Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Znaczenie potencjału energetycznego osadów ściekowych w aspekcie gospodarki o obiegu zamkniętym – przykład oczyszczalni w Gdańsku

Ostojski A., Swinarski M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 2

1252--1268

PL

W artykule przedstawiono ciepło spalania, wartość opałową oraz skład pierwiastkowy osadów ściekowych na kolejnych etapach przeróbki w oczyszczalni ścieków "Wschód" w Gdańsku. Osad ściekowy jest cennym źródłem energii. Średnia wartość ciepła spalania (HHV) osadów ściekowych w oczyszczalni ścieków w Gdańsku wynosi 14-15 MJ/kg dla osadów przefermentowanych i 17,5 MJ/kg dla osadów przed fermentacją. Niestety wysoka ich wilgotność, obniża wartość opałową i utrudnia skuteczne odzyskiwanie energii z osadów. Pomimo około 70% wilgotności, osady są spalane w złożu fluidalnym w instalacji ITPO w oczyszczalni. Termiczna utylizacja przebiega w temperaturze 850-870° odbywa się autotermicznie. Gospodarka osadowa, obejmująca fermentację w ZKF wraz z produkcją biogazu i wykorzystanie metanu w systemie produkcji energii elektrycznej i ciepła, suszenie, spalanie w piecu fluidalnym i ostatecznie, odzyskiwanie ciepła z gazów spalinowych, generuje dodatni bilans energetyczny. Stwarza to możliwość wykorzystania energii elektrycznej oraz cieplnej w procesach oczyszczania ścieków i pełnego zamknięcia bilansu produkowanej i zużywanej energii w całej oczyszczalni. W oczyszczalni ścieków "Wschód" w Gdańsku obieg energetyczny nie jest jeszcze zamknięty. Konieczne jest intensyfikacja produkcji energii elektrycznej lub/i zmniejszenie jej zużycia w procesach oczyszczania ścieków. Najwięcej energii pozyskiwane jest z elektrowni biogazowej. Wartość opałowa biogazu z osadów w Gdańsku wynosi 21,34 MJ/Nm3. Pozwala to uznać osady ściekowe za bardzo wydajne źródło energii. Ilość wytworzonej energii cieplnej (SPE i ITPO) jest znacznie wyższa niż potrzeby oczyszczalni. Produkcja energii elektrycznej netto w systemie SPE, po odjęciu energii zużytej przez instalację ITPO, zapewnia około 68% całkowitego zużycia energii w oczyszczalni ścieków. Instalacja termicznej konwersji osadów ściekowych, która działa w Gdańsku, spełnia wymagania Dyrektywy Parlamentu Europejskiego (IPPC DYREKTYWA 2008/1/WE) o zintegrowanym zapobieganiu zanieczyszczeniom i ich kontroli. Monospalarnia pozwala na wykorzystanie całej ilości wytworzonego osadu. Pomimo dużej zawartości wody w osadzie, co zmniejsza jego potencjał energetyczny, proces spalania nie wymaga dodatkowego paliwa (poza fazą rozruchu lub stanem utrzymywania gotowości). Obecnie nie ma alternatywy dla termicznego wykorzystania osadów ściekowych, zwłaszcza w dużych oczyszczalniach ścieków. Problem ostatecznego usuwania popiołów paleniskowych pozostaje jednak nierozwiązany. Jest to ważna kwestia w kontekście postulatu zarządzania zamkniętym cyklem, przyjętego w 2015 roku.

EN

In the article the higher heating values (HHV), lower heating values (LHV) and elemental composition of sewage sludge at subsequent stages of processing in wastewater treatment plant (WWTP) “Wschód” in Gdańsk are presented. Sewage sludge is a valuable source of energy. The average value of the HHV of sewage sludge in the sewage treatment plant in Gdańsk is 14-15 MJ/kg for digested sludge and 17.5 MJ/kg for non-fermented sludge. However, high humidity, which reduces their heating value, hinders effective energy recovery from the sludge. Despite the high humidity (about 70%), the sediments are successfully burned in the fluidized bed in the sewage thermal treatment plants (ITPO). Burning at 850-870º takes place autothermally. Adequate processing, consisting of biogas production and methane utilization within Electricity and Heat production system, drying, combustion in a fluidized furnace and, finally, heat recovery from the exhaust gases, creates an opportunity of achieving full balance of energy produced and consumed. In WWTP “Wschód” in Gdańsk the energy balance is incomplete yet. It is necessary to supplement the electric energy or/and to decrease energy consumption in sewage treatment processes. The largest energy contribution is obtained from the biogas power plant and thanks to the biogas generated from sediments, it is possible to recognize them as a very efficient source of energy. The calorific value of this fuel in Gdansk is 21.34 MJ/Nm3. The amount of thermal energy produced (SPE and ITPO) is much higher than the needs of the treatment plant. The net electricity production in the SPE system, after deducting the energy consumed by the ITPO installation, accounts for about 68% of the total energy consumption at the sewage treatment plant. The installation of thermal conversion of sewage sludge which is working in Gdańsk meets the objectives of European Parliament Directive (IPPC DIRECTIVE 2008/1/EC) regarding integrated prevention and pollution control. The mono-combustion plant allows for utilization of the total amount of produced sludge. Despite of high water content in the sludge, which decreases its energetic potential, the combustion process does not require additional fuel (apart from the start-up phase or stanby conditions). At present there is no alternative for thermal sewage sludge utilization, especially at large WWTPs. However, the problem of final disposal of combustion ashes remains unsolved. This is an important issue in the context of the postulate of closed cycle management that was accepted in 2015.

2

Porównanie efektywności biologicznego usuwania zwiqzków biogennych w procesach MUCT i A2/O na przykładzie oczyszczalni w Gdańsku

Klimowicz S., Swinarski M., Gajewska M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 1

35--39

PL

W niniejszym artykule przedstawiono porównanie efektywności usuwania substancji biogennych w różnych systemach technologicznych, funkcjonujących na oczyszczalni ścieków „Wschód" w Gdańsku. Do roku 2011 bioreaktory oczyszczalni pracowały w systemie zmodyfikowanego UCT (MUCT). W latach 2009-2011 przeprowadzono ich modernizację, w celu usprawnienia procesu oczyszczania ścieków i spełnienia zaostrzonych wymagań w zakresie stężenia azotu ogólnego w odpływie (< 10 mg N/dm3). Od roku 2012 linia biologicznego oczyszczania ścieków pracuje w systemie opartym na A2/O, który zastąpił dotychczasowy system MUCT. Analiza wyników badań jakości ścieków wykazała, że średnie dobowe stężenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych biologicznie uległo zmniejszeniu z 11,0 mg N/dm3 do 8,0 mg N/dm3 Jednocześnie średnie dobowe stężenie fosforu ogólnego zmniejszyło się z 0.5 mg P/dm3 do 0.4 mg P/dm3. Badania potwierdzają, że pomimo obserwowanego trendu pogarszania się jakości ścieków dopływających do bioreaktorów, proces biologicznego usuwania substancji biogennych przebiega z większą skutecznością w nowym systemie A2/O. W wyniku modernizacji reaktorów biologicznych jakość ścieków odprowadzanych do środowiska spełnia wymogi określone przez Ministra Środowiska, jak również bardziej rygorystyczne zalecenia HELCOM w zakresie stężeń związków biogennych w ściekach odprowadzanych do Morza Bałtyckiego.

EN

This paper presents a comparison of the efficiency of nutrient removal in two different technological systems functioning in WWTP in Gdansk. The upgrade was necessary in order to adjust the parameters of wastewater treatment to more stringent requirements for Total Nitrogen removal (Total Nitrogen concentration < 10 mg/L). Since 2012 the biological treatment line has operated based on modified A2/O process instead of MUCT process. The modernization were carried out in 2009-2011. The analysis of wastewater quality showed that the average daily effluent of total nitrogen (TN) concentration was decreased from 11 to 8 mg TN/L after 2011. Moreover, average the daily effluent of total phosphorus (TP) concentration was reduced from 0.5 to 0.3-0.4 mgTP/L. It demonstrates that despite of the slight but continuous deterioration of wastewater quality, the modified A2/O process is more efficient than MUCT process in terms of biological nutrient removal. As a result of WWTP modernization the quality of discharged wastewater already meets the requirements set by the Regulation of the Ministry of Environment from 18th November 2014 and recommendation of HELCOM organization especially in terms of conditions of biogenic compounds removal from wastewater.

3

Odpady z produkcji alkoholu jako alternatywne źródła węgla dla wspomagania denitryfikacji w komunalnych oczyszczalniach ścieków

Mąkinia J., Czerwionka K., Swinarski M., Dobiegała E., Remiszewska-Skwarek A.

Forum Eksploatatora

|

2012

|

Nr 2 (59)

38-41

PL

W przypadku niewystarczającej efektywności procesu denitryfikacji w komorze anoksycznej najprostszym rozwiązaniem jest dawkowanie do tej komory zewnętrznych źródeł węgla. Analiza porównawcza tradycyjnych (kwas octowy i etanol) i alternatywnych (surowy spirytus i olej fuzlowy) źródeł węgla wykazała pełną przydatność drugiej grupy związków do poprawy efektywności procesu denitryfikacji. W trakcie konwencjonalnych pomiarów jednofazowych w reaktorze nieprzepływowym, szybkości denitryfikacji z olejem fuzlowym jako źródłem węgla były podobne do wyników z etanolem i wahały się od 0,6 do 1,7 g N/(kg s.m.o.h) w zakresie temperatur T =12-18°C. W trakcie 3-miesięcznych badań w skali pełnotechnicznej, przeprowadzonych w oczyszczalni ścieków "Dębogórze" w Gdyni, średnie stężenie N03-N w ciągu badawczym (z dozowaniem oleju fuzlowego) było niższe o ok. 1 g N/m! w porównaniu z ciągiem referencyjnym (bez dodatku oleju fuzlowego). Z uwagi na korzystny skład (wysokie stężenie związków organicznych i wysoki stosunek ChZT/N) oraz niski koszt transportu olej fuzlowy może być rozwiązaniem w przypadku konieczności stosowania w oczyszczalni ścieków zewnętrznego źródła węgla do wspomagania procesu denitryfikacji.

EN

In the case of insufficient efficiency of denitrification in the anoxic zone, the simplest solution is adding external carbon source! to that zone. The comparative analysis of traditional (acetic acid and ethanol) and alternative (raw alcohol and fusel oil) carbon sources confirmed the full applicability of the latter group for enhancing the denitrification efficiency. During the conventional one-phase measurements in a batch reactor, the denitrification rates with fusel oil were similar to the results with ethanol and varied from 0.6 to 1.7 g N/{kg VSS-h) in the range of temperatures T = 12-18°C. During a 3-month full-scale measurement campaign at the "Dębogórze" wastewater treatment plant, the average N03-N concentration in the study line (with dosing fusel oil) was lower by approximately 1 g N/m3 in comparison with the reference line (without dosing fusel oil). Due to a favorable composition (high COD concentration and high COD/N ratio) and Iow transportation costs, fusel oil may be a solution when external carbon is needed for enhancing denitrification in wastewater treatment plants.

4

Kierunki rozwoju technologii oczyszczania ścieków pod kątem spełnienia zaostrzonych wymagań w zakresie usuwania azotu

Mąkinia J., Czerwionka K., Swinarski M., Drewnowski J., Majtacz J., Kaszubowska M., Angowski M.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2011

|

nr 5

362-371

PL

Najnowsze kierunki rozwoju technologii usuwania azotu, w tym metody oczyszczania wód poosadowych. Metodyka postępowania w przypadku modernizacji i optymalizacji pracy istniejących oczyszczalni ścieków z wykorzystaniem zaawansowanych narzędzi analitycznych w postaci programów symulacyjnych. Nowe zagrożenia wynikające ze stosowania konwencjonalnego procesu nitryfikacja – denitryfikacja.

EN

Newest development directions in the nitrogen removal technology including method of purification of post-sediment waters. Measures in the case of modernization and optimization of existing sewage treatment plants using advanced analytical tools in the form of simulation programs. New threats resulting from application of conventional nitrification-denitrification process.

5

Wewnętrzne i zewnętrzne źródła węgla organicznego dla wspomagania efektywności procesu denitryfikacji

Mąkinia J., Drewnowski J., Swinarski M., Czerwionka K., Kraszewska M., Majtacz J.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2010

|

nr 2

125-135

PL

Określenie wpływu dozowania różnych zewnętrznych źródeł węgla organicznego na efektywność usuwania związków biogennych metodą osadu czynnego. Badania konwencjonalne (kwas octowy, etanol) i alternatywne (odpady poprodukcyjne z gorzelni). Badanie szybkości denitryfikacji (NUR) i szybkości poboru tlenu (OUR). Wyniki badań i porównania do osiąganych innych badań źródeł węgla organicznego.

EN

Determination of the impact of dispensing of various external organic coal sources on the removing effectiveness of biogenic compounds by active sediment method. Conventional tests (acetic acid, ethanol) and alternative tests (distillery production wastes). Tests of denitrification (NUR) and oxygen uptake (OUR) rates. Test results and comparison to equivalent tests of organic coal sources.

6

Porównanie tradycyjnych i alternatywnych źródeł węgla zewnętrznego dla poprawy efektywności procesu denitryfikacji

Mąkinia J., Czerwionka K., Drewnowski J., Swinarski M., Chrzanowska M., Fordoński W.

Forum Eksploatatora

|

2008

|

Nr 2 (35)

15-20

PL

Powszechnie stosowane w oczyszczalniach komunalnych układy wielofazowe umożliwiają efektywny przebieg procesów biologicznego usuwania związków organicznych, azotu i fosforu. Uzyskanie niskich stężeń związków biogennych w ściekach oczyszczonych wymaga zapewnienia optymalnych warunków przebiegu biochemicznych procesów jednostkowych, takich jak nitryfikacja, denitryfikacja czy podwyższona biologiczna defosfatacja. Na przykład, jedną z podstawowych przyczyn niezadowalających efektów usuwania związków azotu w oczyszczalniach jest niedobór organicznych związków węgla, który limituje przebieg procesu denitryfikacji (Oleszkiewicz i wsp., 2004). W celu uzyskania, wymaganych przepisami, niskich stężeń azotu w ściekach oczyszczonych konieczne jest w takich przypadkach wprowadzanie do komór anoksycznych zewnętrznego źródła węgla organicznego.