Bioplynove_stanice - EcoTechnika

Zahušťování biologických kalů s následným odvodněním snižuje náklady na čištění odpadních vod

Investice a provozní náklady spojené s výstavbou a provozem čistíren odpadních vod neustále narůstají. Na tomto pozadí jsou snahy vedoucí k optimalizaci procesu, a tím ke snižování těchto nákladů, vždy vítány.

Zahuštění kalu před jeho odvodněním je nejlepším příkladem takové optimalizace procesu. Toto řešení lze realizovat instalací bubnového zahušťovače ve spojení s dekantační odstředivkou. Zahušťování kalu je nicméně finančně výhodné pouze v případech, kdy se jedná o procesy přímého odvodnění kalu. Tyto procesy pracují s koncentrací kalu až 1,5 % a s průtokem kalu pokud možno vyšším než 20 m3/h.

Finanční přínosy

Tento přístup je založen na výhodách plynoucích z doplnění bubnového zahušťovače do technologického procesu, kde toto zařízení snižuje hydraulické zatížení dekantační odstředivky umístěné za ním ve směru toku. Investiční náklady a spotřeba elektrické energie v souvislosti s provozem bubnového zahušťovače jsou více než vyváženy nižšími investičními náklady na pořízení menší dekantační odstředivky. Finanční přínos tohoto řešení je dvojí. Zaprvé se jedná o snížení investičních nákladů až o 45 %, přičemž provozní náklady klesnou až o 80 % u procesů zpracování kalů s průtokem vyšším než 20 m3/h.

Za druhé, u průtoků nižších než 20 m3/h je finanční přínos koncepce založen na návratnosti kratší než dva roky, a to výlučně díky nižším provozním nákladům plynoucím z menšího hydraulického zatížení dekantační odstředivky. Následující graf znázorňuje snížení investičních nákladů a spotřeby elektrické energie při začleněním bubnového zahušťovače do technologické linky. Údaje platí pro kal o původní koncentraci 1 % zahuštěný na 4 % (faktor 4), ačkoliv lze dosáhnout faktoru snížení objemu 10.

alfa1

Obr. 1 Tři případy zvýšení účinnosti zahuštěním před odvodněním

Popis technologie

Základem této koncepce je snížení hydraulického zatížení dekantační odstředivky. Proces začíná čerpáním kalu a polymeru do flokulačního reaktoru, ve kterém probíhá flokulace kalu. Tato směs dále přitéká do bubnového zahušťovače, ve kterém je kal zahuštěn z koncentrace 0,5 % na koncentraci 5 % a jeho objem je před odvodněním redukován faktorem 10. To na druhé straně umožňuje použití menší dekantační odstředivky, což představuje úspory investičních nákladů a nižší spotřebu elektrické energie. Vyrovnávací nádrž je zpravidla instalována mezi bubnový zahušťovač a dekantační odstředivku a vyrovnává kolísání průtoku kalu. Tato nádrž je vybavena míchacím zařízením, které zabraňuje usazování zahuštěného kalu. Z nádrže je směs kalu a polymeru čerpána do dekantační odstředivky, kde je odvodněna. Výsledný odvodněný kal je dopravníkem přemístěn k uskladnění, zatímco odstředěná voda je vedena zpět do procesu čištění odpadních vod.

Způsoby použití

Prakticky všechny procesy čištění odpadních vod budou těžit ze zahuštění kalu před jeho odvodněním v dekantační odstředivce. Nicméně však existují dva způsoby použití, u kterých je řešení samozřejmou volbou: proces úpravy aktivovaného odpadního kalu a rozšířený proces úpravy provzdušněného kalu. Oba procesy využívají kal přiváděný do dekantéru v koncentraci nižší než 1 %.

alfa2

Obr. 2 Zahuštění kalu před odvodněním

Příklad z praxe

Projekt rekonstrukce ČOV Paralimni and Ayia Napa (Kypr) začal v roce 2005 s následnou realizací o rok později. V rámci celkové rekonstrukce byla realizovaná problematika kalového hospodářství. Zařízení navržené investorem požadovalo zpracování kalů ve dvou linkách s celkovou kapacitou 90 m3/h přebytečného biologického kalu s koncentrací 0,8 % a s požadavkem výstupu z technologie 20 % a.s.

Racionálnejší a efektívnejší je řešení, které využívá rotační zahušťovač ALDRUM a dekantační odstředivku ALDEC G2. V prvním stupni dochází k zahuštění kalu z 1 % na 4 % s použitím ALDRUM MEGA a následně dochází k odvodnění v dekantační odstředivce ALDEC G2 - 50 na 21- 22 % a.s. Celý systém je plně automatizovaný s propojením na řídicí systém ČOV. Vzhledem k tomu, že ke zpracování kalu dochází v uzavřeném systému, nedochází k znečišťování životního prostředí aerosoly a sirovodíky.

alfa3

Obr. 3 Dvojice rotačních zahušťovačů ALDRUM instalovaná v ČOV Paralimni and Ayia Napa (Kypr)

alfa4

Obr. 4 Rotační zahušťovač ALDRUM

Hlavní výhody kombinovaného řešení v porovnání s jednostupňovým řešením:

  • Investiční náklady jsou zhruba 80%
  • Náklady na spotřebu elektrické energie jsou zhruba na 40 %
  • Dosažená sušina je o 2 - 3 % vyšší, následné náklady na odvoz kalu jsou nižší.

Autor článku: Ing. Luboš Hloušek

Späť

Témy:

Bioplynové stanice v EcoTechnike