d
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków (pogoda sucha) 419,10 m3/h
RLM 25 000,00 -
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Temperatura do obliczeń napowietrzania 12,00 st C
Ładunki jednostkowe (w przeliczeniu na 1 M)
BZT5 60,00 g/(M*d)
Zawiesina ogólna 70,00 g/(M*d)
Azot ogólny 11,00 g/(M*d)
Azot azotanowy 0,00 g/(M*d)
Azot ogólny Kjeldahla 11,00 g/(M*d)
Fosfor ogólny 1,80 g/(M*d)
Ładunki całkowite w dopływie do oczyszczalni
BZT5 1 500,00 kd/d
Zawiesina ogólna 1 750,00 kd/d
Azot ogólny 275,00 kd/d
Azot azotanowy 0,00 kd/d
Azot ogólny Kjeldahla 275,00 kd/d
Fosfor ogólny 45,00 kd/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni
BZT5 357,94 g/m3
Zawiesina ogólna 417,59 g/m3
Azot ogólny 65,62 g/m3
Azot azotanowy 0,00 g/m3
Azot ogólny Kjeldahla 65,62 g/m3
Fosfor ogólny 10,74 g/m3
Ładunek w odciekach jako procent ładunku w ściekach dopływających
BZT5 0,00 -
Zawiesina ogólna 0,10 -
Azot ogólny 0,15 -
Azot ogólny Kjeldahla 0,15 -
Fosfor ogólny 0,02 -
Usunięcie w osadniku wstępnym
BZT5 35,00% %
Zawiesina ogólna 65,00% %
Azot ogólny 8,00% %
Fosfor ogólny 8,00% %
Ładunki całkowite
BZT5 975,00 kg/d
Zawiesina ogólna 673,75 kg/d
Azot ogólny 290,95 kg/d
Azot azotanowy 0,00 kg/d
Azot ogólny Kjeldahla 290,95 kg/d
Fosfor ogólny 42,23 kg/d
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 32
Ilość i jakość ścieków dopływających
Parametr Wartość Jednostka
BZT5 232,66 g O2/m
3
Zawiesina ogólna 160,77 g/m3
Azot ogólny 69,43 g N/m3
Azot azotanowy 0,00 g N/m3
Azot ogólny Kjeldahla 69,43 g N/m3
Fosfor ogólny 10,08 g P/m3
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, długość 27,50 m
Denitryfikacja, szerokość 12,00 m
Denitryfikacja, głębokość 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m3
Nitryfikacja, długość 47,50 m
Nitryfikacja, szerokość 12,00 m
Nitryfikacja, głębokość 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 m
Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% %
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Stężenie osadu i recyrkulacja
Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m3
Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% %
Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
BZT5 232,66 g/m3
Zawiesina ogólna 160,77 g/m3
Azot ogólny 69,43 g/m3
Fosfor ogólny 10,08 g/m3
Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych
BZT5 5,00 g/m3
Zawiesina ogólna 15,00 g/m3
Azot ogólny 12,00 g/m3
Fosfor ogólny 1,70 g/m3
Azot organiczny 2,00 g/m3
Azot amonowy 0,00 g/m3
Azot azotanowy 10,00 g/m3
Ładunki zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych
Ładunek BZT5 975,00 kg/d
Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d
Ładunek azotu Kjeldahla 290,95 kg/d
Ładunek fosforu ogólnego 42,23 kg/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 33
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Usuwanie azotu i tlenowy wiek osadu
Stężenie azotu ogólnego dopływającego do reaktora 69,43 g/m3
Azot organiczny związany w biomasie 10,47 g/m3
Azot do nitryfikacji 56,96 g/m3
Azot poddawany denitryfikacji 46,96 g/m3
Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu
nitryfikacji 1,80 -
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,21 d
Założony obliczeniowy ogólny wiek osadu WO 22,40 d
Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. reaktora 0,45 -
Uzyskany współczynnik bezpieczeństwa dla procesu nitryfikacji 2,70 -
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu zw. węgla
Współczynnik oddychania endogennego, zależny od temperatury 0,81 -
Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 693,50 kg sm/d
Jednostkowy przyrost osadu z rozkładu związków węgla 0,71 kg sm/kg BZT5
Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT5/kg sm d
Wymagana pojemność reaktorów biologicznych
Wymagana objętość reaktorów, całkowita 6 900,21 m3
Przyjęta objętość reaktorów, całkowita 8 064,00 m3
Wymagana objętość komory denitryfikacji 3 105,10 m3
Przyjęta objętość komory denitryfikacji 2 640,00 m3
Stopień recyrkulacji wewnętrznej
Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory nitryfikacji 57,00 g/m3
Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% -
Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% -
Maksymalna, możliwa do uzyskania sprawność denitryfikacji 82,44% %
Wymagany stopień recyrkulacji wewnętrznej 416,58% %
Wymagana wydajność pompy recyrkulacji wewnętrznej 1 745,89 m3/h
Usuwanie fosforu
Wymagany czas zatrzymania w defosfatacji 0,50 h
Wymagana objętość komory defosfatacji 320,61 m3
Przyjęta objętość komory defosfatacji 432,00 m3
Ilość fosforu wbudowywana w biomasę 2,33 g/m3
Ilość fosforu usuwana biologicznie 3,47 g/m3
Ilość fosforu do strącania chemicznego 2,58 g/m3
Przyrost osadu i uzyskany wiek osadu
Całkowity przyrost osadu związany z usuwaniem fosforu 117,22 kg sm/d
Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 810,72 kg sm / d
Obliczony tlenowy wiek osadu 12,66 d
Wymagany tlenowy wiek osadu dla procesu nitryfikacji 8,21 d
Obliczony całkowity wiek osadu 22,38 d
Zapotrzebowanie na tlen
Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. węgla 1 196,00 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie nitryfikacji 1 026,38 kg O2 / d
Zużycie tlenu w procesie denitryfikacji 570,68 kg O2 / d
Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 82,01 kg O2 / d
Wydajność dmuchaw
Dobowe zapotrzebowanie tlenu 1 968,26 kg O2 / d
Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 82,01 kg O2 / d
Temperatura prowadzenia procesu 12,00 st C
Głębokość reaktora 4,00 m
Głębokość wprowadzenia tlenu 3,85 m
Wymagane stężenie tlenu w komorze 2,00 mg O2/L
Standardowe nasycenie tlenem 10,83 mg O2/L
Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości
wprowadzenia tlenu = 3,85m 12,84 mg O2/L
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 34
Parametry pracy reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Wymagana ilość tlenu 97,14 kg/h
Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w
stosunku 1/7 13,88 kg/h
Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2 / m3
Sprawność napowietrzania dla ścieków z uwzględnieniem stopnia
zużycia dyfuzorów 3,60% % / m
Sprawność napowietrzania 10,01 (gO2/m
3 pow) / 1m
głębokości
Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m
3 pow) /
3,85 m głębokości
Wydajność dmuchaw 2 521,00 Nm3/h
Wydajność dmuchaw 42,02 Nm3 / min
Przeprowadzono również analizę pracy osadników wtórnych w warunkach napływów pogody
suchej oraz deszczowej.
Tabela 13. 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 Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 1,00 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 419,07 m3/h
Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m3
Indeks osadu 135,00 cm3/g
Liczba osadników 1,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 452,39 m2
Wymagana powierzchnia osadników 265,20 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 1990,51 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,93 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,00 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 220,14 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 639,21 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej
wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,01 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,97 m
Wymagana głębokość całkowita 3,15 m
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 35
Tabela 14. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla
napływów pory deszczowej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi.
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Parametr Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 2,03 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 850,00 m3/h
Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m3
Indeks osadu 135,00 cm3/g
Liczba osadników 2,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 904,78 m2
Wymagana powierzchnia osadników 537,91 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 3981,03 m
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 0,94 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 2,00 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 9,33 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 6,53 kg/m3
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 52,53% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 446,51 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1296,51 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa
sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,66 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 0,99 m
Wymagana głębokość całkowita 3,18 m
Dodatkowo przeprowadzono obliczenia pracy węzła osadników przy zredukowaniu napływu
deszczowego do poziomu 700 m3/h (po uszczelnieniu kanalizacji), przy utrzymaniu indeksu
osadu rzędu 135 cm3/g.
Tabela 15. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych pracy osadników
wtórnych dla pracy z doszczelnioną kanalizacją.
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Opis Wartość Jednostka
Przepływ ścieków średniodobowy 4190,70 m3/d
Wsp. nierówn. dla obl. Q max. h 2,40 -
Mnożnik dla pogody deszczowej 1,67 -
Maksymalny godzinowy przepływ ścieków podczas deszczu 701,69 m3/h
Stężenie osadu czynnego 2,25 kg/m3
Indeks osadu 135,00 cm3/g
Liczba osadników 1,00 szt
Powierzchnia rzeczywista 452,39 m2
Wymagana powierzchnia osadników 444,05 m2
Średnica osadnika 24,00 m
Objętość osadników 1990,51 m3
Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika 1,55 m3/(m
2*h)
Czas zagęszczania 1,25 h
Rozcieńczenie na zgarniaczu 0,70 -
Zawartość suchej masy przy dnie osadnika 7,98 kg/m3
Zawartość suchej masy osadu w osadzie recyrkulowanym 5,59 kg/m3
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 36
Obliczenia technologiczne osadnika wtórnego
Opis Wartość Jednostka
Minimalny wymagany stopień recyrkulacji 67,46% %
Wymagana godzinowa wydajność pompy recyrkulacji 473,36 m3/h
Całkowity przepływ przez osadnik dla pogody deszczowej 1175,05 m3/h
Głębokość obliczeniowa rzeczywista 4,40 m
Strefa ścieków sklarowanych - strefa bezpieczeństwa 0,50 m
Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z
0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,87 m
Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia 0,72 m
Dodatkowa strefa gromadzenia osadu 1,31 m
Wymagana głębokość całkowita 4,40 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. Po doszczelnieniu systemu
kanalizacyjnego, jeżeli będą utrzymane właściwe parametry osadu czynnego, możliwa jest
praca nawet w okresie deszczowym jednym osadnikiem wtórnym. Ponieważ jednak
oczyszczalnia tej wielkości nie może pracować bez zapewnienia rezerwy tak kluczowego
obiektu, i tak niezbędne jest uzbrojenie obu osadników.
2.2.2 Podsumowanie
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.
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.
Negatywnym aspektem jest konieczność rozbudowy obiektów oczyszczalni i wprowadzenie
dodatkowych procesów technologicznych, jednak zarówno rachunek kosztów eksploatacji jak
i korzystny wpływ na prowadzenie procesów stabilizacji i odwadniania osadów
jednoznacznie wskazują na celowość zastosowania takiego rozwiązania.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 37
3 Obliczenia 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 pracuje w sposób optymalny ekonomicznie –
pochłaniając znaczne ilości energii i zarazem nie zapewniając pełnej stabilizacji osadów.
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 tej części koncepcji przeprowadzono wyłącznie obliczenia wariantu z wydzieloną
stabilizacją beztlenową osadu – wybrane podczas analiz prowadzonych na potrzeby I części
opracowania.
W I i II etapie modernizacji powstają różne ilości osadów, zależnie od obciążenia
oczyszczalni oraz układu technologicznego.
Tabela 16. Zestawienie ilości powstających osadów .
Wariant Sucha masa osadu [kg sm/d] Uwagi
Bez osadników wstępnych,
optymalny wiek osadu 1747 Sam osad nadmierny
Bez osadników wstępnych,
wydłużony wiek osadu 1654 Sam osad nadmierny
Z osadnikiem wstępnym –
po procesie stabilizacji
1251,25 os. wstępny +810,5
nadmierny (biol. + chem.) +
133 tłuszcze dowożone =
2194,95
Uwzględniono odpady
zewnętrzne dowożone (zgodnie
z pismem RPK sp. z o.o.)
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.
3.1 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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 38
metabolizmu jest metan, dwutlenek węgla i woda. W większości przypadków bakterie
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,
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 39
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.
3.2 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 40
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 41
Tabela 17. Ilości powstających osadów w układzie z osadnikiem wstępnym.
Opis Wartość Jednostka
Osad wstępny 1251,25 kg/d
Osad nadmierny 693,5 kg/d
Osad z usuwania chemicznego fosforu 117,2 kg/d
Osady dowożone (tłuszcze) 133 kg/d
Razem 2194,95 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 18. Stopień zagęszczenia osadów w układzie z osadnikiem wstępnym.
Opis Wartość Jednostka Uwagi
Osad wstępny 45 kg/m3
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 19. Objętości osadów zagęszczonych w układzie z osadnikiem wstępnym.
Opis Wartość Jednostka
Osad wstępny 27,8 m3/d
Osad nadmierny 14,7 m3/d
Osady dowożone (tłuszcze) 0,67 m3/d
Razem 43,2 m3/d
50,8 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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 42
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
uniemożliwia właściwe ustabilizowanie osadów nadmiernych (rozkładowi ulega głównie osad
wstępny).
Dla oczyszczalni w Złotoryi przyjęto zatem 30-to dniowy czas fermentacji.
Tabela 20. Obliczenie objętości komory fermentacyjnej w układzie z osadnikiem wstępnym.
Opis Wartość Jednostka
Objętość dobowa osadów do WKF 43,2 m3/d
Czas fermentacji 30 d
Objętość czynna WKF 1300 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 21.Obliczenia procesu fermentacji w układzie z osadnikiem wstępnym.
Opis Wartość Jednostka
Osad z oczyszczalni (bez dowozu) 2061,95 kg/d
Zawartość suchej masy organicznej 75 %
Sucha masa organiczna 1458,6 kg/d
Ilość masy organicznej poddającej się rozkładowi 45 %
656,35 kg/d
Ilość masy organicznej nie poddającej się rozkładowi 802,2 kg/d
Ilość suchej masy całkowitej nie rozłożonej 1522,8 kg/d
Zawartość suchej masy organicznej w osadzie przefermentowanym 52,7 %
Opis Wartość Jednostka
Ładunek ChZT (z osadu) rozłożony w ciągu doby 932 g/d
Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg ChZT 0,40 m3
Ilość metanu na dobę 372,8 m3/d
Zawartość metanu w biogazie 65 %
Objętość dobowa biogazu z osadów 573,55 m3/d
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 43
Opis Wartość Jednostka
Dobowa sucha masa tłuszczy dowożonych 133,3 kg/d
Biodegradowalność tłuszczy dowożonych 60 %
Ilość dobowa rozkładalna tłuszczy 79,8 kg/d
Ilość metanu wyprodukowana z 1 kg tłuszczy 1,25 m3/kg
Ilość pozostałego (nie rozłożonego) tłuszczu 53,2 kg/d
Objętość dobowa biogazu z tłuszczy 99,75 m3/d
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.
Tabela 22. Obliczenie obiektów gospodarki biogazowej.
Opis Wartość Jednostka
Objętość dobowa powstającego biogazu 673,3 m3/d
Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m3/h
Współczynnik nierównomierności 1,5
Produkcja maksymalna godzinowa 42,08 m3/h
Obliczenie odsiarczalni biogazu.
Opis Wartość Jednostka
Przepływ maksymalny godzinowy 42,08 m3/h
Przyjęta przepustowość odsiarczalni 50 m3/h
Obliczenie zbiornika biogazu.
Opis Wartość Jednostka
Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m3/h
Przyjęty czas retencji 6 h
Objętość wyliczona zbiornika 168,33 m3
Objętość przyjęta 200 m3
Obliczenie pochodni biogazu.
Opis Wartość Jednostka
Przepływ maksymalny godzinowy 42,08 m3/h
Współczynnik krotności produkcji 1,8
Wymagana wydajność pochodni 75,75 m3/h
Przyjęta wydajność pochodni 100 m3/h
Przeprowadzono również obliczenia wielkości zapotrzebowania na energię cieplną do
ogrzania WKF. W poniższej tabeli zestawiono obliczenia dla różnych temperatur, przy czym
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 44
podany kształt WKF jest jedynie jednym z możliwych, przyjętym wyłącznie dla celów
obliczeniowych.
Tabela 23. Obliczenie zapotrzebowania na energię cieplną.
Parametr Wartość/warunki Jednostka
-20 +15 +20 st.C
Założenia:
Dobowa objętość osadu 43,21 43,21 43,21 m3/d
Temperatura fermentacji 38,00 38,00 38,00 st. C
Obliczeniowa temperatura ścieków 10,00 15,00 20,00 st. C
Obliczeniowa temperatura powietrza -20,00 15,00 20,00 st. C
Obliczeniowa temperatura ziemi pod WKFem 5,00 5,00 5,00 st. C
Współczynnik przewodzenia ciepła dla wełny: λD=0.033 - 0,04
W/mK
0,04 0,04 0,04 W/m*K
Grubość warstwy wełny mineralnej 0,15 0,15 0,15 m
Średnica WKF 12,68 12,68 12,68 m
Wysokość WKF 10,3 10,29 10,29 m
Nachylenie dachu 14,00 14,00 14,00 st
Obliczenie ciepła (mocy)
Straty ciepła, J/s czyli W, boki 6025,66 2389,48 1870,03 W
Straty ciepła, J/s czyli W, dach 1912,25 758,31 593,46 W
Straty ciepła, J/s czyli W, dno 1055,67 1055,69 1055,69 W
Straty ciepła razem 8,99 4,20 3,52 kW
Przy założeniu całodobowego ogrzewania osadu
Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do
komory
58,63 48,16 37,69 kW
Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 67,62 52,36 41,21 kW
Przy założeniu, że osad ogrzewa się 12 h / dobę
Ilość godzin ogrzewania osadu do WKF 12,00 12,00 12,00 h
Moc ciepła konieczna do podgrzania osadu wprowadzanego do
komory
117,26 96,32 75,38 kW
Całkowita moc ciepła konieczna do podgrzania WKF 126,25 100,52 78,90 kW
Jak wynika z powyższych obliczeń, zapotrzebowanie ciepła jest proporcjonalne do ilości
podawanych osadów.
Przeprowadzono również porównanie z dyspozycyjną mocą cieplną.
Tabela 24. Obliczenie wielkości produkcji energii cieplnej.
Opis Wartość Jednostka
Produkcja średnia dobowa biogazu 28,05 m3/h
Wartość kaloryczna biogazu 6,2 kW/m3
Dyspozycyjny strumień energii 173,9 kW
Sprawność kotła 90 %
Dostępny strumień ciepła 156,5 kW
Jak wynika z porównania powyższych tabel, ciągłe zapotrzebowanie WKF na ciepło wynosi
w skrajnych zimowych warunkach 126,25 kW. Produkcja zaś ciepła to 156,5 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 45
Tabela 25. Obliczenie ilości powstających osadów przefermentowanych.
Opis Wartość Jednostka
Ilość dobowa powstających osadów 1576 kg/d
Objętość dobowa powstającego osadu 43,21 m3/d
Stężenie osadu przefermentowanego 36,47 kg/m3
3.3 Odwadnianie osadu
Podtrzymuje się zaproponowane w poprzedniej części koncepcji zastosowanie prasy
taśmowej.
.
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 26. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu nadmiernego (odpowiadającej całkowitej
produkcji osadu) przy pracy bez osadników wstępnych i optymalnym stężeniu osadu.
Opis Wartość Jednostka
Ilość osadu 1747,2 kg/d
Stężenie osadu 7,9 kg/m3
Objętość osadu 221,2 m3/d
Tabela 27. Zestawienie maksymalnej dobowej produkcji osadu przy pracy bez osadników wstępnych i
wydłużonym wieku osadu.
Opis Wartość Jednostka
Ilość osadu 1654,2 kg/d
Stężenie osadu 8,86 kg/m3
Objętość osadu 186,7 m3/d
Tabela 28. Zestawienie maksymalnej dobowej (całkowitej) produkcji osadu ustabilizowanego przy pracy z
osadnikami wstępnymi.
Opis Wartość Jednostka
Ilość osadu 1576 kg/d
Stężenie osadu 36,47 kg/m3
Objętość osadu 43,21 m3/d
Uwaga! Ilość osadów ustabilizowanych zawiera również odpady zewnętrzne dowożone,
poddane procesowi fermentacji na oczyszczalni.
Powyższe parametry to wielkości szacunkowe, wynikające 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:
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 46
Dla I etapu modernizacji (bez realizacji stopnia fermentacji), 12 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.
Tabela 29. Obliczenia urządzenia do zagęszczania/odwadniania osadu w I etapie.
Parametr Wartość Jednostka
Dobowa ilość osadu do odwadniania/zagęszczania (7 dni
tygodnia)
221,2 m3/d
1 747,20 kg/d
Dobowa ilość osadu do odwadniania (5 dni roboczych
odwadniania)
309,68 m3/d
2446,08 kg/d
Czas pracy maszyny 12 h/d
Wydajność robocza 25,8 m
3/h
203,84 kg/h
Obciążenie maszyny (założone) 70 %
Wydajność maksymalna wyliczona 36,9 m
3/h
291,2 kg/h
Wydajność maksymalna przyjęta 40 m
3/h
320 kg/h
Powyższe obliczono dla maksymalnego obciążenia oczyszczalni w I etapie. W praktyce, po
uzyskaniu obciążenia rzędu 20 tys. RLM, co spowoduje wzrost kosztów napowietrzania oraz
polimerów do zagęszczania, należy przystąpić do realizacji wydzielonego stopnia stabilizacji
osadu.
Kolejno przeprowadzono obliczenia dla II etapu.
Z uwagi na znaczący spadek ilości zagęszczanego osadu nadmiernego, przeprowadzono
obliczenia wyłącznie dla stopnia odwadniania.
Następnie sprawdzono przepustowość prasy odwadniającej.
Obliczenie odwadniania
Objętość dobowa powstających osadów (identyczna jak objętość
wsadu) 43,21 m
3/d
Ilość dobowa powstających osadów 1 576,00 kg/d
Zawartość suchej masy w osadzie odbieranym z WKF 36,47 kg/m3
Ilość dni odwadniania w tygodniu 5 -
Objętość osadu do odwodnienia 60,49 m3/d
Sucha masa osadu do odwodnienia 2206,40 kg/d
Czas pracy maszyny 7 h/d
Wydajność hydrauliczna robocza 8,64 m3/h
Wydajność masowa robocza 315,20 kg/h
Przyjęte obciążenie maszyny 70% %
Wyliczona wydajność maksymalna 12,35 m3/h
Wyliczona wydajność maksymalna 450,28 kg/h
Przyjęta wydajność maksymalna (wymagana) 15 m3/h
Przyjęta wydajność maksymalna (wymagana) 500 kg/h
Uwaga. Celem zapewnienia właściwej żywotności urządzeń oraz odpowiednich efektów
odwadniania, przyjęto, iż praca w warunkach normalnych odbywać się będzie z obciążeniem
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 47
wynoszącym nie więcej niż 70 % 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).
Należy zastosować nowy układ odwadniania, higienizacji i transportu osadu, składający się z:
Prasy 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.
Z przeprowadzonych powyżej wyliczeń wynika, iż należy dobrać zagęszczacz o
wydajności 40 m3/h i 320 kg/h oraz prasę o wydajności 15 m
3/h i 500 kg/h.
Jak widać w pierwszym etapie prasa będzie niedociążona masowo, ale wpłynie to korzystnie
na efekt uzyskiwanego stopnia odwodnienia i w efekcie na obniżkę kosztów
zagospodarowania osadów.
3.4 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 48
Tabela 30. Obliczenie wydajności linii wapnowania i przenośników.
Parametr Wartość Jednostka
Wydajność maksymalna urządzenia do odwadniania 500 kg/h Dawka wapna 0,3 kg/kg sm
Wyliczona wydajność dozowania wapna 150 kg/h
Maksymalna wydajność dozowania wapna 200 kg/h
Wydajność linii transportu (sucha masa!) 700 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.
3.5 Ilości powstających osadów.
W poniższej tabeli zestawiono docelową ilość powstających osadów.
Tabela 31. Obliczenie ilości powstających docelowo osadów.
Ilości powstających osadów
Ilość dobowa powstających osadów 1576,00 kg/d
Roczna ilość powstających osadów 575,24 Mg sm/rok
Zapotrzebowanie roczne na wapno, mg / rok 172,57 Mg/rok
Sucha masa łącznie 747,81 Mg sm/rok
Gęstość nasypowa osadu bez wapna 1,2 kg/m3
Gęstość nasypowa osadu przefermentowanego z wapnem 1,25 kg/m3
Przyjęta zawartość s m po prasie 22,00% % sm
Procent s m po prasie i wapnowaniu 28,60% %
Mokra masa 2615 Mg/rok
Roczna objętość osadów 2092 m3/rok
Uwaga:
Powyższe obliczenie dotyczy skrajnego maksymalnego obciążenia oczyszczalni (25 000
RLM) po wykonaniu stopnia stabilizacji. 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 49
4 Ostateczny zakres przyjętej modernizacji i rozbudowy
oczyszczalni
4.1 Opis ogólny.
Analizując zebrane dane podtrzymano 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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 50
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
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 51
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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 52
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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 53
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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 54
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.
4.2 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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 55
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. Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów.
2. Modernizacja systemu CO oczyszczalni - po wykonaniu kotłowni biogazowej.
3. Wpięcie nowych obiektów do systemu AKPiA i elektroenergetycznego.
4. Uzupełnienie układu komunikacyjnego oczyszczalni.
4.2.1 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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 56
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.
Parametry stacji nie ulegają zmianie w zależności od przewidywanego obciążenia
oczyszczalni.
4.2.2 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
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 57
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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 58
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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia kanalizacji zasadniczo skróci się czas pracy
równoległej obu krat, co wydłuży okresy międzyremontowe. Zdecydowanie nie zaleca się
zwężania krat względem kanałów.
4.2.3 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).
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. W przypadku doszczelnienia kanalizacji częstotliwość użytkowania zbiorników
spadnie, przy czym nadal są one ważnym elementem stabilizacji dopływu do stopnia
biologicznego, a także zapewniają przechwycenie ścieków w razie prac w węzłach
oczyszczalni lub przy zaniku prądu.
4.2.4 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.
Celem zapewnienia możliwości okresowego czyszczenia, komory muszą mieć możliwość
pominięcia.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 59
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.
Proponuje się przyjąć następujący podział komór:
Tabela 32: Szacunek objętości i wymiarów komór.
Wymiary reaktorów
Parametr Wartość Jednostka
Defosfatacja, długość 4,50 m
Defosfatacja, szerokość 12,00 m
Defosfatacja, głębokość 4,00 m
Defosfatacja, ilość 2,00 szt
Defosfatacja, objętość 432,00 m3
Predenitryfikacja, długość 4,50 m
Predenitryfikacja, szerokość 12,00 m
Predenitryfikacja, głębokość 4,00 m
Predenitryfikacja, ilość 2,00 szt
Predenitryfikacja, objętość 432,00 m3
Denitryfikacja, długość 27,50 m
Denitryfikacja, szerokość 12,00 m
Denitryfikacja, głębokość 4,00 m
Denitryfikacja, ilość 2,00 szt
Denitryfikacja, objętość 2 640,00 m3
Nitryfikacja, długość 47,50 m
Nitryfikacja, szerokość 12,00 m
Nitryfikacja, głębokość 4,00 m
Nitryfikacja, ilość 2,00 szt
Nitryfikacja, objętość 4 560,00 m3
Całkowita objętość reaktora 8 064,00 m3
Uwaga! Przy wykonywaniu projektu należy zaktualizować obliczenia procesowe w oparciu o
najświeższe dane eksploatacyjne i wydzielić objętość komory dwufunkcyjnej w zależności od
najświeższych wyników (znaczący wpływ może mieć uszczelnianie kanalizacji, stąd na
obecnym etapie – dla czystości obliczeń, nie określa się tej wielkości, jako nadmiernie
uzależnionej od ewentualnych zmian stopnia szczelności zlewni). Ponieważ proporcja komór
jest uzależniona od proporcji dostępnego węgla organicznego i azotu, zaleca się przy
prowadzeniu badań ścieków sprawdzać również ich jakość po zasymulowaniu procesu
sedymentacji wstępnej – poprzez analizę zawartości azotu i węgla z próbek poddanych
godzinnej sedymentacji.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 60
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.
Rozwiązanie techniczne węzła ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM w następującym zakresie:
Zmniejszeniu ulega ilość dyfuzorów napowietrzających.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 61
Korekcie ulega podział komór objętości poszczególnych komór funkcyjnych.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, ścieki surowe ulegną zatężeniu, a możliwa do
odprowadzenia do odbiornika ilość zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych spadnie. W
efekcie sprawność stopnia biologicznego będzie musiała być WYŻSZA, co wpływa na
konieczność utrzymania wysokiego standardu wyposażenia!
4.2.5 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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, przy dobrych parametrach osadu, możliwa będzie stała praca
jednym osadnikiem. Nie jest jednak dopuszczalne wykonanie tylko jednego osadnika – w
razie jakiejkolwiek awarii następuje skażenie środowiska i ucieczka osadu czynnego do
odbiornika.
4.2.6 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 62
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.
Rozwiązanie techniczne węzła generalnie nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z
30 do 25 tys. RLM.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, zmniejszeniu ulega ilość czynnych pomp, co wydłuży okresy
międzyremontowe urządzeń.
4.2.7 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
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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 63
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).
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 30C, wyłączanie
poniżej 25C, 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.
Rozwiązanie techniczne węzła generalnie nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z
30 do 25 tys. RLM, jedynie niezbędna wydajność dmuchaw ulega obniżeniu.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 64
4.2.8 Modernizacja układu magazynowania i dozowania koagulantu do
chemicznego usuwania fosforu.
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 33: Obliczenie zużycia koagulantu w warunkach usuwania nadmiaru fosforu, przy utrzymaniu
procesu defosfatacji biologicznej.
Opis Wartość Jednostka
Układ bez osadnika
wstępnego
Układ z osadnikiem
wstępnym
Lato Zima Lato Zima
Stężenie fosforu do strącenia 3,05 2,58 nie trzeba nie trzeba g/m3
Przepływ średni przez reaktory
biologiczne, bez uwzgl. recyrkulacji 4190,7 m
3/d
Przepływ maks. godzinowy przez
reaktory biologiczne, bez uwzgl.
Recyrkulacji
419,1 m3/h
Współczynnik zwiększający dawkę
uwzględniający m. in. straty koagulantu 1,7 -
Zapotrzebowanie na żelazo w procesie
strącania 2,8 gFe/gP
Zawartość żelaza w preparacie 0,11 %
Przepływ średni godzinowy 174,61 m3/d
Ładunek godzinowy fosforu do
usunięcia, dla przepływu średniego 0,53 0,45
Wbudowany w biomasę
kg/h
Ładunek godzinowy fosforu do
usunięcia, dla przepływu maks.
godzinowego
1,28 1,08 kg/h
Dawka preparatu na kg fosforu do
usunięcia 41,75 41,75 g PIX/gP
Dawka preparatu na m3 ścieków 127,46 107,9 g PIX/m3
Ciężar właściwy preparatu 1500,00 kg/m3
Dawka dm3 preparatu na m3 ścieków 0,085 0,072 dm
3
PIX/m3
Dawka dm3 preparatu dla przepływu
średniodobowego 14,84 12,55
dm3 PIX /
h
Dawka dm3 preparatu dla przepływu
maks. godzinowego 35,6 30,1
dm3 PIX /
h
Ostateczna wydajność maksymalna pompy musi wynosić 40 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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 65
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 40 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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM, jedynie niezbędna wydajność pomp ulega obniżeniu z 50 do 40 dm3/h.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła – negatywny
wpływ doszczelnienia, objawiający się koniecznością zatrzymania większej ilości fosforu
(niższy zrzut do odbiornika) jest zwykle kompensowany poprawą stabilności procesu
defosfatacji.
4.2.9 Modernizacja pompowni przewałowej, zabudowa układu wody
technologicznej.
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. Proponuje się zabudowę min. 4
pomp (2 duże, 2 małe), przy czym wydajność pomp należy wyliczyć na etapie projektu –
trwające działania związane z doszczelnianiem zlewni wpłyną na zmianę obciążenia
hydraulicznego oczyszczalni.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 66
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. 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:
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 67
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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM, wydajność pomp musi zapewniać usunięcie wód deszczowych -
powodziowych.
W przypadku doszczelnienia sieci i zmniejszenia objętości wód przypadkowych
dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła – zmniejsza się
wymagany czas pracy pomp, a w efekcie wydłużeniu ulega ich żywotność.
4.2.10 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.
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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM, pozwoli to na wydłużenie czasu retencji osadu, a zatem optymalizację procesu
odwadniania.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 68
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających do
oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
4.2.11 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 500 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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 69
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).
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. Nieznacznemu skróceniu ulegną czasy pracy urządzeń, co wydłuży ich
żywotność.
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających
do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 70
4.2.12 Montaż układu transportu i wapnowania (wraz z silosem wapna) osadu
odwodnionego.
Należy zabudować układ magazynowania i dozowania wapna oraz transportu osadu i wapna.
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 roboczej do 150 kg/h i maksymalnej 200 kg/h
(możliwość stabilizacji chemicznej osadu – np. w okresie czyszczenia WKF).
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 należy zdemontować.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. Zmniejszeniu ulega wymagany czas pracy maszyn.
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających
do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
4.2.13 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 2092 m3
osadu, magazyn winien zapewnić objętość zatrzymanego osadu na poziomie 697,3 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 580-600 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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 71
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.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana minimalna powierzchnia placu.
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających
do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
4.2.14 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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 72
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 600 m2 i przyjętej wysokości średniej 4 metry
oraz ok. trzech wymianach na godzinę, należy zabudować biofiltr o wydajności 7 200 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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 73
Rysunek 1. Poglądowy schemat modułowego biofiltra.
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana wydajność biofiltra dla placu
składowego.
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających
do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
4.2.15 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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 74
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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 75
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 ok. 300 kW (zależnie od dobranych urządzeń) 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 rzędu 45-55 kW (2 takie odbiory – dmuchawy, zależnie od dobranych na etapie
projektu urządzeń).
Rozwiązanie techniczne węzła nie ulega zmianie przy zmniejszeniu obciążenia z 30 do
25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana minimalna powierzchnia placu.
Doszczelnienie sieci i zmniejszenie objętości wód przypadkowych dopływających
do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.
4.2.16 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:
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 76
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).
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 77
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 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 78
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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 79
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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 80
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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM.
4.2.17 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 81
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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, ewentualnie
na etapie projektu może dojść do zmniejszenia średnic przewodów.
4.2.18 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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 82
4.2.19 Budowa nowego, wydzielonego układu stabilizacji osadów.
W ramach wykonania tego węzła, przewiduje się realizację opisanych poniżej prac:
4.2.19.1 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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, objętość
osadnika może ulec zmniejszeniu przy wyeliminowaniu wód przypadkowych.
4.2.19.2 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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM.
4.2.19.3 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.
Zakłada się, iż pojemność czynna dla fermentacji jednostopniowej wyniesie nie mniej, niż
ok. 1300 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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 83
Wymagania technologiczne WKF.
Minimalne wyposażenie zbiornika:
Mieszadło mechaniczne z rurą centralną o mocy rzędu 6 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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 84
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. 120-130kW 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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 85
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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 86
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 34: Porównanie systemów mieszania
Mieszadła szybkoobrotowe Mieszadła wolnoobrotowe
Zawartość zbiornika jest mieszana niezależnie o
kierunku obrotu mieszadła
Zawartość zbiornika jest mieszana przy obrotach
mieszadła w jednym określonym kierunku, przy
zmianie kierunku obrotów mieszania nie ma
By usunąć zanieczyszczenia włókninami z wirnika
mieszadła zmienia się kierunek obrotów, po zmianie
kierunku mieszadło nadal miesza zawartość zbiornika
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.
Możliwe jest wyciągnięcie całego mieszadła z
wirnikiem ze zbiornika bez konieczności jego
opróżniania
Nie ma możliwości wyjęcia mieszadła ze zbiornika
bez jego opróżnienia
Wał mieszadła uszczelniony jest uszczelnieniem
wargowym smarowanym, smar jest podawany w
sposób ciągły przez automatyczną pompę smaru
Wał mieszadła uszczelniony jest za pomocą
uszczelnienia labiryntowego wypełnionego cieczą,
poziom cieczy trzeba stale kontrolować i uzupełniać
Rewersyjna praca mieszadła pozwala likwidować
powstającą na powierzchni osadu pianę która jest
zasysana do rury pionowej i doprowadzana na dno
zbiornika
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 nie
działają duże momenty a obciążenie mieszadłem ma
głównie kierunek pionowy łatwy do przeniesienia
przez konstrukcję
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 wystarczy jedynie zwiększenie długości rury
centralnej bez konieczności ingerencji w konstrukcję
samego mieszadła
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.
Wlot do rury centralnej umieszczony jest w
niewielkiej odległości nad dnem zbiornika
zapewniając zasysanie osadu z samego dna dolnego
stożka
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 87
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.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, jedynie
objętość komory zredukowano z 1550 do 1300 m3.
4.2.19.4 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.
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 88
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.).
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM.
4.2.19.5 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 673,3 m3/d) 28,05 m
3/h. Zakładając
współczynniki nierównomierności 1,8 należy przyjąć przepływ biogazu na poziomie
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 89
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.
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).
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 90
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.
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/m
2 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 91
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:
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 92
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 z
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 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.
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
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 93
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. 174 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. 160 kW. Zaleca się
przebudować/wymienić palnik istniejącego kotła na dwupaliwowy – z możliwością zasilania
biogazem i gazem miejskim.
Podstawowe wymagania:
Minimalna moc cieplna kotła – 160 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
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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 94
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 = 28,05 m3/h oraz obciążenia
agregatu na poziomie 75% mocy, należy dobrać jednostkę o mocy elektrycznej rzędu 85-90
kW. Ponieważ przy obecnym poziomie cen, eksploatacja takiej jednostki znajduje się na
pograniczu ekonomicznej, rekomenduje się wstrzymanie realizacji jednostki i zakup agregatu
w późniejszych etapach.
Rozwiązanie nie ulega zmianie przy obniżeniu obciążenia z 30 do 25 tys. RLM, jedynie
obniżono wymaganą wydajność agregatu kogenracyjnego.
5 Charakterystyka urządzeń technologicznych
zmodernizowanej i rozbudowanej oczyszczalni
Wymagania dotyczące standardów oraz charakterystyka urządzeń są określone w I części
koncepcji.
6 Usytuowanie nowych obiektów wraz z ich powiązaniem
z obiektami istniejącymi
Usytuowanie nowych obiektów jest determinowane istniejącą infrastrukturą i nie ulega
zmianie. Proponowane lokalizacje wraz z ich powiązaniem z obiektami istniejącymi
i modernizowanymi pokazano na planszy zagospodarowania terenu oczyszczalni po jej
modernizacji i rozbudowie, którą zamieszczono w I części opracowania.
7 Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla
oczyszczalni.
Wstępny dobór instalacji, maszyn i urządzeń dla kompleksowej modernizacji i rozbudowy
oczyszczalni w Złotoryi przedstawiono w I części koncepcji.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 95
8 Harmonogramy modernizacji i rozbudowy oczyszczalni
8.1 Proponowany podział modernizacji i rozbudowy oczyszczalni
na etapy
Proponowana kolejność prac nie ulega zmianie i jest przedstawiona w I części koncepcji.
9 Podsumowanie
W niniejszym opracowaniu zawarto kompletne obliczenia technologiczne, określające pracę
oczyszczalni ścieków po jej modernizacji i dostosowaniu do warunków docelowego
obciążenia – zmienionego z 30 do 25 tys. RLM.
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 m
3d
przepływu maksymalnego i oczyszczając ładunek pochodzący od ok. 25 000 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.
Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi, część III – marzec 2014
TIM II Maciej Kita ul. Czapli 57, 44-100 Gliwice, www.tim2.pl
Strona | 96
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).
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
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. Dodatkowo
należy sprawdzić proporcje azotu i węgla w próbach poddanych procesowi sedymentacji.
Niezależnie od prac związanych z oczyszczalnią ścieków, należy wdrożyć program działań
związanych z kontrolą i uporządkowaniem systemu kanalizacyjnego.