Suszarnia osadów ściekowych w Oczyszczalni Ścieków „Warta” S.A. w Częstochowie
Średnio każdy z nas zużywa około 200 litrów wody w ciągu dnia, rocznie jest to już ok. 75 tysięcy litrów. Rzadko jednak zastanawiamy się, co dalej dzieje się z brudną wodą, spływa do rur i już… Ale hektolitry ścieków to problem nas wszystkich. W Częstochowie rolę ich neutralizowania przejmuje oczyszczalnia „Warta” S.A.
Od osadu płynnego do suszu
Jednym z końcowych produktów procesu oczyszczania ścieków są osady ściekowe. W ciągu roku w częstochowska Oczyszczalnia Ścieków „Warta” S.A. wytwarza i eksploatuje ich blisko 16,5 tys. ton, czyli ok. 45 ton na dobę. Wykorzystuje do tego innowacyjną technologię, wprowadzoną dzięki modernizacji sektora biologicznego i osadowego. Droga od osadu płynnego do suszu to wiele specjalistycznych procesów. Po zagęszczeniu osad poddaje się fermentacji metanowej w czterech zamkniętych komorach fermentacyjnych, a następnie stabilizacji w dwóch otwartych komorach fermentacyjnych i odwodnieniu na prasach taśmowych. Ostatnim etapem jest suszenie w nowoczesnej suszarni. Obecnie powstający w Oczyszczalni Ścieków „Warta” osad ściekowy jest w całości poddawany suszeniu. Ma to istotne znaczenie ekonomiczno-środowiskowe. Osad odwodniony zawiera bowiem 22-25 procent suchej masy natomiast wysuszony granulat aż 94-96 procent. Tym sposobem powstaje jedynie ok. 4 tys. ton granulatu, czyli o 12 tys. ton mniej.
Inwestycja proekologiczna
Oczyszczalnia Ścieków „WARTA” S.A. w Częstochowie w 2005 r. rozpoczęła realizację zadania: „Rozbudowa i modernizacja Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Częstochowie w zakresie usuwania azotu i fosforu oraz gospodarki osadami łącznie z suszeniem termicznym”. Inwestycja została w 65-procentach dofinansowana z Funduszu Spójności, co pozwoliło na przeprowadzenie nowoczesnej modernizacji bez nadmiernego obciążenia mieszkańców Częstochowy oraz podmiotów gospodarczych. Zakończone w czerwcu 2007 r. przedsięwzięcie znacząco poprawiło wyniki eksploatacyjne i ekonomiczne oczyszczalni. Umożliwiło też stosowanie dalszych rozwiązań innowacyjno-eksploatacyjnych. To wszystko wpłynęło na cenę usługi oczyszczania ścieków komunalnych w mieście i poprawę oddziaływania na środowisko. – Uzyskane efekty ekologiczne znacznie obniżają ponoszone co roku opłaty za korzystanie ze środowiska. Warto też podkreślić, że przygotowanie oczyszczalni do spełnienia nowych wymagań jakościowych, jej „wolne moce przerobowe” oraz korzystne ceny stwarzają dobry klimat i warunki dla potencjalnych kontrahentów i inwestorów, a tym samym dla gospodarczego rozwoju miasta i jego okolic – podkreśla prezes OŚ „Warta” S.A. Rafał Lewandowski.
Efektem modernizacji części biologicznej oczyszczalni jest dotrzymanie norm unijnych, czyli zminimalizowanie ilości substancji biogennych – fosforu oraz azotu zawartego w ściekach oczyszczonych. – Rozbudowa i modernizacja części osadowej przyczyniła się do lepszej fermentacji i higienizacji osadów oraz produkcji większej ilości biogazu. Obróbka termiczna przefermentowanych i odwodnionych osadów znaczne zmniejszyła ich ilość oraz poprawiła skład jakościowy osadów ściekowych. Dzięki suszeniu osadów odwodnionych do środowiska trafi ich o ponad 12 tys. ton mniej. Granulat jest też mniej uciążliwy zapachowo – stwierdza prezes Lewandowski.
Suszenie osadu
Aparatura do suszenia osadu, to instalacja siedmiu podsystemów do: przechowywania i transportu osadu odwodnionego, dozowania osadu, granulowania, suszenia, chłodzenia granulek, transportu i magazynowania wysuszonego osadu, skraplania oparów i odzysku ciepła oraz kotłownia suszarni.
Osad odwodniony na prasach jest przesyłany za pomocą dwóch (podgrzewanych zimą) przenośników ślimakowych z budynku pras do zbiornika magazynowego – 40 m3, usytuowanego obok budynku suszarni. Stąd pompą ślimakowa podawany jest do zbiornika buforowego o objętości 55 m3 w budynku suszarni. Następnie dwoma pompami ślimakowymi kierowany jest na dwie linie do suszenia osadu. Prędkość dozowania osadu może być regulowana dzięki falownikom pomp ślimakowych – od 1,126 kg/h do 2.085 kg/h i zależy od wydajności pracy suszarki (wartością nominalną jest 1,668 kg/h). Osad odwodniony oraz granulki osadu wysuszonego dozowane są do powlekarki, wyposażonej w układ łopatek, dzięki którym suche granulki powlekane są cienką warstwą osadu mokrego i następnie zrzucane na górną półkę suszarki.
W OŚ „Warta” pracuje suszarka Seghers Hardpelletiser, urządzenie typu pośredniego, tzn. że pomiędzy nośnikiem ciepła, a suszonym osadem nie ma bezpośredniego kontaktu. Wyposażona jest w 17 nieruchomych, usytuowanych pionowo półek, gdzie osad ulega suszeniu oraz granulowaniu. Półki podgrzewane są olejem termalnym, który krąży w obiegu zamkniętym pomiędzy wysokotemperaturowym kotłem podgrzewającym a suszarką. Powleczone granulki osadu przemieszczają się po poszczególnych półkach suszarki, ciągłe ruchy zgarniaczy powodują, że są mieszane i przewracane, co zapobiega miejscowemu przegrzaniu osadu, oraz zwiększa odparowanie wody. W wysuszonych granulkach zawartość suchej masy stanowi ponad 90 procent. Utrzymywane w suszarce podciśnienie 2 mbar zapobiega wydostawaniu się odorów na zewnątrz. Dla zachowania wewnątrz suszarki atmosfery inertnej, gwarantującej bezpieczeństwo instalacji, układ wyposażony jest w system wtrysku wody. Tryb automatyczny, po osiągnięciu w suszarce zawartości tlenu poniżej 5 procent, umożliwia rozpoczęcie sekwencji dozowania osadu. Osuszone granulki osadu, o temperaturze 90-110°C gromadzone są na dole suszarki, w dwóch lejach wyposażonych w podajniki celkowe.
Transport granulatu
Za pomocą przenośnika łańcuchowego granulki z jednego leja ponownie przenoszone są i dozowane do powlekarki. Z drugiego leja, na dole suszarki, zrzucane są poprzez podajnik celkowy do przenośnika ślimakowego chłodzonego wodą technologiczną. Ochłodzony granulowany osad do temperatury poniżej 40ºC przeniesiony jest do urządzenia magazynującego na zewnątrz budynku suszarni o objętości ok. 70 m3. Temperatura niższa od 40ºC ogranicza i zabezpiecza możliwość zapłonu wysuszonego osadu podczas transportu podajnikami i składowania w silosie. Odory oraz pył usuwane są przez system wentylacji do filtra workowego i filtra węglowego, gdzie są neutralizowane. Urządzenie spustowe zamontowane na dolnym stożku zbiornika umożliwia napełnianie wysuszonym granulowanym osadem naczep samochodowych, kontenerów lub worków tzw. big bagów.
Neutralizowanie oparów
Opary z suszarki kierowane są do skraplacza pierwszego stopnia. Posiadają temperaturę 120-150ºC i zawierają od 90-95 procent pary wodnej oraz od 5-10 procent powietrza. W skraplaczu opary ulegają kondensacji i przesyłane są do wymiennika ciepła, w którym ciepło jest oddawane i przekazywane do budynku kotłowni technologicznej oczyszczalni pełniącego rolę węzła rozdzielczego ciepła. Nieskroplone resztki oparów wraz z odorami idą do skraplacza drugiego stopnia, gdzie kondensują się, a ich pozostałości wentylator wyciągowy przesuwa do filtra z węglem aktywnym lub do palnika kotła kotłowni suszarni, gdzie ulegają spaleniu.
Ciepło potrzebne do procesu suszenia i granulowania wytwarzane jest w kotłowni suszarni wyposażonej w dwa, każdy o mocy 1,5 MW, kotły wysokotemperaturowe firmy Babcock z palnikami dwumodowymi na olej opałowy oraz gaz ziemny. Ciepło pomiędzy kotłami a suszarkami transportuje olej termalny, cechujący się niską prężnością par w wysokiej temperaturze. Podczas normalnej pracy temperatura oleju grzewczego dostarczanego do suszarek wynosi od 220 do 280º C.
Wykorzystanie wysuszonego osadu
Granulat jest dobrym surowcem energetycznym, zawiera aż 65 procent składników organicznych, jego wartość opałowa wynosi 11,0-13,0 MJ/kg.
– Polska do 2015 roku zobowiązała się wytwarzać 15 procent energii z surowców odnawialnych, dlatego energetyczny kierunek zagospodarowania wysuszonego osadu jest dzisiaj najbardziej wskazany i racjonalny. Oczyszczalnia uzyskałaby z tego istotne korzyści. Nie musiałyby płacić za ich składowanie na wysypiskach czy inny sposób ich zagospodarowania, lecz sprzedawałaby je po cenach konkurencyjnych do węgla brunatnego, którego kaloryczność niejednokrotnie jest niższa od kaloryczności wywożonego osadu. W prosty sposób mogłoby to się przełożyć na koszty eksploatacyjne oczyszczalni, a w konsekwencji na cenę usługi oczyszczania ścieków – podkreśla prezes Rafał Lewandowski.
– W energetyce wysuszony osad zagospodarowywany jest w większości krajów zachodnich. W Polsce problemem jest, niestety, brak odpowiednich przepisów. Klasyfikują one bowiem ustabilizowane osady ściekowe (o kodzie 19 08 05) jako odpad, mimo iż zawierają ok. 50-60 procent części organicznych. Tymczasem wyniki i badania wskazują, że wysuszony osad ze względu na jego wartość opałową można z powodzeniem wykorzystywać w energetyce jako biopaliwo. Kiedy rząd zaliczy osad do biomasy, efektywność ekonomiczna suszenia osadów ulegnie diametralnym zmianom i stanie się jeszcze bardziej korzystna – konkluduje prezes Lewandowski.
UG