Prečišćavanje otpadnih voda

Uvod

Otpadne vode grada Subotice su se sve do sedamdesetih godina prošlog veka ulivale u jezero Palić bez prečišćavanja. Sa razvojem industrije se kvalitet vode jezera značajno pogoršao, što je dovelo do izumiranja nekih biljnih i životinjskih vrsta, porasta muljevitih naslaga i nemogućnosti korišćenja jezera za kupanje i rekreaciju. Radi odklanjanja nastalih problema (šteta), neophodno je bilo izmuljiti jezero.

U okviru sanacije jezera Palić, izgrađen je i 1975. godine pušten u rad Uređaj za prečišćavanje otpadnih voda grada. Prečišćavanjem se vršila mehanička i biološka obrada otpadnih voda. Mehanički tretman se odvijao na grubim i finim rešetkama, peskolovu, aerisanom mastolovu i predhodnom taložniku. Biološko prečišćavanje se odvijalo u biološkim bazenima, aktivnim muljem, sa naknadnim prečišćavanjem u lagunama. Na ovaj način su redukovane organske i suspendovane materije iz vode (između 88% i 92%), dok je redukcija azota i fosfora bila minimalna (oko 15%).  

Rekonstrukcija prvobitnog Postrojenja je izvršena 1989. godine, kada je povećan njegov hidraulički kapacitet sa prvobitnih 15 400 m3/h na 26 000 m3/h u suvom, odnosno sa 30 800 m3/h na 32 000 m3/h u kišnom periodu. Nakon toga je 2003. godine izvršena sanacija građevinske konstrukcije bazena i uveden je sistem dubinske aeracije.

U cilju poboljšanja ekološkog statusa jezera Palić i drugih nizvodnih resursa površinskih voda, pristupilo se rekonstrukciji Postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda grada Subotice. Rekonstrukcijom i proširenjem, povećan je kapacitet Postrojenja, izgradnjom novih bioloških bazena, poboljšano je uklanjanje azota i fosfora, a uvedena je i linija mulja, čime je rešen problem zbrinjavanja nastalih muljeva. Novi prečistač sa povećanim hidrauličkim i organskim opterećenjem, tercijalnim prečišćavanjem i sa tretmanom primarnog i sekundarsnog mulja je pušten u rad 2009. godine.

Novo Postrojenje za prečišćavanje otpadnoh voda

Sve otpadne vode stanovništva, ustanova, zanatstva i industrije, kao i atmosferske vode grada Subotice, sakupljaju se u sistemu kanalisanja opšteg tipa i glavnim kolektorom dospevaju do Postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda.

Postrojenje se sastoji od dve linije:

  1. Linija vode – mehanički i biološki tretmanom otpadne vode sa niskim organskim i visokim hidrauličkim opterećenjem.
  2. Linija mulja -  anaerobna stabilizacija muljeva (nastalih tokom biološkog prečišćavanja otpadnih voda) u digestorima, uz proizvodnju biogasa i obezvodnjavanje nastalog digestovanog mulja

Hidrauličko opterećenje (količina otpadne vode)

Pošto u gradu postoji opšti sistem kanalizacije, u karakteru otpadnih voda se javljaju dva karakteristična perioda:

  • Suvi period: bez atmosferskih padavina, kada otpadne vode potiču iz domaćinstva, ustanova, zanatskih radnji, industrije i drugih izvora (tzv. strane vode kao što su drenažne infiltracione i sl.)
  • Kišni period: kada se atmosferske vode (kišnica ili sneg koji se topi) mešaju sa gore navedenim vodama

U tabeli su navedene projektovane i stvarne vrednosti hidrauličkog opterećenja Postrojenja:

Hidrauličko opterećenje Režim Protok
Nominalno dnevno:

Suvi period

Kišni period

36 000 m3/dan

72 000 m3/dan

Maksimalno časovno:

Suvi period

Kišni period

2 300 m3/h

6 900 m3/h

Nominalno časovno: Suvi period 1 500 m3/h
Stvarno časovno: Suvi period 1 100m3/h

Kvalitet otpadnih voda

Projektovani parametri kvaliteta otpadne vode na ulazu u Postrojenje su prikazani u sledećoj tabeli:

Parametar Jedinica Vrednost
BPK5 mg/l 250
HPK mg/l 500
Ukupan azot mg/l 45
Ukupan fosfor mg/l 7
Suspendovane materije mg/l 290

Vodoprijemnik prečišćene otpadne vode je jezero Palić, koji je okarakterisan kao osetljiv recipijent (jezero podložno eutrofikaciji), zbog čega su maksimalne dozvoljene koncentracije ukupnog azota i ukupnog fosfora, koje se u njega ispuštaju, niže nego kod drugih (neosetljivih) vodoprijemnika.

U sledećoj tabeli su dati parametri kvaliteta prečišćene otpadne vode prema Direktivi o prečišćavanju urbanih otpadnih voda broj 91/271/EEC:

Parametar Jedinica Vrednost
BPK5 mg/l 20
HPK mg/l 125
Ukupan azot mg/l 10
Ukupan fosfor mg/l 1
Suspendovane materije mg/l 30

Nominalni kapacitet postrojenja je 150 000 ES, a sadašnji (trenutni) kapacitet je približno 110 000 ES.

Linija Vode

Na liniji vode se prvo vrši mehaničko prečišćavanje i predtretman otpadne vode, a zatim se vrši biološko prečišćavanje aktivnim muljem. Ovaj proces se sastoji od sledećih faza:

  1. Mehaničko prečišćavanje – predstavlja uklanjanje većih predmeta iz ulazne vode koji bi mogli izazvati začepljenje ili mehaničko oštećenje procesne opreme. Takođe podrazumeva uklanjanje neorganskih materija koje vrše abraziju opreme, smanjujući joj vek trajanja i koje bi se nagomilavale (taložile) u anaerobnim digestorima.
    • Gruba rešetka – veliki plutajući i plivajući predmeti kao što su komadi drveta, stare krpe, plastične kese i slično, uklanjaju se iz otpadne vode prolaskom kroz grubu rešetku. Rastojanje između štapova (tzv. svetli otvor) je 50 mm. Rešetka se ručno čisti a izdvojeni materijal se sakuplja u kontejner i odlaže van Postrojenja na za to predviđeno mesto. Nakon grube rešetke, otpadna voda se pužnim pumpana (postoje tri pužne pumpe, svaka kapaciteta po 2 300 m3/h) podiže do najviše tačke na Postrojenju, odakle može teći gravitaciono do ostalih objekata. Protok pužnih pumpi se zadaje ručno na osnovu nivoa vode u ulaznom kanalu ispred grube rešetke.
       
    • Fina rešetka – uklanjanje manjih komada suspendovanih i plivajućih materija iz vode se obavlja na finim rešetkama sa automatskim čišćenjem. Izdvojeni materijal se sakuplja u pužnom transporteru, u kojem se cedi pre nego što se odloži u kontejneru. Materijal iz kontejnera se odvozi i odlaže na za to predviđeno mesto van Postorjenja.
       
    • Peskolov – pesak se uklanja u bazenu sa ravnim dnom tipa Dorr-Oliver, u kojem se kružnim zgrtačem prenosi kroz manji otvor u kanal sa strane peskolova. U kanalu sa pužnim transporterom se vrši ispiranje, nakon čega se pesak sakuplja u kontejneru i odlaže van Postrojenja na za to predviđeno mesto.
       
  2. Primarno (predhodno) taloženje – kako bi se redukovala potreba za kiseonikom u sistemu za aeraciju i proizvodnja sekundarnog mulja, a takođe da bi se unapredila proizvodnja biogasa u anaerobnim digestorima, otpadna voda pre ulazka u biološke bazene, prolazi kroz primarne taložnike. U kružnim taložnicima se istaloženi mulj pomoću zgrtača na spororotirajućem mostu prenosi u centralni deo taložnika, odakle se muljnim pumpama prenosi na liniju mulja.
     
  3. Biološki tretman – razgradnja organskih materija i biološko uklanjanje azota i fosfora se vrši aktivnim muljem u dva paralelna biološka bloka tipa Carrousel 2000. Održavanje pahulja mulja u suspenziji u ovim ogromnim bazenima se postiže mešanjem mikserima, propulzorima i u određenim delovima dubinskom aeracijom difuzorima.

    Delovi novih bioloških bazena su sledeći:
    • Anaerobni deo – ima važnu ulogu u unapređenju biološkog uklanjanja fosfora
    • Anoxočni deo – bazen za preddenitrifikaciju i uklanjanje fosfora
    • Aerobni deo – bazen za nitrifikaciju i denitrifikaciju

Projektom je predviđen kombinovani (hibridni) postupak biološke i hemijske defosforizacije, pa je moguće dodavanje feri hlorida na izlazu iz bioloških bazena. U dosadašnjem radu se nije javila potreba za dodavanjem hemikalija, jer se fosfor uspešno uklanjao ispod graničnih vrednosti biološkim putem.

  1. Naknadno (sekundarno) taloženje – razdvajanje prečišćene vode i suspendovanog aktivnog mulja se vrši u naknadnim taložnicima koji su po konstrukciji identični predhodnim taložnicima. Veći deo izdvojenog sekundarnog mulja sa dna taložnika se vraća recirkulacijom u biološke bazene, dok se manji deo (tzv. višak mulja) pumpama vadi iz procesa i ide na liniju mulja. Uklanjanje viška mulja iz procesa je neophodno radi održavanja konstantne koncentracije aktivnog mulja u biološkim bazenima.

Linija mulja

Na liniji mulja se vrši tretman nastalih muljeva prilikom procesa prečišćavanja otpadnih voda,  pri čemu kao proizvodi nastaju biogas i stabilizovani mulj. Ovaj proces se sastoji iz sledećih faza:

  1. Ugušćivanje primarnog mulja – primarni mulj izdvojen na predhodnim taložnicima ima sadržaj suve materije oko 1%, a neophodno ga je ugustiti (koncentrovati) pre nego što se podvrge procesu digestije. Ugušćivanje do potrebnih približno 5% se vrši u gravitacionom ugušćivaču, odakle se muljnim pumpama transportuje u digestore u zavisnosti od potrebe.
  2. Ugušćivanje viška mulja – višak mulja izdvojen u sekundarnim taložnicima se sa polaznih oko 0,8% ugušćuje na trakastim ugušćivaču na probližno 5%. Radi pospešivanja ugušćivanja mulja, neophodno je dodavanje rastvora polielektrolita. Ovako ugušćen višak mulja se transportuje u digestore.
  3. Jednostepena anaerobna digestija mulja – radi stabilizacije muljeva nastalih prilikom biološkog prečišćavanja, oni se nakon ugušćivanja pumpama transportuju u dva anaerobna digestora. Temperatura u digestorima je između 33-37ᵒC sa vremenom zadržavanja od najmanje 20 dana. Tokom anaerobne obrade mulja nastaje biogas, koji iz digestora prelazi u rezervoar za biogas, a odatle se odvodi do potrošača. Potrošači proizvedenog biogasa su gasni motori i kotlovska jedinica. Na Postojenju su instalisana dva gasna motora po 250 kW, koji proizvode električnu i toplotnu energiju. Proizvedena električna energija pokriva oko 35% ukupne količine električne energije potrebne za funkcionisanje Postrojenja. Nastala toplotna energija se koristi za održavanje odgovarajuće temperature u digestorima, a ukoliko je potrebno i za grejanje nekih objekata. Gasni kotao služi za dogrevanje mulja u digestorima i uglavnom se koristi u zimskim periodima, ako su temperature izrazito niske.
  4. Obezvodnjavanje stabilizovanog (digestovanog mulja) – stabilizovani mulj iz digestora ima sadržaj suve materije oko 3,5% koji se nakon mešanja sa rastvorom polielektrolita obezvodnjava na trakastoj filter presi do sadržaja suve materije oko 20-24%.

Ovako dobijen mulj bi mogao da se iskoristi kao sekundarna sirovina za neki drugi proces, kao što su kompostiranje ili fitoremedijacija, ali se za sada on samo odlaže u krugu Postrojenja.