Zmodernizowana oczyszczalnia ścieków na Śląsku

Oczyszczalnia Ścieków „Klimzowiec” zlokalizowana jest w granicach administracyjnych Chorzowa i Katowic. W jej bezpośrednim sąsiedztwie znajdują się duże osiedla mieszkaniowe, Drogowa Trasa Średnicowa oraz wielkopowierzchniowe centra handlowe. Oznacza to, że jest to obiekt bardzo istotny dla ochrony środowiska w tym rejonie Śląska.

Oczyszczalnia ścieków jest miejscem koncentracji na niewielkim obszarze zanieczyszczeń z Chorzowa, Świętochłowic oraz częściowo z Katowic i z terenu Rudy Śląskiej, gdzie usytuowany jest staw Marcin. Z uwagi na bliskie sąsiedztwo zabudowań mieszkalnych „Klimzowiec” bywał czasem uciążliwy dla okolicznych mieszkańców. Jednak ten powstały na początku XX wieku obiekt jest obecnie jedną z największych i najnowocześniejszych oczyszczalni ścieków w Polsce. Obsługuje prawie 200 tys. mieszkańców, a zlewnia obejmuje obszar około 31,7 km².

Nowoczesna oczyszczalnia

Dzięki zastosowanym technologiom oraz nowoczesnym urządzeniom „Klimzowiec” reprezentuje wysokie standardy techniczne w zakresie oczyszczania ścieków, budownictwa i automatyki. Ponadto, dzięki przeprowadzonej inwestycji osiągnięto parametry spełniające wymogi Rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Ograniczono niedogodności zapachowe związane ze ściekiem surowym, osadem ściekowym i tzw. skratkami. Ich zredukowanie było jednym z priorytetów zakończonej modernizacji, w ramach której poddano hermetyzacji wszystkie uciążliwe zapachowo obiekty, a zanieczyszczone powietrze odprowadzane jest obecnie do pięciu biofiltrów. W Oczyszczalni Ścieków „Klimzowiec” przyjęto system Bardenpho – do zintegrowanego usuwania związków azotu, węgla i fosforu. To właśnie on pozwala na spełnienie warunków obowiązującego rozporządzenia.

Oczyszczalnia Ścieków „Klimzowiec” po modernizacji jest nowoczesnym obiektem, w którym zachodzi wiele złożonych procesów mechanicznych, biologicznych i energetycznych. Zdecydowana ich większość prowadzona jest przez urządzenia z napędami elektrycznymi, sterowanymi centralnie. Urządzenia Mitsubishi Electric stanowią szkielet tego systemu. Ich bogate funkcje oraz wysoka jakość zapewniają bezawaryjną pracę obiektu oraz dają duże możliwości jego optymalizacji. Firma świadczy także wsparcie techniczne.

Praca oczyszczalni

Oczyszczalnia przyjmuje ilość ścieków pochodzących od ponad 200 tys. mieszkańców, dlatego należy do grupy obiektów, w stosunku do których stosowane są najsurowsze wymagania dotyczące jakości ścieków oczyszczonych. Pierwszym etapem jej pracy jest oczyszczanie mechaniczne. Ścieki dopływające do oczyszczalni ujęciem ścieków surowych kierowane są na kraty rzadkie, gdzie zatrzymywane są zanieczyszczenia pływające o dużych gabarytach, powyżej 40 mm (gałęzie, opony itp.). Powstające skratki usuwane są do kontenera i przekazywane odbiorcy odpadów do odzysku.

W drugiej kolejności ścieki przepływają do budynku krat gęstych, gdzie zatrzymywane są zanieczyszczenia pływające w postaci liści, worków, papierów itp., o wielkości powyżej 6 mm. Skratki usuwane są mechanicznie, transportowane przenośnikiem ślimakowym przez prasopłuczkę do kontenera i w końcu przekazywane odbiorcy odpadów, w celu poddania ich procesom odzysku.

Kolejnymi urządzeniami w ciągu mechanicznego oczyszczania ścieków są piaskowniki poziome, dwukorytowe. Ścieki przepływają przez piaskowniki ze stałą prędkością około 0,3 m/s. W takich warunkach, łatwoopadalna zawiesina mineralna, czyli zanieczyszczenia wielkości piasku, opadają na dno piaskownika. Mieszanina, osadzająca się na dnie komór piaskownika, pompowana jest do separatorów piasku, a następnie, po odseparowaniu substancji organicznej i usunięciu wody, przemieszczana jest do kontenera i przekazywana odbiorcy odpadów do odzysku.

Ostatnimi urządzeniami na drodze oczyszczania mechanicznego są osadniki wstępne, gdzie następuje usunięcie zawiesin organicznych łatwoopadających. Przepustowość hydrauliczna części mechanicznej wynosi 7800 m3/h. Część biologiczna oczyszczalni może przyjąć do 5600 m³/h ścieków. Ich nadmiar jest gromadzony w zbiornikach retencyjnych, o łącznej pojemności 2000 m3. Są one zlokalizowane przed osadnikami wstępnymi.

Oczyszanie biologiczno-chemiczne

Po oczyszczeniu mechanicznym ścieki dopływają do pompowni ścieków, gdzie znajdują się cztery pompy wirowe o wydajności 1800 m³/h każda. Są one tam przepompowywane na reaktory biologiczne. Czynnikiem czyszczącym jest osad czynny – kłaczkowata zawiesina, w której żyją setki różnych gatunków mikroorganizmów takich jak bakterie, grzyby i pierwotniaki. W części biologicznej stwarza się bakteriom odpowiednie warunki do rozwoju poprzez dostarczanie pożywienia, tlenu i utrzymanie w układzie odpowiedniej ilości bakterii. Za pożywienie służy surowy ściek, który napowietrza się, by zawierał odpowiednio wiele tlenu.

Ścieki z pompowni ścieków przepompowywane są do komory predenitryfikacji i defosfatacji, gdzie w warunkach beztlenowych rozpoczyna się proces biologicznego usuwania fosforu. Następnie ścieki dopływają do trzech komór denitryfikacji, w których prowadzony jest jeden z etapów usuwania związków azotu. W strefie niedotlenionej (anoksycznej) odbywa się biochemiczna przemiana azotynów i azotanów do postaci tlenków azotu i postaci gazowej N2, częściowo usuwanego do atmosfery. Z komór denitryfikacji mieszanina ścieków i osadu czynnego dopływa do pięciu komór nitryfikacji. Tam w warunkach tlenowych zachodzi proces nitryfikacji, w wyniku którego powstają azotany.

W każdej z komór tlenowych zainstalowane jest po 1800 dyfuzorów, które tworzą ruszt tlenowy. W komorach tlenowych następuje biologiczne oczyszczenie ścieków. Mieszanina oczyszczonych ścieków i osadu czynnego dopływa do sześciu osadników wtórnych, w których jest oddzielany osad od ścieku oczyszczonego. Osad opada na dno osadnika, skąd zgarniacz denny spycha go do leja osadowego. Ściek oczyszczony odpływa do Rawy, osad natomiast przepływa do pompowni osadów.

Skutek pracy oczyszczalni

Po mechanicznym i biologicznym oczyszczeniu ścieków powstają sady: wstępny i nadmierny, które podlegają dalszym przeróbkom. Przygotowane osady poddawane są fermentacji metanowej, w warunkach mezofilowych, przy temperaturze 370 °C. W procesie tym wytwarza się biogaz. Podczas procesu fermentacji w dużym stopniu unieszkodliwiane są bakterie chorobotwórcze. Powstający w procesie fermentacji metanowej biogaz ujmowany jest ze szczytu komory fermentacyjnej poprzez ujęcie gazu. Wilgoć z biogazu usuwana jest w filtrze polipropylenowym, następnie gaz przepływa przez odsiarczalnię, w której zatrzymywane są cząsteczki siarkowodoru. Biogaz ze zbiornika trafia do stacji tłocznej, gdzie sprężany jest do ciśnienia 50 mbar i tłoczony do odbiorników, tj. na agregaty kogeneracyjne lub do kotłowni.

Powstały biogaz jest stosowany do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej potrzebnej do pracy oczyszczalni, a pobieranej z sieci energetycznej. W trzech agregatach kogeneracyjnych biogaz spalany jest w silniku spalinowym napędzającym prądnicę. Ponadto, w trakcie pracy silnika wydziela się ciepło wykorzystywane do ogrzewania komór fermentacyjnych oraz budynków znajdujących się na terenie oczyszczalni.

Wdrożony w omawianej oczyszczalni, system sterowania oparty na systemie Mitsubishi iQ w pełni zapewnia funkcjonalność zakładaną w ramach projektu i nie wymusza żadnych zmian projektowych. Wartą podkreślenia jest opinia o doskonałej elastyczności systemu w komunikacji ze środowiskami technologicznymi opartymi na rozwiązaniach innych producentów automatyki, które zostały w tym projekcie zastosowane.

źródło: Mitsubishi Electric