Wiele komunalnych oczyszczalni ścieków w Niemczech zostało wybudowanych w latach 80. i 90. XX wieku i nadal opiera się na technologiach procesowych, które w tamtym czasie uważano za najnowocześniejsze. Chociaż systemy te okazały się niezawodne przez dziesięciolecia eksploatacji, coraz trudniej jest im sprostać dzisiejszym wymaganiom regulacyjnym i operacyjnym.
Tak było również w przypadku komunalnej oczyszczalni ścieków w Bawarii. Zaprojektowana dla około 750 równoważników mieszkańców, oczyszczalnia oczyszcza od 80 do 130 metrów sześciennych ścieków dziennie. Proces oczyszczania biologicznego opierał się na obrotowym złożu biologicznym (RBC), wspomaganym przez separator lamelowy do separacji ciał stałych, zbiornik gromadzenia osadu oraz staw końcowego oczyszczania.
Przez wiele lat instalacja pracowała bezawaryjnie. Z biegiem czasu zaczęły jednak pojawiać się nowe wyzwania. Zaostrzenie wymagań dotyczących odprowadzania ścieków, zmiany w układzie sieci kanalizacyjnej oraz zmienne stężenia zanieczyszczeń w dopływie sprawiły, że konieczne stało się zapewnienie wyższej i bardziej stabilnej skuteczności oczyszczania biologicznego. Gmina została więc postawiona przed zadaniem modernizacji istniejącego obrotowego złoża biologicznego w sposób efektywny i zrównoważony, przy jednoczesnym ograniczeniu zakresu robót budowlanych oraz zakłóceń w pracy oczyszczalni do minimum.
W latach poprzedzających realizację inwestycji oczyszczalnia wielokrotnie przekraczała dopuszczalne wartości amonu w odpływie. Przyczyna była oczywista – obrotowe złoże biologiczne, zainstalowane jeszcze w latach 90., nie było już w stanie zapewnić wymaganego poziomu nitryfikacji. Zdolność oczyszczania biologicznego okazała się niewystarczająca w stosunku do aktualnych obciążeń, co uniemożliwiało utrzymanie stabilnych parametrów ścieków oczyszczonych zgodnie z obowiązującymi przepisami.
Sytuację dodatkowo pogarszały zmienne parametry ścieków dopływających, wynikające ze zmian w sieci kanalizacyjnej. W efekcie właściwy organ gospodarki wodnej zażądał szybkiego i pewnego rozwiązania, które umożliwiłoby ponowne spełnienie obowiązujących wymagań dotyczących odprowadzania ścieków.
Oceniono kilka alternatyw. Jedną z opcji była budowa całkowicie nowej oczyszczalni ścieków. Inną była instalacja stacji pompowej w celu przekierowania ścieków do innego obiektu. Oba podejścia wiązały się jednak z wysokimi nakładami kapitałowymi, długimi fazami planowania i budowy oraz znaczną ingerencją w istniejącą infrastrukturę. Dla małej gminy rozwiązania te nie były ani ekonomicznie, ani praktycznie wykonalne.
Zamiast tego potrzebne było ukierunkowane i elastyczne podejście do modernizacji obrotowego złoża biologicznego — takie, które poprawi wydajność biologiczną, wykorzysta istniejącą infrastrukturę oraz zapewni możliwość dalszej adaptacji w przyszłości.
Gmina ostatecznie wybrała modułowe rozwiązanie kontenerowe dostarczone przez PPU Umwelttechnik GmbH. W ramach projektu dodano kontenerowy reaktor z złożem stałym ClearFox® FBBR jako kolejny etap biologiczny i bezproblemowo włączono go do istniejącej instalacji. Zamiast wymieniać obrotowe złoże biologiczne, postawiono na jego odciążenie i uzupełnienie, zapewniając brakującą zdolność nitryfikacji.
Ścieki są kierowane z procesu za obrotowym złożem biologicznym (RBC) i za pomocą pompy zatapialnej trafiają do kontenerowego reaktora z złożem stałym ClearFox®. Wewnątrz kontenera odbywa się zaawansowane oczyszczanie biologiczne. Reaktor wypełniono specjalnie zaprojektowanym złożem o różnych powierzchniach właściwych, które tworzą dogodne środowisko dla mikroorganizmów. Dzięki ciągłemu napowietrzaniu mikroorganizmy skutecznie rozkładają zanieczyszczenia organiczne i zapewniają stabilną nitryfikację amonu.
Po oczyszczaniu w reaktorze z złożem stałym sklarowane ścieki wracają do istniejącego etapu końcowego klarowania. Część strumienia jest recyrkulowana do denitryfikacji, co dodatkowo obniża zawartość azotu ogólnego w odpływie. Nadmiar osadu powstający w procesie kierowany jest do istniejącego zbiornika na osad, dzięki czemu cały system gospodarki osadem pozostaje bez zmian.
Kluczową zaletą takiego podejścia jest to, że cała istniejąca infrastruktura oczyszczania pozostaje w ciągłej eksploatacji. Modernizacja obrotowego złoża biologicznego nie polegała na jego wymianie, lecz na ukierunkowanym wzmocnieniu procesu biologicznego. Dzięki temu uniknięto rozległych prac budowlanych, długotrwałych przestojów w pracy oczyszczalni oraz wysokich kosztów inwestycyjnych.
Ponadto modułowa konstrukcja systemu ClearFox® zapewnia wysoki stopień elastyczności.
Jeśli w przyszłości przepisy staną się bardziej rygorystyczne lub w późniejszym etapie konieczna będzie całkowita wymiana obrotowego złoża biologicznego, system można w łatwy sposób rozbudować o kolejne moduły kontenerowe. Rozwiązanie to stanowi więc nie tylko skuteczną modernizację w krótkim okresie, ale także długoterminową, przyszłościową inwestycję.
PPU Umwelttechnik zrealizowało projekt w krótkim czasie, mieszcząc się w budżecie i w pełni spełniając oczekiwania gminy. Dziś oczyszczalnia znów utrzymuje stabilne stężenia amonu w odpływie i jest dobrze przygotowana na przyszłe zaostrzenie wymagań.
Tak. System kontenerowy ClearFox® ze złożem stałym został zaprojektowany jako modułowe rozwiązanie modernizacyjne. Można go zintegrować z wieloma istniejącymi oczyszczalniami ścieków, zwłaszcza z tymi, które wykorzystują obrotowe złoża biologiczne, stawy kanalizacyjne lub systemy lagunowe, a które nie spełniają już obowiązujących limitów zrzutu nieczystości
Nie. W większości przypadków istniejący RBC może pozostać w eksploatacji. System ClearFox® jest instalowany jako dodatkowy stopień oczyszczania biologicznego, odciążając RBC i poprawiając ogólną wydajność. Pełna wymiana może zostać dodana później, jeśli będzie wymagana.
Absolutnie. System jest szczególnie dobrze dostosowany do małych i średnich oczyszczalni, gdzie przestrzeń, budżet i nakład prac budowlanych są ograniczone. Typowe zastosowania obejmują od kilkuset do kilku tysięcy mieszkańców.
Integracja jest prosta. Kontener jest podłączany za pomocą pomp i rur do istniejącego procesu, zwykle poniżej stopnia biologicznego lub separatora. Prace budowlane są minimalne w porównaniu z tradycyjną modernizacją lub budową nowej oczyszczalni.
Ponieważ system jest kontenerowy i wstępnie zaprojektowany, instalacja i uruchomienie zwykle zajmują tylko kilka tygodni. W wielu przypadkach oczyszczalnia może pozostać w eksploatacji przez cały czas modernizacji.
Tak. Technologia złoża stałego jest bardzo stabilna i dobrze dostosowana do zmiennych obciążeń hydraulicznych i organicznych. To czyni ją idealną dla oczyszczalni dotkniętych wahaniami sezonowymi lub zmieniającymi się charakterystykami dopływu.
Tak. Jedną z kluczowych zalet koncepcji ClearFox® jest jej modułowość. Dodatkowe moduły kontenerowe można dodać w dowolnym momencie w celu zwiększenia wydajności lub skuteczności oczyszczania, zapewniając długoterminową zgodność z przepisami.
