Oczyszczanie ścieków komunalnych w

technologii „Biovac”.

SPIS TREŚCI:

1.Ogólna charakterystyka ścieków komunalnych.

2. Opis ogólny oszyszczalni ścieków wykonanej w technologii „Biovac”.

3. Schemat technologiczny oczyszczalni typu „Biovac”.

I .Oszyszczalnia wstępna.

II .Oczyszczalnia biologiczno - chemiczna.

III .Przeróbka osadu.

IV . System sterowania.

V .Efekty oczyszczania ścieków w technologii „Biovac”.

1.Ogólna charakterystyka scieków komunalnych.

Ścieki komunalne (miejskie) są to ścieki bytowo-gospodarcze, deszczowe, przemysłowe wody drenażowe oraz tzw. Wody przypadkowe i i nfiltracyjne, które przedostają się do kanalizacji w sposób niekontrolowany wskutek jaj nieszczelności.

Ścieki bytowo gospodarcze są odpływami pochodzącymi z gospodarstw domowych, biur, drobnych zakładów - są związane bezpośrednio z życiem człowieka. Ścieki ptrzemysłowe powstają w wyniku procesów produkcyjnych, a ich skład częstyo daleko odbiega od składu ścieków bytowo - gospodarczych i zależy od charakteru produkcji danego zakładu. Wody drenażowe są to wody dopływające do kanalizacji przez zorganizowany system melioracji miejskich i przemysłowych. Wody spływające podczas opadów atmosferycznych z placów, dachów, ulic, z powierzchni terenu utwardzonego itp. nazywa się ściekami deszczowymi.

Ścieki komunalne ze względu na miejsce powstania charakteryzują się bardzo zróżnicowanym skłóadem jakościowym i ilościowym. Główne zanieczyszczenia występujące w ściekach komunalnych to substancje organiczne, np.białka, tłuszcze i węglowodany, zanieczyszczenia biogenne jak azot i fosfor, które powodują eutrofizację wód odbiorników i masowy rozwój w nich glonów. Największa część fosforu w ściekach jest pochodzenia nieorganicznego i składa się głównie z ortofosforanów i polifosforanów, refrakcyjne, toksyczne, kwasy, zasady, sole i inne. Nie ma typowych ścieków miejskich, dlatego trudno jest je dokładnie scharakteryzować, bez podania ich pochodzenia .

Przykładowe charakterystyki ścieków komunalnych.

Wskaźnik	Łódź	Namysłów	Koszalin
pH BZT5,mg/l ChZT, mg/l ChZT/BZT5 Zawiesiny, mg/l Azot, mg/l Fosfor, mg/l BZT5/N BZT5/P	7,4 - 7,9 140,0 380,0 2,7 150,0 32,2 8,3 4,3 16,7	7,2 600,0 1200,0 2,0 500,0 30,0 10,0 20,0 60,0	7,5 278,2 720,0 2,6 272,0 60,0 15,7 4,6 17,7

2.Opis ogólny oszyszczalni ścieków wykonanej w technologii „Biovac”.

Oczyszczalnie ścieków BIOVAC pracują wg znanej metody SBR - Sequence Batch Reactors. Jest to stosowana od wielu lat z dobrym skutkiem metoda pozwalająca w optymalny sposób usunąć zarówno substancje organiczne jak i zawiesiny. W połączeniu z dozowaniem chemikaliów daje również znaczną redukcję fosforu. Cechą szczególną jest wyjątkowa precyzja realizacji poszczególnych faz procesu technologicznego poprzez zastosowanie najnowocześniejszych systemów sterowania, opartych na sterownikach PLC (Programowalny Sterownik Logiczny) z wykorzystaniem systemów typu MMI oraz SCADA dla monitoringu pracy urządzeń oczyszczalni oraz wizualizacji procesów .System BIOVAC reprezentuje przyszłościowy system oczyszczania ścieków, przy jego konstruowaniu uwzględniono najnowsze rygorystyczne wymagania władz w zakresie ochrony środowiska. Szczególny nacisk położono na następujące aspekty:

- wysoki stopień oczyszczania ścieków i stabilność rezultatów,

- niezawodność eksploatacyjna,

- niskie koszty eksploatacji,

- duża elastyczność w zakresie wydajności,

- dobre warunki pracy personelu.

Typoszereg oferowanych oczyszczalni ścieków obejmuje wydajności od 1 do 1000 m3/d i umożliwia praktyczne rozwiązanie problemu oczyszczania ścieków w przedziale od 5-ciu do 5000 mieszkańców. W oczyszczalniach typu BIOVAC mogą występować trzy zasadnicze części związane ze sposobem obróbki ścieków :

- oczyszczalnia wstępna,

- oczyszczalnia biologiczno-chemiczna,

- przeróbka osadu.

3.Schemat technologiczny oczyszczalni typu „Biovac”.

1.Dopływ grawitacyjny,

2.Przepompownia,

3.Komora rozprężna,

4.Krata workowa,

5.Zbiornik retencyjny,

6.Reaktory,

7.Przepompownia osadu,

8.Zbiornik osadu,

9.Urządzenie do odwadniania osadu,

10.Dmuchawy reaktorów,

11.Dmuchawy zbiornika osadu.

I .Oszyszczalnia wstępna.

Składają się na nią zwykle :

- przepompownia ścieków,

- piaskownik,

- różnego rodzaju systemy krat (koszowe, workowe , itp.)

Kraty pozwalają na usunięcie zanieczyszczeń o charakterze ciał stałych napływających razem ze ściekami. W piaskowniku następuje dalszy proces filtracji, adsorpcji oraz biologiczny rozkład tlenowy. Oczyszczanie wstępne w przypadku technologii BIOVAC nie jest zwykle potrzebne dla małych oczyszczalni.

II .Oczyszczalnia biologiczno - chemiczna.

Oczyszczalnia biologiczno-chemiczna ścieków składa się z :

- zbiornika retencyjnego,

- jednego lub kilku reaktorów wyposażonych w system napowietrzania,

- systemu podawania chemikaliów,

- mikroprocesorowego systemu sterownia i nadzoru.

Określoną wydajność oczyszczalni osiąga się poprzez odpowiednie dobranie liczby i pojemności reaktorów, oraz odpowiednie zaprogramowanie urządzeń sterujących w zależności od jakości dopływających ścieków. Modułowa struktura oczyszczalni umożliwia jej rozbudowę, poprzez zwiększenie liczby zbiorników i przeprogramowanie urządzeń sterujących.

OPIS CAŁEGO PROCESU OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW.

Ścieki zbierane są w (zwykle całkowicie zakopanym pod ziemią) zbiorniku retencyjnym. Spełnia on następujące funkcje:

- wyrównuje zmienne koncentracje ścieków,

- służy jako bufor przy dużych zmianach w dopływie ścieków,

- zatrzymuje substancje o charakterze ciał stałych,

- służy jako stacja pomp dla reaktorów oczyszczających.

W zbiorniku retencyjnym zainstalowane są pompy tłoczące ścieki do reaktora oczyszczającego.

Reaktor funkcjonuje jako niezależna biologiczna lub biologiczno-chemiczna oczyszczalnia ścieków. W wyniku napowietrzania zachodzą w nim (przy udziale zawartych w ściekach mikroorganizmów) biologiczne procesy, rozkładu tlenowego zanieczyszczeń. Proces biologiczny może być dodatkowo wspomagany poprzez dozowanie niewielkiej ilości środków chemicznych (PIX - produkcji krajowej), w celu usunięcia nadmiaru fosforu - metoda strącenia symultanicznego. Oddzielenie zanieczyszczeń jest efektem sedymentacji następującej po okresie napowietrzania. W każdym z reaktorów występuje zarówno napowietrzanie jak i sedymentacja. Procesy te zachodzą cyklicznie a każdy z cykli składa się z pięciu faz.

1.Napełnianie - Reaktor przyjmuje ścieki ze zbiornika retencyjnego i napowietrza je cyklicznie. Faza ta trwa aż do całkowitego napełnienia reaktora.

2.Reakcja - Reaktor napowietrzany jest nieprzerwanie nie przyjmując w tym czasie ścieków.

3.Sedymentacja - Napowietrzanie zostaje przerwane i reaktor przechodzi w fazę spoczynku. W wyniku sedymentacji następuje opadanie cząsteczek osadu na dno reaktora.

4.Odpływ - Najpierw odprowadzany jest z reaktora nadmiar osadu czynnego do oddzielnego zbiornika, następnie warstwa wody oczyszczonej odpływa grawitacyjnie - czynnościami tymi sterują automatyczne zawory.

5.Przerwa - Reaktor wchodzi w fazę przerwy, podczas której napowietrzany jest pozostający w nim osad.

Reaktor wykonał w ten sposób jeden cykl i jest gotowy do przyjęcia nowej porcji ścieków.

Pojemność reaktora przy przyjmowaniu nowej porcji ścieków zależy od jego pojemności geometrycznej i ilości osadu czynnego pozostającego stale w reaktorze. Reaktor podzielony jest na strefy zależnie od następujących czynników :

A.Poziom osadu czynnego - uzależniony od tego na jakiej wysokości zamontowany jest spust osadu nadmiernego. Osad czynny zajmuje ok. 35% łącznej pojemności reaktora. Poziom ten jest stały niezależnie od dopływu ścieków.

B.Pojemność strefy bezpieczeństwa - pojemność tej strefy zawarta jest pomiędzy poziomem odpływu osadu, a oczyszczonej wody i określona poziomem przyrostu osadu czynnego. Po zakończeniu każdego cyklu oczyszczającego, nadmiar osadu odprowadzany jest do oddzielnego zbiornika, gdzie ulega zagęszczeniu. Tak określona strefa bezpieczeństwa zajmuje ok. 15% łącznej pojemności reaktora.

C.Pojemność użytkowa reaktora - przez pojemność użytkową rozumiemy pojemność reaktora przy obróbce nowych porcji ścieków w kolejnych cyklach oczyszczających. Normalnie pojemność użytkowa wynosi około 50% łącznej pojemności reaktora.

Stopień wykorzystania pojemności reaktora i długość cyklu oczyszczania regulowane są zgodnie z wymogami jakościowymi stawianymi przez właściciela oczyszczalni lub władze, w oparciu o profesjonalne doświadczenia firmy z eksploatacji wielu oczyszczalni ścieków.

Liczba cykli i czas ich trwania może być z góry zaprogramowana lub też regulowana automatycznie w zależności od rzeczywistego dopływu ścieków. Procesy zachodzące w reaktorze w trakcie trwania cyklu eliminują potrzebę stosowania niektórych operacji stanowiących słabe punkty układów konwencjonalnych:

- sedymentacji w wydzielonych osadnikach wtórnych,

- recyrkulacji ścieków i osadów.

Stały cykl pracy reaktorów wymaga wyrównania dopływu ścieków w ciągu doby. Zbiorniki retencyjne, stosowane w układzie technologicznym oczyszczalni , spełniają rolę zbiorników wyrównawczych i uśredniających stan i skład ścieków kierowanych do procesu oczyszczania. Fakt ten ma również pozytywne znaczenie dla stabilności procesu oczyszczania, gdyż nierównomierny dopływ ścieków, zarówno w sensie ilościowym jak i składu, wpływa niekorzystnie na pracę małych oczyszczalni w układach konwencjonalnych.

Połączenie reaktorów poprzez "drenaż" i system zaworów pozwala na przetransportowanie osadu czynnego z reaktorów już pracujących do reaktorów uruchamianych, co daje możliwości stopniowego dostosowania przepustowości oczyszczalni do ilości napływających ścieków, np.: przy etapowaniu budowy kanalizacji i nowych przyłączy.

W oczyszczalniach posiadających więcej niż jeden reaktor każdy z nich może funkcjonować jako niezależna oczyszczalnia posiadająca własny system napowietrzania z oddzielną dmuchawą , armaturą i zaworami połączonymi z głównymi rurociągami. Centralny system sterowania łączy poszczególne reaktory w całość technologiczną zapewniając jednocześnie pełną autonomię każdego reaktora. Dzięki temu oczyszczalnia posiada dużą elastyczność oraz pewność działania w razie ewentualnych awarii urządzeń lub okresów przeglądów.

Zastosowany w oczyszczalniach BIOVAC automatyczny cykl - "Proces przyśpieszony" zwiększa przepustowość oczyszczalni o 30-40%, rejestrując jednocześnie czas jego trwania i ilość ścieków oczyszczonych w tym cyklu. Proces ten pomimo, że traktowany jest jako stan awaryjny, zapewnia prawidłowe działanie oczyszczalni w stanach nadzwyczajnych nierównomierności napływu ścieków wywołanych np.: awariami instalacji, ulewnymi deszczami, roztopami.

III .Przeróbka osadu.

W części tej występują :

- zbiorniki stabilizacji osadu,

- systemy napowietrzające zbiorników osadu,

- urządzenia odwadniające.

Osad nadmierny w czwartej fazie pracy reaktora odprowadzany jest do zbiorników osadu. Zadaniem ich jest zagęszczenie zbędnej już biomasy. Zbiorniki te mogą być dodatkowo wyposażone w urządzenia do stabilizacji tlenowej. W dalszym postępowanie ze znacznie już zmineralizowaną biomasą osadu nadmiernego można zastosować jedną z dwóch metod :

- usunięcie osadu ze zbiorników i wywiezienie do większej oczyszczalni (wozy asenizacyjne),

- odwodnienie osadu przy pomocy urządzeń typu draimad (worki z osadem o poj. ok. 80l).

Sposoby usuwania osadu zależne są od warunków lokalnych i wielkości oczyszczalni. Dla przykładu, w przypadku małych oczyszczalni 1-3 m3/d osad nadmierny podawany jest z reaktora do suszarek a stamtąd usuwany na wysypisko śmieci lub zagospodarowywany do celów rolniczych. Poddany stabilizacji tlenowej i odwodniony osad jest brązową kłaczkowatą masą i nie wydziela przykrych zapachów. Jest to w znacznej części zmineralizowana masa organiczna o dość dużej wartości nawozowej, która może być wykorzystana np. do konserwacji terenów zielonych.

IV . System sterowania.

Oczyszczalnie BIOVAC wyposażone są w system automatycznego sterowania oparty na sterownikach PLC i oprogramowaniu dostarczonym przez firmę BIOVAC. System sterujący rejestruje informacje o napływie ścieków i automatycznie dopasowuje zdolność przerobową oczyszczalni. BIOVAC opracował również specjalny program, który automatycznie steruje pracą oczyszczalni w sytuacji silnie zwiększonego napływu ścieków. Nasze oczyszczalnie są całkowicie zautomatyzowane. Urządzenie sterujące kontroluje czy wszystkie pompy, dmuchawy i zawory znajdują się we właściwej pozycji przed wpompowaniem nowej porcji ścieków do reaktora. Jeżeli system odkryje nieprawidłowości, to właściwy moduł automatycznie jest wyłączany z procesu. Urządzenie sterownicze włącza cykliczne napowietrzanie wyłączonego modułu, kierując jednocześnie ścieki do modułu następnego. Zarejestrowane zakłócenia można odczytać na tablicy informacyjnej (display) w oczyszczalni ścieków lub w centrali kontrolnej. W przypadku awarii sieci elektrycznej system (wyposażony w baterię) rejestruje w którym punkcie proces został przerwany. Po ponownym włączeniu prądu program startuje w tym samym punkcie, w którym został zatrzymany. Urządzenia nasze mają wbudowaną ochronę przeciwko dużym wahaniom napięcia prądu. Oczyszczalnia może być dodatkowo wyposażona w agregaty prądotwórcze. System sterujący rejestruje dane dotyczące eksploatacji urządzeń przez dłuższe okresy. Dane te można w prosty sposób odczytać, służą one jako informacje o przebiegu pracy oczyszczalni. Zastosowanie automatyki przemysłowej opartej na najnowszych osiągnięciach przemysłu elektronicznego pozwala w skuteczny sposób wyeliminować błędy ludzkie w obsłudze oczyszczalni oraz ogranicza prace personelu do okresowego wizytowania obiektu.

V .Efekty oczyszczania ścieków w technologii „Biovac”.

W oczyszczalniach BIOVAC uzyskuje się wysoki stopień usuwania zanieczyszczeń, o czym świadczą wyniki analiz ścieków surowych i oczyszczonych prowadzonych okresowo przez różne instytucje na terenie całego kraju, takie jak :

- Wojewódzki Ośrodek Badań i Kontroli Środowiska,

- Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska,

- Związek Komunalny Wodociągów i Kanalizacji.

Wg założeń projektowych średni stopień usuwania zanieczyszczeń w oczyszczalniach BIOVAC jest następujący:

- usuwanie BZT5: 95 - 99%

- usuwanie ChZT: 86,5 - 95,6%

- usuwanie zawiesiny og.: 95,7 - 99,8%

przy czym stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych nie przekraczają, a nawet są dużo niższe od wartości dopuszczalnych wg rozporządzenia MOŚZNiL.

Wysoki efekt usuwania zanieczyszczeń potwierdzają wyniki analiz ścieków zestawione w tabelach.

Nazwa wskaźnika	Jednostka	Czarna,dn. 25.08.1995 r.			Bielanka,dn.28.12.1995 r.
				Ścieki surowe	Ścieki oczyszc.	Stopień redukcji	Ścieki surowe	Ścieki oczyszc.	Stopień redukcji
BZT5	mg O2/dm3	480	16,2	96,60	358,2	10,9	97,0
ChZT	mg O2/dm3	1130,4	61,5	94,60	722,8	27,1	96,3
azot ogólny	mg N/dm3	83,6	5,24	93,70	86,88	6,524	92,5
fosfor ogólny	mg P/dm3	0,82	0,26	68,30	11,32	1,063	90,6
zawiesina ogólna	mg/dm3	1861	4,0	99,80	212,4	6,4	97,0

Zalety oczyszczalni typu „Biovac”.

Zbiorniki i połączenia miedzy zbiornikami wykonane z tworzyw sztucznych

- nie wymagają konserwacji,

- całkowita odporność na agresywne środowisko ścieków,

- szczelne,

- hermetycznie zamykane (brak uciążliwych zapachów),

- modułowa

- możliwość wyłączenia części urządzeń w celu naprawy lub przeglądu serwisowego,

- możliwość rozbudowy oczyszczalni,

- możliwość zlikwidowania oczyszczalni i przeniesienia w inne miejsce podstawowych elementów technologii,

- zminimalizowany zakres obsługi,

- automatyczny dozór urządzeń sterujących,

- duża stabilność procesu oczyszczania niezależnie od nierównomierności napływu ścieków,

- możliwość pracy przy minimalnym napływie ścieków rzędu 15% nominalnej przepustowości,

- niezakłócona praca przy okresowym przeciążeniu ilością ścieków ponad nominalną przepustowość,

- minimalna strefa ochrony sanitarnej,

- małe zużycie energii elektrycznej,

- duża odporność na przerwy w dostawie energii elektrycznej (w przypadku braku zasilania, odpowiednio dobrane parametry zbiornika retencyjnego oraz możliwość zwiększonego przerobu ścieków przez oczyszczalnię w późniejszym procesie przyspieszonym, eliminuje konieczność ingerencji czynnika ludzkiego. Proces przyspieszony włączy się automatycznie w momencie gdy zaistnieje zagrożenie przepełnienia się zbiornika retencyjnego. Nie wpłynie to na pogorszenie wyników na odpływie przez okres 2-3 dni.).

- proces oczyszczania gwarantuje uzyskanie wymaganych efektów oraz wykazuje wysoką stabilność bez względu na porę roku,

- porcjowa obróbka stwarza bardzo korzystne warunki pracy dla urządzeń oraz nie powoduje przeciążeń sieci zasilającej,

- możliwość wykorzystania urządzeń do odwadniania osadów (np. DRAIMAD) i łatwego włączenia ich w system sterowania oczyszczalnią,

- małą uciążliwość dla terenów przyległych, redukowane przez hermetyzację obiektów i procesów prowadzonych w warunkach tlenowych. Uciążliwość oczyszczalni ścieków będących aktualnie w realizacji mieści się w granicach ogrodzeń obiektu i nie było wymagane tworzenie stref ochronnych.

- niskie koszty eksploatacji.

1

11

---