Prevádzka ČOV Spišské Podhradie s neštandardnými splaškovými odpadovými vodami

Transkript

1 Prevádzka ČOV Spišské Podhradie s neštandardnými splaškovými odpadovými vodami Karol Kratochvíl, Rastislav Kuffa ASIO-SK s.r.o., Ul. 1. Mája 1201, Bytča Abstrakt Príspevok popisuje výstavbu a následnú prevádzku ČOV Spišské Podhradie. ČOV Spišské Podhradie je realizovaná ako obehová aktivácia s dvojicou samostatných štvorcových dosadzovacích nádrží v dvojlinkovom prevedení. Počas skúšobnej prevádzky sa zistilo že na ČOV pritekajú veľmi nariedené splaškové vody vo veľkých objemoch. Počas skúšobnej prevádzky sa zisťovali možnosti čistenia takto nariedených odpadových vôd ako aj optimálne nastavenie technologických parametrov. Výsledky skúšobnej prevádzky preukázali veľmi dobrú schopnosť obehovej aktivácie vysporiadať sa s nepriaznivým stavom v zložení pritekajúcich odpadových vôd. Kľúčové slová Obehová aktivácia, neštandardné splaškové odpadové vody, optimalizácia. Úvod ČOV Spišské Podhradie je mestská ČOV pre 3888 EO ktorá bola novo postavená v roku ČOV bola naprojektovaná a tiež zrealizovaná ako mechanicko-biologická obehová čistiareň s nízkozaťažovanou aktiváciou v dvojlinkovom usporiadaní s úplnou stabilizáciou kalu. Skúšobná prevádzka na ČOV bola realizovaná v roku 2016 a v roku 2017 bola ČOV uvedená do trvalej prevádzky. Výsledky zo skúšobnej prevádzky ako aj s následnej trvalej prevádzky sú prezentované v tomto príspevku. Popis ČOV Spišské Podhradie Základné projektované údaje Počet EO = 3888 Potreba vody pre obyvateľov 150,0 l/d Q d = 6,75 l/s = 24,3 m 3 /h = 583,2 m 3 /d Qdmax = 10,12 l/s Qhmax = 14,85 l/s Q min = 4,05 l/s Qdaž = 1082 l/s Kvalita vody na prítoku podľa projektu: BSK5 = 339 mg/l CHSK = 732 mg/l NL = 365 mg/l N-NH4 = 53 mg/l

2 Povolené odtokové limity - hodnoty typu p hodnoty typu m - BSK5 25 mg/l 45 mg/l - NL 25 mg/l 50 mg/l - ChSKCr 120 mg/l 170 mg/l - N-NH4 20 mg/l 40 mg/l - N-NH4 30 mg/l (Z1) 40 mg/l (Z1) - N-NH4 --- mg/l (Z2) Popis funkcie ČOV Dažďová zdrž: Odpadová voda z mesta priteká jednotnou kanalizáciou do objektu dažďovej zdrže. Objekt dažďová zdrž tvorí jeden prevádzkový súbor. Splašky z mesta sú privádzané potrubím DN 1700 do dažďovej zdrže a potrubím na dne odľahčované cez prepadové potrubie DN400 do recipientu. V dažďovej zdrži je nainštalovaný hrubý hrablicový kôš na zachytenie hrubých nečistôt. Pôdorysný tvar objektu je kruhový o svetlosti 10m a výškou 4,7m. Objekt plní funkciu rovnomerného prítoku splaškov do čerpacej šachty a následne do aktivačných nádrží. Pri väčších dažďových zrážkach zabezpečuje uzáver odľahčenie prepadovým potrubím DN400 do recipentu Margecanka. Pri väčších búrkach sa prevalí odpadová voda prepadovou hranou do suchého poldra (SP). V rámci tohto objektu je riešený aj poistný obtok dažďovej zdrže tým spôsobom, že sa uzavrie stavitko DN1700 na prítokovom potrubí a odpadné vody sú presmerované do poistného obtoku DN400 s vyústením do kanalizačnej šachty Š1 stoky,,p. V kanalizačnej šachte poistného obtokového potrubia je na vstupnom potrubí DN400 navrhnutý stavidlový uzáver DN400, ktorý bude otvorený iba v prípade obtoku DZ. Týmto obtokom bude možné zabezpečiť vyčistenie lapača štrku a samotnej dažďovej zdrže t.j. poistný obtok používať iba pri minimálnom prítoku dažďových vôd a len pri čistení lapača štrku a dažďovej zdrže. V rámci tohto prevádzkového objektu je navrhnutý stavidlový uzáver vretenové šúpatko s ručným ovládaním o svetlosti DN400 a DN1700. Stavidlový uzáver je vybavený samonostnou rámovou konštrukciou s konzolovým upevnením na stene. Je obojstranne tesnenie. Rám, uzatváracia doska a vreteno stavidlového uzáveru je z nehrdzavej oceli. Mechanické predčistenie česle: Prítok odpadných splaškových vôd do MP je priamo na žľab, na ktorom sú umiestnené samočistiace strojne stierané česle. Nečistoty zachytené na česliach tvz. zhrabky sú z česlí dopravované po stieracom plechu k stieradlu zhrabkov a odtiaľ do kontajnera. Česle pracujú automaticky v AR /alebo ručne/ podľa časového spínača, ktorý je voľne nastaviteľný. Čerpacia stanica: ČS je vybavená dvomi kalovými ponornými čerpadlami a ultrazvukovým snímačom hladiny. Chod čerpadiel je automatický v závislosti na výške hladiny v čerpacej šachte

3 ktorá je meraná pomocou ultrazvukového snímača hladiny. V automatickej prevádzke sa chod čerpadiel strieda po 24 hodinách. Mechanické predčistenie - lapač piesku: Odpadná voda zbavená hrubých nečistôt je vedená cez ukľudnujúci valec do lapača piesku, v ktorom je osadené ponorné kalové čerpadlo. Toto čerpadlo plní funkciu prečerpávania odpadových vôd obsahujúcich látky minerálnej povahy /piesok/ do kontajneru na piesok, kde dochádza k odseparovaniu týchto ťažších nečistôt od vody, ktorá vyspádovanou plochou odteká naspäť do lapača piesku a následne na aktivačné linky. Ovládanie čerpadla je len ručne. Aktivačné nádrže - obehová aktivácia 2ks: Aktivačný priestor tvorí nádrž šesťuholnikového tvaru uzavretého do nekonečného oválu. Protismerné oblúky tvoria segmentové diely rovnakého priemeru. V nádržiach sú navrhnuté otvory pre kontrolu, pre inštaláciu prevzdušňovacieho zariadenia a pre spúšťanie miešadiel. Otvory do AN sú osadené oceľovými poklopmi. V aktivačnej nádrži je navrhnuté zariadenie na jemnobublinné prevzdušňovanie. Systém tvoria prevzdušňovacie tanierové elementy, ktoré sú našrubované na rozvádzacom rošte. Prívod vzduchu do jednotlivých roštov je z rozdeľovača vždy samostatne cez guľový uzáver. Týmto usporiadaním je možné ľubovoľne regulovať prívod vzduchu. Pre miešanie objemu slúžia 2 miešadlá pre každú linku. Prevzdušnenie je pomocou areačných diskových elementov a dvoch dúchadiel. Množstvo kyslíka v AN je merané kyslíkovou sondou. Údaje merané O2 sondou sú vyhodnocované v MaR. Podľa hodnoty údajov - potreby kyslíka sú ovládané dúchadla cez frekvenčný menič. Taktiež miešadlá sú prevádzkované v automatickom režime. Obrázok č.1. Prevzdušňovací systém v telese obehovej aktivácie

4 Dosadzovacie nádrže 4ks: DN sú oceľové nádrže. Celková výška je 5,3 m s dolnou zúženou časťou dna o rozmere 0,6 x 0,6 m. Potrubná vostavba obsahuje prítokové potrubie DN 300, ukľudňovací válec DN 600, kalové potrubie DN 150 a odtokové potrubie DN 250 mm. Vnútorné prevedenie vostavby je oceľ a PP. Zberný žľab je riešený s horným prelivom a nornou ochrannou stenou - materál je PP. Nádrže sú otvorené. Odťah kalu je realizovaný cez suchú nádrž pomocou kalového čerpadla. Chod čerpadla na odťah kalu je v AR, alebo ručnom režime. Obrázok č.2. Dosadzovacia nádrž Nádrže na prebytočný kal KN 4 ks: Nádrže na prebytočný kal sú zo železobetónu a sú osadené v prostriedku oválu o objeme 2 x 40 m 3 pre jednu linku. Strojné vybavenie obsahuje len prepojovacie potrubie a inštalácia kalového čerpadla, ktoré je osadené v armatúrnej šachte medzi nádržami. Výtlačné potrubie je zavedené späť do nádrží, čím je možné miešanie obsahu alebo prečerpávanie z jednej nádrže do druhej pred odťahovaním kalu. Kalové čerpadlo sa prevádzkuje len v ručnom režime. Popis skúšobnej prevádzky Namerané údaje vstupnej odpadovej vody Q 24 = 9,1 l/s Q d = 786,2 m 3 /d Nameraná kvalita odpadovej vody na prítoku počas skúšobnej prevádzky (pozri tabuľka č.1 iba údaje za rok 2016): min max priemer BSK5 6,6 203,9 mg/l 56,8 CHSK l20,0 NL N-NH4 9,0 30,3 17,1

5 Nameraná kvalita vyčistenej vody na odtoku počas skúšobnej pevádzky (pozri tabuľka č.1 iba údaje za rok 2016): min max priemer BSK5 1,8 4,4 mg/l 2,8 CHSK ,1 NL N-NH4 0,14 14,0 3,7 Ako je vidieť z nameraných údajov množstvo pritekajúcich odpadových vôd je zvýšené o cca 30 % oproti projektovanej hodnote. Toto množstvo je na ČOV nemenné a bolo dosahované aj v roku Na druhej strane počas roka 2016 bola vstupná odpadová voda veľmi riedka oproti štandardnému zloženiu splaškových odpadových vôd. Z pohľadu organického znečistenia sú priemerné hodnoty pritekajúcej OV iba na úrovni cca 20 % voči projektovaným hodnotám. Z pohľadu dusíkatého znečistenia sú priemerné hodnoty pritekajúcej OV iba na úrovni cca 30 % voči projektovaným hodnotám a z pohľadu NL sú priemerné hodnoty pritekajúcej OV iba na úrovni cca 25 % voči projektovaným hodnotám. Je zrejmé že do kanalizácie sa dostávajú veľké množstvá balastných vôd. Vzhľadom na charakter odpadových vôd sa nábeh ČOV začal bez inokulácie aktivovaným kalom. Počas cca 4-6 týždňoch sa v obehovej aktivácii naakumolovalo dostatočné množstvo biomasy pre viac ako účinné odstraňovanie ako organického tak aj amoniakálneho znečistenia. Odtokové parametre počas skúšobnej prevádzky (rok 2016) boli skutočne na veľmi nízkych hodnotách. Priemerné hodnoty CHSK = 7,0 mg/l, BSK5 = 2,8 mg/l, NL pod prahom laboratórneho stanovenia, N-NH4 = 3,7 mg/l. Ako je vidieť z tabuľky č.1, vstupné koncentrácie odpadovej vody počas roka 2017 boli už o poznanie vyššie ako počas skúšobnej prevádzky rok Priemerné hodnoty koncentrácií CHSK, BSK5 ako aj N-NH4 už dosahovali cca 50 % projektovanej koncentrácie (v porovnaní s 20 % z roku 2016 je to slušný nárast). Naviac priemerné hodnoty NL (ak vylúčime rozbor z ) už dosahujú 100 % projektovanej koncentrácie. Aj napriek nezníženému množstvu OV ktoré prichádzajú na ČOV a zvýšenej koncentrácii organického a dusíkatého zaťaženia počas roka 2017 boli odtokové parametre na veľmi nízkych hodnotách. Môžeme povedať že odtokové koncentrácie CHSK, BSK5 a NL boli totožné ako v roku 2016 a účinnosť nitrifikácie bola ešte vyššia v porovnaní s rokom Vyššia účinnosť nitrifikácie súvisí jednak s vyššou koncentráciou kalu ktorá bola v obehovej aktivácii počas roka 2017 voči roku 2016 a jednak vyšším vekom kalu. Počas skúšobnej prevádzky boli urobené niekoľké optimalizačné opatrenia na zvýšenie komfortu obsluhy a zníženie prevádzkových nákladov. Medzi tieto opatrenia bolo aj zníženie O2 v aktivácii a zavedenie striedavého používania iba jedného miešadla v obehových aktiváciách.

6 Tabuľka č.1: Prítok na ČOV Spišské Podhradie Dátum CHSK BSK5 NL N-NH , , , , , , , , ,6 7 9, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 Tabuľka č.2: Odtok z ČOV Spišské Podhradie Dátum CHSK BSK5 NL N-NH ,8 5 11, ,3 5 0, ,3 5 0, ,5 5 1, ,4 5 14, ,4 5 1, ,2 5 0, ,8 5 0, ,6 5 0, ,4 5 0, ,1 5 2, ,9 5 0, ,4 5 0, , ,9 5 0, ,4 5 0,25 Vysvetlením prečo takýto systém fungoval viac ako dobre bude najmä v návrhu a konštrukcii dosadzovacích nádrží. Z odtokových parametrov je vidieť že zo systému neodchádzajú takmer žiadne NL tj. aktivovaný kal, aj keď pomaly rastie, pretože vstupné koncentrácie organických látok sú nízke, ostáva v aktivácii. Druhým bodom bude určite charakter kalu ktorý dobre sedimentuje. V tomto určite pomohla obehová

7 aktivácia s prevzdušňovanými a neprevzdušňovanými zónami. V neposlednom rade to bude aj vysokým vekom kalu a tým súvisiacou vyššou koncentráciou minerálnych látok v kale ktorá napomáha lepšej sedimentácii. Obrázok č.3. Ovládací panel ČOV Záver Aj napriek neštandardnému zloženiu splaškových odpadových vôd a ich enormne vysokému množstvu, oproti projektovaným hodnotám, môžeme konštatovať že obehová aktivácia je vhodná pre čistenie takýchto vôd s vysokou účinnosťou. Odtokové parametre nielenže boli vždy dodržané ale boli často krát výrazne pod povolenými hodnotami. Z prevádzkového pohľadu je zaujímavé zistenie že produkcia kalu v takomto systéme je výrazne nižšia oproti očakávaným hodnotám. Z technického pohľadu môžeme povedať že počas skúšobnej prevádzky neboli zaznamenané žiadne výrazné poruchy na zariadeniach ČOV a tiež z tohto pohľadu bola funkcia počas celej skúšobnej prevádzky, ako aj následného roka, bezproblémová.