Analýza kontejnerové čistírny odpadních vod s technologií STM® v areálu Zámku Štiřín
Čistírna (ČOV) slouží k čištění splaškových vod Zámku Štiřín s Domem Atis. Součástí je chlorovací zařízení vyčištěné vody v prostoru sanitace s gravitačním průtokem chlorátorem na paralelní čerpané větvi v labyrintu zdržení (odplynění) a s ručním doplňováním tablet chlorátoru. Smyčka je používána dle potřeby.
- Investor ČOV: Ministerstvo zahraničí České republiky
- Vlastník ČOV: Zámek Štiřín, Ringhofferova 711, 251 68 Kamenice
- Zprovoznění linky: rok 2009
- Vodoprávní úřad: MěÚ Říčany, odbor životního prostředí – vodoprávní úřad, Komenského nám. 1619, 251 01 Říčany
- Recipient: Petříkovský potok (čhp.: 1-09-03-156)
- Vyčištěná a dešťová voda je v letních měsících využívána k závlaze a mimo vegetační období vypouštěna do vodoteče.
- Dodavatel technologie: Hellstein spol. s r.o., Vlčovice 11, 742 21 Kopřivnice
Úvod
Čistírna odpadních vod (ČOV) slouží k čištění splaškových vod Zámku Štiřín s Domem Atis. Součástí je chlorovací zařízení vyčištěné vody v prostoru sanitace s gravitačním průtokem chlorátorem na paralelní čerpané větvi v labyrintu zdržení (odplynění) a s ručním doplňováním tablet chlorátoru. Smyčka je používána dle potřeby.
Dezinfekce UV zářením v systému, ve kterém figuruje více nádrží, kde jejich přítoky jsou neregulovatelné, je značně problematická a limitující. Pro danou situaci jsou instalovány UV zářiče do prostoru přepadové hrany labyrintu a směšovací retence závlahových vod. Tento princip zabezpečuje dezinfekci vody v nádrži při delším zdržení, čímž je zabráněno zahnívání akumulované vody.
Vzhledem k použití kombinovaného systému aktivovaného kalu ve vznosu a přisedlého kalu na pevném nosiči biomasy (buňkovém kole) je systém po celé období od roku 2009 stabilní stran výstupních analýz. Analýzy jsou v souladu s VH-rozhodnutím, čistírna se vyznačuje vysokou provozní spolehlivostí (stabilitou biologického procesu) a energetickou úsporností.
Technologický návrh
Zatížení projektované 1100 EO
Zatížení aktuální cca 400 EO
Hmotnostní schéma aktuální
Aktivace
Zatížení i stáří kalu lze regulovat změnou koncentrace aktivovaného kalu v rozmezí 0 až 9 kg/m3.
Vzhledem k charakteru velice variabilního zatížení stran Qmax i BSB (CSB) je velice nepravděpodobné udržení stálé koncentrace suspendované složky biomasy v aktivaci dle předpokladů. Z telemetrie je patrný přínos zvýšeného množství regenerovaného kalu v přisedlé složce rotoru RR+IR (červeně) oproti standardnímu rotoru RR (modře). Rovněž je patrný o cca 60 % navýšený nitrifikační výkon. 72 % objemu vnášeného vzduchu má dvojnásobný kontaktní čas v aktivované směsi na přisedlé složce a v komorách biopaketů. S ohledem na snížený nátok byl snížen počet otáček odp. min. frekvenci 15Hz. Z telemetrie je rovněž patrné, že rotory pracují převážně na této min. frekvenci a odebírají ze sítě výkon cca 250 W/rotor. V současnosti je s ohledem na nízké zatížení provoz omezen na jeden aerotor.
Analýzy vyčištěné vody odebírané na přepadu na labyrintu chlorace je místem odběru vzorků, nedochází tak k značnému zkreslování vzorku sedimentovaným kalem v místě instalace čerpadla chlorace. Sedimentovaný kal v labyrintu chlorace (zdroj dusíku a fosforu) je možno periodicky odčerpat na golfové hřiště čerpadlem za suchých dnů za současného čerpání zavlažování a otevření klapky mezi dnem labyrintu a jímkou zavlažování.
Celkový dusík na odtoku je převážně ve formě dusičnanového dusíku a tudíž nese zásobu kyslíku pro eliminaci účinku dnových sedimentů v rybníku. Je v souladu s požadavkem na dusičnany ve studních pro pitnou vodu. Je možno jej přesto dále snížit posílením denitrifikace zvýšeným čerpáním vratného kalu na rozdělovací komoru nátoku aktivace, a to trvalým provozem čerpadel M5. Toto opatření by přineslo jen podstatné zvýšení spotřeby el. energie na systém. Čerpadla M5 disponují motory o výkonu 1 kW.
Kalojem
Množství přebytečného kalu je nepatrné a je obecně závislé:
- na poměru NL/BSK5 v nátoku
- na stáří kalu
- na zahuštění kalu (množství sušiny v roztoku)
- na stupni stabilizace
Kalojem je opatřen vrtulovým míchadlem. Kalojem nebyl zatím vyčerpáván.
| přítok | průtok | průtok | BSK5 | CHSK | NL | N-NH4 | Ncelk*** | Pcelk |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| období | m3/den | m3/měsíc | mg/l | |||||
| 12. 12. 2011 | 48,25 | 624,38 | 140,0 | 1591,00 | 825,00 | 25,98 | 70,00 | 9,60 |
| 23. 1. 2012 | 20,52 | 629,06 | 240,0 | 1393,00 | 380,00 | 31,58 | 56,00 | 5,50 |
| 27. 2. 2012 | 14,8 | 524,82 | 500,0 | 923,00 | 195,00 | 21,07 | 27,00 | 3,20 |
| 3. 5. 2011 | 53,37 | 766,07 | 660,0 | 1617,00 | 410,00 | 92,68 | 89,00 | 16,91 |
| 24. 5. 2011 | 33,92 | 766,07 | 330,0 | 660,00 | 180,00 | 34,25 | 63,00 | 6,32 |
| 7. 6. 2011 | 11,27 | 467,47 | 150,0 | 529,00 | 205,00 | 32,14 | 60,00 | 4,18 |
| 18. 7. 2011 | 0,28 | 664,9 | 310,0 | 740,00 | 330,00 | 137,81 | 122,00 | 18,82 |
| 15. 8. 2011 | 24,63 | 711,56 | 480,0 | 647,00 | 805,00 | 66,08 | 100,00 | 13,48 |
| 26. 9. 2011 | 18,14 | 792,52 | 360,0 | 1015,00 | 645,00 | 66,57 | 72,00 | 7,50 |
| 17. 10. 2011 | 22,98 | 648,63 | 300,0 | 1682,00 | 410,00 | 147,75 | 171,00 | 22,30 |
| 28. 11. 2011 | 49,3 | 704,86 | 540,0 | 3675,00 | 2225,00 | 16,35 | 88,00 | 7,80 |
| průměr | 364,55 | 1315,64 | 600,91 | 61,11 | 83,45 | 10,51 | ||
| Odtok ČOV | průtok | průtok | BSK5 | CHSK | NL | N-NH4 | Ncelk | Pcelk |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| období | m3/den | m3/měsíc | mg/l | |||||
| 12. 12. 2011 | 48,25 | 624,38 | 2,00 | 22 | 5,00 | 1,19 | 41,00 | 0,60 |
| 23. 1. 2012 | 20,52 | 629,06 | 2,00 | 17 | 2,00 | 0,06 | 29,00 | 0,40 |
| 27. 2. 2012 | 14,8 | 524,82 | 4,00 | 38 | 7,00 | 0,09 | 12,00 | 0,40 |
| 3. 5. 2011 | 53,37 | 766,07 | 4,00 | 41 | 7,00 | 0,15 | 36,00 | 0,74 |
| 24. 5 .2011 | 33,92 | 766,07 | 3,00 | 15 | 7,00 | 3,86 | 31,00 | 5,54 |
| 7. 6. 2011 | 11,27 | 467,47 | 2,00 | 27 | 5,00 | 1,38 | 13,00 | 1,03 |
| 18. 7. 2011 | 0,28 | 664,9 | 7,00 | 28 | 9,00 | 2,20 | 10,00 | 2,22 |
| 15. 8. 2011 | 24,63 | 711,56 | 3,00 | 27 | 2,00 | 4,44 | 22,00 | 2,39 |
| 26. 9. 2011 | 18,14 | 792,52 | 3,00 | 21 | 4,00 | 1,13 | 29,00 | 0,63 |
| 17. 10. 2011 | 22,98 | 648,63 | 7,00 | 35 | 3,00 | 2,86 | 24,00 | 1,10 |
| 28. 11. 2011 | 49,3 | 704,86 | 4,00 | 43 | 4,00 | 5,81 | 34,00 | 1,30 |
| průměr | 3,73 | 28,55 | 5,00 | 2,11 | 25,55 | 1,49 | ||
dle podkladů provozovatele a telemetrie N-NO3 – pitná voda ve studnách
| BSK5 | CHSK | NL | N-NH4 | Ncelk | Pcelk | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| limit BAT | mg/l | |||||||
| do 500 | 30/50 | 110/170 | 40/60 | |||||
| do 2 000 | 22/30 | 75/140 | 25/30 | 12/20 | ||||
| do 10 000 | 18/25 | 70/120 | 20/30 | 8/15 | 2/5 | |||
| do 100 000 | 14/20 | 60/100 | 18/15 | 12/25 | 1,5/3 | |||
| nad 100 000 | 10/15 | 55/90 | 14/20 | 10/16 | 0,7/2 | |||
| PD odtok* | 173 | 5190 | 5 (15) | 40 (120) | 4 (12) | 3,00 | 50 | 5,4 |
| PD nátok* | 173 | 5190 | 380 | 760 | 440 | 45,00 | 11,4 |
| odtok ČOV+ret. | průtok | průtok | BSK5 | CHSK | NL | N-NH4 | Ncelk | Pcelk |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| období | m3/den | m3/měsíc | mg/l | |||||
| 12. 12. 2011 | 48,25 | 624,38 | 2,00 | 22 | 4,00 | 1,10 | 44,00 | 0,40 |
| 23. 1. 2012 | 20,52 | 629,06 | 2,00 | 11 | 4,00 | 0,02 | 30,00 | 0,30 |
| 27. 2. 2012 | 14,8 | 524,82 | 4,00 | 38 | 4,00 | 0,03 | 13,00 | 0,30 |
| 3. 5. 2011 | 53,37 | 766,07 | 4,00 | 27 | 10,00 | 3,97 | 43,00 | 1,67 |
| 24. 5. 2011 | 33,92 | 766,07 | 6,00 | 24 | 8,00 | 2,09 | 7,00 | 1,66 |
| 7. 6. 2011 | 11,27 | 467,47 | 6,00 | 46 | 6,00 | 1,38 | 8,00 | 1,48 |
| 18. 7. 2011 | 0,28 | 664,9 | 5,00 | 82 | 5,00 | 3,28 | 21,00 | 3,72 |
| 15. 8. 2011 | 24,63 | 711,56 | 2,00 | 38 | 6,00 | 7,25 | 38,00 | 4,22 |
| 26. 9. 2011 | 18,14 | 792,52 | 6,00 | 14 | 3,00 | 1,03 | 32,00 | 1,13 |
| 17. 10. 2011 | 22,98 | 648,63 | 3,00 | 77 | 2,00 | 0,23 | 37,00 | 0,80 |
| 28. 11. 2011 | 49,3 | 704,86 | 6,00 | 36 | 2,00 | 5,35 | 20,00 | 1,20 |
| průměr | 4,18 | 37,73 | 4,91 | 2,34 | 26,64 | 1,53 | ||
Závěr
Navržený STM systém čištění odpadních vod je vzhledem k charakteru značně nerovnoměrného zatížení dle příloh pdf (Qmax 0–50 m3/d a CHSKcr 500–3675 mg/l) a dosažených koncentrací na odtoku biologicky velice stabilní, plně funkční a nevyžaduje dalších úprav. Rovněž zásoba rozpuštěného kyslíku na odtoku v N-NO3 je vzhledem k event. dnovým sedimentům blízkého rybníka v parku vyhovující. Bylo rozhodnuto, vzhledem k očekávanému značně nerovnoměrnému charakteru zatížení, ponechat oba rotory v provozu dle PID regulátorů na měničích. Nastavenou minimální frekvenci 15 Hz s ohledem na mazání a chlazení elektro-převodovek však více nesnižovat. Maximální frekvence s ohledem na opotřebení elementů řetězového pohonu daného aerotoru je nastavena na 30 Hz.
Příkon aktivace cca 250 W / rotor při výstupní frekvenci 14 až 15 Hz je ekonomicky velice výhodný.
Nitrifikace (N-NH4) je celoročně velice stabilní a v souladu s povolením.
Pokud v létě voda do potoka neodtéká, jeví se poněkud zbytečné odebírat vzorky. Pro zálivku nebyly limity stanoveny.
Byl doporučen vhodný odběr vzorků navíc z dešťové zdrže. Zdrž bylo doporučeno dle potřeby před očekávaným obdobím bez závlahy (zima) případně ručně v závislosti na počasí vyčerpat.
Dalším řešením by byla možnost provzdušnění vhodně navrženým systémem. Nejlevnějším řešením se však jeví možnost opatření výtlaku odbočkou do diagonálního rohu jímky a občasné ruční míchání čerpáním pomocí čerpadla M10.
Pro více informací nás kontaktujte. www.hellstein.cz
Vypracoval: Ing. Rostislav Hellstein, st., Hubertus Staehler, Jiří Pecha
Již třetí generací vyrábíme v rodinné firmě biologické čističky odpadních vod. Jsou ekologické pro přírodu a úsporné pro domácnosti, průmysl i menší obce. Vysokou účinnost a stabilitu i při nepravidelném provozu garantuje třístupňové bioaktivní čištění, ...