Technologia oczyszczania ścieków

Oczyszczalnia Ścieków “ŁĄCZA” została oddana do eksploatacji w grudniu 1998r. jako centralna oczyszczalnia ścieków dla Zielonej Góry.

Teren oczyszczalni okalają lasy (od strony południowej i północnej) oraz łąki i nieużytki od strony wschodniej i zachodniej.

Oczyszczalnia o przepustowości Q_śrd = 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 , w roku 2011 drugi etap – spalarnia. W roku 2021oddano do eksploatacji instalację fermentacji metanowej a w 2022 roku „Stanowisko czyszczenia specjalistycznych pojazdów technicznych”

Schemat technologiczny

 

Część mechaniczna

Ścieki na oczyszczalnię wpływają otwartym kanałem dopływowym, w którym wbudowana została zwężka pomiarowa. W dalszej kolejności trafiają na kraty i dalej przepompowywane są na sita.

 

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 zainstalowano pięć obrotowych sit gęstych o prześwicie 2.5 mm.

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 dostarczają dwie dmuchawy zainstalowane w budynku przepompowni głównej. Mieszanina ścieków i piasku osadzającego się w kinetach piaskowników przetłaczana jest za pomocą pomp zatapialnych. Stąd pulpa piaskowa podawana jest do odwodnienia w separatorach piasku oraz procesowi płukania w płuczkach piasku umieszczonych w oddzielnym budynku.

 

 

Odwodniony, wypłukany piasek za pomocą przenośników ślimakowych transportowany jest do kontenerów i następnie wywożony na składowisko odpadów.

Po opuszczeniu piaskowników ścieki doprowadzane są do osadników wstępnych, składających się z trzech równoległych komór. Osadniki zostały wyposażone w zgarniacze łańcuchowe do zgarniania osadu dennego i ciał pływających oraz w obrotowe rynny zbiorcze ciał pływających.

Wytrącony w osadniku osad usuwany jest z każdego leja osadowego oddzielnie przez system rurociągów. Prowadzony jest również pomiar zawartości suchej masy w osadzie. Dalej osad trafia do grawitacyjnego zagęszczacza osadu wstępnego.

Celem stworzenia możliwości czyszczenia pojazdów technicznych typu WUKO  wybudowano jednostanowiskowy obiekt, w zakres którego wchodzi: jako urządzenie wolnostojące urządzenie do ciśnieniowego mycia, wanna żelbetowa (usytuowana częściowo wewnątrz budynku) o wymiarach 13,8 x 2,9 x 3,03 m, w której zainstalowano lej zasypowy z przenośnikiem śrubowym, separator bębnowy zgromadzonych zanieczyszczeń, przenośnik spiralny do transportu zatrzymanych zanieczyszczeń do kontenera, pompy do odcieków, pompy pulpy piaskowej, separator – płuczka piasku wraz z przenośnikiem do transportu piasku poza obrys budynku, urządzenie do odzysku wody technologicznej z instalacji, płyta najazdowa do zewnętrznego mycia pojazdów.

Stanowisko jest zlokalizowane, w pobliżu budynku hali krat i przepompowni głównej.

Skratki z separatora są transportowane za pomocą przenośnika śrubowego do kontenera znajdującego się na zewnątrz budynku, na placu manewrowym przy hali krat.

Przepompownię pulpy piaskowej wykonano w wydzielonej, przegłębionej części kanału jako przepompownię z pompami zatapialnymi

Pulpa piaskowa tłoczona jest pompami do piasku, rurociągami wykonanymi ze stali nierdzewnej do separatora-płuczki piasku. Wypłukany piasek transportowany jest do kontenera znajdującego się na zewnątrz budynku, na placu manewrowym przy hali krat .

Ewakuowane skratki  oraz piasek są gromadzone w kontenerach przeznaczonych do transportu samochodem.

W budynku czyszczenia pojazdów zainstalowano automatyczną stację zlewną ścieków dowożonych.

Stacja zlewna zawiera: dwa systemy sterowania z modułem identyfikującym przewoźników, ciąg pomiarowo-spustowy wyposażony w następujące elementy: przepływomierz o średnicy DN 150, naczynie pomiarowe, zasuwę z napędem pneumatycznym, kompresor, układ płukania ciągu.

Zebrane dane są przesyłane do centralnej dyspozytorni oczyszczalni.

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.

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 amoniaku 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 zawartości amoniaku lub zawartości azotu amonowego w komorach osadu czynnego.

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.

Fermentacja

Zgęszczony osad wstępny pompowany jest do zbiornika osadu zagęszczonego zmieszanego. Osad nadmierny z zagęszczacza grawitacyjnego osadu nadmiernego grawitacyjnie trafia do budynku pasteryzacji tłuszczy, gdzie zlokalizowano instalację zagęszczania mechanicznego osadu nadmiernego. Zagęszczanie osadu nadmiernego odbywa się na zagęszczarkach talerzowych. Proces wymaga wspomagania dozowania wodnych roztworów polielektrolitu. Osad nadmierny po zagęszczeniu mechanicznym trafia do zbiornika osadu zagęszczonego zmieszanego, gdzie następuje mieszanie osadu wstępnego i nadmiernego przed podaniem do dalszej obróbki w instalacji hydrolizy termiczno-tlenowej i dalej do wydzielonych komór fermentacyjnych.

Osad zmieszany, podawany jest za pomocą pomp zlokalizowanych w budynku wielofunkcyjnym do procesu termicznej hydrolizy osadu i dalej za pomocą pomp do wydzielonych komór fermentacyjnych.

Zainstalowano dwie równoległe linie hydrolizy. Głównym elementem każdej linii stanowi reaktor, w którym zachodzą procesy hydrolizy termiczno-tlenowej osadu. Ilość ciepła dostarczana do reaktora ma na celu uzupełnienie energii cieplnej potrzebnej na podgrzanie świeżego osadu doprowadzanego do wymiennika w układzie instalacji i utrzymanie stabilnej temperatury wewnątrz reaktora. Reaktory powiązane są technologicznie z układem wymienników ciepła osad/osad, gdzie dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy osadem z reaktorów a osadem zmieszanym Schłodzony do 40-42°C osad z reaktorów odprowadzany jest szarżami do komór WKF. Dzięki wysokiej temperaturze osadu z reaktorów, komory WKF nie wymagają dodatkowej instalacji grzewczej. Temperatura osadu w reaktorze hydrolizy termicznej wynosi ok. 65°C – przy odpowiednim czasie zatrzymania w reaktorze gwarantuje higienizację osadu.

Zakłada się, iż proces fermentacji osadu będzie przebiegał dwustopniowo:

I etap: termiczna tlenowa hydroliza i higienizacja osadów ściekowych.

W wyniku działania procesów termicznych dochodzi do całkowitej i nieodwracalnej higienizacji osadów, jak również do zmiany struktury cząsteczkowej osadu, ułatwiając mechaniczny i biochemiczny rozkład związków organicznych. Proces hydrolizy do związków prostszych prowadzony jest przez bakterie termofitowe w środowisku enzymów zewnątrzkomórkowych. Ww. procesy powodują większy rozkład związków organicznych, zwiększenie produkcji biogazu oraz większa podatność osadu przefermentowanego na odwadnianie, czego efektem jest mniejsza ilość produkowanych osadów.

II etap: beztlenowa stabilizacja osadów ściekowych w zamkniętej komorze fermentacyjnej z odzyskiem i gospodarką biogazem.

W celu zapewnienia odpowiedniej temperatury osadu w komorach fermentacyjnych przewidziano recyrkulację osadu z każdej komory poprzez wymiennik ciepła zlokalizowany w budynku maszynowni. Podgrzewanie osadów w wymiennikach ma miejsce tylko w przypadku postoju instalacji termicznej hydrolizy. Osad recyrkulowany pobierany jest z dolnej bądź centralnej części komory fermentacyjnej, dalej przepływa przez wymiennik ciepła, gdzie w przeciwprądzie następuje jego ogrzanie gorącą wodą. Tak podgrzany osad tłoczony jest z powrotem do poszczególnych komór fermentacyjnych. Proces prowadzi się za pomocą pomp recyrkulacyjnych, przy czym fermentujący osad pobierany jest z dna komory fermentacyjnej (lub z części centralnej komory) rurociągami połączeniowymi i doprowadzany do pomp przewodem ssawnym. Następnie pompy tłoczą osad przez wymiennik ciepła.

W komorze fermentacyjnej prowadzony jest proces fermentacji mezofilowej. Czas zatrzymania osadu w komorze wynosić ok. 22 dni. W tym czasie następuje częściowy rozkład substancji organicznych zawartych w osadzie. Do intensywnego mieszania zawartości każdej komory fermentacyjnej służy mieszadło śmigłowe montowane do dachu zbiornika. Mieszadło wyposażone jest w dwa śmigła – dolne zapobiegające sedymentacji osadu i kreujące ruch osadu, górne zapobiegające tworzeniu się kożucha. Kożuch tworzący się na powierzchni osadu w komorze, składający się ze stałych, specyficznych i lekkich składników wsadu (takich jak włosy, szczecina, drewno, tłuszcz itp., które mają tendencję do komprymowania się), jest rozbijany przez mieszadło. Zapewnia to powtórne wmieszanie części pływających w aktywną część objętości komory.

Podczas zasilania komór fermentacyjnych nowym osadem zmieszanym, następuje wypieranie przefermentowanego osadu z dna leja poprzez rurociąg piętrzący. Przefermentowany osad odprowadzany jest na zewnątrz komór fermentacyjnych do instalacji odwadniania (zbiorniki osadu przefermentowanego).

W zamkniętej komorze fermentacyjnej WKF jako produkt rozkładu substancji organicznych wydzielać się biogaz. Ujęty biogaz po procesie odsiarczania na złożu suchym trafia do zbiornika magazynowego, skąd transportowany jest do spalania. Przed trafieniem do instalacji spalania w agregatach kogeneracyjnych biogaz oczyszczany jest w instalacji do usuwania siloksanów. Biogaz wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej na potrzeby oczyszczalni. W agregatach kogeneracyjnych prowadzony jest również odzysk ciepła, które wykorzystane zostaje na potrzeby ogrzewania osadów podawanych do komór fermentacyjnych.

Odcieki z procesu odwadniania osadu kierowane są do zbiornika retencyjnego filtratu i dalej do stacji chemicznego usuwania fosforu z filtratu. Sklarowana ciecz w osadniku pokoagulacyjnym odprowadzana do kanału zbiorczego osadu powrotnego z osadników wtórnych. Osad pokoagulacyjny kierowany jest pompowo do zbiorników osadu przefermentowanego.

• objętość komór fermentacji 2 x 2450 = 4900 m3.
• czas fermentacji : 22 doby
• obciążenie komory sucha masą organiczną: 1,70 kg s.m.o./m³ ×d
• zakładana dobowa ilość biogazu : 4000 m ³ /d
• 2 jednostki kogeneracyjne o mocy elektrycznej 253 kW i 305kWt każda.

Instalacja przyjęcia tłuszczy i ciał pływających z piaskowników,

Przed i w budynku wielofunkcyjnym zlokalizowana jest instalacja przyjęcia tłuszczy składająca się z punktu przyjmowania tłuszczy zlokalizowanego na zewnątrz budynku oraz pomp, maceratora, reaktora i pomp dozujących do WKF zlokalizowanych w budynku.

• maksymalna przepustowość hydrauliczna: 12 m3 /d
• maksymalna gęstość przyjmowanych odpadów: 1100 kg/m3
• zawartość części stałych: maks. 3,5 %
• pH: 6-8

Przewidziano dowóz tłuszczy wozami asenizacyjnymi oraz doprowadzenie układem tłocznym z komór tłuszczowych z piaskowników. Tłuszcze przyjmowane są do zbiornika magazynowego tłuszczy którego pojemność odpowiada dobowej ilości dowożonych oraz przetłoczonych tłuszczy. Zbiornik wyposażony jest w pompy zatapialne podające tłuszcze do zbiornika pośredniego oraz kratę rzadką (40mm) zabezpieczającą instalację w układzie zrzutu z wozów asenizacyjnych. Zbiornik wyposażony jest w układ grzewczy przeciwdziałający zestalaniu tłuszczy zawartych we flotatach. Tłuszcze przetłaczane są następnie do zbiornika pośredniego oraz podgrzewane do właściwej temperatury procesu 70° C w rurowym wymienniku ciepła. Zbiornik pośredni pełni rolę bufora i służy ujednoliceniu dowożonych tłuszczy. Tłuszcze są w  nim wstępnie podgrzewane, mieszane i cyrkulowane. Właściwą temperaturę uzyskuje się na wymienniku osad/woda gorąca, z którego tłuszcze trafiają do reaktora, gdzie w temperaturze ok. 70°C w określonym czasie (30 min) dochodzi do pasteryzacji tłuszczy . Po procesie pasteryzacji, tłuszcze przetłaczane są do WKF.

Odwadnianie osadu

Do odwadniania osadu przefermentowanego służy prasa: komorowa zlokalizowana w budynku przeróbki osadów. Zagęszczony grawitacyjnie osad poddawany jest procesowi chemicznego kondycjonowaniu. 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 72-78% (22-28 % zawartości suchej masy).

Odwodniony osad po rozdrobnieniu magazynowany jest pod wiatą. Okresowo jest wywożony,   do dalszego wykorzystania rolniczego. Węzeł osadowy wyposażony jest w instalację higienizacji przy użyciu wapna palonego.

 

grawitacyjne zagęszczacze osadu