BENCHMARKING KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ VELKÝCH ČOV V ČR Pavel Chudoba Veolia Voda ČR Pařížská 11, 110 00 1, ČR pavel.chudoba@veoliavoda.cz
Veolia Voda ČR Provoz vodovodů a kanalizací Provozní model : dlouhodobý smluvní vztah mezi komunálním vlastníkem infrastruktury (obce) a soukromým provozovatelem (Veolia Voda) V ČR od roku 1996 (v SR od 2006) 12 provozních společností (2 v SR) Provoz, opravy, nájem, optimalizace Veolia OZE Údaje za r. 2006 Jednotka Skupina Veolia Voda Počet zaměstnanců (fyzický stav na konci období) počet 5 618 Pitná voda Počet obyvatel zásobovaných pitnou vodou počet 3 979 745 Počet úpraven vod ks 193 Délka vodovodní sítě (bez přípojek) km 22 226 Voda pitná vyrobená ve vlastních VH zdrojích m 3 312 826 000 Voda pitná fakturovaná m 3 225 387 000 Odpadní voda Počet obyvatel napojených na kanalizaci počet 3 260 768 Počet komunálních ČOV ks 467 Délka kanalizační sítě (bez přípojek) km 12 039 Voda čištěná m 3 359 103 000 Voda odpadní fakturovaná m 3 229 225 000 467 ČOV 10 ČOV : > 100 000 EO 35 ČOV : 10 000 100 000 EO 107 ČOV : 2 000 10 000 EO Benchmarking : 8 ČOV > 100 000 EO Kalové hospodářství s anaerobní stabilizací kalu a energetickou valorizací bioplynu (kogenerace) 2
Benchmarking velkých ČOV Cíle : Porovnání provozních dat a prioritních výkonnostních ukazatelů kalového hospodářství Jaké jsou reálné výhody termofilního anaerobního vyhnívání v porovnání s mezofilním? Informace o hlavních faktorech ovlivňujících proces anaerobní stabilizace kalů Získání souboru základních údajů pro porovnání s dalšími (zahraničními) ČOV Získání databáze pro další projekty Sledované parametry : Vstupní parametry : stáří kalu, složení OV, zatížení VN, doba zdržení, objem VN, Provozní parametry : teplota, produkce kalu, odstranění OL, produkce bioplynu, výroba el. energie, spotřeba el. energie, Ostatní podpůrné informace 3
Sledované ČOV I. předúprava kalu mechanickou dezintegrací Lysatec, termofilní vyhnívání 50% zatížení OV z pivovaru Prazdroj, termofilní vyhnívání (BioP) spoluvyhnívání, odpady z potravinářského průmyslu, post-dn (metanol) České Budějovice OV z pivovaru Budvar a dalšího potravinářského průmyslu (BioP) Hradec Králové ČOV před rekonstrukcí, denitrifikace s metanolem Ústí nad Labem OV ze Spolchemie (těžko rozložitelná CHSK, vysoké stáří kalu) ČOV v rekonstrukci, předúprava kalu mechanickou dezintegrací Lysatec 4
Sledované ČOV II. Parametr Jednotka Návrhová kapacita EO 1641600 375000 259500 375000 141000 130000 181442 190333 Skutečné aktuální zatížení EO 1292211 415180 132385 173527 135000 90000 88000 90000 Využitá kapacita % 79 111 51 46 96 69 49 47 Podíl průmyslu (zatížení) % < 10 36 65 20 15 43 Stáří aktivovaného kalu dny 10 14 32 15 23 17 180 13 Počet VN 12 2 3 3 2 2 2 2 Jedno nebo dvoustupňové VN 2 2 1 2 2 2 2 2 Celkový objem VN m 3 53400 12800 9600 9000 8220 6000 5544 10400 Objemová kapacita VN l/eo 33 34 37 24 58 46 31 55 Teplotní režim provozu VN 1) T, M T T M M M M M M Způsob míchání VN2 ) M, B, R M,B,R B,R B,R B B,R B,R B,R B,R Doba zdržení dny 28 33 28 24 36 30 45 43 Dávkování externích OV do VN ne ano ano ano ne ne ano ne Látkové zatížení VN kg suš /m 3.d 1,96 2,1 1,2 4 2,8 1 1,3 1 Látkové zatížení VN kg org.suš /m 3.d 1,35 1,35 0,7 2,7 0,6 0,6 0,7 0,7 5
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Stáří kalu 6 Stáří kalu (d)
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Doba zdržení 7 Doba zdržení (d)
70 60 50 40 30 20 10 0 Objemová kapacita VN 8 Objemová kapacita (l VN/EO)
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Látkové zatížení VN 9 Látkové zatížení (kg suš./m3.d)
Účinnost odstranění OL 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 10 Účinnost odstranění OL (%)
1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 Produkce kalu 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 11 Specifická produkce kalu (kg NL/ kg BSK5) Specifická produkce kalu (t suš./eo.r)
40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Produkce bioplynu 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 12 Specifická produkce bioplynu (l/eo.d) Specifická produkce bioplynu (Nm3/t odstr. OL)
Produkce elektrické energie 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Vyrobená el. energie (kwh/eo.rok) 13
Soběstačnost ČOV v elektrické energii 80 70 60 50 40 30 20 10 Energetical sufficiency (%) 0 14
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Specifická spotřeba elektrické energie 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 15 Specifická spotřeba el. energie (kwh/eo.r) Specifická spotřeba el. energie (kwh/kg BSK5)
Velké ČOV ve střední Evropě Komise Veolia Voda Energetická soběstačnost pokrytí energetických potřeb vlastní výrobou 80% 60% 40% 20% 0% Braunschweig Pilsen mes. Pilsen therm. Budapest therm Budapest mes. Prague mes. Prague therm. The Haguenew The Hague- Houtrust Gera Schönebeck Görlitz Průměrné pokrytí energetických potřeb vlastní výrobou : 60 % ČOV VeoliaVoda v ČR, Německu a Maďarsku 16
Optimalizace anaerobního vyhnívání Kontinuální dávkování kalu do VN Spoluvyhnívání (tuky, potravinářské odpady, odpady z pivovarů, lihovarů ) Vyšší stupeň zahuštění kalu = zvýšení doby zdržení kalu ve VN Zvýšení provozní teploty VN (mezofilní termofilní) Předúprava kalu (mechanická dezintegrace, termická hydrolýza ) Optimalizace míchání VN Snížení odstávek kogeneračních jednotek 17
ZÁVĚRY - PERSPEKTIVY Závěry Výhody termofilního vyhnívání oproti mezofilnímu se zcela nepotvrdily Pokud je VN navržena na dostatečnou kapacitu doba zdržení > 25 dní mezofilní režim vyhnívání se jeví jako zcela dostačující (další pozitivní faktory míchání, zahuštění kalu, předúprava, složení OV, ) Termofilní vyhnívání se zdá být výhodné v následujících případech : Přetížené stávající VN, požadavek na zvýšení kapacity (pozitivní energetická bilance) Vyšší podíl zatížení z potravinářského průmyslu, spolu-vyhnívání (pozitivní energetická bilance) Požadavek na nižší objem VN při rekonstrukci/výstavbě nových VN Požadavek na hygienizaci kalu, následná aplikace na půdu (pozor na vyhlášku o bioodpadech!!!) Výhodná kombinace mechanická dezintegrace mezofilní/termofilní vyhnívání Perspektivy Energetická optimalizace maximalizace energetické soběstačnosti ČOV Snížení spotřeby el. energie automatizace/regulace (čerpání, aerace, ), moderní čerpadla... Zvýšení produkce el. energie spoluvyhnívání, nové technologie, optimalizace provozu KGJ Předúprava kalu mechanická dezintegrace Lysatec, termická hydrolýza Biothelys Míchání VN a interní recirkulace s dezintegrací (RTR, čerpadla Vaughan, ) Dosažení vyšší účinnosti odstranění OL ( > 60%) Spoluvyhnívání společná valorizace kalů a biologicky rozložitelných odpadů (vyhláška o bioodpadech???) Minimalizace zpětných toků (N,P, CHSK,..) ovlivňujících vodní linku nové technologické přístupy Veolia OZE 18