Technologia oczyszczania ścieków

Oczyszczalnia Ścieków "ŁĄCZA" została oddana do eksploatacji w grudniu 1998r. jako centralna oczyszczalnia ścieków dla Zielonej Góry. Jest zlokalizowana ok. 7km na północ od miasta i na zachód od wsi Łężyca, w odległości 2 - 3 km od dróg relacji Czerwieńsk - Wysokie oraz Zielona Góra - Wysokie.

Dojazd do oczyszczalni prowadzi od strony Łężycy drogą odchodzącą na zachód od drogi relacji: Zielona Góra - Wysokie, na północnym skraju wsi Łężyca. Teren oczyszczalni okalają lasy (od strony południowej i północnej) oraz łąki i nieużytki od strony wschodniej i zachodniej.

Oczyszczalnia o przepustowości Qśrd = 51.225m3/d  została zaprojektowana w układzie mechaniczno -  biologicznego oczyszczania ścieków z biologiczną defosfatacją, denitryfikacją i nitryfikacją oraz chemicznym strącaniu pozostałego fosforu.
Ścieki doprowadzane są do oczyszczalni kanałem otwartym  wyposażonym w  budowle spiętrzające tworzące 5 zbiorników retencyjnych o pojemności łącznej: 84 000 m3 .

Kanał dopływowy kończy przelewowa komora separacyjna, gdzie nadmiar ścieków deszczowych odprowadzany jest obejściem technologicznym  oczyszczalni. W 2006 roku została zakończona budowa suszarni osadów jako pierwszy etap inwestycji rozbudowy węzła osadowego o instalację suszenia i spalania osadów ściekowych a w roku obecnym drugi etap - spalarnia będąca na etapie trwającego rozruchu technologicznego.


 

Schemat technologiczny

Część mechaniczna

Ścieki z separacyjnej komory przelewowej przepływają otwartym kanałem dopływowym, w którym wbudowana została zwężka pomiarowa, do budynku krat. W celu umożliwienia przyjmowania do oczyszczalni ścieków dowożonych taborem asenizacyjnym wybudowano punkt zlewny wyposażony w pomiar przepływu i czytniki kart magnetycznych


punkt zlewny

Ścieki z punktu zlewnego odprowadzane są do kanału dopływowego przed pomiarowe urządzenia rejestrujące.


kraty rzadkie

Dwie mechanicznie czyszczone kraty rzadkie o prześwicie 50 mm zlokalizowane zostały w budynku krat, przepompowni głównej i sit. Zatrzymane skratki za pomocą przenośnika taśmowego odprowadzane są do kontenera, higienizowane wapnem chlorowanym i wywożone na składowisko odpadów.

Z komory krat rzadkich ścieki dopływają do przepompowni głównej wyposażonej w pięć pomp zatapialnych. Pompy tłoczą ścieki z kanału dopływowego do sit. W budynku krat, przepompowni i sit zainstalowano pięć obrotowych sit gęstych o prześwicie 2.5 mm.


sita obrotowe

Skratki zatrzymane na sitach za pomocą przenośnika ślimakowego podawane są do odwodnienia na prasie do skratek a odwodnione skratki zbierane w kontenerach, higienizowane wapnem chlorowanym i wywożone na składowisko odpadów.

Ścieki oczyszczone na sitach dopływają do dwóch podwójnych, pracujących w układzie równoległym piaskowników przedmuchiwanych z usuwaniem ciał pływających. W piaskownikach zatrzymywany jest piasek o średnicy zastępczej powyżej 0.16 mm w stopniu wyższym niż 95%. Powietrze do napowietrzania piaskowników dostarczane jest przez dmuchawy zainstalowane  w  budynku krat, przepompowni głównej i sit Mieszanina ścieków i piasku osadzającego się w kinetach piaskowników przetłaczana jest za pomocą pomp zatapialnych zainstalowanych na pomostach przejezdnych do koryt zlokalizowanych wzdłuż piaskowników skąd trafia do dwóch  pompowni pulpy piaskowej. Stąd pulpa piaskowa podawana jest do odwodnienia w separatorach piasku umieszczonych w oddzielnym budynku.


piaskowniki przedmuchiwane


separatory piasku

Odwodniony piasek za pomocą przenośników ślimakowych transportowany jest do kontenerów i następnie wywożony na składowisko odpadów. Ciała pływające zgarniane są przez zgarniacze do komór zbiorczych skąd wywożone na składowisko odpadów. Ścieki zbierające się w komorach zbiorczych pod kożuchem ciał pływających  za pomocą pomp zatapialnych przetłaczane są do komór piaskowników, co pozwala na zmniejszenie objętości przeznaczonych do wywozu  ciał pływających.

Po opuszczeniu piaskowników ścieki doprowadzane są do osadników wstępnych, składających się z trzech równoległych komór, rurociągiem GFK DN 1600 z istniejącej komory rozdzielczej nr 5. W celu równomiernego rozdziału ścieków do poszczególnych osadników zastosowano w korytach rozdzielczych jazy z napędem ręcznym i elektrycznym z regulacją położenia krawędzi przelewowej oraz zastawki kanałowe otwierane w dół. Osadniki zostanły wyposażone w zgarniacze łańcuchowe do zgarniania osadu dennego i ciał pływających oraz w obrotowe rynny zbiorcze ciał pływających. Ścieki z osadników odpływają poprzez żelbetowe koryta przelewowe o szerokości 60 cm z przelewami pilastymi wykonanymi ze stali nierdzewnej.

Wytrącony w osadniku osad usuwany jest z  każdego leja osadowego oddzielnie przez system rurociągów wyposażonych w zasuwy nożowe z napędami elektrycznymi oraz pomiar zawartości suchej masy w osadzie do pompowni osadów  i dalej do grawitacyjnego zagęszczacza osadu wstępnego. Z zagęszczacza osad trafia do instalacji odwadniania (prasa komorowa lub taśmowa) i następnie poddawany jest termicznej przeróbce w instalacji suszenia i spalania osadów.


Część biologiczna

Z części mechanicznej oczyszczalni ścieki przepływają przez komorę zbiorczo-rozdzielczą, gdzie po wymieszaniu z osadem recyrkulowanym  z osadników wtórnych zasilają komorę defosfatacji wyposażoną w 4 mieszadła zatopione wywołujące ruch cyrkulacyjny mieszaniny ścieków i osadu zapobiegając jednocześnie sedymentacji. W następnym etapie ścieki rozprowadzane są do 3 zasilanych równolegle, wykonanych w kształcie obiegowym, komór napowietrzania. Niezbędny tlen doprowadzany jest do układu przy pomocy wirników napowietrzających, wymuszających jednocześnie krążenie osadu czynnego w zbiornikach. Praca wirników sterowana jest automatycznie, dzięki czemu możliwe jest wytworzenie naprzemiennych stref aerobowych i anaerobowych, a co za tym idzie prowadzenie procesów nitryfikacji i denitryfikacji we wspólnej komorze nie wymagającej dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej.

 
komory napowietrzania i defosfatacji

Wysokość zwierciadła ścieków w komorach napowietrzania utrzymywana jest, niezależnie od wielkości napływu na stałym poziomie przez regulowane automatycznie jazy przelewowe. Umożliwia to stałą kontrolę głębokości zanurzenia łopatek wirników i związaną z tym skuteczność napowietrzania. Cały proces technologiczny kontrolowany jest przez sondy tlenowe zainstalowane w komorach osadu czynnego oraz alternatywne urządzania do stałej kontroli zawartości azotu amonowego w odpływających ściekach. Dzięki takiemu zdublowanemu systemowi możliwy jest wybór opcji sterowania procesem - według parametrów tlenowych lub zawartości azotu amonowego w komorach osadu czynnego.


osadniki wtórne

Ścieki z komór napowietrzania osadu czynnego dopływają do komory rozdzielczej, gdzie następuje ich równomierny rozdział na sześć równolegle pracujących osadników wtórnych radialnych. W osadnikach następuje  sedymentacja osadu czynnego i klarowanie ścieków oczyszczonych. Ścieki oczyszczone z osadników wtórnych odpływają do kanału odprowadzającego ścieki do odbiornika. Wysedymentowany na dnie osadników osad czynny za pomocą zgarniaczy osadu przemieszczany jest do lejów osadników, skąd odpływa do przepompowni osadu recyrkulowanego i nadmiernego. Zbierające się na powierzchni osadników ciała pływające odprowadzane są do przepompowni ciał pływających, skąd tłoczone do głównej przepompowni ścieków i oddzielane w części mechanicznej oczyszczalni. Do odpływającej z komór napowietrzania mieszaniny osadu i oczyszczonych ścieków dodawane są także sole żelaza w postaci Fe2(SO4)3 -PIX 113 w celu wytrącenia pozostałej ilości fosforu.

Taki układ technologiczny - beztlenowa komora defosfatacji poprzedzająca układ naprzemiennych stref aerobowych i anaerobowych - stwarza preferencyjne warunki rozwoju niektórych gatunków bakterii potrafiących zakumulować w komórkach zwiększone ilości fosforu.

Odwadnianie osadu

Przyrastający w procesie biologicznego oczyszczania ścieków osad nadmierny przepompowywany jest do trzech grawitacyjnych zagęszczaczy osadu. Po około 3 dobach przetrzymania, zagęszczony grawitacyjnie osad poddawany jest  procesowi chemicznego kondycjonowaniu.


grawitacyjne zagęszczacze osadu


prasa komorowa

W procesie tym stosowane są sole żelaza Fe+3 oraz kationowy polielektrolit w postaci emulsji. Tak przygotowany osad poddawany jest procesowi odwadniania w komorowej prasie filtracyjnej o pojemności 10,5 m3.

Po około 3 godzinach filtracji uzyskuje się uwodnienie osadu w granicach 72-75% (28-25 % suchej masy).

Odwodniony osad nadmierny po rozdrobnieniu trafia do kontenera skąd wywożony jest do dalszego wykorzystania rolniczego bądź transportowany do instalacji suszenia.


Instalacja termicznej przeróbki osadów


budynek instalacji termicznej przeróbki osadów

Suszarnia

Opis technologii suszenia

Zastosowana technologia nazywana przez producenta firmę VOMM turbo-suszarką oparta jest na wytwarzaniu w suszarce trzech faz materiału (wilgotna, gęstoplastyczna, sucha). Osad wewnątrz suszarni znajduje się w ciągłym ruchu wytworzonym przez turbulencje wywołane przez obracający się z dużą prędkością wał z zainstalowanymi na nim łopatami wewnątrz cylindra z płaszczem grzewczym. Podczas przylegania cienkiej warstwy osadu do ścianek cylindra możliwe jest dokonanie wymiany ciepła przy dużej sprawności termicznej. Proces suszenia jest procesem pośrednim i nie wpływa on na modyfikację osadu i w rzeczywistości obróbka cieplna polega na przepływie gorącego gazu procesowego i utrzymaniu produktu w temperaturze 80°C ÷ 90°C oraz w podciśnieniu 30 ÷ 35 mbar. Czas przebywania osadu wewnątrz suszarki to około 2 ÷5 minut.


instalacja suszenia

Układ technologiczny

Osad po odwodnieniu w prasie komorowej lub taśmowej transportowany przenośnikiem trafia do zbiornika S1(1) osadu mokrego o pojemności 190 m3. Zbiornik jest wyposażony w ruchome urządzenie rozładunkowe. Dalej osad surowy transportowany jest do dozownika przed suszarką i dalej do wnętrza turbo suszarki (2).

Turbo suszarka charakteryzuje się:

  • Przepustowość 3,4 m3/h osadu surowego (850 kg s.m.o/h)
  • Czas pracy 8000 h/r
  • Ilość odparowanej wody 2422kg/h
  • Ilość osadu wysuszonego 20,7 m3/d
  • Uwodnienie osadu wysuszonego 10%

Po przejściu przez suszarkę wysuszony pył osadowy zmieszany z gazem procesowym trafia do cyklonu(3) i dalej do filtra workowego (4) gdzie następuje oddzielenie pyłu od gazu. Po oddzieleniu wysuszony osad transportowany jest dalej do peletyzatora (8) skąd po oddzieleniu od pozostałego pyłu na wytrząsarce trafia w postaci peletu do zbiornika osadu wysuszonego S2 (9) o pojemności czynnej 100m3.

Gaz procesowy recyrkulowany jest z filtra workowego do suszarki poprzez system rurociągów i wentylator procesowy o wydajności 25 000 m3/h. Na rurociągu ssawnym zainstalowana jest przepustnica umożliwiająca usuwanie nadmiaru gazu z układu do kolumny kondensacyjnej i wymiennika powietrze - woda (5) w celu odzysku ciepła. Na rurociągu tłocznym za wentylatorem zainstalowano wymiennik ciepła olej-gaz procesowy służący do utrzymania odpowiedniej temperatury gazu procesowego.

Nadmiar gazu po schłodzeniu w kolumnie kondensacyjnej poddawany jest oczyszczaniu w filtrze chemicznym (6) i odprowadzany do atmosfery.

Jako czynnik grzewczy zastosowano olej diatermiczny ogrzewany do temperatury 280°C÷ 300°C.

Do wytwarzania ciepła potrzebnego do procesu suszenia osadów (w przypadku pracy bez udziału opalarki) zainstalowano kocioł o mocy 2326 kW opalany olejem opałowym.

Dla zapewnienia odpowiedniej ilości wody suszarnia osadów została wyposażona w instalację wody technologicznej, o wydajności 120 m3/h ujmowanej z osadnika wtórnego i poddawanej filtracji oraz dezynfekcji przy użyciu głowicy ultrafioletowej.

 

Spalarnia

Opis technologii spalania

Ruchomy ruszt pieca wyposażony jest w system sterowania prędkością przesuwu wewnątrz komory spalania oraz palnik olejowy modulujący poziom temperatury do wymaganych wartości. Instalacja wyposażona jest w system do selektywnej nie katalitycznej redukcji NOx do cząsteczek N2 przy pomocy 35 % roztworu mocznika.

Wymiennik ciepła spaliny/olej odzyskuje ciepło spalania dla instalacji suszenia osadów. Spaliny po opuszczeniu wymiennika spaliny/olej kierowane są do wymiennika ciepła spaliny/ powietrze w celu ich schłodzenia do temperatury użytecznej dla reaktora spalarni. W celu zobojętnienia kwasów oraz do absorpcji metali ciężkich i dioksyn dozowany jest do kolumny reakcyjnej sorbalit (wodorowęglan sodu oraz węgiel aktywny). Po opuszczeniu wieży reakcyjnej oczyszczone spaliny przechodzą przez filtr workowy i dalej przez komin do atmosfery. Na kominie zamontowana jest instalacja do ciągłego pomiaru emisji spalin.

 
Instalacja spalania

Układ technologiczny

Osad wysuszony zmagazynowany w silosie S2 (9) podawany jest do leja zasypowego spalarki (10). Następnie trafia  na ruszt ruchomy (10b) gdzie następuje spalanie osadu. Spaliny przepływają przez komorę adiabatyczną (10a) gdzie przetrzymywane są przez 3 sekundy.

Ruchomy ruszt pieca wyposażony jest w system sterowania prędkością przesuwu, regulowany system dozowania powietrza i regulację warstwy paliwowej w celu optymalizacji pracy spalarki.

Komora adiabatyczna wyposażona jest w palnik olejowy oraz instalację dozowania roztworu mocznika.

Z komory spaliny przechodzą do wymiennika ciepła spaliny/olej (12) podgrzewając olej diatermiczny do temperatury 280°C stanowiąc źródło ciepła dla suszarni osadów.

W skład sekcji oczyszczania gazów odlotowych wchodzą cyklon, wieża reakcyjna, filtr workowy, wentylator i komin.

Spaliny po wydostaniu się z wymiennika spaliny/olej (12) przenoszone są do cyklonu (13) gdzie następuje oddzielenie substancji pylistych i dalej poprzez rekuperator (14) -wymiennik spaliny/powietrze gdzie następuje podgrzanie powietrza podmuchowego oraz schłodzenie spalin do temperatury 180°C - do filtra workowego (15).

Przed filtrem workowym spaliny przechodzą przez wieżę reakcyjną, w której zachodzi proces mieszania z sorbentem w celu wyeliminowania ze spalin niebezpiecznych substancji lotnych (metali ciężkich, dioksyn, substancji kwaśnych).

Spaliny po wyjściu z filtra są przenoszone przy pomocy wentylatora do komina (16) i dalej do atmosfery.

Podczas procesu w komorze spalania powstające żużle usuwane są spod rusztu w sposób automatyczny, schładzane wodą i przenoszone do kontenera.  Pyły spod cyklonu i filtra workowego zbierane są do big-bagów i ręcznie transportowane do miejsca tymczasowego składowania.

Wybrane parametry spalarni:

  • Wydajność: 850 kg s.m.o/h
  • Temperatura procesu w komorze: 850°C
  • Powierzchnia paleniska:   5 m2
  • Przepływ powietrza i spalin powrotnych : 12 000 kg/h
  • Czas pobytu w komorze adiabatycznej:   2 s