Realizace ekonomicky efektivních systémů septických nádrží v rozsahu 10 000 až 20 000 p.e.

Stále více německých obcí usiluje o optimalizaci energetické účinnosti čištění odpadních vod ve svých čistírnách odpadních vod. Existují dvě možnosti: Energetická rehabilitace nebo rozšíření kapacity čistírny. Rozšíření kapacity čistírny je možné výstavbou nového biologického stupně, je však kontraproduktivní z hlediska energetické optimalizace, protože další biologický stupeň vyžaduje značné množství dodatečné provzdušňovací energie. Toto řešení také zvyšuje náklady na likvidaci.

Energeticky smysluplnější volbou pro rehabilitaci malých zařízení 10 000 – 20 000 EJ je velmi často přechod z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu. Tato přestavba vyžaduje integraci jak mechanického zařízení pro předčištění, tak digestoru pro anaerobní stabilizátor kalu. Dosud se v literatuře ukázalo, že zavedení digestoru by bylo ekonomicky proveditelné pouze u velikostí expanze větších než 20 000 PE. Vzhledem k rostoucím nákladům na energii a rostoucím nákladům na likvidaci se toto posouzení nyní zásadně změnilo.

Ekonomická přeměna z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu vyžaduje nejen ekonomicky nejlepší konstrukci digestoru, ale také optimální metodu odstraňování organického uhlíku z biologické fáze úpravy. Pokud jde o odstraňování organického uhlíku z biologické fáze čištění, je HUBER Bubnové síto LIQUID nejhospodárnější volbou ve srovnání s tradičním primárním čističem (sedimentační nádrží), jak ukázala řada studií proveditelnosti a realizovaných konceptů.

Hospodárnost systému kalové fermentace závisí především na typu konstrukce digestoře. Obecně se rozlišuje mezi betonovými digestory, šroubovými ocelovými sily se spodní komorou, šroubovými ocelovými sily s betonovou násypkou a svařovanými ocelovými sily. Hospodárnost však ovlivňuje nejen typ konstrukce, ale také typ použitého procesu rozkladu kalu.

V porovnání s běžným plně smíšeným digestorem je v procesu „2fázového digestoru“ digestor provozován s hydraulickým vytlačováním nebo stohováním zespodu nahoru. Díky tomuto provoznímu režimu nedochází ke skluzu čerstvého substrátu a ve srovnání s běžnými permanentně mísenými digestory je dosaženo zvýšení výtěžnosti plynu až o 20 %. Další výhodou hydraulického objemu v porovnání s digestorem s mícháním (míchadlem) je, že lze dosáhnout úspory 3-10 W/m3. Díky tomuto řízení procesu bez míchání je možné obohacení a koncentrace potřebných mikroorganismů, což přispívá ke zvýšení produkce plynu.

Rozhodující pro ekonomickou účinnost možné změny procesu z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu jsou jak náklady na elektřinu, tak i výše nákladů na likvidaci. U čistíren odpadních vod se stupněm expanze 15 000 až 25 000 ks by měly náklady na elektřinu a likvidaci činit minimálně 200 000 eur ročně. Kromě toho se křivky výtěžnosti plynu používají k vyvozování závěrů o produkci bioplynu a odvodnitelnosti kalu. Pokud se při porovnání původní konfigurace čistírny odpadních vod se systémem přecházejícím na anaerobní stabilizátor kalu ukáže úspora minimálně 50 000 eur, doporučuje se pokračovat v plánování.

Referenční hodnoty 2-fázového rozkladu (přechod z aerobního na anaerobní řízení procesu)

• Projekt Hildburghausen: 20 000 ks (50 kW mikroplynová turbína)
• Projekt Kahla: 15 000 ks (30 kW mikro plynová turbína / 50% kompenzace energie)
• Projekt Staßfurt: 70 000 ks (dvě plynové turbíny 65 kW / kompenzace energie 70 %)
• Projekt Dělení otvorů: (17 000 ks; jedna plynová turbína 65 kW / 50% kompenzace)

Výhody 2-fázového rozkladu:

• Doba uchovávání 10-14 dní
• Bez cirkulace energie (úsporný potenciál: 3-10 W/m3)
• Zvýšená výroba plynu (až o 20 % ve srovnání se smíšenými systémy)
• Kompaktní rozměry
• Nízké investiční náklady
• Celosvařovaná konstrukce z nerezové oceli (preferovaná varianta: svařované ocelové silo)

Obrázek 2 ukazuje jednotlivé varianty 2-fázového rozkladu. Objem v každé variantě odpovídá 200 m³ při konstrukční výšce 8 až 22 m. Vzhledem ke kratší životnosti šroubovaných nádrží je nejhospodárnější variantou „svařované ocelové silo“ se spodní komorou. Ostatní zobrazené varianty mají o 5-10 % vyšší cenu.

Dotace na přestavbu procesů

Výběr digesčního systému a související investiční náklady jsou důležitým kritériem při žádosti o dotaci.

S ohledem na dodržení hodnot odpadních vod je nutná koordinace s nižším úřadem pro vodu. Pro plánování a realizaci systému rozkladu kalu není zapotřebí žádný postup BiMSch (postup podle federálního zákona o kontrole emisí).

Financování podle Směrnice místních úřadů 2020 ukazuje, že 40 % způsobilých nákladů je dotováno. BHKW a instalační místnosti strojů nejsou způsobilé. Předpokladem pro podání žádosti o financování je předložení smysluplné studie potenciálu. Vzhledem k tomu, že se jedná o financování z ERDF, lze jej kombinovat se směrnicí pro místní orgány.