Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi ... · Koncepcja modernizacji...

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

mailto:[email protected]



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



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



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).



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



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



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


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).



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.


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 dla doby

o przepływie maksymalnym 850,0* m

3/h


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



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



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.



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


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 -



Strona | 12



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


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


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


Stężenie osadu i recyrkulacja

Stężenie osadu czynnego w reaktorach 2,25 g/m3

Maks. stopień recyrkulacji zewnętrznej 53,00% %



Strona | 13



Średnie stężenia zanieczyszczeń w dopływie do reaktorów biologicznych

BZT5 357,94 g/m3




Średnie stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych

BZT5 5,00 g/m3




Azot organiczny 2,00 g/m3

Azot amonowy 0,00 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



Strona | 14



Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 1 703,06 kg sm / d

Obliczony tlenowy wiek osadu 6,02 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


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


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



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.






RLM 25 000,00 -




BZT5 60,00 g/(M*d)







BZT5 1 500,00 kd/d







BZT5 357,94 g/m3







BZT5 0,00 -


Azot ogólny 0,15 -




BZT5 0,00% %




Ładunki całkowite

BZT5 1 500,00 kg/d









Strona | 16



BZT5 357,94 g O2/m3






Wymiary reaktorów












Denitryfikacja, dł 27,50 m

Denitryfikacja, szer 12,00 m

Denitryfikacja, głęb 4,00 m


Denitryfikacja, V D 2 640,00 m3

Nitryfikacja, dł 47,50 m

Nitryfikacja, szer 12,00 m

Nitryfikacja, głęb 4,00 m


Nitryfikacja, V N 4 560,00 m3








BZT5 357,94 g/m3





BZT5 5,00 g/m3














Strona | 17








Wymagany współczynnik bezpieczeństwa SF dla procesu nitryfikacji 1,78 -



Wymagany udział obj. denitryfikacji w całk. obj. Reaktora 0,32 -






Obciążenie substratowe osadu czynnego 0,06 kg BZT5/kg sm d













Usuwanie fosforu














Zapotrzebowanie na tlen w procesach biodegradacji zw. Węgla 1 728,48 kg O2 / d




Wydajność dmuchaw








Stężenie nasycenia tlenem obliczeniowe dla głębokości wprowadzenia

tlenu = 3,85m 12,84 mg O2/L




Strona | 18



Minimalna ilość tlenu - wielkość zużycia może się wahać w stosunku

1/7 24,11 kg/h





3 pow) / 1m

głębokości

Sprawność napowietrzania dla głębokości H = 3,85m 38,53 (gO2/m

3 pow) /

3,85 m głębokości

















2*h)










Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej

wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,28 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.



Strona | 19

Tabela 9. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury

20 st. C. 25 000 RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu






RLM 25 000,00 -




BZT5 60,00 g/(M*d)







BZT5 1 500,00 kd/d







BZT5 357,94 g/m3







BZT5 0,00 -


Azot ogólny 0,15 -




BZT5 0,00% %




Ładunki całkowite

BZT5 1 500,00 kg/d







BZT5 357,94 g O2/m3








Strona | 20

Wymiary reaktorów





























BZT5 357,94 g/m3





BZT5 5,00 g/m3
























Strona | 21




















Usuwanie fosforu


















Wydajność dmuchaw









tlenu = 3,85m 10,88 mg O2/L



1/7 17,53 kg/h





3 pow) / 1m

głębokości


3 pow) /






Strona | 22















2*h)

















Strona | 23

Tabela 10. Zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla temperatury

12 st. C. 25 000 RLM, stężenie osadu zapewniające stabilizację osadu






RLM 25 000,00 -




BZT5 60,00 g/(M*d)







BZT5 1 500,00 kd/d







BZT5 357,94 g/m3







BZT5 0,00 -


Azot ogólny 0,15 -




BZT5 0,00% %




Ładunki całkowite

BZT5 1 500,00 kg/d







BZT5 357,94 g O2/m3








Strona | 24

Wymiary reaktorów





























BZT5 357,94 g/m3





BZT5 5,00 g/m3
























Strona | 25




















Usuwanie fosforu


















Wydajność dmuchaw









tlenu = 3,85m 12,84 mg O2/L



1/7 16,95 kg/h





3 pow) / 1m

głębokości


3 pow) /






Strona | 26















2*h)















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



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.






RLM 25 000,00 -




BZT5 60,00 g/(M*d)







BZT5 1 500,00 kd/d







BZT5 357,94 g/m3








Strona | 28




BZT5 0,00 -


Azot ogólny 0,15 -




BZT5 35,00% %




Ładunki całkowite

BZT5 975,00 kg/d

Zawiesina ogólna 673,75 kg/d






BZT5 232,66 g O2/m3






Wymiary reaktorów




















Nitryfikacja, ilość 2,00 m










Strona | 29




BZT5 232,66 g/m3





BZT5 5,00 g/m3








Ładunek BZT5 975,00 kg/d

Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d









nitryfikacji 1,80 -







Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 637,45 kg sm/d









Stężenie azotu NH4 w ściekach podawanych do komory

nitryfikacji 56,96 g/m

3






Usuwanie fosforu











Strona | 30



Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 762,13 kg sm / d









Wydajność dmuchaw

















3 pow) / 1m

głębokości


3 pow) / 3,85 m

głębokości

















2*h)










Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z 0,5h

przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 m



Strona | 31






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





RLM 25 000,00 -




BZT5 60,00 g/(M*d)







BZT5 1 500,00 kd/d







BZT5 357,94 g/m3







BZT5 0,00 -


Azot ogólny 0,15 -




BZT5 35,00% %




Ładunki całkowite

BZT5 975,00 kg/d

Zawiesina ogólna 673,75 kg/d








Strona | 32

Ilość i jakość ścieków dopływających


BZT5 232,66 g O2/m

3






Wymiary reaktorów




















Nitryfikacja, ilość 2,00 m











BZT5 232,66 g/m3





BZT5 5,00 g/m3








Ładunek BZT5 975,00 kg/d

Ładunek zawiesiny ogólnej 673,75 kg/d





Strona | 33









nitryfikacji 1,80 -







Przyrost osadu z rozkładu związków węgla 693,50 kg sm/d










Wymagany stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% -

Przyjęty stopień recyrkulacji całkowitej 469,58% -




Usuwanie fosforu









Przyrost osadu, całkowity, z uwzględnieniem usuwania fosforu 810,72 kg sm / d








Maksymalne godzinowe zużycie tlenu 82,01 kg O2 / d

Wydajność dmuchaw


Godzinowe zapotrzebowanie tlenu 82,01 kg O2 / d










Strona | 34






Zawartość tlenu w powietrzu 278,00 g O2 / m3




3 pow) / 1m

głębokości


3 pow) /




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.


Opis Wartość Jednostka













2*h)

















Strona | 35

Tabela 14. Osadnik wtórny: zestawienie podstawowych parametrów technicznych i technologicznych dla

napływów pory deszczowej dla okresu docelowego w wersji z osadnikami wstępnymi.















2*h)










Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa

sklarowanej wody z 0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,03 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.













Objętość osadników 1990,51 m3


2*h)







Strona | 36








Strefa rozdziału i przepływu wstecznego (wysokość słupa sklarowanej wody z

0,5h przepływu po 0,5h opadania zawiesin) 1,87 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.



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



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,



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.



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.



Strona | 41

Tabela 17. Ilości powstających osadów w układzie z osadnikiem wstępnym.


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.


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



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.


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.


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 %


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



Strona | 43


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.


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.



Przyjęta przepustowość odsiarczalni 50 m3/h

Obliczenie zbiornika biogazu.



Przyjęty czas retencji 6 h

Objętość wyliczona zbiornika 168,33 m3

Objętość przyjęta 200 m3

Obliczenie pochodni biogazu.



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



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.



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.



Strona | 45

Tabela 25. Obliczenie ilości powstających osadów przefermentowanych.


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.


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.


Ilość osadu 1654,2 kg/d



Tabela 28. Zestawienie maksymalnej dobowej (całkowitej) produkcji osadu ustabilizowanego przy pracy z

osadnikami wstępnymi.


Ilość osadu 1576 kg/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:



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.


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



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.



Strona | 48

Tabela 30. Obliczenie wydajności linii wapnowania i przenośników.


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.



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



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



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.



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



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.



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.



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.



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



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.



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).


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.



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























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



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.



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.


25 tys. RLM.


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.



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.


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).



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.


dopływających do oczyszczalni, nie wpływa na zmianę rozwiązania węzła.



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.


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).



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.


25 tys. RLM, jedynie niezbędna wydajność pomp ulega obniżeniu z 50 do 40 dm3/h.


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.



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:



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.


25 tys. RLM, wydajność pomp musi zapewniać usunięcie wód deszczowych -

powodziowych.


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.


25 tys. RLM, pozwoli to na wydłużenie czasu retencji osadu, a zatem optymalizację procesu

odwadniania.



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.



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).


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.



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.


25 tys. RLM. Zmniejszeniu ulega wymagany czas pracy maszyn.



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).



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.


25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana minimalna powierzchnia placu.



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



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.



Strona | 73

Rysunek 1. Poglądowy schemat modułowego biofiltra.


25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana wydajność biofiltra dla placu

składowego.



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.



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.



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).


25 tys. RLM. Nieznacznemu zmniejszeniu ulega wymagana minimalna powierzchnia placu.



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.



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.



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.



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.



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.



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.



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.




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.


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).



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



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.



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



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



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.



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.).


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



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).



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.



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.



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



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.



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.



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.



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.

Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi ... · Koncepcja modernizacji...

Documents

Transcript of Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi ... · Koncepcja modernizacji...