Odstraňování uhlíku pomocí technologie jemného síta HUBER – příběh úspěchu

Pro změnu procesu z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu představují systémy jemného síta velmi zajímavou alternativu, pokud jde o snížení zatížení pevnými látkami ve fázi biologického čištění. Jemné třídění dosahuje lepších rychlostí odstraňování než konvenční primární usazovací nádrž, ale na mnohem menší ploše a při výrazně nižších investičních nákladech.

Přechod z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu snižuje náklady na provzdušňování minimálně o 20-25 %. Redukce se dosahuje odstraňováním uhlíku před biologickým stupněm čištění odpadních vod, např. výstavbou předkalové nádrže nebo instalací jemného síta HUBER. Vzhledem k neustále rostoucím nákladům na energii má přechod z aerobního na anaerobní proces pro čistírny odpadních vod často smysl z ekonomických důvodů.

Výzkumný projekt E-Klär (BMBF FKZ 02WER1319F) se mimo jiné zabývá tématem „Zvýšená výtěžnost plynu díky přísunu pevných látek“. Ve spolupráci s výzkumným ústavem ISA (University of Aachen) a vodním úřadem Ruhrverband jsou v průmyslovém měřítku testovány a vědecky analyzovány procesy odstraňování znečišťujících látek v odpadních vodách. Společnost HUBER dodává mechanické vybavení potřebné k provádění zkoušek.

Ústředním prvkem výzkumného projektu je 68 komunálních čistíren odpadních vod provozovaných spolkem Ruhrverband. Jedná se o zařízení všech velikostí, která pokrývají široké spektrum různých procesů čištění odpadních vod. Na mnoha z nich, ať už větších nebo menších, jsou instalovány blokové tepelné elektrárny, které zajišťují energetické využití bioplynu, který vzniká procesem anaerobní stabilizace kalu. U většiny těchto čistíren odpadních vod se elektrická a tepelná energie využívá převážně přímo na místě. Tříletý projekt byl zahájen začátkem roku 2015. Zde je shrnutí výsledků testu:

Výsledky testů provedených na dvou čistírnách odpadních vod jsou uvedeny níže. Konstrukční velikost čistíren odpadních vod činí 17 000 PE a 28 500 PE. V obou závodech bylo HUBER Bubnové síto LIQUID provozováno přibližně pět týdnů s různými kapacitami až 35 l/s. Oba závody jsou vybaveny 6mm hrubým sítem a konvenčním lapačem písku. Odpadní voda byla odebrána z kanálu za lapačem písku a přečerpána do HUBER Bubnového síta LIQUID. Obrázek 6 ukazuje HUBER Bubnové síto LIQUID v kompaktní konstrukci s (volitelným) následným mechanickým zahušťováním třídění, které se provádí pomocí HUBER Wash Press WAP® LIQUID instalovaného v nádrži.

Vzorky označené „2 h“ jsou dvouhodinové náhodné vzorky (kompozitní vzorky) odebírané během dne, zatímco vzorky označené „10 h“ jsou desetihodinové kompozitní vzorky odebírané v noci. Kromě toho byly odebrány a analyzovány časově proporcionální 24hodinové denní smíšené vzorky.

Na obrázku vpravo je znázorněno, že průměrné celkové snížení COD o 51-57 % a snížení AFS o 71-72 % lze dosáhnout na obou čistírnách odpadních vod pomocí HUBER Bubnové síto LIQUID. Těchto výsledků bylo dosaženo bez přidání polymeru. Odlučovací kapacita konvenčních primárních usazovacích nádrží s dobou působení materiálu 0,5 až 1 h je 25% snížení DOC a 50% snížení AFS podle ATV A 131.

Čistička odpadních vod 1 s 28 500 PE měla míru externí vody přibližně 75 %. Toto pozadí vysvětluje výrazně snížené koncentrace AFS a COD v přítoku. Navzdory vysokému množství externí vody vykazovalo více než 90 % všech měření eliminaci COD více než 50 %. Nízké koncentrace AFS lze také snížit v průměru o 72 %.

U čistírny odpadních vod 2 s 17 000 PE jsou koncentrace na vstupu > 600 mg/l DOC ve srovnání se zařízením 1 vysoké. Snížení dosažené v tomto závodě bylo v průměru 71 % pro AFS a 51 % pro COD.

Tyto vynikající výsledky vyplývají ze speciálního funkčního principu HUBER Bubnové síto LIQUID. Síto je vybaveno jemnými oky z nerezové oceli o tloušťce 0,1-0,3 mm. Díky těmto malým otvorům zadržuje síto ještě jemnější částice, které nebylo možné odstranit primární sedimentací. Samotným sítováním dosahuje HUBER Bubnové síto LIQUID srovnatelných výsledků jako běžná primární usazovací nádrž. Vzhledem k dodatečnému účinku hluboké filtrace je však jemné síto schopno odstranit z toku odpadní vody mnohem více COD a AFS než běžná primární usazovací nádrž. Hluboká filtrace je umožněna filtrační rohoží, která je tvořena uvnitř bubnu oddělenými pevnými látkami.

Na rozdíl od primární usazovací nádrže je možné specificky ovlivnit účinnost odstraňování AFS a COD z bubnového síta změnou otvoru síta.

V závislosti na specifické délce HUBER Bubnové síto LIQUID je možné průtokové množství až 200 l/s na stroj. To umožňuje prostorově úsporná řešení, pokud jde o snížení namáhání přetížených čistíren odpadních vod nebo zvýšení kapacity zařízení.

Takový systém je vhodný také v případě, že je nutné provést renovaci vypuštěných provzdušňovacích nádrží, protože během renovace lze jednu z několika provzdušňovacích nádrží vypnout bez ztráty kapacity čistírny odpadních vod.

Instalace HUBER Bubnového síta LIQUID vyžaduje pouze asi jednu desetinu prostoru primární kalové nádrže, a proto je ideální jako náhrada za primární čističku, zejména v čistírnách odpadních vod, kde je dostupný prostor příliš omezený na instalaci běžné primární kalové nádrže (obrázek vpravo).

Aby bylo dosaženo cíle mechanického snížení zatížení v biosystému a nahrazení primární kalové nádrže, bylo při přechodu z aerobního procesu na anaerobní zpracování s rozkladem kalu použito HUBER bubnové síto LIQUID místo primární kalové nádrže. HUBER Bubnové síto LIQUID je nový vývoj, který byl navržen na základě principu fungování tradičních rotačních bubnových sít HUBER ROTAMAT®.

Inovace využívá externí úpravu shrabků a umožňuje flexibilitu při výběru místa pro systém předvodnění shrabků. Shrabky lze jednoduše propláchnout potrubím proti směru proudění odpadní vody z bubnového síta do shrabkového lisu. Kromě toho je uvnitř sítového bubnu nainstalován žlab s připojeným potrubím, který poskytuje mimořádně flexibilní a snadné řešení pro přepravu třídění do HUBER lisu s propíráním třídění WAP®. Díky vodorovné poloze sítového bubnu a současně velmi vysoké maximální možné hladině před filtrem lze využít maximální filtrační plochu. Lze tak dosáhnout velmi vysokých výkonů při vynikajících výsledcích separace.