Analiza możliwości

termicznego

unieszkodliwiania

osadów ściekowych Krakowa

Wytyczne UE dotyczące

zagospodarowania

osadów

ściekowych

•

Do 2015 wyposażenie wszystkich aglomeracji
o RLM ≥ 2000 w systemy kanalizacji zbiorczej

•

Zobowiązanie do redukcji osadów składowanych w

stosunku do masy osadów wytworzonych w 1995 r.:

o 25 % do 2010 roku
o 50 % do 2013 roku
o 65 % do 2020 roku

Gospodarka osadami ściekowymi

Krakowa

• Rozbudowa i modernizacja oczyszczalni Płaszów

• Ilość powstających osadów - 23 000 Mg/rok suchej

masy

• osadów o zawartości suchej masy 29 % - tego jest

wiecej!!!

• Zagospodarowanie osadów - deponowanie na

składowiskach odpadów:
PPHU Komart Sp. z o.o. w Knurowie oraz Jednostki

Ratownictwa Chemicznego Sp. z o.o. w Tarnowie

Wykorzystanie osadów ściekowych

• W rolnictwie
• Rekultywacja terenów, w tym gruntów na

cele rolne

• Dostosowywanie gruntów do określonych

potrzeb

• Uprawa roślin przeznaczonych do produkcji

kompostu

• Uprawa roślin nieprzeznaczonych do

spożycia i produkcji pasz

Ograniczenia stosowania osadów

• Odpowiednie tereny
• pH ≥ 5,6
• Brak bakterii z rodzaju Salmonella
• Dopuszczalna łączna liczba żywych jaj

pasożytów jelitowych w 1 kg suchej masy:
w rolnictwie 0
pozostałe ≤ 300

• Nieprzekroczenie normowych wartości

metali ciężkich

Dopuszczalne ilości metali w mg/kg

s.m.

w wykorzystywanych osadach

ściekowych

Metale

Rolnictwo,

rekultywacja

gruntów na

cele rolne

Rekultywacja

terenów na cele

nierolne

Dostosowywani

e gruntów

Ołów (Pb)

500

1.000

1.500

Kadm (Cd)

10

25

50

Rtęć (Hg)

5

10

25

Nikiel (Ni)

100

200

500

Cynk (Zn)

2.500

3.500

5.000

Miedź (Cu)

800

1.200

2.000

Chrom (Cr)

500

1.000

2.500

Termiczne unieszkodliwianie

osadów ściekowych

Spalanie

W piecach półkowych

W piecach obrotowych

W piecach fluidalnych

Współspalanie

W spalarniach odpadów komunalnych

W cementowniach

W elektrowniach

Procesy alternatywne

Mokre utlenianie

Zgazowanie

Piroliza

Problemy związane ze współspalaniem

• Brak spalarni odpadów komunalnych

• Osady ściekowe nie zaliczane do biomasy

• Spalanie osadów traktowane jako

współspalanie odpadów a nie spalanie biomasy

• Przekroczenie norm emisji tlenków azotu

powyżej 1 % dodatku osadów do węgla

Zalety spalania w piecu fluidalnym

• Elastyczność pracy
• Brak części ruchomych pieca
• Intensywne i równomierne spalanie
• Długi czas dopalania nad złożem
• Całkowite wypalenie masy osadu
• Mniejsza emisja tlenków azotu
• Prawidłowa dystrybucja powietrza
• Dobre wymieszanie złoża
• Intensywna wymiana ciepła między warstwą

fluidalna a powierzchnia ogrzewalną

Krakowskie osady ściekowe

Stosowane procesy przeróbki:

• Zagęszczanie
• Fermentacja mezofilowa
• Odwadnianie mechaniczne

Własności:

• Zawartość suchej masy 29 %
• Zawartość wilgoci 71 %

Właściwości paliwowe

wysuszonych osadów ściekowych

Założenia przyjęte do obliczeń

• Osady suszone do zawartości 68 % suchej

masy

• Powietrze do spalania wstępnie podgrzane

w wymienniku ciepła do temperatury 500ºC

• Temperatura spalania 950ºC

Warunki spalania autotermicznego

w

D

> Q

STRAT

Średnia wartość opałowa osadów po fermentacji:

w

D s.m.

= 10,75 MJ / kg s.m.

Wartość opałowa osadu:

w

D

= x∙ w

D s.m.

+ w ∙ w

D H2O

w

D

= 7,31 MJ / kg

Wartość opałowa odniesiona do wydajności 64 Mg/d s.m.:

w

D

= 8 MW

Sprawdzenie autotermiczności procesu

dla wydajności 64 Mg/dobę suchej masy

osadu

8 MW > 4,5 MW

Bilans ciepła jest dodatni,

co oznacza spełnienie warunku autotermiczności

Podgrzanie suchej

masy

Q

PSM

= smo ∙ c

P

∙ ΔT

0,5 MW

Podgrzanie wilgoci

Q

1

= M

2

∙ c

P

∙ ΔT

0,1 MW

Odparowanie wilgoci

Q

2

= M

2

∙ r

0,9 MW

Przegrzanie pary

Q

3

= M

2

∙ c

P

∙ ΔT

0,5 MW

Podgrzanie powietrza

Q

PPOW

= m

POW

∙ c

P

∙

ΔT

2,1 MW

Obmurowanie pieca

Q

OBM

= 5% ∙ w

D

0,4 MW

Bilans ciepła

dla wydajności 64 Mg/dobę suchej masy

osadu

Ciepło powstałe w wyniku spalenia osadu ściekowego

wystarczy na wstępne podgrzanie powietrza

w wymienniku ciepła od temperatury 20ºC do 500ºC

Do wykorzystania pozostanie energia w ilości 3,4 MW

Entalpia spalin

Q

SPALIN

= m

SPALIN

∙ c

P

∙ ΔT

5,5 MW

Podgrzanie

powietrza

Q

POW.2

= m

POW

∙ c

P

∙ ΔT

2,1 MW

Wykorzystanie energii powstałej ze

spalenia

64 Mg/dobę suchej masy osadu

Energia cieplna może zostać wykorzystana:

w agregatach prądotwórczych do wytworzenia

energii elektrycznej lub dostarczyć ciepło

konieczne do odparowania wilgoci w suszarce

Podsuszenie w

suszarce

Q

SUSZ

= M ∙ r

2,5 MW

Rezerwa ciepła

Q

REZ

= Q

ZYSK

-

Q

SUSZ

0,9 MW

Schemat wykorzystania ciepła ze

spalenia osadów do produkcji energii

elektrycznej