Zvýšení energetické účinnosti: HUBER Bubnové síto LIQUID nastavuje v čistírnách odpadních vod Vohburg a Kahla nová měřítka namísto primárního čističe

Téma nahrazení konvenčního primárního čističe mechanickým sítem již bylo předmětem mnoha publikací. Společnost HUBER SE byla před několika lety první společností v Německu, která tuto novou výzvu přijala. Výkon již instalovaných zařízení, jejich spolehlivý provoz a výsledné úspory energie při provozu čistíren odpadních vod jsou již příběhem úspěchu, jak působivě ukazují projekty Vohburg a Kahla.

Čistírna odpadních vod Vohburg: kompletní modernizace pro optimalizaci energetické účinnosti

Vohburg na Dunaji je město v Pfaffenhofenu na řece Ilm v Horním Bavorsku. Město leží na severním okraji okresu, asi 15 kilometrů pod Dunajem od Ingolstadtu. Staré město lemují řeky Dunaj, Malý Dunaj a Paar. Řeka Ilm teče také podél jižního okraje města. Vohburg by proto mohl být nazýván „městem se čtyřmi řekami“

Obec Vohburg a její sousední oblasti neustále rostou, ale kapacita čistírny odpadních vod bohužel ne. V důsledku toho bylo nutné rozšířit kapacitu čistírny odpadních vod Vohburg z 9 000 PE na 14 000 PE. Rozsah renovace zahrnuje zásadní přestavbu řízení procesu z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu. Jednou z výhod řízení anaerobních procesů je, že lze ušetřit až 30 % provzdušňovací energie. Náklady na provzdušňovací energii aerobně stabilizované čistírny odpadních vod jsou jednou z největších položek v rozpočtu obce. Pro čistírny odpadních vod to znamená, že cca 60 % celkových nákladů vzniká provzdušňovací energií stupně biologické úpravy. Další výhodou přechodu na anaerobní rozklad je, že 50 % elektřiny bude v budoucnu vyráběno samotnou čistírnou odpadních vod. 

Pro realizaci tohoto projektu přestavby procesů je důležitých mnoho faktorů. Za prvé musí být k dispozici prostor potřebný pro běžné primární klarování a za druhé musí být k dispozici dostatek místa pro digestor a kogenerační jednotku. Odvodňování kalu je nutné naplánovat i v případě, že čistírna odpadních vod ještě není vybavena mechanickým odvodňováním.

V projektu Vohburg nebyla technická námaha potřebná k vybudování primárního čističe ekonomicky proveditelná. Projektová firma BBI Ingenieure GmbH a město Vohburg proto analyzovaly možnost mechanické alternativy k primárnímu čističi. Použití HUBER Bubnového síta LIQUID k odstraňování suspendovaných pevných látek z toku odpadních vod před biologickým stupněm by však mělo být schváleno pouze tehdy, pokud předchozí testy s předváděcím zařízením HUBER prokázaly, že HUBER Bubnové síto LIQUID dosahuje požadovaného redukčního výkonu.

Společnost HUBER SE proto poskytla zkušební zařízení na 3-4 týdny. Tato studie byla pod dohledem Norimberské univerzity aplikovaných věd a týmu HUBER. Bubnové česle LIQUID se musely v této čistírně odpadních vod porovnat s konkurenčním systémem oběhové pásové česle. Výsledky ukázaly, že HUBER Bubnové síto LIQUID dokázalo prokázat jasné výhody díky výrazně lepšímu redukčnímu výkonu z hlediska filtrovatelných pevných látek a COD a také provozní spolehlivosti systému. Navzdory velmi nízké koncentraci filtrovatelných pevných látek vykazovalo řešení HUBER redukční výkon 70 %. A navzdory někdy vysokému externímu přísunu vody a poměru 50 % pevných částic / 50 % rozpuštěného DOC bylo přesto dosaženo separačního výkonu 29 % celkového DOC. Za těchto podmínek je výsledek vynikající.   

Maximální přítok do čistírny odpadních vod Vohburg činí 360 m³/h. Nainstalované HUBER Bubnové síto LIQUID je rovněž dimenzováno na 360 m³/h a přispívá k odlehčení biologické fáze. Konkrétně to znamená snížení nákladů na provzdušňování až o 30 %. Na čistírně odpadních vod jsou instalovány HUBER kruhové zahušťovače kalu S-DISC, které zpracovávají kal z bubnového síta LIQUID. K využití zahuštěného kalu pro rekuperaci energie byl nainstalován digester. HUBER Šnekový odvodňovač kalu Q-PRESS® následně odvodňuje rozpuštěný kal. Dále bylo nutné integrovat kogenerační jednotku, která převádí výtěžek plynu z digestoru na elektřinu. Jak již bylo zmíněno, vlastní elektřinu lze použít pro vlastní spotřebu nebo ji přivést do veřejné elektrické sítě. Uvedení do provozu proběhlo na konci roku 2019. 

Snížení provozních nákladů o 35 000 eur ročně

V době plánování bylo pro toto zařízení na čištění odpadních vod se stupněm expanze 14 000 PE očekáváno snížení provozních nákladů o 35 000 eur/rok. Jako nejdůležitější součást celkové koncepce významně přispělo HUBER Bubnové síto LIQUID k úspěšné energeticky účinné rekonstrukci čistírny odpadních vod Vohburg. Tento projekt působivě ukazuje, jak může přestavba procesu z aerobní na anaerobní stabilizaci kalu šetřit cenné zdroje, vytvářet finanční přidanou hodnotu pro provozovatele čistírny odpadních vod a zároveň chránit životní prostředí. 

Měřicí přístroje

• HUBER Bubnové síto LIQUID
• HUBER Kruhový zahušťovač kalu S-DISC
• Digester vč. CHP
• HUBER Šnekový odvodňovač kalu Q-PRESS®

Výhody pro Vás:

• 24 % úspora energie na provzdušňování po dosažení stupně expanze
• 50 % vlastní dodávky elektřiny pro čistírnu odpadních vod (cca 140 000 kWh/a)
• 40 % snížení nákladů na likvidaci
• Využití odpadního tepla z BHKW pro vytápění budov 

Úspora díky nižším nákladům na nákup elektřiny a na likvidaci kalu činí cca 80 000 €/rok

Nové cesty – nové příležitosti: energetická modernizace čistírny odpadních vod Kahla

Kahla je malé městečko ve střední části údolí řeky Saale, jižně od Jeny. Kahla je sídlem správní obce Südliches Saaletal pro jižní údolí Saale, není však členem obce. Společnost Kahla je známá svým porcelánem, který se zde vyrábí již více než 150 let.

Čistírna odpadních vod Kahla těžila z evropského programu financování. Pro zlepšení energetické účinnosti čistírny odpadních vod se často provádějí opatření k optimalizaci procesů u čistíren odpadních vod 8 000-50 000 PE. Zejména pro malé až středně velké čistírny odpadních vod to znamená přestavbu koncepce zařízení na úpravu odpadních vod stabilizovaných aerobním kalem, která byla původně plánována pro velikosti zařízení, na novou koncepci zařízení na úpravu odpadních vod stabilizovaných anaerobním kalem. Od velikosti 50 000 PE jsou čistírny odpadních vod zpravidla provozovány pouze s anaerobní stabilizací kalu.

V projektu Kahla s kapacitou 15 000 PE bylo HUBER Bubnové síto LIQUID integrováno do hydraulického spojovacího vedení mezi pískovací komorou a provzdušňováním přes odbočku. K tomuto účelu byla použita prázdná nádoba pro umístění stroje. Proto nebylo nutné stavět žádnou novou strukturu. Dalším rozhodujícím faktorem byl vyšší stupeň separace ve srovnání s primárním čističem, protože odpadní voda v Kahle není konvenčního typu. Převážná část rozpustného COD pochází z potravinářského průmyslu. Tím se posune poměr mezi rozpustným a částicovým DOC ve prospěch rozpustného DOC. Vzhledem k tomu, že konstrukce primárního čističe je do značné míry určena hydraulickým zatížením, je nutné vybudovat zbytečně velkou konstrukci, aby byl zajištěn požadovaný stupeň separace částicového COD (pouze tento lze oddělit mechanicko-fyzikálními procesy). Tato změna poměru hraje při konstrukci systému ultrajemného síta podřízenou roli.

Místní potravinářský průmysl výrazně zvýšil svou výrobní kapacitu, takže bylo nutné rozšířit provzdušňovací nádrž. Vzhledem k výhodám této výše popsané technologie však bylo možné zabránit potřebnému zvětšení provzdušňovací nádrže instalací ultrajemného síta. 

Toto bubnové síto bylo naplánováno tak, aby nebyly nutné žádné dodatečné úpravy konstrukce. Bylo zapotřebí pouze jedno potrubí do a jedno potrubí z nádrže HUBER Bubnové síto LIQUID. Nouzový bypass byl již nainstalován.

Ke zpracování kalu z HUBER Bubnového síta LIQUID jsou instalovány HUBER kruhové zahušťovače kalu S-DISC. Pro zpracování zahuštěného kalu za účelem rekuperace energie byl nainstalován 2fázový digester. Dále bylo nutné integrovat plynovou turbínovou kogenerační jednotku, která převádí výtěžek plynu z digestoru na elektřinu. 

Uvedení do provozu proběhlo na konci roku 2019. Díky vynikající spolupráci s inženýrskou společností Arequa bylo možné vyvinout tento mimořádný, inovativní a udržitelný koncept. Občané budou vděční, pokud tato opatření pro optimalizaci energetické účinnosti čistírny odpadních vod umožní udržet náklady na poplatky za odpadní vody ve střednědobém horizontu stabilní i přes rostoucí ceny elektřiny a kalů. 

Měřicí přístroje

• HUBER Bubnové síto LIQUID
• HUBER Kruhový zahušťovač kalu S-DISC
• Digester vč. CHP

Výhody pro Vás:

• Konzistentní provzdušňovací energie i přes zvýšené zatížení (COD / filtrovatelné pevné látky)
• 50 % vlastní dodávky elektřiny pro čistírnu odpadních vod (cca 146 000 kWh/a)
• 20 – 30 % méně kalu pro odvodnění (snížení nákladů na likvidaci)
• Využití odpadního tepla z BHKW k ohřevu digestoru.