Modernizacja oczyszczalni ścieków „Dębogórze”

Oczyszczalnia ścieków „Dębogórze” to jedna z największych oczyszczalni w Polsce, mająca bezpośredni wpływ na czystość wód Zatoki Gdańskiej. Przyjmuje ścieki komunalne z Gdyni i okolicznych miejscowości, obsługując do 550 000 równoważnych mieszkańców. Zakład posiada infrastrukturę gospodarki osadowej oraz  spalarnię odwodnionych osadów, wraz z własnym składowiskiem popiołów. Przedmiotem zamówienia była koncepcja modernizacji części osadowej i biogazowej oczyszczalni i w oparciu o koncepcję wykonanie pełniej wielobranżowej dokumentacji projektowej. Zakres opracowania obejmował ciąg technologiczny przeróbki osadów ściekowych, obejmujący zagęszczanie, fermentację, odwadnianie, suszenie i spalanie osadów, a także układ przeróbki biogazu. Koncepcja zakładała opracowanie kilku wariantów modernizacji, obejmujących zarówno przebudowę istniejących obiektów, jak i budowę nowych.

Wykonane usługi:

• inwentaryzacja obiektów i zieleni,
• dokumentacja geologiczna i geologiczno-inżynierska,
• wariantowa koncepcja modernizacji ciągu przeróbki osadów,
• karta Informacyjna Przedsięwzięcia i Raport OOŚ,
• projekt budowlany,
• wielobranżowe projekty wykonawcze,
• kosztorys inwestorski, przedmiary, STWiORB,
• wytyczne rozruchu,
• prognoza kosztów eksploatacyjnych,
• pozwolenie na budowę,
• nadzór autorski.
   

Założenia modernizacji i dobór optymalnych rozwiązań 

Modernizacja gospodarki osadowej była niezbędna ze względu na pojawiające się przeciążenia istniejącego węzła fermentacji oraz przewidywany wzrost dopływu ścieków do oczyszczalni do roku 2030. Zakres prac CDM Smith obejmował opracowanie koncepcji i przeprowadzenie analizy techniczno-ekonomicznej oraz zaprojektowanie możliwe najlepszego wariantu modernizacji, uwzględniającego wykorzystanie obiektów już istniejących i przyszłą eksploatację oczyszczalni.

Przeanalizowaliśmy dwa główne warianty fermentacji osadów ściekowych: klasyczną fermentację mezofilową bez zastosowania hydrolizy oraz fermentację z hydrolizą termiczną. Przedstawiliśmy różne materiały konstrukcyjne zbiorników oraz metody mieszania osadu. Ponadto w koncepcji zaprezentowaliśmy rozwiązania dotyczące oczyszczania i zagospodarowania biogazu powstającego w wyniku fermentacji oraz różne metody podczyszczania odcieków z odwadniania osadów. Oceniliśmy również zakres niezbędnej modernizacji istniejących obiektów gospodarki osadowej w celu dostosowania ich do proponowanych rozwiązań. Propozycje rozwiązań technicznych w każdym przypadku uwzględniały nieprzerwaną pracę ciągu osadowego.

W przypadku procesu oczyszczania odcieków z odwadniania osadu przeanalizowaliśmy klasyczny proces usuwania azotu (SBR). Generuje on duże koszty związane z koniecznością dozowania znacznych ilości metanolu, wysokim zużyciem energii elektrycznej na napowietrzanie i dodatkową ilością osadu nadmiernego. Jako alternatywę zaproponowaliśmy usuwanie azotu w procesie deamonifikacji. 

Nowe komory fermentacyjne

Po przeprowadzeniu analiz zaproponowaliśmy klasyczną fermentację jako podstawowy proces technologiczny, ponieważ koszty budowy i eksploatacji instalacji do hydrolizy osadów przewyższały potencjalne oszczędności wynikające z redukcji suchej masy w osadzie.

Zaprojektowaliśmy trzy nowe, żelbetowe komory fermentacyjne o pojemności czynnej 6 400 m3 każda, wraz z budynkiem operacyjnym. Nowe komory gwarantują sprawną pracę ciągu osadowego, wymagany stopień stabilizacji osadów, a także zwiększoną produkcję biogazu, i tym samym energii elektrycznej i cieplnej. Dzięki temu klient osiągnął trzy najważniejsze cele: nowy węzeł fermentacji, który może przyjmować większą ilość osadów, znaczną poprawę bilansu energetycznego zakładu oraz zmniejszenie uciążliwości zapachowych dla okolicznych mieszkańców.

Technologia usuwania azotu

W instalacji oczyszczania odcieków po odwadnianiu osadów zastosowaliśmy technologię deamonifikacji z wykorzystaniem wyspecjalizowanych bakterii Anammox. Jest to nowoczesna i energooszczędna technologia, która pozwala zmniejszyć zużycie tlenu nawet o 60%, znacząco ograniczając koszty napowietrzania. W przeciwieństwie do klasycznej denitryfikacji proces Anammox nie wymaga stosowania zewnętrznego źródła węgla i charakteryzuje się niewielkim przyrostem biomasy.

„Instalacja usuwania azotu z odcieków po odwadnianiu osadów, wykorzystująca technologię deamonifikacji z zastosowaniem wyspecjalizowanych bakterii Anammox, w oczyszczalni ścieków Dębogórze jest jedną z największych i jedną z pierwszych tego typu w Polsce. W CDM Smith jesteśmy zawsze otwarci na wdrażanie innowacyjnych rozwiązań.“

Artur Melchior, Technolog

Nietypowe rozwiązania

Modernizacja objęła również obiekty i urządzenia towarzyszące, w tym pompownię tłuszczów i wód odciekowych, pompownię osadów zagęszczonych, zbiorniki osadu przefermentowanego z komorą zasuw oraz instalację oczyszczania biogazu (odsiarczalniki, pochodnia, instalacja usuwania siloksanów). W pompowni tłuszczów zastosowaliśmy nietypowe rozwiązanie polegające na wykorzystaniu ciepłego osadu z fermentacji do transportu tłuszczu. Rozwiązanie to jest rzadko stosowane w oczyszczalniach, natomiast wysoki potencjał biogazowy tłuszczów umożliwia zwiększenie produkcji energii elektrycznej w agregatach kogeneracyjnych.

Rozwiązanie zaproponowane przez CDM Smith cechuje niezawodność instalacji — przy trzech pracujących komorach wyłączenie jednej z nich nie powoduje pogorszenia stabilizacji osadu, nawet podczas dłuższej przerwy w jej pracy. Takie rozwiązanie eliminuje ryzyko zwiększonej uciążliwości zapachowych związanych z emisją odorów z nieustabilizowanych osadów. Uniknęliśmy także ograniczenia produkcji biogazu, dzięki czemu bilans energetyczny oczyszczalni pozostał stabilny, a inwestor nie musi ponosić dodatkowych kosztów zakupu energii elektrycznej i oleju opałowego.

Prace projektowe zostały zakończone w roku 2016, a dwa lat później powierzono firmie CDM Smith prowadzenie nadzoru autorskiego nad wykonaniem całej inwestycji. Cała instalacja została uruchomiona w grudniu 2021 roku.