Kolejna kilkunastotysięczna gmina w województwie pomorskim posiada zmodernizowaną oczyszczalnię ścieków. Koszt przebudowy i rozbudowy oczyszczalni wyniósł blisko 20 milionów złotych, a dofinansowanie ze środków NFOŚiGW to ponad 60%. Pozostałą część inwestycji finansowała Gmina oraz Spółka GWiK.
Skarszewska oczyszczalnia ostatni raz modernizowana była w latach 1994-1998 i nie spełniała obecnych wymagań formalno-prawnych, stąd trwająca ostatnie dwa lata przebudowa była najważniejszą inwestycją dla regionu. Dzięki staraniom Spółki GWiK, przy wsparciu Gminy, udało się stworzyć obiekt nowoczesny, w którym wykorzystano technologie rzadko stosowane w obiektach tej wielkości. W tym celu podjęto współpracę z Politechniką Gdańską, która zaproponowała innowacyjne podejście do technologii oczyszczania ścieków, bazujące na nowoczesnych urządzeniach i zaawansowanych algorytmach w sterowaniu procesami technologicznymi, nacisk kładąc głównie na optymalizację napowietrzania reaktorów biologicznych przy wykorzystaniu AKPiA, identyfikując specyficzne zanieczyszczenia rozpuszczone w ściekach (np. związki biogenne) on-line. Pomiary azotu amonowego, azotu azotanowego i fosforu ogólnego stały się podstawą do napisania nowych algorytmów dla pracy układu napowietrzania. Dzięki takiemu podejściu udało się uzyskać wysoki efekt ekologiczny dla ścieków oczyszczonych, przy zmniejszonej energochłonności procesu oczyszczania.
1. Schemat przebudowy i rozbudowy oczyszczalni ścieków
Ścieki surowe dopływają do komory rozprężnej, a następnie kanałem otwartym do nowo wybudowanego budynku krat, gdzie zlokalizowana jest mechaniczna krata gęsta wyposażona w prasopłuczkę skratek (w przypadku awarii kraty mechanicznej jest możliwość przekierowania ścieków poprzez system zastawek kanałowych na kratę ręczną). Następnie ścieki przepływają kanałem otwartym do zmodernizowanego piaskownika poziomego. Odseparowana pulpa piaskowa przepompowywana jest do kanału wzdłuż piaskownika, a następnie do separatora piasku zlokalizowanego w budynku krat. Po oczyszczaniu mechanicznym ścieki przepływają grawitacyjnie do komory rozdziału przed reaktorami, gdzie następuje rozdział na nowy reaktor biologiczny oraz zmodernizowany reaktor. Komora rozdziału wyposażona jest w przepływomierz umożliwiający równomierne obciążenie reaktorów ściekami surowymi. Technologia oczyszczalni ścieków w Skarszewach oparta jest na metodzie osadu czynnego o przedłużonym czasie napowietrzania ze wzmożoną defosfatacją biologiczną, denitryfikacją wstępną wg zmodyfikowanego schematu Bardenpho, osadnikami końcowymi oraz wydzielaną stabilizacją tlenową osadu nadmiernego.
W tym celu, w istniejącym (zmodernizowanym) oraz nowym reaktorze biologicznym, zostały wydzielone następujące strefy:
- komory predenitryfikacji osadu – KPD;
- komory beztlenowe – KB;
- komora denitryfikacji – KD;
- komora nitryfikacji – KN;
- osadniki końcowe (wtórne) – OW.
Ścieki z komór nitryfikacji kierowane są do osadników wtórnych, dla reaktora nowego – radialnego wyposażonego w zgarniacz osadu oraz części pływających, do którego w przypadku konieczności osłony reagentowej procesu defosfatacji dozowany jest PIX. Natomiast z reaktora istniejącego ścieki kierowane są do zmodernizowanych zblokowanych osadników pionowych. Sklarowane ścieki w osadnikach, poprzez komorę pomiarową, odpływają do odbiornika, którym jest rzeka Wietcisa.
Zdekantowany osad czynny z osadników wtórnych trafia do przepompowni osadu powrotnego/nadmiernego, następnie przetłaczany jest do komór predenitryfikacji (recyrkulacja zewnętrzna) reaktorów biologicznych, a nadmiar do zmodernizowanej komory stabilizacji tlenowej i zagęszczania. Komora wyposażona jest w dekanter umożliwiający odbiór wód nadosadowych. Ustabilizowany zagęszczony osad odwadniany jest na nowoczesnej wirówce (uzyskując suchą masę osadu na poziomie 22%) i higienizowany wapnem, a następnie magazynowany (nowe składowisko) i wywożony, np. do wykorzystania przyrodniczego. Ponadto zmodernizowano halę dmuchaw, którą wyposażono w nowe dmuchawy o wyższej wydajności i sprawności na potrzeby dwóch reaktorów biologicznych oraz komory stabilizacji (KST).
2. Nowoczesne opomiarowanie procesów technologicznych
W komorze rozdziału ścieków surowych oraz reaktorach biologicznych zainstalowano nowoczesne opomiarowanie, m.in. sondy jonoselektywne azotu amonowego i azotanowego, analizator fosforu, sondy tlenu oraz gęstości, a w osadniku wtórnym wykorzystano echosondę mierzącą zalegającą warstwę osadu. Wszystkie zastosowane urządzenia stanowią podstawę zaimplementowanych układów sterujących w poszczególnych procesach technologicznych. Takie inteligentne sterowanie z wymaganym opomiarowaniem w tej wielkości obiektach stosowane jest niezmiernie rzadko (głównie ze względu na koszty dodatkowe, jakie generowane są podczas procesu inwestycyjnego). Jednak właśnie dzięki zastosowaniu w GWiK takiego zaawansowanego AKPiA, które w końcu pozwoliło dysponować konkretnymi informacjami o jakości ścieków, można było skutecznie przejść do działań poprawiających pracę układu napowietrzania w stosunkowo prosty i co najważniejsze – świadomy sposób predykcyjnie sterować procesem oczyszczania. Dzięki poznaniu i śledzeniu on-line jakości ścieków napływających do oczyszczalni, Spółka GWiK w sposób stabilny spełnia wymagania prawne i utrzymuje efekt ekologiczny dla ścieków oczyszczonych odprowadzanych do środowiska naturalnego.
Wprowadzenie do układu oczyszczania sterowania inteligentnego spowodowało uelastycznienie czasu pracy dmuchaw, eliminację okresów przetleniania, stabilniejszą pracę układu, co w konsekwencji obniża pobór energii elektrycznej, czyniąc oczyszczalnię mniej energochłonną. Biorąc pod uwagę, iż w przypadku tej wielkości obiektu, to napowietrzanie bioreaktorów stanowi główną część całego budżetu oczyszczalni, możliwość zoptymalizowania poboru energii przy zachowaniu wysokiej jakości ścieków oczyszczonych przyniosła Spółce wymierne korzyści.
Na energochłonność procesów i jakość oczyszczania w gminnej oczyszczalni ścieków bardzo często negatywnie wpływają ścieki dowożone. Stąd też w ramach modernizacji doposażono stację zlewną w nowoczesne urządzenia pomiarowe (ChZT, potencjał redox, odczyn, przewodność właściwa), które skutecznie identyfikują zanieczyszczenia znajdujące się w ściekach dowożonych. Wzmożona kontrola i opomiarowanie pozwoliło na optymalizację dawkowania ścieków dowożonych do układu technologicznego oczyszczalni, eliminując negatywny wpływ tych ścieków na stabilność i jakość oczyszczania ścieków komunalnych dopływających do oczyszczalni siecią kanalizacyjną.
3. Efekt ekologiczny ścieków oczyszczonych
Zastosowane rozwiązania procesu technologicznego oraz przyjęty standard wyposażenia technologicznego, dały gwarancję uzyskania jakości ścieków oczyszczonych zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. 2014 poz. 1600 z późn. zm.). Uzyskano wysoką redukcję związków biogennych – uśrednione stężenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych to tylko 6,5 mg/dm3, a fosforu ogólnego – 0,71 mg/dm3.
Nowatorskie podejście Zarządu Spółki GWiK realizującego ww. inwestycję do modernizacji oczyszczalni, przy jednoczesnym włączeniu ekspertów do zespołu Jednostki Realizującej Projekt, pozwoliło uruchomić nowoczesną i innowacyjną oczyszczalnię gminną, spełniającą stabilnie wymagania pozwolenia wodnoprawnego.
dr inż. Anna Remiszewska-Skwarek
Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
źródło: Forum Eksploatatora 1/2020
