První realizace membránové ČOV v ČR
Stále častěji se budeme v praxi setkávat s lokalitami, kde jsou omezené prostorové možnosti a kvůli malé vodnosti toků bude nutno zároveň splňovat ty nejpřísnější limity. Jednou z možností, jak takové zdánlivě neřešitelné situace řešit, je použití membránových technologií (MBR).
Tato technologie byla poprvé v ČR nedávno použita pro řešení lokality o velikosti 1850 EO. Účelem tohoto článku je seznámení odborné veřejnosti s postupem realizace a s technologickými a ekonomickými parametry výše uvedené ČOV, kterou dodávala společnost ASIO, spol. s r.o. jako generální dodavatel, včetně projektových a stavebních prací.
Požadavek na výstavbu ČOV v této lokalitě vznikl na základě záměru soukromého investora, který řeší výstavbu jedenácti bytových a dvou polyfunkčních domů na okraji obce Chýně. Prvotní varianta řešení napojení odpadních vod na stávající obecní čistírnu ztroskotala na její omezené kapacitě. Druhá varianta návrhu obsahovala klasickou komunální čistírnu s terciárním stupněm. Tato varianta technologie by byla schopna plnit přísné limity, avšak na hraně svých možností. Ovšem doplňující investorův požadavek na zmenšení čistírny na 350 m2 celkové plochy pozemku, tj. na polovinu potřebné plochy pro klasickou ČOV, již definitivně rozhodl o použití membránové technologie.
Popis návrhu ČOV
ČOV je navržena v celkové kapacitě na 1850 EO s průměrným přítokem 275 m3/den a s maximálním hodinovým průtokem 33 m3/hod. Odpadní voda převážně splaškového charakteru z oddílného systému kanalizace přitéká do vstupní čerpací stanice (ČS). ČS je vlivem značného zahloubení přívodní stoky řešena jako samostatný objekt umístěný v těsné blízkosti monobloku ČOV. Je vybavena hrubým česlicovým košem a dvěma čerpadly. Odpadní voda je čerpána přes jemné strojní česle o velikosti ok 1 mm do denitrifikační sekce. Odsud odtéká odpadní voda gravitačně do nitrifikační části, která je vybavena jemnobublinnými provzdušňovacími elementy a dávkováním koagulantu pro srážení fosforu. Z této části je odpadní voda čerpána do membránové sekce, kde dochází k separaci aktivovaného kalu a vyčištěné vody. Vyčištěná voda je čerpána do Litovického potoku.
Přebytečný aktivovaný kal je dopravován na "spirálový dehydrátor" (strojní odvodňovací zařízení), který odvodněný kal ukládá do přistaveného kontejneru.
Protože se objekt ČOV nachází v těsné blízkosti obytných budov, bylo navrženo i čištění vzduchu přes PCO jednotku. Toto zařízení pracuje na principu fotokatalytické oxidace biologicky rozložitelného znečištění. Navržená kapacita zařízení 1000 m3/hod. plně pokrývá veškerou potřebu vzduchu pro všechna dmychadla ČOV.
Etapy zprovoznění
Z důvodů etapovitosti výstavby bytových domů se počítá s přibližně stejnou etapovitostí i u náběhu ČOV, což je další výhoda navrženého řešení. V první etapě byly vybudovány kompletní stavební objekty a dodána značná část technologie. S navyšováním počtu připojených obyvatel se budou dodávat i příslušné další membránové moduly. U poslední čtvrté etapy, která má být uvedena do provozu v roce 2015, bude zprovozněna celá ČOV tj. celá druhá linka, včetně kalového hospodářství.
Typ použitého systému MBR a očekávané parametry na odtoku
Vzhledem k dlouholetým zkušenostem byly zvoleny deskové membrány siClaro®, se kterými ASIO, spol. s r.o. již 10 let pracuje. Konkrétně byl použit model FM 6123 o rozměrech L/B/H 1917/608/1910 mm, váze 400 kg s plochou membrán 225 m2. Tento systém byl vybrán na základě tříletého provozního srovnávacího testu, a to i z dalších podpůrných důvodů:
- membrány siClaro® jsou používány již více než 12 let, počet prodaných modulů - 16.000 ks,
- není potřeba žádný zpětný proplach, tudíž jsou menší periferie a žádné uskladnění chemikálií na ČOV
- membrány jsou tepelně svařovány, ne lepeny,
- nejsou přítomny žádné flexibilní části, které by podléhaly únavě materiálu,
- malé modulové jednotky s plochou 6,25 m2 = malé náklady na výměnu modulu,
- dlouholetá garance životnosti, 5 až 8 let,
- více jak 1 000 referenčních dodávek na světě.
Systém deskových membrán byl také vyhodnocen jako nejlepší řešení pro menší a střední čistírny tj. cca do 10 000 EO, protože, i když je cenově náročnější než vláknové systémy, umožňuje jednodušší provoz a údržbu.
| Parametry znečištění na odtoku |
Hodnoty p [mg/ l] |
Hodnoty m [mg/ l] |
Očekávané hodnoty |
|---|---|---|---|
| BSK5 | 9 | 18 | 5 |
| CHSKCr | 45 | 90 | 40 |
| NL | 2 | 5 | 0 (2) |
| NNH4 | 10 | 20 | 8 |
| Pcelk | 2 | 6 | 1 |
Tab. 1 Odtokové parametry
Regenerace MBR
Během provozu se na povrchu membrán vytváří tenkovrstvé povlaky, které na jedné straně zvyšují separační schopnost, ale na druhé straně snižují hydraulickou kapacitu. Aby se odpor udržoval nízký, zařazuje se každých 10 minut automaticky 1minutová uvolňovací fáze. Při ní se zastaví odtah filtrátu, zatímco vnášený "oplachovací" vzduch "odírá " povlaky, které přilnuly.
Přibližně po roce se na povrchu membrán vytvoří povlak, který je třeba chemicky odstranit. Čištění probíhá tak, že se jedna jednotka vyjme pomocí jeřábu a vloží se do regenerační komory, zatímco ostatní krátkodobě zajišťují plný výkon s vyšším průtokem. Recirkulace filtrátu během necirkulační fáze současně desinfikuje i potrubní systém. Použité chemikálie jsou dávkovány v malých množstvích a po použití jsou bez vlivu na proces čištění. Na konci každé regenerace se chemikálie zneutralizují a přečerpají se do zásobníku kalu nebo do vyrovnávací čerpací stanice. Nedochází tak k zatížení životního prostředí. Chemická regenerace zpravidla zajistí původní výkon MBR.
Závěr
Z hlediska investičních nákladů lze říci, že vyšší investice do technologie MBR jsou v celku úspěšně kompenzovány rapidním snížením objemů nádrží, které je možné díky možnosti zvýšení koncentrace aktivovaného kalu. Celkové navýšení investičních nákladů pro tuto čistírnu bylo cca 1,5 mil. Kč, a i tak investiční náklady na celou akci nepřekročily 16 mil. Kč, tj. měrné náklady jsou do 9000 Kč/EO, což je plně srovnatelné s klasickými čistírnami.
Mírnou nevýhodou je navýšení provozních nákladů, které se ovšem od komerční čistírny liší pouze spotřebou elektrické energie k zajištění vzduchu potřebného pro kontinuální čištění membrán. U této velikosti se jedná o navýšení cca o 140 kWh/den. Dále pak náklady na chemické čištění, které se pro danou velikost odhadují na 20 - 30 tisíc korun/rok v závislosti na skutečné době mezi regeneracemi. Odborným odhadem vychází navýšení o 300 tis. Kč/rok tj. cca o 3 Kč/m3 vyčištěné vody.
Z hlediska kvality vyčištěné vody je naopak systém MBR mnohem účinnější než klasické technologie. Kombinuje se známé čištění aktivačním procesem s filtrací na membránách. Tím se jen jedním procesním krokem dosahuje vysoká kvalita na odtoku, která umožňuje opětovné využití vyčištěné odpadní vody jako vody užitkové. Navíc zadržováním všech tuhých částic vzniká biomasa se širokým spektrem obsažených bakterií, které zajišťují stabilitu a vysoký výkon biologických procesů.
Věříme, že první realizace odstraní pochybnosti, které MBR technologii, jako každou novinku, z neznalosti potkávají. Jak již je z realizované akce vidět, lze membránovou čistírnu, včetně kalového hospodářství a jedinečného systému čištění vzduchu dodat za přijatelné a ekonomicky srovnatelné investiční náklady jako běžnou komunální čistírnu. Také navýšení provozních nákladů není nijak drastické a navíc je kompenzováno vyšší kvalitou vyčištěné vody a stabilitou provozu. Prostě je to již řešení, které není z oblasti science fiction...
Potřebujete pomoci s čištěním odpadních vod, hospodařením s dešťovou vodou, úpravou vod, čištěním vzduchu?
Těšíme se na shledanou na stánku firmy ASIO, spol. s r. o., na WATENVI 2011 (pavilon P, stánek 118).
Společnost ASIO TECH, spol. s r.o. a ASIO NEW, spol. s r.o. poskytuje komplexní dodavatelské služby v oblasti čištění odpadních vod, úpravy vod a čištění vzduchu.