Modernizacja ciągu przeróbki osadów oczyszczalni ścieków Dębogórze

Modernizacja gospodarki osadowej była niezbędna ze względu na pojawiające się przeciążenia istniejącego węzła fermentacji oraz przewidywany wzrost dopływu ścieków do oczyszczalni do roku 2030. Naszym zadaniem było wykonanie koncepcji i przeprowadzenie analizy techniczno-ekonomicznej oraz zaprojektowanie możliwe najlepszego wariantu modernizacji uwzględniając wykorzystanie obiektów już istniejących i przyszłą eksploatację oczyszczalni.

Przeanalizowano dwa główne warianty fermentacji osadów ściekowych: klasyczną fermentację mezofilową bez zastosowania hydrolizy oraz  fermentację z hydrolizą termiczną. Przedstawione zostały różne propozycje materiałowe wykonania zbiorników oraz sposoby mieszania osadu. Ponadto w koncepcji przedstawiono opcje oczyszczania i zagospodarowania powstającego w wyniku fermentacji biogazu oraz różne metody podczyszczania odcieków z odwadniania osadu przefermentowanego. Przeanalizowano przydatność i konieczne zakresy modernizacji istniejących obiektów gospodarki osadowej dla proponowanych rozwiązań. Propozycje rozwiązań technicznych w każdym przypadku uwzględniały nieprzerwaną pracę ciągu osadowego.

W przypadku procesu oczyszczania odcieków z odwadniania osadu przeanalizowano klasyczny proces usuwania azotu (SBR). Generuje on duże koszty związane z koniecznością dozowania znacznych ilości metanolu, wysokim zużyciem energii elektrycznej na napowietrzanie i dodatkową ilością osadu nadmiernego. Jako alternatywę zaproponowano usuwanie azotu w procesie deamonifikacji. 

Po przeprowadzeniu analiz zaproponowano klasyczną fermentację jako podstawowy proces technologiczny, bowiem koszty budowy i eksploatacji instalacji do hydrolizy osadów przewyższały potencjalne oszczędności wynikające z redukcji suchej masy w osadzie.

Zaprojektowane zostały trzy nowe, żelbetowe komory fermentacyjne o pojemności czynnej 6 400 m3 każda, wraz z budynkiem operacyjnym. Nowe komory gwarantują sprawną produkcję osadów, wymagany stopnień stabilizacji osadów, a także zwiększoną produkcję biogazu i tym samym energii elektrycznej i cieplnej. Dzięki temu klient osiągnął swoje trzy najważniejsze cele: nowy węzeł fermentacji, który może przyjmować większą ilość osadów, znaczne poprawienie bilansu energetycznego zakładu oraz zmniejszenie uciążliwości zapachowych dla okolicznych mieszkańców.

Jeśli chodzi o instalację usuwania azotu z odcieków po odwadnianiu osadów to zastosowano technologię deamo­ni­fi­ka­cji z zasto­so­wa­niem wyspe­cja­li­zo­wa­nych bakterii Anammox. To nowoczesna technologia wykazuje zmniejszone zużycie tlenu (nawet o 60%), co znacznie redukuje koszty napo­wie­trze­nia.  W porównaniu z klasyczną  deni­try­fi­ka­cją proces Anammox nie wymaga stosowania zewnętrz­nego źródła węgla, przy jedno­cze­snym małym przyroście biomasy.  

Modernizacja dotyczyła  również obiektów i urządzeń towarzyszących, takich jak pompownia tłuszczów i wód odciekowych, pompowni osadów zagęszczonych, zbiorników osadu przefermentowanego wraz z komorą zasuw oraz instalacji odbioru i oczyszczania biogazu (odsiarczalniki, pochodnia, instalacja usuwania siloksanów). W pompowni tłuszczów zastosowano nietypowe rozwiązanie polegające na wykorzystaniu ciepłego osadu z fermentacji do transportu tłuszczu. To rozwiązanie jest rzadko stosowane w oczyszczalniach, a tłuszcze mają wysoki potencjał biogazowy, dzięki czemu można wytwarzać więcej energii elektrycznej w agregatach kogeneracyjnych.

Rozwiązanie zaproponowanie przez CDM Smith cechuje niezawodność całej instalacji, ponieważ przy trzech pracujących komorach wyłączenie z eksploatacji jednej z nich, nie spowoduje pogorszenia się stabilizacji osadu nawet przy dłuższej przerwie w pracy jednej z komór. Takie rozwiązanie eliminuje ryzyko zwiększonej uciążliwości zapachowej związanej z emisją odorów z nieustabilizowanych osadów. Uniknięto także  ograniczenia w produkcji biogazu, a tym samym pozostanie niezaburzony bilans energetyczny oczyszczalni, a w konsekwencji inwestor nie będzie ponosił kosztów dodatkowego zakupu energii elektrycznej i oleju opałowego.

Prace projektowe zostały zakończone w roku 2016, a dwa lat później powierzono firmie CDM Smith prowadzenie nadzoru autorskiego nad wykonaniem całej inwestycji. Uruchomienie całości planowane jest na grudzień 2021.