Oczyszczalnia ścieków

GOŚ „DĘBOGÓRZE” k. Gdyni – nowoczesne technologie oczyszczania ścieków oraz kompleksowa gospodarka osadowa

 

Wstęp

Grupowa Oczyszczalnia Ścieków „DĘBOGÓRZE”, zaliczana do najistotniejszych dla czystości wód Zatoki Gdańskiej obiektów, przyjmuje i oczyszcza ścieki komunalne z terenu Gdyni, Rumi, Redy, Wejherowa i innych mniejszych, okolicznych miejscowości. Po zakończonej w czerwcu 2009 r. rozbudowie i modernizacji spełnia najostrzejsze wymagania dotyczące jakości ścieków oczyszczonych (N_og<10 mg/dm³, P_og<1,0 mg/dm³), dysponując jednocześnie kompleksową gospodarką osadową wraz ze spalarnią odwodnionych osadów ściekowych i własnym składowiskiem popiołu.

Ścieki oczyszczone odprowadzane są do Zatoki Puckiej na odległość ponad 2,3 km od linii brzegowej kolektorem głębokowodnym (pod dnem morskim), zakończonym zestawem dyfuzorów zamontowanym na głębokości ok. 8 m.

W zlewni oczyszczalni mieszka ok. 360.000 mieszkańców, a obciążenie oczyszczalni szacowane jest na poziomie 420.000 RLM (docelowo, dla roku 2030: 550.000 RLM), przy aktualnej średniej dobowej ilości ścieków ok. 55.000 m³/db.

Schemat technologiczny GOŚ „DĘBOGÓRZE przedstawiono na Rysunku 1. Poniżej opisano podstawowe procesy i obiekty technologiczne oczyszczalni.

Gospodarka ściekowa

Ścieki surowe dopływają do oczyszczalni z dwóch kierunków, zamkniętym układem kolektorowym rurociągów z PEHD Ø1.200/1.500/2.000, a następnie przykrytym kanałem bezpośrednio do budynku krat.

Ścieki pozbawione są grubych zanieczyszczeń mechanicznych na trzech kratach hakowycho prześwicie 6 mm oraz piasku i tłuszczów w piaskowniku napowietrzanym z komorą odtłuszczania oraz płuczką piasku (obiekty te są również zhermetyzowane.) Wypłukane w płuczce i odwodnione skratki oraz piasek oddzielony w płuczce trafiają do zamkniętego kontenera, i wywożone są na składowisko odpadów komunalnych.

Następnie ścieki zasilane są bogatym w kwasy tłuszczowe recyrkulatem osadu wstępnego oraz odciekami z zagęszczania grawitacyjnego osadu wstępnego prowadzonego z zakwaszeniem osadów, oraz przez wszystkie inne odcieki z zagęszczania i odwadniania osadów. Powstała mieszanina ścieków przepływa dalej przez tzw. komorę wstępnej reakcji, która właściwie służy do „wymywania” z recyrkulowanego osadu wstępnego łatwo rozkładalnych związków węgla. Równocześnie następuje zakwaszenie ścieków istotne dla defosfatacji biologicznej w dalszej fazie oczyszczania.

Zanieczyszczone powietrze z powyższych, zhermetyzowanych obiektów i urządzeń technologicznych usuwane jest systemem wentylacyjnym i oczyszczane w specjalnym biofiltrze.

Wzbogacone w LKT ścieki doprowadzane są następnie do osadników wstępnych. Średnica każdego z czterech osadników wynosi 36 m, pojemność czynna 1.830 m³.

Ścieki po oczyszczaniu mechanicznym podawane są do stopnia biologicznego przez główną pompownię ścieków, wyposażoną w siedem pomp o płynnie regulowanej wydajności.

Dalsze obiekty to blok reaktorów biologicznych o pojemności łącznej 104.000 m³ zaprojektowanych w technologii BARDENPHO z symultaniczną denitryfikacją w systemie CARROUSEL oraz możliwością częściowego ominięcia ściekami surowymi komory beztlenowej i doprowadzenia ich bezpośrednio do strefy denitryfikacji/nitryfikacji (schemat procesowy bioreaktora pokazano na Rys.2).

Baterię reaktorów tworzą trzy bloki komór (o pojemności 48.000 m³, 32.400 m³ i 24.000 m³). Każdy z bloków podzielony jest na szereg równolegle działających ciągów w liczbie 4+4+2, obciążanych proporcjonalnie do ich pojemności strumieniami ścieków oraz osadu recyrkulowanego. Rozdział ścieków i osadu recyrkulowanego kierowanych do poszczególnych ciągów technologicznych następuje w komorach rozdziału automatycznie regulowanymi elektrycznie zastawkami na podstawie wskazań przepływomierzy.

Na układ technologiczny tego procesu składają się:

·      komory predenitryfikacji osadu powrotnego o łącznej pojemności ok. 3.300 m³ wyposażone w mieszadła, których zadaniem jest usunięcie azotanów ze strumienia powrotnego w recyrkulacji zewnętrznej osadu czynnego;

·      komory beztlenowe o łącznej pojemności ok. 6.600 m³ wyposażone w mieszadła, powodujące pod wpływem bogatego w łatwo rozkładalne substraty środowiska uwalniane z komórek organizmów osadu powrotnego zmagazynowanych tam polifosforanów, co zapoczątkowuje proces defosfatacji biologicznej;

·      komory niedotlenione (denitryfikacji) o pojemności ok. 40.600 m³ wyposażone w mieszadła, przyjmujące odpływ z komór beztlenowych oraz strumień recyrkulacji wewnętrznej z komór tlenowych wnoszący przeznaczony do denitryfikacji; usuwany tu ładunek azotanów;

·      komory nitryfikacji/denitryfikacji o pojemności ok. 13.300 m³ pracujące w zależności od potrzeb technologicznych jako tlenowe (napowietrzanie) lub niedotlenione (mieszanie) wyposażone w system napowietrzania drobnopęcherzykowego i mieszadła;

·      komory tlenowe (nitryfikacji) o pojemności ok. 40.600 m³ wyposażone w system napowietrzania drobnopęcherzykowego, w których osad czynny natleniony sprężonym powietrzem zapewnia mineralizację substancji organicznych oraz nitryfikację azotu amonowego, wraz z symultaniczną denitryfikacją w obiegowym systemie CARROUSEL.

Mieszanina ścieków z osadem biologicznym kierowana jest następnie do 8 osadników końcowych (wtórnych) radialnych o średnicy 42,0 m. Sześć osadników posiada dno płaskie z ssawkowo-lewarowym systemem odbioru osadu, a dwa pozostałe są typu DORRA, z odbiorem osadu do leja centralnego.

Osad powrotny z osadników wtórnych recyrkulowany jest poprzez dwie pompownie podające osad do wspólnej komory rozdziału wyposażonej w zastawki z napędami elektrycznymi, z której osad zawracany jest do poszczególnych ciągów technologicznych. Każdy z rurociągów doprowadzających osad do bioreaktorów posiada przepływomierz elektromagnetyczny, który zapewnia równomierny i proporcjonalny rozdział na poszczególne ciągi. Z komory rozdziału odprowadzany jest również osad nadmierny, automatycznie – w ilości zależnej od koncentracji osadu lub jego wieku.

Utrzymanie właściwych parametrów technologicznych procesów zapewnia układ pomiarów ciągłych parametrów procesu oczyszczania biologicznego w reaktorach i automatycznego sterowania pracą oczyszczalni:

·      kontrolę prawidłowości przebiegu procesu nitryfikacji zapewniają urządzenia pomiarowe zawartości azotu amonowego zainstalowane na kanałach wylotowych z poszczególnych bloków reaktorów;

·      właściwy poziom tlenu (zadawany automatycznie na podstawie pomiarów azotu amonowego) w poszczególnych sekcjach tlenowych zapewniają sondy pomiarowe tlenu; ilość powietrza dostarczanego do poszczególnych stref regulowana jest przy pomocy przepustnic elektrycznych, natomiast układ sterowania nadrzędnego zapewnia właściwą wydajność wspólnej stacji dmuchaw;

·      mieszadła pompujące wyposażone w przemienniki częstotliwości zapewniają właściwy poziom recyrkulacji wewnętrznej na podstawie wskazań sond pomiarowych zawartości azotanów umieszczonych w poszczególnych ciągach technologicznych bioreaktorów;

·      kontrolę i wspomaganie procesu defosfatacji biologicznej zapewnia urządzenie pomiarowe zawartości fosforu zainstalowane na kanale wylotowym z bloku 3 reaktorów, którego sygnał – wraz z pomiarem ilości ścieków – jest podstawą do automatycznego dozowania koagulanta dla utrzymania stężenia fosforu na poziomie dopuszczalnym;

·      ilość odbieranego osadu z osadników wtórnych oraz wielkość recyrkulacji zewnętrznej ustala się automatycznie na podstawie pomiarów poziomu zalegania osadu w osadnikach; dodatkowo kontrolę ilości osadu recyrkulowanego umożliwiają pomiary koncentracji osadu w reaktorach biologicznych i osadzie recyrkulowanym.

Gospodarka osadowa

Osady powstające w procesach oczyszczania ścieków przed poddaniem ich kolejnym etapom przeróbki są najpierw zagęszczane. Osad wstępny jest zagęszczany grawitacyjnie w zhermetyzowanych, radialnych zagęszczaczach (podstawowy + rezerwowy, o pojemności 530 m³ każdy). Osad nadmierny z części biologicznej jest zagęszczany mechanicznie w dwóch wirówkach zagęszczających (o wydajności 110 m³/h każda) lub (w przypadku awarii wirówek) – na rezerwowych taśmowych stołach zagęszczających.

Istotnym etapem przeróbki osadów jest stabilizacja osadów zagęszczonych. Przebiega ona dwuetapowo:

•      pierwszy etap stanowi dezintegracja osadu nadmiernego w warunkach termofitowych; osad nadmierny podgrzewany jest ok. 55 °C, intensywnie napowietrzany i mieszany (pompowo oraz inżektorowo – pompami typu MAMUT) w specjalnej komorze (o pojemności maksymalnej 1.100 m³), przy czasie zatrzymania 1÷2 doby; następuje w jej trakcie rozpad ścian komórkowych bakterii, dzięki czemu masa organiczna osadu staje się bardziej podatna na fermentację w drugim stopniu procesu;

•      drugi etap stanowi klasyczny układ fermentacji beztlenowo-mezofilowej prowadzonej w temperaturze 36÷38 °C, w dwóch zamkniętych komorach fermentacyjnych (o pojemności 2 x 5.700 m³), przy czasie zatrzymania 15÷20 dni, z zewnętrznym pompowym mieszaniem.

Biogaz uzyskiwany w trakcie procesu fermentacji osadu odsiarczany jest na złożach rudy darniowej, a następnie spalany w kotłach gazowych (o mocy 3 x 1,1 MW) na potrzeby technologiczne (podgrzewanie osadu) oraz socjalne (ogrzewanie obiektów, ciepłej wody). Jeden z kotłów posiada palnik dwupaliwowy (biogaz/olej opałowy). Sieć biogazu wyposażona jest w dwupowłokowy zbiornik buforowy o pojemności 3.400 m³. W najbliższej przyszłości planowana jest budowa stacji kogeneracji, umożliwiającej zagospodarowanie nadwyżek biogazu i skojarzoną produkcję energii cieplnej i elektrycznej.

Ustabilizowany w wyniku fermentacji osad jest następnie magazynowany w zbiornikach buforowych i odwadniany w instalacji złożonej z pras komorowych (3 kpl. po 140 płyt 1,5×1,5 m i wydajności ok. 400 m³/db każda) i wirówek szybkoobrotowych (2 szt. o wydajności ok. 20 m³/h każda).

Przefermentowany i odwodniony osad kierowany jest do spalarni osadów. Proces właściwego spalania osadu poprzedzony jest suszeniem w obrotowej suszarce bębnowej, za pomocą czynnika suszącego (pary przegrzanej). Spalanie wysuszonego osadu prowadzone jest w piecu ze złożem fluidalnym. Dla utrzymania wymaganych temperatur w komorze spalania (850 °C) w okresach problemów z autotermiczności procesu możliwe jest dodatkowe spalanie w piecu biogazu lub oleju opałowego. Spaliny z pieca przechodzą przez zespół płaszczowo-rurowych wymienników ciepła, w których podgrzewana jest para z obiegu suszarki oraz powietrze podmuchowe do pieca. Następnie spaliny są dwustopniowo oczyszczane – w filtrze workowym oraz zraszanym absorberze ze specjalnym wypełnieniem. Komin spalarni wyposażony jest w urządzenia do ciągłej kontroli jakości spalin odprowadzanych do atmosfery. Schemat blokowy i podstawowe parametry technologiczne suszarni i spalarni osadów przedstawiono na Rysunku 3.

Wydajność spalarni wynosi około 80÷90 Mg osadu odwodnionego na dobę (projektowa: 110 Mg/db). Instalacja spełnia wszystkie wymagania odpowiednich uregulowań prawnych.

Otrzymywany w wyniku spalania popiół składowany jest na terenie oczyszczalni, na składowisku o powierzchni 25.000 m², zabezpieczonym przed zanieczyszczeniem wód podziemnych warstwą geomembrany z HDPE i odprowadzeniem ścieków na początek oczyszczalni, zraszanym wodą dla uniknięcia pylenia oraz rekultywowanym.

GOŚ „DĘBOGÓRZE” w liczbach

W poniższych tabelach zaprezentowano szereg informacji nt. parametrów techniczno-technologicznych oczyszczalni – m.in. obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń, ich stężeń, uzyskiwanych efektów oczyszczania, zużycia mediów, charakterystycznych parametrów związanych z gospodarką osadową (wraz ze spalarnią). W zdecydowanej większości podano średnie roczne z roku 2010, razem z zakresem zmienności (w nawiasach). Parametry te czytane i interpretowane wspólnie z powyższym opisem i załączonym Schematem technologicznym powinny dać pełny obraz oczyszczalni „DĘBOGÓRZE”.

Informacje te, często dość szczegółowe, zostały zaprezentowane również z nadzieją, że sprowokują do porównania ich z danymi z innych oczyszczalni, przy oczywistym uwzględnieniu wszystkich różnic i specyficznych uwarunkowań.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plan sytuacyjny GOŚ ,,Dębogórze’’

 

Gospodarka ściekowa na GOŚ ,,Dębogórze’’

Gospodarka osadowa na GOŚ ,,Dębogórze’’