Oczyszczalnie ścieków

Wstępne oczyszczanie ścieków przemysłowych.

Ścieki przemysłowe to ścieki poprodukcyjne z Synthos Dwory 7 Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością pochodzące z procesów syntezy organicznej, spółek z niej wydzielonych oraz ścieki  ze Spółki Rail Polska będące popłuczynami z mycia cystern kolejowych. Ścieki te dopływają 
 do oczyszczalni kanałem ścieków przemysłowych, zamkniętym w polietylenowy kolektor. 
 Do tej strugi wpływają również odcieki ze składowisk odpadów niebezpiecznych i innych niż niebezpieczne oraz odpady płynne o charakterze i składzie podobnym do ścieków przemysłowych. Oczyszczanie wstępne ścieków przemysłowych przebiega w odrębnym ciągu technologicznym.
W pierwszym etapie następuje usunięcie skratek na kratach mechanicznych oraz zawiesiny mineralnej w piaskowniku poziomym trójkomorowym doposażonym w płuczkę i separator piasku. Ścieki przemysłowe pompowane są następnie do stacji neutralizacji i koagulacji, a dalej kierowane do usunięcia zawiesiny organicznej na osadnikach wstępnych. Oczyszczanie chemiczne ścieków na terenie oczyszczalni, polegające na korekcie pH prowadzone jest w systemie mieszalników głównie za pomocą stężonego kwasu siarkowego, wodorotlenku wapna oraz odpadowych kwasów 
 i alkaliów. Jeśli proces tego wymaga, dozowany jest koagulant Na dopływie do mieszalników koagulacji może być także wprowadzany odciek z zagęszczacza wtórnego osadów po fermentacji w przypadku ograniczonej mocy przerobowej układu deamonifikacji oraz wody odciekowe z wirówek i zagęszczacza wstępnego osadu przemysłowego w celu strącenia z tych odcieków wtórnie uwolnionego fosforu. Następnie po procesie koagulacji ścieki kierowane są do dwóch równolegle pracujących radialnych osadników wstępnych w celu wydzielenia skoagulowanej zawiesiny zawierającej strącony fosfor. Zawiesina osadu wstępnego przemysłowego jest odpompowywana do obiektów przeróbki osadów w celu zagęszczenia i odwodnienia w wirówce sedymentacyjnej. Osad odwodniony może być poddany procesom suszenia, lub przekazany po odwodnieniu do  dalszego zagospodarowania poza terenem Spółki.
W zależności od prowadzonych procesów przetwarzania odpadów mających wpływ na skład chemiczny i charakterystykę osadu wstępnego przemysłowego , w przypadku wydzielania osadów o podwyższonej zawartości substancji organicznych ,w układzie technologicznym została przewidziana możliwość skierowania wydzielanych osadów do procesu fermentacji metanowej celem ich stabilizacji.
Ścieki wstępnie oczyszczone odpływają z osadników wstępnych do zbiorników uśredniających, lub do studni łącznikowej, skąd następnie są doprowadzane do pompowni i dalej do oczyszczania biologicznego. W okresie zimowym ścieki przemysłowe są kierowane bezpośrednio do biologicznego oczyszczania ścieków w celu podniesienia ich temperatury.

Oczyszczanie biologiczne zmieszanych, wstępnie oczyszczonych ścieków.

Oczyszczanie biologiczne połączonego strumienia ścieków wstępnie oczyszczonych jest prowadzone w układzie technologicznym opartym na klasycznym 3-stopniowym systemie Bardenpho doposażonym w komorę predenitryfikacji  osadu czynnego recyrkulowanego.
Przy procesie oczyszczania biologicznego wykorzystuje się naprzemienne warunki beztlenowo-tlenowe oraz niedotlenienia dla zoptymalizowania procesów biochemicznych przeprowadzanych przez mikroorganizmy osadu czynnego.
W warunkach beztlenowych (anaerobowych) ścieki są pozbawiane rozpuszczonego tlenu 
 i związków zawierających w swym składzie tlen (np. azotany), co stwarza korzystne warunki 
 do życia dla organizmów beztlenowych i jest niezbędne do zapoczątkowania procesów redukcji fosforu na drodze defosfatacji.
Podczas napowietrzania (warunki aerobowe) następuje tlenowy rozkład zanieczyszczeń. Obecność dostatecznej ilości tlenu jest koniecznym warunkiem dla procesu nitryfikacji (czyli utleniania azotu amonowego) i zakończenia procesu defosfatacji. System wewnętrznej cyrkulacji pozwala na skierowanie ścieków zawierających wytworzone w procesie nitryfikacji azotany do komory niedotlenienia w celu ich zdenitryfikowania.W warunkach niedotlenienia (anoksycznych) stwarzają się korzystne warunki dla procesu denitryfikacji mającej na celu przekształcenie azotanów do azotu cząsteczkowego (gazowego)  i jego wydzielenie z układu.
Osad czynny jest oddzielany od oczyszczonych ścieków w osadnikach wtórnych i skąd spływa do komory pośredniej, z której może być bezpośrednio zawracany do procesu jako osad recyrkulowany lub odpompowany jako osad czynny nadmierny. W przypadku zaistnienia konieczności usunięcia azotanów z osadu czynnego recyrkulowanego przed jego wprowadzeniem do komory beztlenowej jest on kierowany do komory predenitryfikacji i mieszany z odpowiednią ilością surowych ścieków. Oczyszczone ścieki są odprowadzane z osadników poprzez system przelewów i kierowane do kanału zbiorczego, którym są odprowadzane do odbiornika.
Pełnemu biologicznemu oczyszczaniu poddawane są również odcieki oczyszczone pochodzące z układu deamonifikacji nie spełniające wymagań do bezpośredniego zrzutu na kanał OB-11 i w efekcie końcowym do odbiornika. Sytuacja taka może mieć miejsce w przypadku zaburzenia procesu deamonifikacji lub w okresach odstawienia lub rozruchu reaktorów.

Przeróbka osadów.

W procesach oczyszczania ścieków następuje wydzielanie odpadów takich jak skratki, piasek, tłuszcze oraz osady wstępne i wtórne: osad wstępny miejski, osad wstępny przemysłowy oraz osad czynny nadmierny.
Osad miejski wstępny wydzielony na osadnikach wstępnych jest zagęszczany grawitacyjnie, 
 a następnie poddawany stabilizacji beztlenowej w komorach fermentacyjnych, wtórnemu zagęszczeniu i odwodnieniu na wirówkach. Wydzielone w wyniku odwadniania osady ściekowe charakteryzujące się ok. 80% uwodnieniem mogą być przekazane uprawnionemu odbiorcy zewnętrznemu lub poddawane procesowi niskotemperaturowego suszenia opartego na pompach ciepła w celu redukcji ich masy, objętości i uciążliwości zapachowej. Wysuszony do ponad 90% osad ściekowy jest przekazywany  uprawnionemu odbiorcy, celem jego zagospodarowania poza terenem oczyszczalni.
Osad czynny nadmierny wydzielany w wyniku przyrostu biomasy bakteryjnej jest poddawany zagęszczaniu mechanicznemu i stabilizacji beztlenowej wspólnie ze wstępnym osadem miejskim.
Osad czynny nadmierny z reaktorów deamonifikacji i reaktorów SBR odprowadzany jest za pomocą pomp do rowu przed osadnikiem komunalnym i wraz z osadem wstępnym podawany do komór fermentacyjnych celem jego stabilizacji beztlenowej. Stabilizacja osadów w procesie fermentacji metanowej mezofilnej prowadzona jest w czterech WZKF-ach – czterech zamkniętych komorach fermentacyjnych o poj. 2500 m3 każda, w temperaturze 370C. W wyniku prowadzonej fermentacji metanowej pod czaszą komór fermentacyjnych gromadzi się biogaz, który jest ujmowany i odprowadzany do instalacji biogazowej wyposażonej w układ pomiarowy. Pozyskany w fermentacji biogaz w pierwszej kolejności jest wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej i cieplnej w systemie wysokosprawnej  ko-generacji lub do produkcji ciepła w kotle zasilanym biogazem lub olejem opałowym. Nadwyżka biogazu lub jego całość w sytuacjach postoju lub awarii agregatów ulega spaleniu w pochodni. Całość wytworzonego ciepła podlega zagospodarowaniu na miejscu w instalacji do ogrzewania komór fermentacyjnych, budynku techniczno – biurowego, pasteryzacji odpadów odzwierzęcych.
Prowadzony w czterech wydzielonych zamkniętych komorach proces fermentacji beztlenowej mezofilnej osadów ściekowych pozwala na zmniejszenie ich masy, objętości oraz na ograniczenie zagniwalności wskutek redukcji substancji organicznych w nich zawartych, z jednoczesną wysokoefektywną produkcją biogazu. W procesie tym następuje zmniejszenie ilości wprowadzanych odpadów w wyniku przekształcenia znajdującej się w nich substancji organicznych w biogaz, który podlega odzyskowi energetycznemu (produkcja energii elektrycznej wprowadzanej do sieci i ciepła na potrzeby technologiczne).
Odwodniony na wirówkach osad komunalny o kodzie 19 08 05 i przemysłowy o kodzie 19 08 14 osiąga sucha masę na poziomie 20-25%. W zależności od ostatecznego sposobu jego odzysku poza terenem oczyszczalni będzie przekazywany w formie mokrego szlamu (20% sm) lub w postaci wysuszonej do ok. 90% sm.
Suszenie osadów przebiega wg. technologii SHINCI – jest to urządzenie przeznaczone do suszenia osadów odwodnionych na prasach lub wirówkach. Woda zawarta w osadzie usuwana jest przy użyciu powietrza krążącego w obiegu zamkniętym. Wilgotne powietrze ulega skropleniu na wymiennikach będących parownikami pompy ciepła, następnie jako suche powietrze jest podgrzewane na wymiennikach będących skraplaczami tej samej pompy ciepła po czym jest zawracane do komory suszarniczej rozpoczynając nowy cykl suszenia. Dzięki wykorzystaniu rekuperacji energii w obiegu pomp ciepła i dobrej termoizolacji proces jest energooszczędny. Ze względu na niską temperaturę pracy i zamkniętemu obiegowi powietrza suszącego emisja gazów i odorów do otoczenia jest wyeliminowana. Skropliny z procesu suszenia są wprowadzane do ciągu wstępnego oczyszczania ścieków przemysłowych i przechodzą pełny proces oczyszczania.
Ładowanie osadu suchego do kontenera odbywa się automatycznie napełniając poszczególne jego sekcje 3 wlotami. Wysuszony do 90% sm osad ściekowy posiada dodatnią wartość opałową i może być zagospodarowany na cele energetyczne.

Gospodarka ściekami i odpadami dowożonymi.

W ramach wykorzystania ok. 50% zapasu przepustowości w ciągu technologicznym oczyszczania ścieków, na instalacji oczyszczania ścieków prowadzone są procesy przetwarzania odpadów niebezpiecznych i innych niż niebezpieczne, zarówno własnych wytworzonych w trakcie działalności Spółki, jak też przyjmowanych z zewnątrz, przy zastosowaniu tych samych urządzeń i procesów, które są wykorzystywane w procesie oczyszczania ścieków. Odpady są przetwarzane w procesie oczyszczania ścieków (w tym w procesie korekty pH ścieków i w procesie koagulacji ścieków), w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych, w procesie odwadniania wysoko uwodnionych komunalnych osadów ściekowych.
Przyjmowane odpady poddawane są odpowiedniej selekcji pod kątem możliwości ich przyjęcia 
 do procesu przetwarzania. Odpady przyjęte do przetworzenia poddawane są analizie chemicznej 
 i w zależności od rodzaju zanieczyszczenia przechodzą proces wstępnej obróbki lub są bezpośrednio dozowane do procesu na etapie wstępnego, tj. mechanicznego i chemicznego oczyszczania ścieków, a następnie są oczyszczane biologicznie metodą osadu czynnego z podwyższonym usuwaniem biogenów.
Odpady przemysłowe płynne i stałe wodorozcieńczalne wprowadzane są do instalacji oczyszczania ścieków za pośrednictwem kolektora ścieków przemysłowych na etapie wstępnego oczyszczania. Do kolektora ścieków komunalnych wprowadzane są odpady płynne o charakterze zbliżonym do składu ścieków komunalnych, pochodzące głównie z przemysłu spożywczego oraz odpady o charakterze szlamów przeznaczone do procesu fermentacji metanowej wraz  z wydzielonym osadem wstępnym oraz szlamami ze zbiorników bezodpływowych.
Odpady o charakterze komunalnym wprowadzane są do instalacji na etapie wstępnego oczyszczania ścieków komunalnych lub bezpośrednio do procesu fermentacji metanowej. Odpady wytwarzane, jak również dowożone do przetwarzania ważone są na terenie Spółki, na wadze elektronicznej. Waga wyposażona jest w komputerowy system odczytu oraz wydruku danych. Odbiór odpadów poprzedzony jest klasyfikacją odpadu, określeniem jego konsystencji oraz identyfikacją składu chemicznego w oparciu o wiarygodne dane takie jak: wyniki analiz, karty charakterystyk lub ogólnodostępną wiedzę o odpadach. Przed realizacją dostawy dostarczane są próbki odpadów na analizę laboratoryjną. Wiedza na temat właściwości i składu danego odpadu oraz poprawność jego kwalifikacji określa sposób i zachowanie bezpieczeństwa podczas rozładunku i magazynowania, eliminuje ryzyko błędnego przetworzenia odpadu w konkretnych procesach technologicznych oraz pozwala na bezpieczne prowadzenie procesów zachodzących w ciągu technologicznym na instalacji.

Oczyszczanie odcieków pofermentacyjnych

W  świetle zmiany dotychczasowego statusu instalacji MPOŚ Oświęcim jaka miała miejsce w listopadzie 2015 r. oraz podjęcia przez Urząd Marszałkowski w Krakowie decyzji o zmianie posiadanego pozwolenia wodnoprawnego, MPOŚ Sp. z o.o. stanęła przed  koniecznością  obniżenia zawartości azotu ogólnego z 20 mg/l do 15 mg/l, celem zapewnienia zgodności parametrów oczyszczonych ścieków z  wymaganiami  Dyrektywy Wodnej. Obniżenie wartości dopuszczalnej azotu ogólnego o           5 mg/l, w oczyszczonych ściekach wymagało przeprowadzenia modernizacji eksploatowanego układu z zastosowaniem  innowacyjnych rozwiązań w zakresie redukcji związków azotu.
Dla spełnienia wymogów Dyrektywy Wodnej 91/271/EWG wykonano układ oczyszczania całości odcieków pofermentacyjnych z wykorzystaniem innowacyjnego procesu deamonifikacji w oparciu o technologię DEMON® oraz układ dwóch konwencjonalnych reaktorów sekwencyjnych typu  SBR.
Ścieki  oczyszczone w zależności od osiągniętego stopnia oczyszczenia  są wprowadzenie do głównego układu biologicznego oczyszczania lub bezpośrednio skierowane  do kanału zbiorczego.
Odcieki podlegają  biologicznemu oczyszczaniu w procesie deamonifikacji składającej się z 2 etapów – częściowej nitryfikacji części azotu amonowego oraz utlenianiu  pozostałego azotu amonowego w warunkach beztlenowych (deamonifikacji) do azotu gazowego. Oba te procesy są prowadzone przez różne grupy bakterii:
tlenowe autotroficzne bakterie utleniające azot amonowy (AOB)
beztlenowe autotroficzne bakterie utleniające azot amonowy (AMOX)

Schemat procesu deamonifikacji