GOSPODARKA OSADOWO-ODPADOWA


Charakterystyka i ilość odpadów powstających w oczyszczalni

W wyniku procesu oczyszczania ścieków w oczyszczalni powstają następujące odpady:

  • skratki, zebrane z krat, po prasie śrubowej (uwodnienie końcowe ok. 60%);
  • osad (piasek) z piaskownika poziomego i separatora-płuczki piasku (uwodnienie końcowe ok. 76%);
  • osady ściekowe (mieszane - osad wstępny i nadmierny), po przeróbce w zamkniętych komorach fermentacyjnych (ZKF) i odwodnione mechanicznie na wirówkach (uwodnienie końcowe ok. 80%);
  • osady ściekowe wysuszone (uwodnienie końcowe ok. 10%).
Ilości uwodnionych
odpadów powstających
w oczyszczalni w Suwałkach
Sucha masa odpadów
powstających w oczyszczalni
ścieków w Suwałkach

Skratki sprasowane w workach foliowych wywożone są okresowo do Przedsiębiorstwa Gospodarki Odpadami w Suwałkach.

Ilości masowe powstających wyżej wymienionych odpadów są określane każdorazowo dla każdej partii poprzez pomiar bezpośredni - ważenie na wadze samochodowej.

Skratki zawierają ok. 93,0% substancji organicznej.

Piasek z piaskownika zawiera ok. 26,6% substancji organicznej.

Badania sanitarne odwodnionych osadów ściekowych nie wykazywały występowania żywych jaj pasożytów jelitowych. Można przyjąć występowanie żywych jaj pasożytów jelitowych w odwodnionych osadach jako sporadyczne.

Zgodnie z załącznikiem nr 1 do rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 6 lutego2015 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U. 2015 poz. 257) zawartość metali ciężkich w osadach z oczyszczalni w Suwałkach pozwala, aby osady mogły być stosowane w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne.

Najwcześniej w procesie technologicznym powstaje osad wstępny zatrzymywany w osadnikach wstępnych, w lejach osadowych umieszczonych pod osadnikami. W komorach tych następuje zagęszczenie osadu do ok. 4% s.m. Z każdego osadnika osad jest spuszczany 4 razy na dobę i przepompowywany do zamkniętych komór fermentacyjnych.

Osad czynny nadmierny zatrzymywany jest w osadnikach wtórnych. Następnie odprowadzany jest do przepompowni wielofunkcyjnej, gdzie zostaje podzielony na osad recyrkulowany i osad nadmierny. Osad nadmierny przepompowywany jest na zagęszczacz taśmowy, gdzie następuje jego zagęszczenie do ok. 5% s.m. Następnie skierowany zostaje do ZKF-ów. Osad recyrkulowany zostaje przepompowany do komory wstępnej denitryfikacji osadu (tam następuje denitryfikacja azotanów). Z komory denitryfikacji osad przepływa do komory defosfatacji, łącząc się ze ściekami i wchodząc znowu do ciągu technologicznego oczyszczania ścieków. Komora wstępnej denitryfikacji osadu oraz komora defosfatacji biologicznej są hermetycznie przekryte. Powietrze odsysane spod przekryć, jest oczyszczane w biofiltrze.

W dwóch komorach fermentacyjnych realizowany jest proces fermentacji mezofilowej w temperaturze 37° przez okres ok. 30 dni. W tym czasie osady: wstępny i nadmierny są mieszane za pomocą centralnych mieszadeł (po jednym na każdy ZKF). Ogrzewanie odbywa się poprzez zewnętrzne wymienniki rurowe typu woda - osad po 2 szt. na każdą komorę fermentacyjną. W wyniku fermentacji powstaje biogaz w ilości ok. 2 800 m3/d (ok. 1 000 000 m3 rocznie), który po oczyszczeniu z siarkowodoru w odsiarczalni i magazynowaniu w zbiorniku biogazu jest wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej oraz cieplnej (tutaj zamieścić odsyłacz do zakładki gospodarka energetyczna). Może być spalany w dwóch agregatach kogeneracyjnych lub dodatkowo w kotłowni. W przypadku przestoju agregatów lub dużej produkcji biogazu, jego nadwyżka jest spalana w pochodni. Ciepło ze spalania biogazu wykorzystywane jest do ogrzewania komór fermentacyjnych, ogrzewania budynków i przygotowania ciepłej wody użytkowej. W okresie letnim nadwyżki ciepła wytracane są na chłodni wentylatorowej.

Przefermentowane osady są odprowadzane do zbiornika osadu przefermentowanego przekrytego hermetycznie elementami laminatowymi. Powietrze ujmowane spod przekrycia jest oczyszczane w biofiltrze. Następnie osad ze zbiornika odwadniany jest na wirówkach w stacji odwadniania osadów lub na wirówce w budynku suszarni osadów ściekowych.

Do odwodnionego w stacji odwadniania osadów osadu dodawane jest wapno i pyły dymnicowe w ilości ok. 0,3 kg CaO/kg s.m. w celu higienizacji i podwyższenia zawartości % suchej masy. Po wymieszaniu z wapnem, osad transporterami ślimakowymi przenoszony jest na plac składowy pod wiatą osadu odwodnionego znajdujący się na terenie oczyszczalni. Wapno palone jest magazynowane w silosie wapna. Osad kierowany do instalacji suszenia osadów ściekowych nie jest higienizowany wapnem.

Łącznie w ciągu roku powstaje ok. 10 000 ton odwodnionych osadów o uwodnieniu ok. 80%. Odwodnione i zwapnowane osady są składowane na placu składowym o powierzchni ok. 10 000 m2, zaś osady wysuszone składowane są pod wiatą osadu wysuszonego. Odwodnione osady ściekowe udostępniane są rolnikom i służą do nawożenia pól pod uprawę zbóż, rzepaku, szkółek drzew oraz do rekultywacji gruntu.

Na terenie oczyszczalni znajdują się ponadto, jako pozostałość po starej oczyszczalni, poletka osadowe o łącznej powierzchni przeszło 3 500 m2 oraz zapełniona na głębokości około 3 m osadami laguna o powierzchni w koronie ok. 1 ha.

Charakterystyka osadów ściekowych

Dane charakterystyczne części osadowej oczyszczalni:

  • przepompownia wielofunkcyjna
    • pompy recyrkulacji osadu – 4 szt.,
    • pompy osadu surowego – 2 szt.,
    • pompy recyrkulacji osadu w ZKF – 4 szt.,
    • wymienniki ciepła – 4 szt. (po 2 na każdy ZKF),
    • zagęszczacz taśmowy osadu nadmiernego – 1 szt.,
    • instalacja przygotowania polielektrolitu – 1 szt.,
  • komory fermentacyjne wyposażone w mieszadła osadu - 2 szt.
  • zbiornik osadu przefermentowanego – 1 szt.,
  • zbiornik osadu przefermentowanego – 1 szt.,
  • stacja odwadniania osadów
    • wirówki – 2 szt., ,
    • instalacja przygotowania polielektrolitu – 1 szt.,
    • pompy – 5 szt.,
    • transportery osadu odwodnionego – 3 szt.,
    • silos na wapno – 1 szt.

Opis technologii procesu termicznej przeróbki osadu

Zaprojektowana suszarnia komunalnych osadów ściekowych w Suwałkach stanowi nową generację suszarek średniotemperaturowych opartych na suszeniu bezpośrednim. Obudowa suszarni oraz jej elementy tworzą zwartą zabudowę i wykonane są ze stali nierdzewnej. Każda sekcja robocza suszarni wyposażona jest w otwory rewizyjne, umożliwiające do niej swobodny dostęp, dzięki czemu w łatwy sposób można skontrolować wszystkie wewnętrzne części instalacji. Mechaniczne części suszarki są wykonane ze stali nierdzewnej 1.4301, taśma wykonana jest z materiału syntetycznego, elementy przenośnika kubełkowego z tworzywa sztucznego.

Mieszanie i granulowanie

Odwodnione osady magazynowane są w zbiorniku osadów odwodnionych i zbiorniku osadów dowożonych. Każdy z nich wyposażony jest w pompę, która tłoczy osad do zbiornika dozowania. Ze zbiornika dozowania osady pompowo transportowane są bezpośrednio do mieszacza, gdzie następuje ich wymieszanie wraz z recyrkulowanym granulatem. Mieszalnik zbudowany jest ze ślimaka transportującego materiały do suszenia oraz mieszadła łopatkowego, które miesza mokry osad i granulat tworząc mieszankę. Optymalna zawartość suchej masy w mieszance do suszenia wynosi od 60 do 70% s.m. Wymieszany materiał transportowany jest na moduł podawczy, a następnie rozprowadzany na całej szerokości taśmy w sposób ciągły i równomierny. Grubość warstwy kierowanej na taśmę jest regulowana, natomiast poziom materiału w module podawczym jest stale kontrolowany przez czujnik poziomu, aby zapobiec przesypaniu się materiału.

Wytwarzanie ciepła / powietrze suszące

Energia cieplna wytwarzana jest poprzez spalanie gazu LPG w specjalnie skonstruowanym palniku kanałowym umieszczonym w kanałach recyrkulacji powietrza suszącego. Palnik przystosowany jest również do pracy na biogazie. Gazy spalinowe mieszane są z powietrzem cyrkulującym z obiegu suszącego i kierowane ponownie do komory suszenia. Część cyrkulującego powietrza jest wyciągana w sposób ciągły przez wentylator i podawana do skraplacza i dalej do instalacji oczyszczania gazów wylotowych.

Suszenie osadu

Proces suszenia odbywa się przez bezpośredni kontakt medium suszącego z osadem. Gorące powietrze o temperaturze od 110oC do 130oC (w zależności od zadanej temperatury) przepływa przez osad z góry na dół usuwając wilgoć i tym samym dociskając osad do taśmy. Recyrkulacja powietrza suszącego minimalizuje straty ciepła – jedynie ok. 10% powietrza jest odprowadzana wraz z nadmiarem wilgoci przez skraplacz. Powietrze recyrkulujące trafia do kanału, gdzie zainstalowany jest palnik podgrzewający powietrze, następuje mieszanie powietrza recyrkulowanego i spalin, które kierowane jest z powrotem do procesu suszenia. Wszystkie elementy składowe suszarki pracują w warunkach podciśnienia, przez co pyły i odory nie dostają się do otoczenia.

Chłodzenie produktu końcowego

Granulat po opuszczeniu taśmy suszarni trafia do modułu wyładowczego, gdzie transportowany jest przenośnikami śrubowymi oraz przenośnikiem kubełkowym do silosa osadu suszarniczego. Następnie część granulatu jest recyrkulowana i trafia do mieszalnika, natomiast nadmiar transportowany jest do schładzacza taśmowego, w celu obniżenia temperatury do poziomu poniżej 40oC.

Zastosowanie wydzielonego systemu schładzania pozwala na zmniejszenie zapotrzebowania na energię cieplną, co przekłada się na mniejszą ilość zużywanego gazu.

W wydzielonym schładzaczu schładzane są tylko osady wysuszone opuszczające instalację suszenia, natomiast nie dotyczy to strumienia osadów wysuszonych, które są zawracane i mieszane z osadami mechanicznie odwodnionymi.

Skraplacz

Do kondycjonowania gazów odlotowych instalacja suszenia jest wyposażona w skraplacz. Dysze skraplacza pracują z wodą chłodzącą o temperaturze ok. 25oC schładzając gazy odlotowe do ok. 40oC i skraplając główną część wody odparowywanej w suszarni. Wewnątrz skraplacza znajdują się płytki rozprowadzające powietrze odlotowe do oczyszczenia. Skroplona woda wraz z wodą chłodzącą jest odprowadzana do kanalizacji. Za skraplaczem gazy odlotowe kierowane są do instalacji oczyszczania gazów wylotowych (biofiltr).

Bezpieczeństwo

Zaprojektowana suszarnia zapewnia wysoki stopień bezpieczeństwa, ponieważ nie występują temperatury krytyczne w suszarni przewyższające 150 °C. Ogrzane powietrze o temperaturze 130oC wprowadzane jest w górnej części suszarki poprzez nawiewy. Suszarka posiada dwie niezależne strefy suszenia, w których temperatura suszenia jest regulowana indywidualnie w sposób automatyczny. Dzięki zastosowaniu przepływu powietrza z góry na dół nie występują zawirowania czy nagromadzenia pyłów, które mogłyby spowodować samozapłon. Dodatkowo, poza wspomnianymi pomiarami, zabiegami, dla bezpieczeństwa systemu wykorzystywane są następujące ciągłe pomiary:

  • Pomiar CO w krążącym powietrzu suszącym.
  • Pomiar CO w powietrzu odlotowym z suszarni
  • Pomiar pyłu w powietrzu odprowadzanym z suszarni
  • Pomiar temperatury powietrza suszącego nad i pod taśmą
  • Pomiar ciśnienia nad taśmą
  • Pomiar różnicy ciśnienia nad i pod taśmą z osadami
  • Pomiar temperatury produktu finalnego

Każde przekroczenie wartości limitujących powoduje automatyczne przerwanie pracy suszarni. W przypadku przekroczenia wysokich progów alarmowych zostaje uruchomiona instalacja przeciwpożarowa na całej długości tunelu suszarni.

Węzeł K1 – Instalacja węzła osadu dowożonego

a) Zbiornik osadu dowożonego z ruchomym dnem – 1 szt,
b) Pompa osadu dowożonego – 1 szt.

Węzeł K2 – Instalacja odwodniania osadu wraz ze zbiornikiem buforowym osadu

a) Rozdrabniarka kołnierzowa (macerator frezowy) – 1 szt.
b) Mimośrodowa pompa śrubowa osadu przefermentowanego – 1 szt.
c) Wirówka dekantacyjna – 1 szt.
d) Przenośnik ślimakowy – 1 szt.
e) Stacja przygotowania polielektrolitu – 1 szt.
f) Pompa emulsji polielektrolitu – 1 szt.
g) Pompa dozowania polielektrolitu – 1 szt.
h) Zbiornik buforowy osadu odwodnionego z ruchomym dnem – 1 szt.
i) Pompa osadu odwodnionego – 1 szt.

Węzeł K3 – Instalacja suszenia osadu wraz z instalacją dozowania osadu

a) Zbiornik dozowania osadu odwodnionego – 1 szt.
b) Pompa osadu odwodnionego – 1 szt.
c) Suszarka taśmowa – 1 szt.
d) Mieszarka jednowaława – 1szt.
e) Ślimak wyładowczy suszarki – 1 szt.
f) Łamacz walcowy – 1 szt.
g) Przenośnik kubełkowy – 1 szt.
h) Silos surowca suszarniczego – 1 szt.
i) Ślimak odprowadzający – 1 szt.
j) Ślimak mieszający – 1 szt.
k) Głowica obrotowa do mycia taśmy – 1 szt.
l) Wyciągarka linowa i skrobak podłogowy – 1 szt.
m) Wentylator promieniowy – 1 szt.
n) Wentylator promieniowy – 1 szt.
o) Pompa tłokowa wody do czyszczenia – 1 szt.
p) Dozownik wibracyjny – 1 szt.
q) Wentylator promieniowy – 1 szt.
r) Chłodnica taśmowa ze szczotką czyszczącą – 1 szt.
s) Skraplacz – 1 szt.
t) Wymiennik ciepła – 1 szt.
u) Palnik – 1 szt.

Węzeł K4 – Instalacja wody technologicznej i pompownie ścieków

a) Kompletna pompownia zatapialna ścieków oczyszczonych – pompy wody technologicznej – 2 szt.
b) Zbiornik czerpalny pionowy – 1 szt.
c) Zestaw hydroforowy: pompy wody technologicznej – 3 szt.
d) Filtr samoczyszczący – 1 szt.
e) Kompletna pompownia zatapialna ścieków własnych – pompy – 2 szt.
f) Kompletna pompownia zatapialna ścieków z wirówki – 2 szt.

Węzeł K5 – Instalacja dostarczania gazu LPG i biogazu

a) Stałe zbiorniki ciśnieniowe gazu – 6 szt.
b) Parownik elektryczny – 1 szt.
c) Reduktor ciśnienia – 1 szt.
d) Zawór odcinający klapowy – 2 szt.
e) Dmuchawa biogazu – 1 szt.
f) Palnik – 1 szt.

Węzeł K6 – Instalacja sprężonego powietrza

a) Kompresor – 1 szt.
b) Zbiornik buforowy sprężonego powietrza – 1szt.
c) Filtr wstępny – 1 szt.
d) Separator cyklonowy – 1 szt.
e) Osuszacz adsorpcyjny – 1 szt.
f) Separator oleju z wody – 1 szt.

Węzeł K7 – Instalacja biofiltra

a) Wentylator promieniowy – 1 szt.
b) Biofiltr – 1 szt.

Węzeł K8 – Instalacja transportu i magazynowania osadu wysuszonego

a) Zawór celkowy – 1 szt.
b) Przenośnik ślimakowy – 1 szt.
c) Przenośnik kubełkowy – 1 szt.
d) Zawór celkowy – 1 szt.
e) Silos osadu wysuszonego
f) Instalacji inertyzacji azotem – 1 szt.


Autor informacji:
Andrzej Deresz, Katarzyna Hrynkiewicz
Marcin Pietrewicz