Spalarnie Osadów Ściekowych w Polsce – Rozwiązanie Problemu Uciążliwych Odpadów
- Szczegóły
W Polsce istnieje około 4 tys. oczyszczalni ścieków, ale spalarni osadów jest tylko jedenaście, a większość powstała w ostatnich kilku latach z funduszy unijnych (w 2010 r. było ich zaledwie kilka).
Przy okazji awarii kolektorów ściekowych w Warszawie okazało się, że nie działa zbudowana tam za ponad 400 mln zł spalarnia osadów ściekowych. To największa tego typu instalacja w Polsce. Spalarni osadów w Polsce jednak przybywa.
Jak podkreśla IGWP, spalarnie komunalnych osadów ściekowych opłacają się jednak tylko tam, gdzie funkcjonują duże oczyszczalnie. Spalarnie mają rację bytu w dużych oczyszczalniach i równocześnie dużych miastach. Dlatego powstały przy Czajce w Warszawie, w Łodzi, Krakowie, Gdańsku, Szczecinie, Kielcach, Bydgoszczy. Teraz budowę instalacji do termicznego przekształcania osadów planują Poznań i Wrocław.
Najmniejsze miasto, gdzie osady z oczyszczalni można spalać, to Łomża, ale i moc instalacji jest tam niewielka (1,5 tys. ton rocznie).
Moc działających w Polsce spalarni to ponad 176 tys. ton na rok, z tego aż 70 tys. przypada na Warszawę. Drugą największą po warszawskiej spalarnią jest krakowska (25 tys. ton), potem łódzka (22 tys. ton). Znaczącą moc ma jeszcze spalarnia w Gdańsku (14 tys. ton). Pozostałe w sumie mogą spalić 46,2 tys. ton.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Działanie Spalarni Osadów Ściekowych w Polsce
Także gdańska „spalarnia” pracuje, utylizując 100 procent osadu ściekowego z Oczyszczalni Ścieków Gdańsk Wschód. W Bydgoszczy osad podawany jest do Instalacji Termicznego Przekształcania Osadów. W przypadku postoju ITPO osad jest czasowo magazynowany na poletku do magazynowania. W tamtejszej instalacji pozyskiwany jest biogaz, który okresowo służy do rozruchu Instalacji Termicznego Przekształcania Osadów. Ponadto wykorzystywany jest do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w agregacie prądotwórczym lub kierowany jest do spalania w kotłowni olejowo-gazowej.
Bydgoska instalacja w tej chwili jednak nie pracuje - ma wrócić do eksploatacji lada moment. Jak tłumaczy kierownik Zakładu Oczyszczalni Mariusz Stanczyszyn, od ubiegłego roku spalarnia, która działała od 2012 roku, była poddawana modernizacji. - W tej chwili trwają końcowe prace, wykonawca zgłasza, że wszystko przebiega zgodnie z terminem, a ten zakłada, że uruchomienie nastąpi jeszcze w tym roku. Precyzyjnego terminu nie podam, bo to jednak skomplikowana operacja zależna od kilku czynników.
Wiceprezes PWIK w Łodzi Marek Iwiński mówi, że spalarnia działa, ale przyznaje, że to konstrukcja doświadczalna i zdarzają się awarie i przestoje. - Ze spalarniami jest różnie, jest ich bardzo mało, bo na 20 oczyszczalni tylko jedna posiada spalarnię i brakuje jeszcze doskonałych technologii. Konstrukcje są różne. Nasza jest dualna, w razie awarii może pracować jedna z dwóch linii.
W Olsztynie spalarnia chwilowo nie działa i to właśnie efekt awarii. - Spalarnia jest generalnie czynna, ale w tej chwili mamy przerwę - tłumaczy rzeczniczka MPWiK. - Kilka tygodni temu w czasie prac na terenie zakładu doszło do uszkodzenia kabla, co spowodowało awarię pieca. Trwa naprawa urządzeń.
W Kielcach spalarnia działa od 2011 r. i funkcjonuje bez kłopotów. - Dzięki temu wydłużony został nawet okres między przeglądami technicznymi, kiedyś odbywały się co rok, teraz co 1,5 roku. W czasie przerw technologicznych osady są składowane i spalane w następnym cyklu pracy instalacji. Także w krakowskim MPWiK spalarnia wypełnia swoje zadania.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Choć w środowisku mówiło się o problemach spalarni w Zielonej Górze, tamtejsze przedsiębiorstwo informuje, że „obecnie spalarnia działa”.
Najstarsza spalarnia osadów funkcjonuje w Gdyni na terenie Grupowej Oczyszczalni Ścieków „Debogórze”. Instalacja ta została uruchomiona do ciągłej pracy w roku 1998 r. W latach 2006 - 08 przeprowadzono gruntowną modernizację instalacji mającą na celu zwiększenie jej docelowej wydajności i dostosowanie parametrów emisyjnych do aktualnych wymagań. Wydajność nominalna instalacji wynosi obecnie ok. 110 Mg/db przy aktualnej produkcji osadu na poziomie 80 Mg/db.
Jak podaje PWiK, spalarnia osadów ściekowych kompleksowo rozwiązuje problem zagospodarowania odpadów powstających jako produkt uboczny procesów oczyszczania ścieków.
Ilość Wytwarzanych Osadów Ściekowych w Polsce
Z danych GUS wynika, że w ubiegłym roku wytworzono w kraju 583 tys. ton komunalnych osadów ściekowych. 118,8 tys. ton zostało zagospodarowanych w rolnictwie. Około 111 tys. ton zostało poddanych procesom innym niż rolnicze.
Zgodnie z danymi GUS w roku 2003 wytworzonych zostało w Polsce 447 tys. ton suchej masy komunalnych osadów ściekowych, zaś w roku 2018 ilość ta wynosiła już 583 tys.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
Jak przypomina IGWP, osad ściekowy jest pozostałością po procesie oczyszczenia ścieków. Zawiera wiele wartościowych substancji odżywczych (między innymi związki azotu i fosforu, jak w nawozach), wysoką kaloryczność (można z niego produkować energię elektryczną i ciepło w procesach np. spalania).
Osad, mimo że jest odpadem, jest także odnawialnym źródłem energii oraz bezcennym źródłem biogenów. Dlatego normy prawne dopuszczają jego stosowanie w rolnictwie, do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu, do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i do produkcji pasz, do rekultywacji terenów, w tym gruntów na cele rolne, do kompostowania, w leśnictwie itd.
Oczyszczalnia Ścieków w Zielonej Górze
Realizacja zadań statutowych Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Zielonej Górze to udzielanie pożyczek i dotacji m.in. na ochronę wód i gospodarkę wodną.
Oczyszczalnię ścieków zlokalizowano około 7 km na północ od Zielonej Góry w rejonie na zachód od wsi Łężyca, w odległości 2 - 3 km od dróg relacji Czerwieńsk - Wysokie oraz Zielona Góra - Wysokie. Oczyszczalnia przejmuje ścieki z miasta Zielona Góra i okolic. Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest rzeka Łącza. Rzeka ta jest lewobrzeżnym dopływem rzeki Zimna Woda. Jakość wody odbiornika jest systematycznie badana przez laboratorium Centralnej Oczyszczalni Ścieków "Łącza".
Oczyszczalnia została zaprojektowana w układzie mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków. Jej przepustowość to 51.225 m3 na dzień. Ścieki doprowadzane są do oczyszczalni kanałem otwartym, wyposażonym w budowle spiętrzające tworzące 5 zbiorników retencyjnych o pojemności łącznej: 84 000 m3 .Kanał dopływowy kończy przelewowa komora separacyjna, gdzie nadmiar ścieków deszczowych odprowadzany jest obejściem technologicznym oczyszczalni.
W 2006 roku została zakończona budowa suszarni osadów.
Gdańska Instalacja Termicznego Przekształcania Osadów (ITPO)
W 2013 r. na terenie Oczyszczalni Ścieków Gdańsk Wschód oddaliśmy do eksploatacji Instalację Termicznego Przekształcania Osadów (ITPO). Obiekt powstał w ramach Gdańskiego Projektu Wodno-Ściekowego etap II z wykorzystaniem Funduszu Spójności Unii Europejskiej. ITPO jest jedną z najnowocześniejszych instalacji unieszkodliwiania osadów ściekowych w Polsce i na świecie. osadów ściekowych. Instalacja jest wyposażona w dwustopniowy system oczyszczania spalin, których jakość jest badana w sposób ciągły, w automatycznie działającym systemie monitoringu. Spopielenie osadów ściekowych prowadzi do całkowitej higienizacji osadów, ogranicza znacząco emisję nieprzyjemnych zapachów pochodzących z oczyszczalni oraz redukuje masę odpadów poprocesowych o ponad 90%.
Do ITPO przyjmowane są osady ściekowe po wstępnym odwodnieniu mechanicznym do poziomu ok. 18-21% suchej masy, w ilości max. Po podsuszeniu w suszarce dyskowej osad trafia do pieca fluidalnego, gdzie następuje jego spalenie. Piec fluidalny składa się z 3 podstawowych części: komory powietrznej, strefy złoża fluidalnego oraz strefy dopalania nad złożem. Powietrze wprowadzane do komory powietrznej, dzięki równomiernie rozmieszczonym dyszom, utrzymuje w zawieszeniu złoże piaskowe znajdujące się w strefie nad dnem dyszowym. Do złoża fluidalnego podawany jest osad, który spala się i w postaci lotnego popiołu jest dopalany w strefie dopalania. piec fluidalny (serce instalacji) - temp. ok. 850°C.
Spalarnia Osadów Ściekowych w Szczecinie
W sierpniu 2004 roku rozpoczęto budowę suszarni i spalarni osadów ściekowych w Szczecinie. Obejmuje ona dwie linie do suszenia taśmowego o wydajności 1965 kg osadu/h mokrego osadu o zawartości 25% s.m., co odpowiada 2890 kg odparowanej wody na godzinę. W procesie spalania osadów zastosowano piece z rusztem mechanicznym w układzie dwóch linii o przepustowości 756 kg/h osadu zawierającego 90% s.m. Energia cieplna z procesu spalania jest wykorzystywana do efektywnego prowadzenia procesu suszenia osadów. Proces jest autotermiczny. Instalacja została oddana do użytkowania w 2010 r.
Oczyszczalnia Ścieków "Czajka" w Warszawie
Podczas oczyszczania ścieków powstają nie tylko osady, ale także inne odpady technologiczne jak np. skratki i piasek. Zmodernizowana i rozbudowana Oczyszczalnia Ścieków „Czajka” może przyjąć aż 435 300 m ³ ścieków na dobę. Oznacza to, że w ciągu zaledwie 24 godzin może tam powstać nawet 500 ton osadów. W skali roku daje to wynik 180 tysięcy ton osadów i kolejne 8 tysięcy ton odpadów technologicznych. Żeby je wywieźć z terenu zakładu, potrzeba 8 tysięcy samochodów ciężarowych!
Krajowe Regulacje i Technologie Spalania Osadów
Krajowy Plan Gospodarki Odpadami oraz Krajowy Program Oczyszczania Ścieków Komunalnych jednoznacznie określają, że podstawowym kierunkiem zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych jest ich termiczne przekształcanie w wydzielonej instalacji.
Zgodnie z prawem, stacje termicznego przekształcania osadów powinny spełniać wymagania ochrony środowiska wynikające z norm i przepisów Unii Europejskiej określających najlepsze dostępne techniki przekształcania odpadów tzw. BAT (ang. Best Available Techniques). Dla spalania osadów ściekowych prawodawstwo unijne jako najlepszą dostępną technikę, rekomenduje technologię ze złożem fluidalnym.
W Stacji Termicznej Utylizacji Osadów Ściekowych wykorzystujemy sprawdzone rozwiązania i technologie, które gwarantują bezpieczeństwo mieszkańcom i środowisku. Technologia spalania w złożu fluidalnym, powszechnie stosowana na świecie, jest najbardziej skuteczną metodą termicznego przekształcania osadów ściekowych. W Japonii i w Niemczech utylizowana jest w ten sposób ponad połowa masy osadów ściekowych (ok. 55%), w Danii 40 %, we Francji, USA po ok. 20%.
Dzięki podsuszaniu osadów ściekowych proces spalania może zachodzić bez potrzeby dostarczania dodatkowego paliwa. Paliwo zewnętrzne (w postaci gazu ziemnego) wymagane jest wyłącznie do rozruchu instalacji. W procesie spalania powstaje para o wysokich parametrach energetycznych. Para ta jest podawana do układu turbina-generator, który przekształca ją w energię cieplną i elektryczną wykorzystywaną na potrzeby STUOŚ oraz „Czajki”.
Technologia Spalania w Instalacji Termicznego Przekształcania Osadów Ściekowych (ITPO) w Bydgoszczy
Instalacja Termicznego Przekształcania Osadów Ściekowych (ITPO) znajduje się na terenie oczyszczalni ścieków „FORDON" w Bydgoszczy i stanowi jej integralną część. W instalacji unieszkodliwiane są osady ściekowe z oczyszczalni „FORDON" i „KAPUŚCISKA". Odwodnione osady ściekowe z oczyszczalni „FORDON" gromadzone są w buforze osadu skąd ciśnieniowo transportowane są do bunkra osadu. Mieszanina osadu przechowywanego w bunkrze za pomocą pompy tłokowej transportowana jest do suszarki. W suszarce zachodzi proces odparowania wody z osadu. Para wodna powstająca w suszarce jest skraplana i odprowadzana do oczyszczalni ścieków. Podsuszony osad o zawartości ok. 90% suchej masy transportowany jest do pieca fluidalnego.
Piec stanowi cylindryczny zbiornik wyłożony wewnątrz wykładziną ogniotrwałą. Na jego dnie zalega warstwa piasku. W trakcie procesu spalania warstwa piasku unoszona jest za pomocą rozgrzanego powietrza podawanego przez dysze znajdujące się w dnie pieca tworząc złoże fluidalne. W środkowej części pieca zamontowano palniki rozruchowe, których zadaniem jest rozruch pieca i ogrzanie złoża fluidalnego do temperatury 650˚C umożliwiającej podawanie osadu do pieca. Do każdego palnika rozruchowego dostarcza się sprężone powietrze oraz biogaz pochodzący z oczyszczalni ścieków.
Ukształtowanie przestrzeni komory paleniskowej zapewnia właściwe wymieszanie niedopalonych spalin i powietrza wtórnego, aby w najbardziej niedogodnych warunkach pracy temperatura spalin wynosiła, co najmniej 850oC, a czas przebywania spalin w tej temperaturze nie był krótszy niż 2 sekundy przy minimalnej zawartości tlenu 6%.
Gazy spalinowe zwane gazami odlotowymi zawierające pyły i inne zanieczyszczenia opuszczają piec dzięki wentylatorowi wyciągowemu. Gorące gazy odlotowe podgrzewają w wymienniku ciepła powietrze, kierowane do spalenia w piecu fluidalnym. Schłodzone do ok. 6500C gazy odlotowe wpływają do kotła odzysknicowego, gdzie ulegają dalszemu ochłodzeniu do temp. 200-250˚C. W kotle odzysknicowym następuje wymiana ciepła między gazami odlotowymi, a wodą zmiękczoną płynącą w wężownicy, która po podgrzaniu do temp. 170˚C przechodzi w stan gazowy, tworząc nasyconą parę wodną o ciśnieniu 7 bar.
Schłodzone gazy odlotowe są oczyszczane tak aby parametry gazów ostatecznie uwalnianych do atmosfery były zgodne z normami emisyjnymi. Redukcja zanieczyszczeń zawartych w gazach odlotowych odbywa się już w piecu fluidalnym gdzie dozowany jest kamień wapienny, który wchodzi w reakcję, z NOx, SOx, jonami chloru i fluoru tworząc z nimi związki wapnia.
Usuwanie kwaśnych składników gazów odlotowych zachodzi w reaktorze półsuchym, do którego doprowadza się mleczko wapienne i sprężone powietrze. Z reaktora półsuchego gazy odlotowe przepływają do reaktora suchego, do którego podaje się wapno i węgiel aktywny. Węgiel aktywny w reaktorze suchym wiąże dioksyny, furany oraz metale ciężkie. Ostateczne usunięcie zanieczyszczeń z gazów odlotowych następuje w filtrze workowym gdzie zatrzymane są popioły. Popioły lotne osadzające się na zewnętrznej powierzchni worków zostają pulsacyjnie strzepywane do stożkowej części zbiornika, skąd pneumatycznie za pomocą podciśnienia transportowane są do silosa popiołów lotnych. W przypadku podwyższonych wartości tlenków azotu gazy odlotowe dodatkowo kierowane są przez katalizator.
Inwestycje w Utylizację Osadów w Koszalinie
We wrześniu 2011 r. wmurowano akt erekcyjny pod budowę drugiego etapu przedsięwzięcia - suszarni osadów. W skład węzła utylizacji osadów wchodzi budynek utylizacji osadu oraz estakada przenośników spiralnych. Budynek stanowi obudowę instalacji technologicznych służących utylizacji osadu. Jego forma została całkowicie zdeterminowana przez technologię, jednak mimo to szczególnie zadbano o atrakcyjny wyraz architektoniczny obiektu. Zaprojektowano jednonawową halę o powierzchni zabudowy 986 m2.
Ze względu na bliskie sąsiedztwo Koszalina oddalonego od Morza Bałtyckiego zaledwie o 7 km, inwestycja ta ma istotne znaczenie dla ochrony Bałtyku przed ściekami niedostatecznie oczyszczonymi.
Suszarnia eliminuje rolnicze wykorzystanie osadów na terenach zlokalizowanych w pasie nadmorskim i umożliwia ich dalszą termiczną utylizację poprzez spalanie. Ze względu na bliskie sąsiedztwo Koszalina oddalonego od Morza Bałtyckiego zaledwie o 7 km, inwestycja ta ma istotne znaczenie dla ochrony Bałtyku przed ściekami niedostatecznie oczyszczonymi.
Rozwój Spalarni Osadów w Polsce
Szacuje się, że do 2018 r. w Polsce będzie wytwarzanych ok. 707 tys. ton suchej masy osadów ściekowych. Stały wzrost ilości komunalnych osadów ściekowych oraz wynikający z rozporządzenia Ministra Gospodarki i Pracy zakaz ich składowania po 1 stycznia 2013 r. Jednym z podstawowych celów w gospodarce komunalnymi osadami ściekowymi, który został określony w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami 2010, jest zwiększenie ilości komunalnych osadów ściekowych przetwarzanych przed wprowadzeniem do środowiska oraz osadów przekształcanych metodami termicznymi.
Te uregulowania sprawiły, że w ostatnich latach zauważalny był intensywny rozwój projektów „spalarniowych” w kraju. Budowa spalarni, szczególnie dla dużych oczyszczalni, wydaje się najlepszym rozwiązaniem problemu uciążliwych odpadów.
Obecnie w Polsce pracuje sześć instalacji termicznej utylizacji osadów ściekowych - w Bydgoszczy, Kielcach, Krakowie, Łodzi, Olsztynie oraz Szczecinie. Jeszcze w tym roku planowane jest rozpoczęcie użytkowania kolejnych dwóch spalarni - w Gdańsku i Warszawie.
W Polsce większość oczyszczalni ścieków to obiekty średnie i małe o przepustowości poniżej 1000 m3/dobę. Takich niewielkich obiektów nie będzie stać na budowę instalacji do spalania osadów. Transport osadów do najbliżej spalarni, jeśli taka istnieje, podroży znacznie koszty przekształcania osadów a tym samym będzie rzutował na cenę za odbiór ścieków w oczyszczalni.
Mobilne Rozwiązania do Termicznego Przekształcania Osadów
Firma Metal Expert wspólnie z francuska firmą ETIA i Politechniką Łódzką zaproponowały mobilne rozwiązanie instalacji do suszenia i pirolizy osadów ściekowych o wydajności w wersji pilotowej 100 kg/h osadu odwodnionego. Instalacja taka umieszczona w kontenerze mogłaby okresowo obsługiwać małe i średnie oczyszczalnie oferując termiczne przekształcanie osadów na drodze pirolizy. Składa się ona z suszarki kontaktowej firmy KENKI, pirolizera „Spirajoule”® francuskiej firmy ETIA zasilanego energią elektryczną wykorzystującego efekt cieplny Joula i kotła wytwarzającego parę do suszarki spalającego gazy i lotne produkty pirolizy. Powstały podczas pirolizy biowęgiel może być wykorzystany jako paliwo stałe lub do celów rolniczych.
Podczas wstępnej eksploatacji instalacji w oczyszczalni ścieków w Elblągu uzyskano informacje pozwalające na zbilansowanie instalacji w zależności od warunków procesowych w zakresie temperatur pirolizy 400÷800 °C.
Tabela: Mocy Spalarni Osadów w Polsce
| Miasto | Moc spalarni (ton/rok) |
|---|---|
| Warszawa | 70 000 |
| Kraków | 25 000 |
| Łódź | 22 000 |
| Gdańsk | 14 000 |
| Pozostałe (łącznie) | 46 200 |
| Suma | 176 200 |
tags: #oczyszczalnia #ścieków #spalarnia #osadów #ściekowych
