První kompletní čistírna odpadního písku instalovaná v Číně

V uplynulých 20 letech Čína výrazně zintenzivnila své úsilí o zlepšení čištění odpadních vod. Do června 2012 již bylo postaveno 3 243 čistíren odpadních vod. Tato nejmodernější zařízení čistí průměrně 130 milionů m³ odpadních vod denně. Často se však vyskytují problémy zejména při rozkladu kalu kvůli sedimentům, které brání optimálnímu rozkladu a způsobují opotřebení systémů Odvodňování kalu.

Problémy jsou způsobeny četnými stavebními projekty probíhajícími v čínských městech. Hodně nečistot, písku a kalu, tj. hodně anorganického materiálu, se vyplavuje do kanalizační sítě a dále do čistíren odpadních vod. Odlučovače písku se často nedokážou s těmito velkými množstvími vypořádat, takže se tyto minerály dostanou do předčištěných nádrží a dokonce i do fermentačních věží. Výzkumy ukázaly, že organický obsah v rozloženém kalu činí v Číně pouze 30-50%. V Německu je tato míra o 20 % vyšší, protože se zde do kanalizace vypouští méně minerálů a kanalizace se pravidelně čistí.

Zákazník definoval své požadavky na nové čistírny odpadních vod takto:

• Zařízení musí odstranit hrubý materiál, písek a bahno z písku v kanalizaci a umýt je.
• organický materiál musí být oddělen od kanalizačního písku.
• promývací voda musí být vypouštěna přímo do ČTJ Qinghe.

Zařízení je instalováno v nové samostatné budově v elektrárně Qinghe v Pekingu a je navrženo pro hodinovou kapacitu 6 t/h. Během špiček se denní průchodnost může zvýšit až na 60 tun.

• Technické údaje:
  • Průchodnost: 60 t/d nebo 6 t/h
  • Počet provozních hodin za den.  8 až 16 hodin
  • Čištění a přeprava kanalizace probíhá v noci od 23:00 do 6:00 hodin.
  • Hlavní dodávka od března do května a od září do listopadu (80 % roční částky)
  • Materiály: 10 – 70 % sušiny; průměrně 62 % sušiny s 16 % organického materiálu
• Konstrukce:
  • Podzemní přijímací silo
  • Léčebná hala
  • Kancelář a místnost s ovládacím panelem
• Technický průběh procesu (viz obr. 2):
  • Drapákový jeřáb
  • Dočasné skladování a dávkovací zařízení RoSF7 velikost 1
  • Práce buben RoSF9 velikost 2 se Šnekové dopravníky
  • 2 jednotky pračky písku RoSF9, velikost 2-S3
  • Hydrocyklon s klasifikačním šroubem
  • RoMesh, velikost 3, se Šnekové dopravníky
  • Podélné lapáky písku s vodorovným vypouštěcím šroubem
  • Čerpací stanice pro provozní a cirkulační vodu
  • Biofiltr

3.1 Silo přijímače:

Kanalizační písek je do čistírny odpadních vod přiváděn odsávacím vozidlem jako kalová směs nebo v již odvodněné formě nákladním vozidlem a okamžitě vyprázdněn do přijímacího sila. Skladovací objem podzemního betonového sila činí 150 m³ (8 m × 5 m × 4,5 m [D x Š x V]). Nad silem je umístěna mřížka, která zachycuje odpad.
Odvodňovací kanál v silu zajišťuje, že odkapávající voda může gravitačně proudit do čerpadla, odkud je přiváděna ponorným čerpadlem ( výška čerpání 15 m) do pracího bubnu RoSF9.
Biofiltr je instalován venku přímo vedle sila. Odpadní vzduch je ze sila nasáván potrubím DN 500 a přiváděn přímo do biofiltru.

3.2 Dávkovací zařízení a odstraňování hrubého materiálu

Drapákový jeřáb odebírá pevné materiály ze sila a zvedá je do geodetické výšky přibližně 10 m. Z této výšky spadne kontaminovaný materiál do meziskladu o objemu 6 m³ (RoSF7). Horizontálně instalovaný dávkovací šnek (velikost 500) přepravuje materiál do pracího bubnu RoSF9 (viz obr. 3).
Uvnitř pracího bubnu se všechny materiály větší než 15 mm oddělují, myjí a vykládají do Šnekového dopravníku. Spotřeba prací vody pracího bubnu je přibližně 90 m³/h (cirkulační voda).

3.3 Separace písku a Praní písku:

Všechny malé částice v pracím bubnu (o průměru 15 mm) jsou vypouštěny do dvou praček písku COANDA RoSF4 (viz obr. 1). Jednotky pro praní písku oddělují písek od organických látek/kalu, písek omyjí a odstraní jej pomocí šneku. Obsah organických látek v písku je nižší než 3 % při velikosti zrna 0,2 mm. Spotřeba mycí vody obou praček písku činí přibližně 22 m³/h. Promývací voda pochází ze závodu MBR v ČČ Qinghe.

Odpadní voda z pračky písku teče gravitačním prouděním potrubím DN 350 do rotačního bubnového síta HUBER RoMesh (viz obr. 4) kde jsou odděleny a odstraněny všechny organické látky o velikosti 2 – 15 mm. Prosévaná odpadní voda proudí přímo do neprovzdušňovaného lapače písku, který slouží jako mezipufr pro procesní vodu (cirkulační vodu). Spotřeba vody pro mytí síta RoMesh je přibližně 12 m³/h. Promývací voda pochází ze závodu MBR v ČČ Qinghe.

3.5 Odstranění kalu:

Neprovzdušňovaný lapač písku slouží nejen jako mezipufr pro cirkulační vodu, ale také odlučuje kal až do velikosti zrna cca 60 µm. Šnekové dopravníky instalované v lapači písku dodávají jemný písek/kal z jednoho konce do druhého. Tam dodává čerpadlo na písek odolné proti opotřebení s objemovým průtokem cca 30 m³/h všechny usazeniny do hydrocyklonu, který spolehlivě odděluje jemné částice o velikosti zrna 60 µm. Voda z cyklonu proudí přímo do třídicího šroubu, který kal staticky odvodňuje a dodává do nádoby.
Voda před cyklonem se vrací do mezinádrže potrubím DN 100. Mezizásobník zásobuje prací vodu pro prací buben (cirkulační voda). Případná přebytečná voda v mezipufru je vypouštěna přímo do kanalizace, tj. do přívodu do čistírny odpadních vod.

3.6 Hospodaření s mycí vodou:

Pro dvě pračky písku RoSF4 a síto RoMesh je zapotřebí celkem až 34 m³/h provozní vody. Toto množství promývací vody se odebírá ze zařízení MBR v ČTČ Qinghe. Přítoková provozní voda je uložena v nádrži o objemu 25 m³, odkud je podle potřeby dodávána spotřebitelům. Cirkulační voda z mezipufru se používá jako mycí voda pro práci bubnu RoSF9, jak je popsáno výše.

3.7 Úprava odpadního vzduchu:

Zařízení na úpravu odpadního vzduchu s kapacitou 6 000 Nm³/h se skládá z několika komponent: ventilátor odpadního vzduchu, zvlhčovač, biofiltrační zařízení, kropicí systém. Biofiltrační zařízení se skládá z reaktoru s pevným ložem, který je naplněn aktivním uhlím. Zařízení na úpravu odpadního vzduchu čistí znečištěný vzduch nasávaný z různých částí celého zařízení. Biologicky upravený vzduch je vypouštěn do atmosféry.

Díky dobře známé velikosti separace jednotlivých složek poskytuje toto řešení pro úpravu nákladově efektivní separaci kanalizačního písku na různé frakce. Níže uvedená tabulka poskytuje přehled jednotlivých hmotnostních průtoků.

Při hodinové kapacitě 6 tun (což je suchá hmotnost 3,72 tuny při sušině 62%) je kanalizační písek rozdělen na pět různých frakcí (viz obr. 5). Vypraný písek se ztrátou vznícení nižší než 3 % lze použít například jako materiál pro silniční stavbu nebo jako výplňový materiál. Také oddělený kal lze použít jako stavební materiál. Vyprané hrubé materiály (kameny, komunální odpad, plastový materiál) se odkládají na skládku. Díky výrazně nižší hmotnosti pomáhají šetřit kapacitu skládek ve městě. Oddělený organický materiál se kompostuje, aby z něj bylo možné získat živná média. Do čistírny odpadních vod proudí pouze odpadní voda obsahující jemný organický materiál, kde je většina přeměněna na kalový plyn ve fermentační věži.

Díky pravidelnému čištění kanalizace se také výrazně snižuje množství minerálních pevných látek v čistírně odpadních vod, což zlepšuje funkci odlučovače písku. Nízké množství kalu a písku v kalu z fermentace chrání čistírnu odpadních vod před provozními problémy a snižuje náklady na údržbu a opravy v důsledku opotřebení.

V praxi se složení kanalizačního písku v průběhu roku neustále mění, stejně jako v důsledku různých struktur kanalizace a způsobů „výroby“ kanalizačního písku. Uvidíme, jaké budou výsledky ve střednědobém horizontu.