2017 ČOV CHÝNĚ NÁVRH ROZŠÍŘENÍ ČOV STUDIE
Obsah 1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE... 3 2. PODKLADY... 4 3. ÚVOD ROZBOR PROBLÉMU... 5 3.1. Právní stav ČOV... 5 3.2. Popis kanalizace a ČOV... 6 3.3. Technologické výpočty stávajícího stavu ČOV... 7 3.4. Technologické výpočty rozšíření ČOV na kapacitu 8000 EO... 11 3.5. Technologické výpočty rozšíření ČOV na kapacitu 9900 EO... 14 3.6. Zhodnocení morálního a technického stavu ČOV... 16 3.6.1 Tlaková kanalizace... 16 3.6.2 Strojně mechanické předčištění... 17 3.6.3 Biologický stupeň čištění... 18 3.6.4 Kalové hospodářství... 20 3.6.5 Chemické hospodářství... 22 3.6.6 Měrný objekt... 22 3.6.7 Automatický systém řízení... 23 3.6.8 Stavební část... 23 4. NÁVRH VARIANT ŘEŠENÍ... 24 4.1 VARIANTA S KAPACITOU 8000 EO... 24 4.1.1 Přítoková tlaková kanalizace, přerušovací jímka... 24 4.1.2 Strojně mechanické předčištění a rozdělovací objekt... 25 4.1.3 Biologický stupeň čištění... 25 4.1.4 Chemické hospodářství... 25 4.1.5 Kalové hospodářství... 25 4.1.6 Terciární stupeň čištění... 25 4.1.7 Stavební část... 26 4.1.8 Komunikace a zpevněné plochy, nezpevněné plochy, oplocení... 26 4.1.9 Rozvody elektro, vedení vodovodu a kanalizace... 26 4.2 VARIANTA S KAPACITOU 9900 EO... 27 4.2.6 Přítoková tlaková kanalizace... 27 4.2.7 Strojně mechanické předčištění a rozdělovací objekt... 27 4.2.8 Biologický stupeň čištění... 27 4.2.9 Chemické hospodářství... 28-1 -
4.2.10 Kalové hospodářství... 28 4.2.11 Terciární stupeň čištění... 28 4.2.12 Stavební část... 28 4.2.13 Komunikace a zpevněné plochy, nezpevněné plochy, oplocení... 28 4.2.14 Rozvody elektro, vedení vodovodu a kanalizace... 29 5. Návrh řešení kalového hospodářství... 30 5.1 Současný stav a výhledové množství odtahovaného kalu... 30 5.2 Parametry provozu dehydrátoru kalů... 30 5.3 Množství odvodněného kalu... 31 5.4 Roční provoz kalového hospodářství... 32 5.5 Využití kalové sušiny... 32 6. ODHAD INVESTIČNÍCH NÁKLADŮ... 33 7. ZÁVĚR... 34-2 -
1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE Název akce: ČOV Chýně Návrh rozšíření ČOV Místo stavby: k.ú. Chýně (655465) Kraj: Středočeský Stupeň dokumentace: Studie Investor: Zpracovatel: Obec Chýně, Hlavní 200, 253 01 Chýně IČO: 00241296 tel.: +420 311 670 595 e-mail: ou@chyne.cz Za Tratí 207, 252 19, Chrášťany IČO: 24831115 tel.: +420 211 150 125 e-mail: amconeurope@amcon-eu.com Datum zpracování: Květen-červenec 2018-3 -
2. PODKLADY Listinné podklady: Poplatková hlášení a přiznání za rok 2015,2016 a 2017 1.Vodohospodářská společnost s.r.o. Provozní řád ČOV pro zkušební provoz PRO-AQUA s.r.o. říjen 2010 Projektová dokumentace rozšíření ČOV pro stavební povolení Provod s.r.o. říjen 2008 Projektová dokumentace rozšíření ČOV stavební část - dokumentace skutečného provedení Provod s.r.o. říjen 2010 Vyhodnocení zkušebního provozu ČOV 2012-2013 1.Vodohospodářská společnost s.r.o. listopad 2013 Vyhodnocení zkušebního provozu ČOV 2011-2012 AQUA CONTACT duben 2012 Podklady v elektronické podobě: Výsledky rozborů přítoku a odtoku včetně měsíčních průtoků za rok 2015, 2016, 2017 Kanalizační řád 1.Vodohospodářská společnost s.r.o. červen 2011 Kalkulace vodného a stočného 2016, 2017 1.Vodohospodářská společnost s.r.o. Geodetické zaměření polohopisu a výškopisu Geodetická kancelář Ing. Tomáš Podpěra s.r.o. ze dne 04.05.2018 Poplatková přiznání a hlášení za rok 2015,2016, a 2017 1.Vodohospodářská společnost s.r.o. Ostatní podklady Provozní deník ČOV 01-04/2018 Provozní záznamy obsluhy ČOV a servisní kniha strojů Výkresová dokumentace ČOV (dispozice, půdorys, tg.schéma) ve formátu dxg Osobní prohlídka na místě 26.04. a 18.06.2018-4 -
3. ÚVOD ROZBOR PROBLÉMU Úkolem této studie je zpracovat návrh rozšíření stávající čistírny odpadních vod z obce Chýně na kapacitu 8000 a 9900 EO. Stávající čistírna odpadních vod se nachází na pozemku 527/4 v k.ú. Chýně. Výstavba ČOV probíhala etapovitě v návaznosti na rozvoj obce. Původní ČOV o kapacitě 2 x 1000 EO byla v roce 2010 rozšířena na kapacitu 3x2000 EO, objekt původní ČOV byl přebudován na kalové hospodářství se strojním odvodněním kalu. Zkušební provoz rozšířené ČOV probíhal v období 05/2011-11/2013. Snímek katastrální mapy 3.1. Právní stav ČOV Čistírna odpadních vod Chýně vypouští předčištěné odpadní vody na základě Povolení vypouštění odpadních vod č.j. ŽP/S MEUC-004858/2009/V/ZEL ze dne 4. 5. 2009 do bezejmenného přítoku Litovického potoka přes Strahovský rybník do Litovického potoka v následujícím množství a kvalitě: Qprům 6,9 l.s -1 Qmax = 10,2 l.s -1 Max. Qměsíční 18 000 m 3 /měsíc Qroční 219 000 m 3 /rok - 5 -
Ukazatel hodnota p (mg.l -1 ) hodnota m (mg.l -1 ) Bilance (t.rok -1 ) CHSK 90,0 130,0 19,71 BSK5 18,0 25,0 3,94 NL 20,0 25,0 4,38 N-NH4 8,0 15,0* 1,75 P-celk 2,0 (průměr) 4,0 0,44 Identifikace recipientu a místa vypouštění: Litovický potok říční km : 20,20 Číslo hydrologického pořadí : 1-12-02-002 Identifikační číslo vypouštění vody : 120513 Správce Povodí Vltavy Břeh pravý Vzhledem ke kapacitě vodohospodářského díla a počtu připojených subjektů se dle zákona o vodovodech a kanalizacích jedná o čistírnu (a kanalizaci) pro veřejnou potřebu. 3.2. Popis kanalizace a ČOV Veřejná kanalizace v obci Chýně je řešena jako tlaková s domovními čerpací mi stanicemi, které jsou v majetku a správě vlastníků nemovitostí. Hlavní tlakový přivaděč stoka A je realizován v PE 125. Na tlakový řad na větvi A7 PE 110 jsou připojeny dvě lokality, které jsou odkanalizovány oddílnou gravitační kanalizací s připojením na tlakovou kanalizaci přes centrální čerpací stanice odpadních vod. Čistírna odpadních vod Chýně byla vybudována v roce 2010 rozšířením stávající na kapacitu 6000 ekvivalentních obyvatel. ČOV je řešena jako trojlinková s strojně-mechanickým předčištěním, chemickým srážením fosforu, aerovaným kalojemem a strojním odvodněním kalu. Odpadní vody natékají tlakově do spojné šachty, kde se mísí s kalovou vodou z kalojemu a filtrátem ze strojního odvodnění. Dále je nátok veden gravitačně na strojně stíraná česla Fontana s šířkou průlin 6 mm a vertikální lapák písku. Česla lze pomocí ručních hradítek obtokovat přes ručně stíraná česla. Vertikální lapák písku je provzdušňovaný s čerpáním písku mamutkou do pračky písku. Jeho odtokový žlab je modifikován jako rozdělovací objekt nátoku na tři identické paralelní biologické linky. Mechanicky předčištěná odpadní voda natéká gravitačně na biologický stupeň, který je navržený jako průtočná aktivace s nízkým zatížením. Denitrifikační nádrž zde se odpadní voda mísí a aktivovaným kalem za anoxických podmínek. Kal je recirkulován čerpadlem vnitřní recirkulace z nitrifikační nádrže a čerpadlem vnější recirkulace (vratný kal) z dosazovací nádrže. Homogenizaci zajišťuje ponorné vrtulové míchadlo, provozované v cyklovaném režimu. - 6 -
Nitrifikační nádrž je provzdušňována a homogenizována tlakovým vzduchem, distribuovaným přes jemnobublinné aerační elementy ASEKO. Zdrojem tlakového vzduchu jsou dmychadla Aerzen, Q = 360 m3/hod, delta p = 550 kpa, P = 11 kw v sestavě 3 pracovní + 1 záloha. Provoz dmychadel je ovládán frekvenčním měničem dle aktuální koncentrace kyslíku v nitrifikační nádrži signálem z kyslíkové sondy Hach-Lange a dále časově. V nádrži je dále instalováno časově ovládané ponorné čerpadlo interní recirkulace. Do nátoku dosazovacích nádrží je zaústěno dávkování síranu železitého na chemické srážení fosforu. Dosazovací nádrž je řešena jako čtvercová vertikální z kónickým dnem. Technologicky je vystrojena ponorným čerpadlem vratného/přebytečného kalu, sběrem plovoucích nečistot s mamutkovým čerpadlem a ofukem hladiny. Vyčištěná voda je odebírána z hladiny obvodovým sběrným žlabem, ze kterého odtéká přes měrný objekt do odtoku. Odtokové potrubí je osazeno šachtou pro záchyt vyčištěné vody, která je čerpána čerpadlem do jímky ostřikové vody a dále používána na ostřik a úklid v objektu strojního odvodnění kalu. Dále je na odtoku instalována měrná šachta s Parshallovým žlabem P3 a měřením výšky hladiny ultrazvukovou sondou. Přebytečný kal je čerpán z dosazovacích nádrží do objektu kalového hospodářství, které sestává ze tříkomorového kalojem a strojního odvodnění kalu. Přebytečný kal v kalojemu je aerován přes jemnobublinný aerační rošt vlastním dmychadlem Aerzen Q = 150 m3/hod, delta p = 550 mbar, P = 5,5 kw a zahušťován sedimentací a odčerpáváním odsazené kalové vody v první a třetí komoře. Stabilizovaný zahuštěný kal je odávkován roztokem polyflokulantu a odvodňován na sítopásovém lisu F 800 o výkonu 3-7 m3/hod. Chemické hospodářství pro chemické srážení fosforu tvoří dvouplášťová zásobní nádrž síranu železitého o objemu 3 m3 a trojice dávkovacích čerpadel. ČOV Je v současné době provozována na 2 linky, kalové a chemické hospodářství je v běžném provozu. 3.3. Technologické výpočty stávajícího stavu ČOV Stávající čistírna odpadních vod Chýně je koncipována jako trojlinková o kapacitě 3 x 2000 EO. V době zpracování této studie nebyly k dispozici podklady o množství a kvalitě průmyslových odpadních vod z provozoven, připojených na kanalizaci. Před dalšími projekčními pracemi je třeba tyto údaje zjistit, protože z měsíčních průtoků odpadních vod a její kvality je zřejmé, že dochází k sezónním výkyvům jak v množství, tak kvalitě, přestože se jedná o tlakovou oddílnou kanalizaci. - 7 -
Název ČOV: Chýně Kraj: Středočeský Nadmořská výška: 370 m.n.m. Kanalizace : oddílná tlaková Počet ekv.obyvatel: 6000 EO Specif.množství odpad.vod: 100 l/eo/den Průměrný denní přítok odpad. vod Q24,m 600,00 m3/den Denní přítok prům.odpad.vod Q24,p 0,00 m3/den Množství balast.vod QB 0,00 m3/den Množství dovážených vod 0,00 m3/den Výpočet množství odpadních vod Průměrný bezdeštný denní přítok Q24 600,00 m3/den = 25,0 m3/hod = 6,94 l/s Součinitel denní nerovnoměrnosti kd 1,5 Maximální bezdeštný přítok odpad.vod Qd 900,00 m3/den = 37,5 m3/hod = 10,4 l/s Součinitel max.hod.nerovnoměrnosti kh 2,1 Maximální bezdeštný hodinový přítok Qh 78,8 m3/hod = 21,9 l/s Průměrné roční množ. vypouštěných vod 219 000 m3/rok Výpočet kvality odpadních vod Parametr mg/l t/rok kg/den BSK5 600 131,4 360 CHSKCr 1200 262,8 720 NL 550 120,5 330 NH4-N 90 19,7 54 Norg. 40 8,8 24 Ncelk. 130 28,5 78 Pc 20 4,4 12-8 -
Výpočet parametrů aktivačního procesu Objem denitrifikační nádrže VANDN 459,2 m 3 Objem nitrifikační nádrže VANNN 1268,5 m 3 Celkový objem aktivace V 1727,7 m 3 Celková plocha aktivace S 383,9 m 2 Hloubka vody v aktivační nádrži H 4,5 m Poměr fd (VANDN/V) 0,3 Koncentrace sušiny aktiv.kalu X 4,0 kg/ m 3 Celková zásoba kalu v aktivaci 6910 kg Minimální teplota aktiv.směsi Tmin 10 o C Maximální teplota aktiv.směsi Tmax 15 o C ČSN Objemové látkové zatížení kalu dle BSK5 BV 0,208 kg/( m 3.den) 0,1-0,5 Povrchové látkové zatížení dle BSK5 BA 46,3 g/(m 2.den) Látkové zatížení kalu dle BSK5 BX 0,05 kg/(kg.den) 0,05-,01 Doba zdržení v denitrifikační nádrži 18,4 hod Doba zdržení v nitrifikační nádrži 50,7 hod Celková doba zdržení v aktivaci 69,1 hod 24-72 Denní množství odtahovaného kalu 252,0 kg/den Koncentrace odtahovaného kalu XW 10,0 kg/ m 3 Průtok odtahovaného kalu QW 1,1 m 3 /hod Stáří kalu OX 27,7 dne Jak vyplývá z porovnání technologických parametrů s ČSN, objemy nádrží aktivace jsou navrženy s dostatečnou rezervou. Vzhledem k plánované kapacitě rozšíření na 8000, resp. 9900 EO je proto možné realizovat rozšíření o jednu, resp. 2 stavebně identické technologické linky, což usnadní i rozdělení nátoku odpadních vod. Výpočet dosazovací nádrže Výpočet dosazovací nádrže byl proveden na jednu nádrž a nátokové množství 2000 EO dle návrhových parametrů ČSN 75 6401 pro kapacitu nad 5000 EO. Návrhové parametry: Koncentrace kalu v AN: X = 4,0 kg.m 3 Střední doba zdržení při Qv t = 1,6 h Hydr. zatížení plochy vn = 2,0 m 3 /(m 2.h) Zatížení plochy NL NA = 5,0 kg/(m 2.h) Zatížení přelivné hrany z = 5,0 m 3 /(m.h) Výpočet: Plocha nádrže: A = Qv/vn = 13,1 m 2 Usazovací prostor: V = Qvt = 42,0 m 3 Délka přelivné hrany (min.): l =Qv/z = 7,88 m - 9 -
Návrh dosazovací nádrže: Půdorys: 5,4 x 5,4 m 29,2 m 2 Usazovací prostor: kolmá hloubka 0 0,70 m sklon stěn 1 : 2,0 (2,0-1,7) horní hrana a 5,40 m objem usazovací Vu 72,8 m 3 > 42,0 m 3 Odtokový žlab: - Délka 2,0 m - Počet přelivných hran 4 - Délka přelivných hran 8,0 m Celková hloubka vodyh 5,4 m Střední doba zdržení t 2,8 h vyhovuje Hydr.zatížení plochy v 0,9 m3/(m3.h) vyhovuje Zatížení plochy NL NA 3,6 kg/(m2.h) vyhovuje Zatížení přelivné hrany z 3,3 m3/(m.h) vyhovuje Přepočtem parametrů skutečného provedení dosazovací nádrže lze konstatovat, že jsou navrženy v souladu s ČSN a lze toto provedení použít i pro rozšíření kapacity ČOV. Výpočet nádrže aerobní stabilizace-kalojemu Výpočet je kalkulován na maximální látkové i hydraulické zatížení ČOV. Množství chemického kalu: PK1 = 44,00 kg.d-1 Množství přebytečného kalu: PK2 = 252,00 kg.d-1 Množství smíšeného kalu: PK = 296,00 kg.d-1 Koncentrace smíšeného kalu: X = 10,00 kg.m-3 Koncentrace stabilizovaného kalu: Xi = 20,00 kg.m-3 Objem kalu: Q = 28,74 m3.d-1 Objem stabilizovaného kalu: Qi = 14,37 m3.d-1 Frakce organického podílu Xorg = 0,80 - Celkové množství org. podílu PK.Xorg = 236,8 kg.d-1 Požadovaná redukce org. podílu 40 % Průměrná teplota T = 12 C Celkové stáří kalu: = 50 d Průměrné stáří surového kalu: = 15 d Množství odstraněného organického podílu 94,72 kg.d-1 Podíl snížení koncentrace kalu f = 0,7 - Rychlostní konstanta při 12 C Kd = 0,036 d-1-10 -
Potřebná oxygenační kapacita (množství kyslíku) OC = 189,4 kg O2.d-1 Potřebný kalový objem nádrže: VAS = 330,4 m3 Produkce kalu v nádrži: PKAS = 201,3 kg.d-1 Vodní objem nádrže: VAS = 338,9 m3 Kalový objem nádrže: VASkal = 350,0 m3 Střední doba zdržení kalu v nádrži: tas = 36 d Střední doba zdržení kalu v kalovém hospodářství je pro uvedenou kapacitu dostačující. 3.4. Technologické výpočty rozšíření ČOV na kapacitu 8000 EO Pro rozšíření na 8000 EO byly technologické výpočty rozšíření provedeny o jednu identickou technologickou linku. Název ČOV: Chýně Kraj: Středočeský Nadmořská výška: 370 m.n.m. Kanalizace : oddílná tlaková Počet ekv.obyvatel: 8000 EO Specif.množství odpad.vod: 100 l/eo/den Průměrný denní přítok odpad. vod Q24,m 800,00 m3/den Denní přítok prům.odpad.vod Q24,p 0,00 m3/den Množství balast.vod QB 0,00 m3/den Množství dovážených vod 0,00 m3/den Výpočet množství odpadních vod Průměrný bezdeštný denní přítok Q24 800,00 m3/den = 33,3 m3/hod = 9,26 l/s Součinitel denní nerovnoměrnosti kd 1,5 Maximální bezdeštný přítok odpad.vod Qd 1200,00 m3/den = 50,0 m3/hod = 13,9 l/s Součinitel max.hod.nerovnoměrnosti kh 2,1 Maximální bezdeštný hodinový přítok Qh 105 m3/hod = 29,2 l/s Průměrné roční množ. vypouštěných vod 292 000 m3/rok Výpočet kvality odpadních vod Parametr mg/l t/rok kg/den BSK5 600 175,2 480 CHSKCr 1200 350,4 960 NL 550 160,6 440 NH4-N 90 26,3 72 Norg. 40 11,7 32 Ncelk. 130 38,0 104 Pc 20 5,8 16-11 -
Výpočet parametrů aktivačního procesu Objem denitrifikační nádrže VANDN 612,4 m 3 Objem nitrifikační nádrže VANNN 1691,2 m 3 Celkový objem aktivace V 2303,6 m 3 Celková plocha aktivace S 551,9 m 2 Hloubka vody v aktivační nádrži H 4,5 m Poměr fd (VANDN/V) 0,3 Koncentrace sušiny aktiv.kalu X 4,0 kg/ m 3 Celková zásoba kalu v aktivaci 9214 kg Minimální teplota aktiv.směsi Tmin 10 o C Maximální teplota aktiv.směsi Tmax 15 o C ČSN Objemové látkové zatížení kalu dle BSK5 BV 0,208 kg/( m 3.den) 0,1-0,5 Povrchové látkové zatížení dle BSK5 BA 46,3 g/(m 2.den) Látkové zatížení kalu dle BSK5 BX 0,05 kg/(kg.den) 0,05-,01 Doba zdržení v denitrifikační nádrži 18,4 hod Doba zdržení v nitrifikační nádrži 50,7 hod Celková doba zdržení v aktivaci 69,1 hod 24-72 Denní množství odtahovaného kalu 336,0 kg/den Koncentrace odtahovaného kalu XW 10,0 kg/ m 3 Průtok odtahovaného kalu QW 1,4 m 3 /hod Stáří kalu OX 27,7 dne Výpočet nádrže aerobní stabilizace-kalojemu Výpočet je kalkulován na maximální látkové i hydraulické zatížení ČOV. v rámci intenzifikace bude navržena nová technologie strojního odvodnění kalu s podstatně nižší spotřebou provozní vody. Proto byl celkový objem navýšen o nádrž čerpací stanice vody z lisu, aby byla zachována střední doba zdržení cca 30 dní. Množství chemického kalu: PK1 = 58,70 kg.d-1 Množství přebytečného kalu: PK2 = 336,00 kg.d-1 Množství smíšeného kalu: PK = 394,7 kg.d-1 Koncentrace smíšeného kalu: X = 10,00 kg.m-3-12 -
Koncentrace stabilizovaného kalu: Xi = 20,00 kg.m-3 Objem kalu: Q = 38,32 m3.d-1 Objem stabilizovaného kalu: Qi = 19,18 m3.d-1 Frakce organického podílu Xorg = 0,80 - Celkové množství org. podílu PK.Xorg = 315,8 kg.d-1 Požadovaná redukce org. podílu 40 % Průměrná teplota T = 12 C Celkové stáří kalu: = 50 d Průměrné stáří surového kalu: = 15 d Množství odstraněného organického podílu 126,3 kg.d-1 Podíl snížení koncentrace kalu f = 0,7 - Rychlostní konstanta při 12 C Kd = 0,036 d-1 Potřebná oxygenační kapacita (množství kyslíku) OC = 252,6 kg O2.d-1 Potřebný kalový objem nádrže: VAS = 440,5 m3 Produkce kalu v nádrži: PKAS = 268,4 kg.d-1 Vodní objem nádrže: VAS = 470,5 m3 Kalový objem nádrže: VASkal = 423,5 m3 Střední doba zdržení kalu v nádrži: tas = 33 d Střední doba zdržení kalu v kalovém hospodářství je pro uvedenou kapacitu dostačující. - 13 -
3.5. Technologické výpočty rozšíření ČOV na kapacitu 9900 EO Pro rozšíření na 9900 EO byly technologické výpočty rozšíření provedeny o dvě identické technologické linky. Název ČOV: Chýně Kraj: Středočeský Nadmořská výška: 370 m.n.m. Kanalizace : oddílná tlaková Počet ekv.obyvatel: 9900 EO Specif.množství odpad.vod: 100 l/eo/den Průměrný denní přítok odpad. vod Q24,m 990,00 m3/den Denní přítok prům.odpad.vod Q24,p 0,00 m3/den Množství balast.vod QB 0,00 m3/den Množství dovážených vod 0,00 m3/den Výpočet množství odpadních vod Průměrný bezdeštný denní přítok Q24 990,00 m3/den = 41,3 Součinitel denní nerovnoměrnosti kd 1,5 Maximální bezdeštný přítok odpad.vod Qd 1485,00 m3/den = 61,9 Součinitel max.hod.nerovnoměrnosti kh 2,1 Maximální bezdeštný hodinový přítok Qh 105 Průměrné roční množ. vypouštěných vod 362 000 m3/rok Výpočet kvality odpadních vod Parametr mg/l t/rok kg/den BSK5 600 216,8 594 CHSKCr 1200 433,6 1188 NL 550 198,7 545 NH4-N 90 32,5 89 Norg. 40 14,5 40 Ncelk. 130 47,0 129 Pc 20 7,2 20 m3/hod = 11,5 l/s m3/hod = 17,2 l/s m3/hod = 29,2 l/s - 14 -
Výpočet parametrů aktivačního procesu Objem denitrifikační nádrže VANDN 765,5 m 3 Objem nitrifikační nádrže VANNN 2114,0 m 3 Celkový objem aktivace V 639,9 m 3 Celková plocha aktivace S 640,0 m 2 Hloubka vody v aktivační nádrži H 4,5 m Poměr fd (VANDN/V) 0,3 Koncentrace sušiny aktiv.kalu X 4,0 kg/ m 3 Celková zásoba kalu v aktivaci 11518 kg Minimální teplota aktiv.směsi Tmin 10 o C Maximální teplota aktiv.směsi Tmax 15 o C ČSN Objemové látkové zatížení kalu dle BSK5 BV 0,206 kg/( m 3.den) 0,1-0,5 Povrchové látkové zatížení dle BSK5 BA 45,8 g/(m 2.den) Látkové zatížení kalu dle BSK5 BX 0,05 kg/(kg.den) 0,05-,01 Doba zdržení v denitrifikační nádrži 18,6 hod Doba zdržení v nitrifikační nádrži 51,2 hod Celková doba zdržení v aktivaci 69,8 hod 24-72 Denní množství odtahovaného kalu 416,0 kg/den Koncentrace odtahovaného kalu XW 10,0 kg/ m 3 Průtok odtahovaného kalu QW 1,7 m 3 /hod Stáří kalu OX 27,9 dne Výpočet nádrže aerobní stabilizace-kalojemu Výpočet je kalkulován na maximální látkové i hydraulické zatížení ČOV. v rámci intenzifikace bude navržena nová technologie strojního odvodnění kalu s podstatně nižší spotřebou provozní vody. Proto byl celkový objem stejně jako v předchozí variantě navýšen o nádrž čerpací stanice vody z lisu,. Množství chemického kalu: PK1 = 72,60 kg.d-1 Množství přebytečného kalu: PK2 = 416,00 kg.d-1 Množství smíšeného kalu: PK = 448,6 kg.d-1 Koncentrace smíšeného kalu: X = 10,00 kg.m-3 Koncentrace stabilizovaného kalu: Xi = 20,00 kg.m-3 Objem kalu: Q = 47,44 m3.d-1-15 -
Objem stabilizovaného kalu: Qi = 23,71 m3.d-1 Frakce organického podílu Xorg = 0,80 - Celkové množství org. podílu PK.Xorg = 390,88 kg.d-1 Požadovaná redukce org. podílu 40 % Průměrná teplota T = 12 C Celkové stáří kalu: = 50 d Průměrné stáří surového kalu: = 15 d Množství odstraněného organického podílu 156,4 kg.d-1 Podíl snížení koncentrace kalu f = 0,7 - Rychlostní konstanta při 12 C Kd = 0,036 d-1 Potřebná oxygenační kapacita (množství kyslíku) OC = 312,7 kg O2.d-1 Potřebný kalový objem nádrže: VAS = 545,3 m3 Produkce kalu v nádrži: PKAS = 268,4 kg.d-1 Vodní objem nádrže: VAS = 470,5 m3 Kalový objem nádrže: VASkal = 423,5 m3 Střední doba zdržení kalu v nádrži: tas = 26 d Střední doba zdržení kalu v kalovém hospodářství je pro uvedenou kapacitu dostačující. 3.6. Zhodnocení morálního a technického stavu ČOV Čistírna odpadních vod Chýně byla rozšířena na kapacitu 6000 EO v roce 2008 výstavbou třech paralelních biologických linek s předřazeným stejně-mechanickým předčištěním. Celek je umístěn spolu s velínem a dmychárnou ve zdění nadzemní budově. Stávající objekt ČOV byl přebudován na kalové hospodářství se strojním odvodněním kalu. Kanalizace v obci je částečně tlaková s domovními čerpacími stanicemi a částečně gravitační, připojená na tlakovou kanalizaci přes centrální čerpací stanici (2 lokality). K jednotlivým objektům: 3.6.1 Tlaková kanalizace Odpadní vody jsou na ČOV přivedeny výtlakem A PE DN 160 a výtlakem E DN 125, který se spojují v objektu ČOV v jedno potrubí, zavedené do spojné šachty. Před napojováním dalších lokalit je nutné posoudit dostatečnost kapacity dimenze stávajících výtlaků. Kanalizační systém není vybaven řízeným dávkováním síranu železitého pro snížení tvorby kanalizačních plynů ani systémem vzájemného řízení čerpacích stanice pro regulaci nátoku odpadních vod. V době zpracování studie nebyly k dispozici údaje o množství a kvalitě odpadních vod, produkovaných sledovanými a významnými producenty ani údaje o provozu velkých čerpacích stanic odpadních vod. Kanalizační řád není aktualizován, neobsahuje zákaz používání drtičů - 16 -
odpadů. Emisní limity neobsahují hodnoty pro bodový vzorek, významní producenti nejsou limitováni v množství vypouštěných odpadních vod. 3.6.2 Strojně mechanické předčištění Strojně mechanické předčištění tvoří jemné strojně stírané česle a provzdušňovaný vertikální lapák písku, který současně plní funkci rozdělovacího objektu. Strojní česle je možno v případě poruchy obtokovat přes ručně stírané česle. Strojní česle jsou silně zasažené korozí působením amoniaku a sulfanu z tlakové kanalizace. Lis na shrabky je částečně demontován, takže manipulace se shrabky je ruční. Lapák písku není provozován (dle sdělení obsluhy již řadu let) vlivem jeho zanešení sedimentem. Při zkušebním otevření přívodu vzduchu bylo zjištěno, že potrubí je mechanicky poškozené a vzduch utíká kolem. Nátokové potrubí do středového válce netěsní ve spoji, takže je diskutabilní i jeho hydraulická účinnost při rovnoměrném rozdělení nátoku. Na hladině se zachytává velké množství tuků, které obsluha ručně vyklízí do kontejneru vedle provozní budovy (viz foto v kap. Stavební část). - 17 -
3.6.3 Biologický stupeň čištění Mechanicky předčištěné odpadní vody gravitačně natékají na biologický stupeň, který tvoří tři identické paralelně řazené linky. Provozovány jsou linky 1 a 3, linka 2 nebyla nikdy uvedena do provozu. Denitrifikační nádrž je homogenizována ponorným míchadlem v cyklovaném režimu start stop 60minut/60 minut. V důsledku tohoto nastavení dochází vlivem anaerobních podmínek k tvorbě plynů, které způsobují masivní flotaci kalu na hladinu nádrže ve formě pevné kalové vrstvy. Nitrifikační nádrž je aerována tlakovým vzduchem z dmychadel v sestavě 3 pracovní + 1 záložní přes jemnobublinný aerační systém. Výkon dmychadel je regulován frekvenčními měniči, řízenými signálem z optické kyslíkové sondy s časovým vypínáním provozu dmychadel při dosažení zadané hodnoty koncentrace kyslíku a následném zapnutí při poklesu pod zadanou hodnotu. v současné době je regulace nastavena v rozmezí ca 3 mg/l (vypínání dmychadel) až 1 mg/l (zapínání dmychadlel), mezi těmito hodnotami je plynulá regulace frekvenčním měničem. Při osobní prohlídce byl objemový index kalu v nitrifikační nádrži dlouhodobě udržován na hodnotě 750-800 ml/l. V důsledku toho se i na hladině nitrifikační nádrže tvořila silná vrstva vyflotovaného biologického kalu. - 18 -
Vnitřní recirkulace mezi denitrifikační a nitrifikační nádrží je zabezpečena ponorným čerpadlem v režimu start/stop. Nátok do dosazovací nádrže je řešen jako hladinová nálevka s nornou stěnou, do které je zaústěno dávkování síranu železitého pro chemické srážení fosforu. Toto řešení není vhodné, pro dokonalou homogenizaci je lepší dávkování přímo do hladiny nitrifikační nádrže. Čtvercové vertikálně protékané dosazovací nádrže jsou vystrojeny - 19 -
nerezovými výškově stavitelnými žlaby z ozubenou přelivnou hranou, ofukem hladiny a sběrem plovoucích nečistot z hladiny dosazovací nádrže. Bohužel nejsou vybaveny sběrem plovoucích nečistot z hladiny středového válce, takže jej obsluha vybírá ručně do improvizovaného potrubí, zaústěného do nitrifikační nádrže. Čerpání vratného/přebytečného kalu zabezpečuje časově spínané ponorné čerpadlo, které vlivem nedokonalého mechanického předčištění a nastavených provozně-technologických parametrů trpí provozními výpadky a závadami. 3.6.4 Kalové hospodářství Přebytečný aktivovaný kal je čerpán do objektu kalového hospodářství, který tvoří trojkomorový aerovaný kalojem a strojní odvodnění kalu. Z první komory kalojemu je z hladiny odčerpávána odsazená kalová voda, zahuštěný kal je dále čerpán do druhé komory, ze které přepadá do třetí, ze které je opět po gravitačním zahuštění a odčerpání kalové vody čerpán na strojní odvodnění. Kalojem při osobní prohlídce nebyl aerován a dle sdělení obsluhy a vzhledu kalu se tak neděje dlouhodobě. Strojní odvodnění kalu tvoří sítopásový lis s jednotkou přípravy polyflokulantu na kondicionování kalu před odvodněním. - 20 -
Zařízení je v dosti opotřebovaném stavu, vlivem nefunkčnosti zařízení na ostřik sít vyčištěnou vodou z ČOV je i přes její značnou spotřebu využívána voda z místní studně, což ovlivňuje nátokové hodnoty na ČOV. Sítopásový lis je v provozu několikrát do měsíce, bližší údaje o jeho množství a kvalitě nebyly předloženy. - 21 -
Odvodněný kal je akumulován v otevřeném kontejneru, umístěném na zpevněné ploše vedle budovy kalového hospodářství, takže vlivem povětrnostních podmínek dochází k opětovnému snížení sušiny kalu před jeho další likvidací oprávněnou osobou. 3.6.5 Chemické hospodářství Chemické srážení fosforu zabezpečuje trojice membránových dávkovacích čerpadel (pro každou linko jedno), která dávkují roztok síranu železitého do nátoku dosazovacích nádrží ze dvouplášťové zásobní nádrže s vodoznakem o objemu 3000 l. Přestože se jedná o silně kyselou chemickou sloučeninu, klasifikovanou jako nebezpečná, nádrž není označena výstražnými tabulkami a na pracovišti nejsou vyvěšeny v souladu s platnými předpisy bezpečnostní pokyny. Teoretická spotřeba síranu železitého byla vypočítána na 1,9 l/hod, dávkovací čerpadla byla nastavena na 0,7 l/hod. 3.6.6 Měrný objekt Měrný objekt je vystrojen Parshallovým žlabem P 3 s měrným rozsahem 0,78-54,6 l/s a měřením aktuální výšky ultrazvukovou sondou s vyhodnocovací jednotkou se zobrazením aktuálního průtoku a celkového proteklého množství. - 22 -
3.6.7 Automatický systém řízení Automatický systém řízení zajišťuje chod technologie ČOV, strojní odvodnění kalu má vlastní místní rozvaděč. Ovládá se přes dotykovou obrazovku s přehledným menu s aktuálními provozními údaji a nastavenými ovládacími parametry. Systém neumožňuje dálkové hlášení poruch např. výpadek čerpadla vnitřní recirkulace. Frekvenční měniče jsou kvůli své velikosti a chlazení umístěny přímo na stěně provozní místnosti. 3.6.8 Stavební část Čistírna odpadních vod Chýně je stavebně rozdělena na budovu kalového hospodářství, situované v objektu původní ČOV a dále na nově vybudovaný objekt ČOV s místností mechanického předčištění, linkami biologického čištění, dmychárnou a velínem. Chemické hospodářství a kontejner na odvodněný kal jsou umístěny venku na zpevněných plochách. V rámci stavebních prací při rozšíření ČOV stojí za úvahu provést posouzení stavu a následnou rekonstrukci a úpravu stávajících objektů minimálně v tomto rozsahu: Objekt kalového hospodářství potřebuje rekonstrukci střešní krytiny, opravu nosných prvků střechy, omítek a vybudování přístřešku pro kontejner na odvodněný kal (lze nahradit použitím zakrytého kontejneru). Objekt ČOV potřebuje rekonstrukci střešní krytiny nad biologickým stupněm a opravu fasády s větracími otvory z uliční strany. - 23 -
4. NÁVRH VARIANT ŘEŠENÍ V rámci dalších stupňů projektové dokumentace je třeba pro obě navrhované varianty posoudit a zohlednit následující souvislosti: - dostatečnost dimenze a podélného sklonu odtokové kanalizace při zvýšení průtoku. Dle tabulkových hodnot a předložených podkladů by stávající odtoková kanalizace měla dostačovat. - dostatečnost dimenze přítokové tlakové kanalizace s ohledem na navýšení nátoku odpadních vod. - doplnění řízeného dávkování síranu železitého do tlakové kanalizace pokud možno co nejdále od objektu ČOV pro snížení tvorby zápachu a hlavně agresivních plynů (sulfan, amoniak), které progresivně zvyšují korozivní podmínky technologické i stavební části ČOV, zejména mechanického předčištění. Jako optimální umístění dávkovací stanice se jeví objekt centrální čerpací stanice na kanalizační větvi A7 a větev B nebo D, kde by šlo využít umístění tohoto zařízení v rámci některého z objektů v majetku a správě obce. - nově navržený úsek přítokové tlakové kanalizace osadit indukčním měřením pro sledování kontinuální sledování aktuálního přítoku, spojený s dálkovým řízením centrálních čerpacích stanic (např. WILO Control) na větvi A7, domovních čerpacích stanic od významných velkých producentů, případně dalších nově vybudovaných, aby se eliminovalo případné hydraulické přetížení biologického stupně, resp. dosazovacích nádrží - provést opravy/úpravy stavební části objektu čistírny odpadních vod (střecha, fasáda) a objektu kalového hospodářství (střecha, omítky, přístřešek pro kontejner na odvodněný kal) - harmonogram postupu výstavby musí být navržen tak, aby po celou dobu výstavby byl zachován provoz stávající čistírny odpadních vod a přepojení nátoku mohlo být provedeno v co nejkratší době. Před technologickými úpravami kalového hospodářství musí být kalové nádrže vyvezeny, aby bylo možné po dobu montáže akumulovat přebytečný kal a nemusel se vyvážet v tekutém stavu. 4.1 VARIANTA S KAPACITOU 8000 EO Rozšíření čistírny odpadních vod Chýně na kapacitu 8000 EO bude realizováno výstavbou objektu nové biologické linky o kapacitě 2000 EO na sousedním pozemku p.č. 527/1 spolu s vybudováním nového mechanického předčištění a rozšířením stávající technologie kalového hospodářství. 4.1.1 Přítoková tlaková kanalizace, přerušovací jímka Přítoková tlaková kanalizace bude prodloužena od stávající šachty ŠA do nově vybudované přerušovací jímky a případně osazena šachtou se shybkou a indukčním měřením přítoku odpadních vod. Prefabrikovaná částečně nadzemní (z důvodu získání výškového spádu) přerušovací jímka je navržena pro odvětrání agresivních plynů z tlakové kanalizace, které bude podpořeno aerací tlakovým vzduchem z centrálního rozvodu tlakového vzduchu. Do této jímky je dále zaveden výtlak kalové vody z kalového hospodářství. Odpadní vody spolu s kalovou vodou gravitačně natékají na mechanické předčištění. - 24 -
4.1.2 Strojně mechanické předčištění a rozdělovací objekt Strojně mechanické předčištění sestává ze strojně stíraných česlí a vertikálního provzdušňovaného lapáku písku, který bude současně plnit funkci rozdělovacího objektu. Dále budou paralelně instalovány ruční česle s hradítkem pro záložní předčištění v případě poruch strojních česlí. Strojní česle doporučujeme koncepce kolmé prutové s integrovaným lisem na shrabky, protože mají malou stavební délku. Nátok, rozdělený v poměru 3:1 bude gravitačně veden na novou biologickou linku, resp. bude gravitačně přiveden potrubím do stávajícího lapáku písku, který bude ponechán jako rozdělovací objekt. Stávající ruční a strojní česle budou demontovány a nátok do nich bude zaslepen. 4.1.3 Biologický stupeň čištění Jak vyplývá z výše uvedených technologických výpočtů, biologický stupeň čištění je navržen v souladu s doporučenými parametry dle ČSN, takže navrhujeme použít identické stavební a technologické řešení jako u stávající ČOV. Odpadní voda natéká do denitrifikační nádrže, která je homogenizována ponorným míchadlem v cyklovaném režimu start stop. Nitrifikační nádrž je aerována tlakovým vzduchem z dmychadel v sestavě 1 pracovní + 1 záložní přes jemnobublinný aerační systém. Výkon dmychadel je regulován frekvenčními měniči, řízenými signálem z optické kyslíkové sondy. Do nitrifikační nádrže je zaústěno dávkování síranu železitého pro chemické srážení fosforu. Čtvercová vertikálně protékaná dosazovací nádrž s kónickým dnem a obslužnou lávkou je vystrojena nerezovými výškově stavitelnými žlaby z ozubenou přelivnou hranou, ofukem hladiny a sběrem plovoucích nečistot z hladiny dosazovací nádrže a hladiny středového válce. Čerpání vratného/přebytečného kalu zabezpečuje časově spínané ponorné čerpadlo s uzavíráním trasy vratného kalu armaturou s elektropohonem. Vnitřní recirkulace kalu je zajištěna ponorným čerpadlem, časově spínaným v režimu start-stop. 4.1.4 Chemické hospodářství Stávající dávkovací stanice bude doplněna o jedno dávkovací čerpadlo se samostatným výtlakem. Stávající výtlaky budou nově zaústěny přímo nad hladinu nitrifikačních nádrží. 4.1.5 Kalové hospodářství V důsledku zvýšení kapacity ČOV dojde i k nárůstu množství přebytečného kalu, proto je třeba navýšit jak kapacitu uskladňovacích nádrží, tak výkon strojního odvodnění kalu. Kapacita kalových nádrží bude navýšena využitím stávající jímky ostřikové vody, která bude osazena aeračním systémem a čerpadlem pro odčerpávání odsazené kalové vody. Stávající dmychadlo bude doplněno nebo vyměněno za výkonnější. Strojní odvodnění kalu tvoří dehydrátor s automatickou jednotkou přípravy flokulantu. Navržené zařízení má podstatně nižší spotřebu ostřikové vody, elektrické energie a je schopné automatického provozu bez dozoru obsluhy. Stupeň odvodnění kalu na tomto zařízení je při dostatečné aerobní stabilizaci kalu a odborném uvedení do provozu vyšší, než u stávajícího sítopásového lisu. 4.1.6 Terciární stupeň čištění Dle nařízení vlády č. 401/2015 Sb., příl.7 je pro nejlepší dostupné technologie čištění pro s kapacitou ČOV 2000-10000 EO předepsáno použití mikrosítové filtrace vyčištěné vody. - 25 -
Vzhledem k stavebním rozměrům mikrosítového filtru pro požadovanou kapacitu a prostorovým možnostem na odtokové kanalizaci s nutností zachování předepsaných hydraulických podmínek před a za měrným objektem bude nutné jej umístit do prostoru stávajícího měrného objektu a tento přemístit mimo oplocený areál směrem k šachtě ŠE. Provoz filtru je zcela automatický, k ostřiku filtračních plachetek používá vlastní vyčištěnou vodu. Voda se zachycenými zbytky mechanických nečistot z ostřiku plachetek bude čerpána do čerpací jímky kalové vody. Technologie filtru je umístěna v monolitickém objektu, jehož součástí je i obtokový kanál. 4.1.7 Stavební část Nově vybudovaný objekt ČOV bude řešen jako monolotická železobetonová podzemní jímka, rozdělená příčkami na jednotlivé technologické stupně. Dosazovací nádrž bude opatřena spádovými betony. Vedle jímky je umístěna místnost dmychárny a mechanického předčištění. Celek je kryt nadzemní zděnou stavbou se sedlovou střechou. Hlavní rozvaděč bude umístěn v stávajícím velínu a obsluha bude využívat i stávajícího sociálního zázemí. Stavební a barevné řešení bude obdobné jako u stávající ČOV, je třeba řešit lepší nucenou ventilaci místnosti mechanického předčištění, příp. dmychárny. Před zahájením projekčních prací je nutný kvalitní geologický průzkum lokality. Stavební jámu bude třeba po obvodu pažit a je nutno počítat s nutností snižování hladiny spodní vody pod základovou spáru čerpáním. 4.1.8 Komunikace a zpevněné plochy, nezpevněné plochy, oplocení Připojení na hlavní komunikaci zůstane zachováno, k novému objektu bude vybudována nová přístupová cesta. Celek bude nově oplocen drátěným pletivem, přístup bude ze stávajícího areálu ČOV. 4.1.9 Rozvody elektro, vedení vodovodu a kanalizace Nový objekt bude vybaven příslušnými rozvody elektro stavební a pro technologii. Pro ostřik česlí a úklid v prostoru biologického čištění je nutný přívod vody, připojený rozvod v stávajícím objektu. Odtoková kanalizace bude připojena na stávající v šachtě ŠZ. Stávající řídící systém bude rozšířen o ovládání nové technologie a dálkové hlášení poruch. V této variantě budou zachovány stávající limity vypouštění dle Rozhodnutí Povolení vypouštění odpadních vod do vodního toku. Pouze dojde k úpravě hodnot povoleného množství odpadních vod v rozsahu: Qprům (l/sec) Qmax (l/sec) (m 3 /měsíc) (tis. m 3 /rok) 13,9 29,2 24 000 292-26 -
4.2 VARIANTA S KAPACITOU 9900 EO Rozšíření čistírny odpadních vod Chýně na kapacitu 9900 EO bude realizováno výstavbou objektu nové biologické dvojlinky o kapacitě 3900 EO na sousedním pozemku p.č. 527/1 spolu s vybudováním nového mechanického předčištění a rozšířením stávající technologie kalového hospodářství. 4.2.6 Přítoková tlaková kanalizace Přítoková tlaková kanalizace bude prodloužena od stávající šachty ŠA do nově vybudované přerušovací jímky a případně osazena šachtou se shybkou a indukčním měřením přítoku odpadních vod. Prefabrikovaná částečně nadzemní (z důvodu získání výškového spádu) přerušovací jímka je navržena pro odvětrání agresivních plynů z tlakové kanalizace, které bude podpořeno aerací tlakovým vzduchem z centrálního rozvodu tlakového vzduchu. Do této jímky je dále zaveden výtlak kalové vody z kalového hospodářství. Odpadní vody spolu s kalovou vodou gravitačně natékají na mechanické předčištění. 4.2.7 Strojně mechanické předčištění a rozdělovací objekt Strojně mechanické předčištění sestává ze strojně stíraných česlí a vertikálního provzdušňovaného lapáku písku, který bude současně plnit funkci rozdělovacího objektu. Dále budou paralelně instalovány ruční česle s hradítkem pro záložní předčištění v případě poruch strojních česlí. Strojní česle doporučujeme koncepce kolmé prutové s integrovaným lisem na shrabky, protože mají malou stavební délku. Nátok, rozdělený v poměru 2:3 bude gravitačně veden na nové biologické linky, resp. bude gravitačně přiveden potrubím do stávajícího lapáku písku, který bude ponechán jako rozdělovací objekt. Stávající ruční a strojní česle budou demontovány a nátok do nich bude zaslepen. 4.2.8 Biologický stupeň čištění Jak vyplývá z výše uvedených technologických výpočtů, biologický stupeň čištění je navržen v souladu s doporučenými parametry dle ČSN, takže navrhujeme použít identické stavební a technologické řešení jako u stávající ČOV. Odpadní voda natéká do denitrifikační nádrže, která je homogenizována ponorným míchadlem v cyklovaném režimu start stop. Nitrifikační nádrž je aerována tlakovým vzduchem z dmychadel v sestavě 2 pracovní + 1 záložní přes jemnobublinný aerační systém. Výkon dmychadel je regulován frekvenčními měniči, řízenými signálem z optické kyslíkové sondy. Do nitrifikační nádrže je zaústěno dávkování síranu železitého pro chemické srážení fosforu. Čtvercová vertikálně protékaná dosazovací nádrž s kónickým dnem a obslužnou lávkou je vystrojena nerezovými výškově stavitelnými žlaby z ozubenou přelivnou hranou, ofukem hladiny a sběrem plovoucích nečistot z hladiny dosazovací nádrže a hladiny středového válce. Čerpání vratného/přebytečného kalu zabezpečuje časově spínané ponorné čerpadlo s uzavíráním trasy vratného kalu armaturou s elektropohonem. Vnitřní recirkulace kalu je zajištěna ponorným čerpadlem, časově spínaným v režimu start-stop. - 27 -
4.2.9 Chemické hospodářství Stávající dávkovací stanice bude doplněna o další o stejné nebo větší kapacitě a dvě dávkovací čerpadla se samostatným výtlakem. Stávající výtlaky budou nově zaústěny přímo nad hladinu nitrifikačních nádrží. 4.2.10 Kalové hospodářství V důsledku zvýšení kapacity ČOV dojde i k nárůstu množství přebytečného kalu, proto je třeba navýšit jak kapacitu uskladňovacích nádrží, tak výkon strojního odvodnění kalu. Kapacita kalových nádrží bude navýšena využitím stávající jímky ostřikové vody, která bude osazena aeračním systémem a čerpadlem pro odčerpávání odsazené kalové vody. Stávající dmychadlo bude doplněno nebo vyměněno za výkonnější. Strojní odvodnění kalu tvoří dehydrátor s automatickou jednotkou přípravy flokulantu. Navržené zařízení má podstatně nižší spotřebu ostřikové vody, elektrické energie a je schopné automatického provozu bez dozoru obsluhy. Stupeň odvodnění kalu na tomto zařízení je při dostatečné aerobní stabilizaci kalu a odborném uvedení do provozu vyšší, než u stávajícího sítopásového lisu. 4.2.11 Terciární stupeň čištění Dle nařízení vlády č. 401/2015 Sb., příl.7 je pro nejlepší dostupné technologie čištění pro s kapacitou ČOV 2000-10000 EO předepsáno použití mikrosítové filtrace vyčištěné vody. Vzhledem k stavebním rozměrům mikrosítového filtru pro požadovanou kapacitu a prostorovým možnostem na odtokové kanalizaci s nutností zachování předepsaných hydraulických podmínek před a za měrným objektem bude nutné jej umístit do prostoru stávajícího měrného objektu a tento přemístit mimo oplocený areál směrem k šachtě ŠE. Provoz filtru je zcela automatický, k ostřiku filtračních plachetek používá vlastní vyčištěnou vodu. Voda se zachycenými zbytky mechanických nečistot z ostřiku plachetek bude čerpána do čerpací jímky kalové vody. Technologie filtru je umístěna v monolitickém objektu, jehož součástí je i obtokový kanál. 4.2.12 Stavební část Nově vybudovaný objekt ČOV bude řešen jako monolotická železobetonová podzemní jímka, rozdělená příčkami na jednotlivé technologické stupně. Dosazovací nádrž bude opatřena spádovými betony. Vedle jímky je umístěna místnost dmychárny a mechanického předčištění. Celek je kryt nadzemní zděnou stavbou se sedlovou střechou. Hlavní rozvaděč bude umístěn v stávajícím velínu a obsluha bude využívat i stávajícího sociálního zázemí. Stavební a barevné řešení bude obdobné jako u stávající ČOV, je třeba řešit lepší nucenou ventilaci místnosti mechanického předčištění, příp. dmychárny. Před zahájením projekčních prací je nutný kvalitní geologický průzkum lokality. Stavební jámu bude třeba po obvodu pažit a je nutno počítat s nutností snižování hladiny spodní vody pod základovou spáru čerpáním. 4.2.13 Komunikace a zpevněné plochy, nezpevněné plochy, oplocení Připojení na hlavní komunikaci zůstane zachováno, k novému objektu bude vybudována nová přístupová cesta. Celek bude nově oplocen drátěným pletivem, přístup bude ze stávajícího areálu ČOV. - 28 -
4.2.14 Rozvody elektro, vedení vodovodu a kanalizace Nový objekt bude vybaven příslušnými rozvody elektro stavební a pro technologii. Pro ostřik česlí a úklid v prostoru biologického čištění je nutný přívod vody, připojený rozvod v stávajícím objektu. Odtoková kanalizace bude připojena na stávající v šachtě ŠZ. Stávající řídící systém bude rozšířen o ovládání nové technologie a dálkové hlášení poruch. V této variantě budou zachovány stávající limity vypouštění dle Rozhodnutí Povolení vypouštění odpadních vod do vodního toku. Pouze dojde k úpravě hodnot povoleného množství odpadních vod v rozsahu: Qprům (l/sec) Qmax (l/sec) (m 3 /měsíc) (tis. m 3 /rok) 17,2 36,1 30 000 360-29 -
5. NÁVRH ŘEŠENÍ KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ V rámci procesu čištění odpadních vod je přebytečný kal odtahován do objektu kalového hospodářství, které je umístěno v separátní budově bývalé ČOV 2000 EO. Přebytečný kal o koncentraci cca 1 % je čerpán do kalové nádrže (kalojem), kde dochází k středobublinné aeraci pro stabilizaci a promíchání kalu. Pro zvýšení koncentrace kalu je z kalové nádrže pravidelně odčerpávána kalová voda po gravitačním zahuštění. Z kalové nádrže je zahuštěný kal přečerpáván pro odvodnění na sítopásový lis s kapacitou 3-7 m3/ hod. 5.1 Současný stav a výhledové množství odtahovaného kalu Počet Ekvivalentních obyvatel 6 000 EO 8 000 EO 9 900 EO Denní množství odtahovaného kalu 252,0 kg/den 336,0 kg/den 416,0 kg/den Koncentrace odtahovaného kalu XW 10,0 kg/ m3 Průtok odtahovaného kalu QW 1,1 m3/hod 1,4 m3/hod 1,7 m3/hod Denní množství odtahovaného kalu 26,4 m3/den 33,6 m3/den 40,8 m3/den Množství kalu při zvyšující se kapacitě ČOV vzroste až o 0,6 m3/hod. Kapacita sítopásového lisu je pro toto navýšení nedostatečná a z tohoto důvodu je navržena intenzifikace pomocí šnekolisového dehydrátoru kalů. 5.2 Parametry provozu dehydrátoru kalů Dehydrátor kalu je vybaven technologií šnekolisu, která umožnuje kontinuální odvodňování při konstantním automatickém čištění filtračního média. Tato technologie zajištuje kontinuální odvodňování bez závislosti na pravidelném tlakovém čištění filtračního média oplachovou vodou. Mimo jiné umožňuje minimální potřebu obsluhy a maximální míru automatizace, z čehož plyne i možný chod zařízení v nepřítomnosti obsluhy. Zvýšením provozní doby lze navyšovat kapacitu zařízení a to i v případě, že by budoucí čistírna navýšila svou kapacitu ČOV na více než 9 900 EO. Počet Ekvivalentních obyvatel 6 000 EO 8 000 EO 9 900 EO Denní provoz 6 hod 7,5 hod 9 hod Roční provoz Mth 2 190 Mth 2 740 Mth 3 285 Mth Roční spotř. energie KWh (1,4 kw)* 3,07 MWh 3,84 MWh 4,60 MWh * Množství energie jest včetně přípravy flokulantu, bez čerpadel. - 30 -
5.3 Množství odvodněného kalu Obr. Šnekolis odvodňovač kalů Při zjišťovacích pracích byl odebrán vzorek odvodněného kalu za sítopásovým lisem, u kterého byla stanovena sušina kalu 14,7 %. Se šnekolisovým dehydrátorem kalů lze dosáhnout sušiny ± 18 % v závislosti na parametrem vstupního aktivovaného kalu. Níže je uvedeno snížení nákladů při odvodnění kalů. Počet Ekvivalentních obyvatel 6 000 EO 8 000 EO 9 900 EO Množství produkce odvod. kalu 18 % 1,4 t/den 1,9 t/den 2,3 t/den Roční produkce odvod. kalu 18 % 511 t 694 t 840 t Roční produkce odvod. kalu 1,68 t/den 2,24 t/den 2,77 současný stav cca 15 % Roční produkce odvod. kalu 15 % 613 t 817 t 1 012 t Roční snížení produkce kalů při 102 t 136 t 168 t zefektivnění kalového hospodářství: Snížení nákladů při zvýšení sušiny za odvoz kalu (a 500 Kč/t) 51 100 Kč 68 133 Kč 85 000 Kč Jako další krok pro intenzifikaci kalového hospodářství je navržena bezúdržbová stanice pro dávkování tekutého flokulantu, která je plně automatická a lze jí zapojit do systému s dehydrátorem kalu. Tímto lze opět snížit časovou potřebu obsluhy na minimum. Zároveň se jedná o dávkovací zařízení kapalného flokulantu, který je účinnější a odbourává potřebu mísící nádrže s vodou a čerpadla flokulantu. Typ a množství kapalného flokulantu bylo testováno na základě odebraného vzorku kalů. Typ kalu: Stabilizovaný aktivovaný kal z Kalového sila Koncentrace nerozpuštěných látek: 11 280 mg/l (1,1 %) Nejvhodnější produkt flokulantu: Kationický flokulant na vodní bázi CWE 736 Spotřeba flokulantu: 9 kg/t NL - 31 -
Počet Ekvivalentních obyvatel 6 000 EO 8 000 EO 9 900 EO Denní spotřeba flokulantu: 2,3 kg/den 3,0 kg/den 3,7 Kg/den Spotřeba flokulantu 840 kg 1 095 kg 1 350 kg Cena za flokulant (a 105 Kč/kg) 88 200 Kč 115 000 Kč 142 000 Kč Dle laboratorního testování lze usoudit spotřebu 2 barelů o objemu 50 l za měsíc. Vhodnost a spotřeba flokulantu musí býti ověřena provozními testy na aktuální typ kalu. 5.4 Roční provoz kalového hospodářství Intenzifikace kalového hospodářství přinese výraznou úsporu časové náročnosti obsluhy při odvodnění kalu. Přičemž odvodňovací zařízení může být v chodu i bez dozoru obsluhy, tedy mimo jejich pracovní dobu. Dále výměnou zařízení pro odvodnění kalu vč. zařízení pro přípravu a dávkování flokulantu, dojde ke snížení spotřeby el. Energie (cca o 0,5 kw), snížení hlučnosti zařízení (na 63 db) a dále k výraznému snížení spotřeby vody. Spotřeba vody klesne řádově na setinu původní přiváděné vody na oplach. I přesto, že voda pro oplach je použita z místního zdroje užitkové vody a tedy nezatěžuje finanční stránku, klesne zároveň potřeba výkonu darlingu, který je připojen do el. sítě. Takto dojde k dalšímu snížení spotřeby el. Energie. Počet Ekvivalentních obyvatel 6 000 EO 8 000 EO 9 900 EO Roční provozní náklady pro kalové hospodářství Náklady pro kalové hospodářství na m3 vyčištěné OV 359 030 Kč 481 200 Kč 585 000 Kč 1,37 Kč Náklady na provoz kalového hospodářství jsou 1,37 Kč/ m3 vyčištěné odpadní vody. 5.5 Využití kalové sušiny Dle vyhlášky 437/2016 Sb. lze využít kalovou sušinu na zemědělských půdách při dodržení limitů, jež jsou toto legislativou upraveny. V rámci zpřísnění podmínek na hygienizaci kalu je doporučeno dávkování vápna pomocí automatické dávkovací stanice. Pro účinnou hygienizaci je doporučováno dávkovat 10-30 % vápna na sušinu kalu. Dávkovací zařízení vápna umožňuje kontinuální dávkování práškového vápna do kalu za odvodňovací zařízení, tedy do dopravníku nebo směšovacího zařízení. Tímto způsobem lze zajistit kontinuální hygienizaci s nepřekročením limitů pro patogenní mikroorganismy. - 32 -
6. ODHAD INVESTIČNÍCH NÁKLADŮ VARIANTA 8000 EO Stavební část Založení stavby Spodní stavba Vrchní stavba Kanalizace, oplocení, zpevněné plochy Celkem Technologie Technologie ČOV Technologie strojní odvodnění kalu Elektro+MaR Celkem Vedlejší rozpočtové náklady Náklady celkem VARIANTA 9900 EO Stavební část Založení stavby Spodní stavba Vrchní stavba Kanalizace, oplocení, zpevněné plochy Celkem Technologie Technologie ČOV Technologie strojní odvodnění kalu Elektro+MaR Celkem Vedlejší rozpočtové náklady Náklady celkem 7 000 tis. Kč 7 500 tis.kč 3 800 tis. Kč 500 tis. Kč 18 800 tis. Kč 6 700 tis. Kč 2 200 tis. Kč 600 tis. Kč 9 500 tis. Kč 1 800 tis. Kč 30 100 tis. Kč 10 000 tis. Kč 12 700 tis.kč 5 100 tis. Kč 600 tis. Kč 28 400 tis. Kč 9 800 tis. Kč 2 200 tis. Kč 800 tis. Kč 12 800 tis. Kč 2 100 tis. Kč 43 300 tis. Kč - 33 -
7. ZÁVĚR Výše zpracovaná studie ověřila, že stávající ČOV je projekčně navržena s dodatečnou objemovou rezervou, takže pro rozšíření kapacity lze použít stávající stavební i technologické koncepce, což usnadní realizaci i následně provoz a obsluhu. V dalších krocích je třeba řešit problematiku nepříznivých korozních vlivů splaškové vody z tlakové kanalizace a realizovat nové mechanické předčištění, strojní odvodnění kalu a terciární stupeň dočištění. Celek je navržen tak, aby veškeré stavební i montážní práce mohly probíhat bez přerušení provozu stávající čistírny odpadních vod. Studie popisuje realizaci 2 kapacitních variant rozšíření v souladu s plánovaným rozvojem obce, resp. zadáním zadavatele. Vzhledem k předpokládaným obtížným zakládacím podmínkám a celkovému technologickému řešení se v investičních nákladech na připojeného ekvivalentního obyvatele jednoznačně jeví jako výhodnější varianta 9900 EO Studie byla zpracována v úrovni podkladů, poskytnutých zadavatelem a informací o stavu a provozu vodohospodářské infrastruktury, zjištěné prohlídkami na místě. - 34 -