Oczyszczalnia ścieków w Kolnie
Oczyszczalnia ścieków w Kolnie
Zanieczyszczenie środowiska naturalnego jest jednym z większych problemów, jakie niesie ze sobą rozwój przemysłu i nadmierna konsumpcja. Wraz z wytwarzaniem coraz to większej ilości różnych produktów rośnie także objętość powstających przy tej okazji zanieczyszczeń.
Powstające ścieki są dużym zagrożeniem dla środowiska naturalnego, a także mogą być przyczyną rozprzestrzeniania się chorób. Dotyczy to zwłaszcza ścieków bytowych, w których często znajdują się wszelkiego rodzaju drobnoustroje chorobotwórcze – formy przetrwalnikowe pasożytów, zarodniki grzybów pleśniowych, wirusy i bakterie. Najwięcej problemów mogą przysporzyć pałeczki Escherichia coli, ale także takie pierwotniaki jak lamblia czy różne gatunki płazińców i obleńców. W przypadku ścieków przemysłowych czy pochodzących z działalności rolniczej większym problemem są substancje chemiczne, które mogą być przyczyną skażenia gleby, wód powierzchniowych i podziemnych. Ze względu na zagrożenie skażenia środowiska naturalnego, ścieki powinny zostać poddane odpowiednim procesom oczyszczania we właściwych dla nich instalacjach. Głównym zadaniem procesu oczyszczania ścieków jest usunięcie związków organicznych oraz biogenów (azotu i fosforu), które w środowisku wodnym powodują nadmierny rozwój organizmów fitoplanktonowych, tzw. eutrofizację, prowadzącą do zaniku tlenu i niepożądanych zmian środowiska wodnego.
Widok na oczyszczalnię z lotu ptaka
Miasto Kolno to malownicze, prawie 10-tysięczne miasteczko położone nad rzeką Łabną, w sąsiedztwie atrakcyjnych kompleksów leśnych należących do ,,Zielonych Płuc Polski”. I chociaż swoje prawa miejskie otrzymało ponad pięć wieków temu, to pierwszy wodociąg na jego terenie powstał dopiero w 1956 roku z inicjatywy PSS ,,SPOŁEM”. Nieco później, w 1962 roku powstały pierwsze metry kanalizacji sanitarnej oraz kotłownia. Okresem rozkwitu infrastruktury komunalnej był przełom lat 70 i 80 ubiegłego wieku, w których powstała z prawdziwego zdarzenia stacja uzdatniania wody oraz ciepłownia miejska. Obecnie miasto skanalizowane jest w 99,5%, a ścieki oczyszczane są na miejskiej oczyszczalni ścieków w Kolnie. Ścieki z terenu miasta, kanalizacją grawitacyjną oraz tłoczną za pośrednictwem dziesięciu pompowni docierają na przepompownię główną. Stąd tłoczone są na oczyszczalnię ścieków.
Oczyszczalnia ścieków w Konie zlokalizowana jest na peryferiach miasta. Wybudowanie tego obiektu stało się możliwe dzięki dotacjom uzyskanym z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Białymstoku, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie, ze Szweckiej Agencji Międzynarodowej Współpracy i Rozwoju i kontraktu rządowego. Realizację inwestycji rozpoczęto w 2002 roku, a już w maju 2003 roku uzyskano efekt ekologiczny. Oczyszczalnia w Kolnie jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną o docelowej przepustowości 1.650 m3/dobę. Ścieki oczyszczane są metodą osadu czynnego w zintegrowanym procesie usuwania związków węgla i azotu z denitryfikacją wstępną w połączeniu ze strącaniem fosforu w komorze i symultaniczną stabilizacją osadu. Po 15 latach eksploatacji, w ramach projektu: ,,Poprawa gospodarki wodno-ściekowej na terenie Miasta Kolno”, przystąpiono do modernizacji i rozbudowy miejskiej oczyszczalni ścieków. Modernizacja miała na celu wymianę mocno zużytych urządzeń oraz wdrożenie nowoczesnych technologii, które usprawniłyby proces oczyszczania ścieków. Głównym wykonawcą przedsięwzięcia było Przedsiębiorstwo Inżynieryjne PRESS S.A. z Suwałk.
Część mechaniczna
Pierwszym etapem oczyszczania ścieków jest wstępne oczyszczanie mechaniczne. Ma ono na celu przygotowanie ścieków do dalszych procesów technologicznych i obejmuje procesy mechaniczne oraz fizyczne, tj.: cedzenie, sedymentację i flotację. W ramach oczyszczania wstępnego ścieki surowe przepływają kolejno przez następujące urządzenia:
Kratę wstępną – zadaniem tego urządzenia jest odseparowanie zanieczyszczeń trudnych do usunięcia takich jak: elementy włókniste , szmaty , zanieczyszczenie wielkogabarytowe.
Na oczyszczalni ścieków w Kolnie zainstalowana została krata zgrzebłowa o prześwicie 6 mm zintegrowana z transporterem skratek , zespołem dysz płuczących oraz z prasą skratek.
Sitopaskownik – ścieki wstępnie oczyszczone na kracie zgrzebłowej napływają grawitacyjnie na sito gęste o prześwicie nie większym niż 3 mm, na którym zatrzymywane są drobniejsze zanieczyszczenia stałe, czyli skratki. Z komory sita ścieki przepływają grawitacyjnie na piaskownik Wymagane jest aby stopień separacji piasku dla przepływu nie mniejszego niż 60 l/sek. wynosił nie miej niż 90 % dla ziaren piasku o średnicy nie mniejszej niż 0,2 mm . Załączanie transporterów skratek i piasku poziomego oraz ukośnego odbywa się okresowo . Czas pracy transporterów oraz cykle ich są regulowane w zależności od ilości napływającego piasku .
Usunięcie ze ścieków większych zanieczyszczeń mechanicznych, piasku, zawiesin łatwoopadających umożliwia bezawaryjne działanie kolejnych obiektów oczyszczalni ścieków oraz zmniejsza ładunek zanieczyszczeń dopływających do części biologicznej układu.
Ścieki dowożone wozami asenizacyjnymi przyjmowane są w punkcie zlewnym, w którym w sposób automatyczny identyfikowany jest dostawca oraz prowadzony jest zapis ilości i jakości ścieków. Informacje te przesyłane są do centralnego komputera oczyszczalni.
Pozbawione skratek i piasku ścieki dopływają do komory rozdziału ścieków surowych. Stąd płyną do dwóch równorzędnych ciągów technologicznych, w których zachodzą procesy usuwania związków biogennych oraz utleniania węgla organicznego.
Część biologiczna
Widok na reaktor biologiczny
Procesy oczyszczania biologicznego to naprzemienne procesy beztlenowo-tlenowe, w których biorą udział mikroorganizmy znajdujące się w klaczkach osadu czynnego. Osad czynny jest złożonym układem biologicznym, w którym jednocześnie zachodzą procesy fizyczne i reakcje biochemiczne, prowadzące w efekcie do oczyszczenia ścieków. Główną rolę w oczyszczaniu ścieków metodą biologiczną pełnią bakterie odpowiedzialne za procesy nitryfikacji, denitryfikacji oraz usuwania fosforu.
Każdy reaktor biologiczny składa się z komory defosfatacji o pojemności 177 m3, komór nitryfikacji o pojemności 930 m3, wyposażonych w system napowietrzania drobnopęcherzykowego i umieszczonej współśrodkowo komory denitryfikacji o pojemności 544m3. W celu intensyfikacji procesów usuwania związków azotu zastosowano kaskadowy system zasilania reaktora, który wykazuje się większą wydajnością w porównaniu do konwencjonalnego systemu.
W komorze defosfatacji ścieki surowe mieszane są z osadem czynnym, a dzięki warunkom beztlenowym zachodzi w nim pierwszy etap usuwania związków fosforu ze ścieków. Do komory denitryfikacji również napływają ścieki surowe oraz osad z recyrkulacji wewnętrznej. W warunkach niedotlenionych następuje tutaj proces redukcji azotanów do azotu gazowego, przy częściowym usunięciu związków węgla.
W komorach tlenowych natomiast zachodzą procesy nitryfikacji. Zastosowano w nich podział układu na sekcje umożliwiające ich wyłączanie, okresowe przedmuchanie oraz pracę reaktorów ze zmienną objętością strefy nitryfikacji/denitryfikacji. Sterowanie systemem napowietrzania zostało oparte na wskazaniach sond tlenowych oraz sond jonoselektywnych badających stężenie jonów amonowych oraz azotanowych.
Po etapie biologicznego oczyszczania ścieki wraz z osadem trafiają do komory rozdziału ścieków oczyszczonych, skąd rozdzielane są na dwa osadniki wtórne.
Gospodarka osadowa
W osadnikach wtórnych o średnicy 13 m ma miejsce oddzielenie osadu czynnego od ścieków oczyszczonych. Osad , który sedymentuje w dolnej części osadnika, przepływa do pompowni osadu recyrkulowanego. Natomiast sklarowane ścieki poprzez koryto pomiarowe odprowadzane są do rzeki Łabna.
Poprzez pompownię recyrkulacji zewnętrznej, osad czynny jest kierowany na początek reaktorów biologicznych. Natomiast osad nadmierny kierowany do zagęszczacza grawitacyjnego.
W modernizacji oczyszczalni wykorzystano nowe technologie, które służą usprawnieniu procesu oczyszczania ścieków. Jedną z nich jest instalacja grawimetrycznej selekcji osadu, czyli system inDENSE™ zwiększający zarówno przepustowość jak i jakość procesu oczyszczania ścieków. Technologia grawimetrycznej selekcji pozwala na zatrzymanie cięższej biomasy w reaktorze, podczas gdy lżejsza frakcja osadu jest usuwana z systemu jako osad nadmierny. Taka selekcja pozwala na zwiększenie szybkości opadania osadu czynnego oraz wzmocnienie biologicznego procesu usuwania fosforu. Lepsza opadalność osadu umożliwia pracę przy większym stężeniu osadu oraz zapobiega wymywaniu osadu z osadników wtórnych. Frakcja lekka osadu to głównie bakterie heterotroficzne oraz denitryfikanty. Zawrócone cięższe kłaczki i małe granulki to bakterie fosforowe, nitryfikanty
W zagęszczaczu grawitacyjnym dochodzi do zagęszczenia osadu nadmiernego. Wody nadosadowe odprowadzane są do zbiornika retencyjnego odcieków.
Następnie osady trafiają na separator części stałych Strainpress oraz na zagęszczacz talerzowy o wydajności 12,5 m3/h, gdzie są odwadniane do poziomu 4-5 % suchej masy. Tak przygotowane osady są przepompowywane do zbiornika przed instalacją ATSO.
W ramach przedsięwzięcia wybudowana została nowoczesna instalacja ATSO zapewniająca pełną stabilizację, higienizację komunalnych osadów ściekowych, czyniąc je biomasą, która może być wykorzystywana do celów przyrodniczych i rolniczych. Biologiczna stabilizacja osadu jest oparta na redukcji substancji organicznych zawartych w osadach ściekowych. W technologii ATSO zmniejszenie tych substancji przeprowadzane jest przez mikroorganizmy aerobowe. Przemiana energii aerobowej odbywa się egzotermicznie. Dlatego biologiczne utlenianie substancji organicznych wyzwala energię, głównie w postaci ciepła. Produktem końcowym są substancje proste jak H2O i CO2. Wydajne zatrzymanie ciepła, które wyzwala się podczas rozkładu daje w rezultacie wysokie temperatury robocze (>50oC), a to z kolei wysoki stopień rozkładu substancji organicznych, jak też eliminację czynników chorobotwórczych. Proces ten wymaga wstępnego zagęszczenia osadu do ponad 4,5 % suchej masy. Efektywne działanie procesu wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości tlenu (napowietrzanie) oraz utrzymania zawartości reaktora w jednorodnym stanie (mieszanie). Cały proces higienizacji osadu jest automatycznie sterowany i kontrolowany ze sterowni oczyszczalni.
W rezultacie zastosowania procesu ATSO otrzymujemy osad:
– w pełni ustabilizowany nie podlegający wtórnemu zagniwaniu,
– w pełni shigienizowany nie zawierający zanieczyszczeń bakteriologicznych.
Osady po autotermicznej stabilizacji tlenowej są mechanicznie odwadniane na prasie ślimakowej o wydajności 2,5 – 4 m3/h. Osady te są w pełni ustabilizowane i nadają się do bezpośredniego zastosowania w rolnictwie lub do innych celów przyrodniczych.
Laboratorium
W osadnikach wtórnych o średnicy 13 m ma miejsce oddzielenie osadu czynnego od ścieków oczyszczonych. Osad , który sedymentuje w dolnej części osadnika, przepływa do pompowni osadu recyrkulowanego. Natomiast sklarowane ścieki poprzez koryto pomiarowe odprowadzane są do rzeki Łabna.
Poprzez pompownię recyrkulacji zewnętrznej, osad czynny jest kierowany na początek reaktorów biologicznych. Natomiast osad nadmierny kierowany do zagęszczacza grawitacyjnego.
W modernizacji oczyszczalni wykorzystano nowe technologie, które służą usprawnieniu procesu oczyszczania ścieków. Jedną z nich jest instalacja grawimetrycznej selekcji osadu, czyli system inDENSE™ zwiększający zarówno przepustowość jak i jakość procesu oczyszczania ścieków. Technologia grawimetrycznej selekcji pozwala na zatrzymanie cięższej biomasy w reaktorze, podczas gdy lżejsza frakcja osadu jest usuwana z systemu jako osad nadmierny. Taka selekcja pozwala na zwiększenie szybkości opadania osadu czynnego oraz wzmocnienie biologicznego procesu usuwania fosforu. Lepsza opadalność osadu umożliwia pracę przy większym stężeniu osadu oraz zapobiega wymywaniu osadu z osadników wtórnych. Frakcja lekka osadu to głównie bakterie heterotroficzne oraz denitryfikanty. Zawrócone cięższe kłaczki i małe granulki to bakterie fosforowe, nitryfikanty
