Projekt IWAMA

IWAMA
Całkowity koszt Projektu 4 600 000€
Finansowanie BSR INTERREG Program 2014-2020
Czas trwania projektu 2016 – 2019 (projekt zakończony)
Strona projektu

W projekcie bierze udział 17 podmiotów reprezentujących firmy eksploatujące oczyszczalnie ścieków, stowarzyszenia operatorów projektów wod-kan, centra środowiskowe i instytucje badawcze z Regionu Morza Bałtyckiego.

Celem projektu jest znalezienie skutecznych rozwiązań w procesie oczyszczania ścieków, które mogłyby pomóc w obniżeniu ładunku biogenów odprowadzanych do Morza Bałtyckiego. Działania ukierunkowane są na podniesienie kwalifikacji operatorów oczyszczalni oraz na wdrożenie inwestycji pilotażowych.

BUDOWANIE WIEDZY. BIOGENY W ŚCIEKACH

Do podstawowych biogenów zaliczane są związki azotu i fosforu. W ściekach miejskich zarówno nieoczyszczonych jak i biologicznie oczyszczonych znajdują się spore ilości tych zanieczyszczeń. Ścieki te odprowadzane do rzek i jezior zwiększają ich żyzność wzbogacając w substancje pokarmowe, powodując ich przedwczesne starzenie, czyli eutrofizację. Wynikiem eutrofizacji jest masowy rozwój glonów, które obumierając i ulegając rozkładowi powodują wtórne zanieczyszczenie wód do wystąpienia procesów gnicia włącznie.

Projekt IWAMA pozwala na przekazywanie wiedzy i know-how między państwami. Działania IWAMA prowadzą m. in. do spójnego programu szkoleniowego dla operatorów oczyszczalni ścieków (OŚ). Wyrównanie poziomu wiedzy ma na celu upowszechnienie najlepszych dostępnych technologii oraz zwiększenie zainteresowania rozwiązaniami racjonalnej gospodarki energetycznej i osadowej w Regionie Morza Bałtyckiego.

Działania obejmują:

  • Przygotowanie pakietu materiałów szkoleniowych
  • 4 webinaria szkoleniowe
  • 6 międzynarodowych warsztatów
  • 5 krajowych seminariów
  • oparte na wiedzy wspomaganie krajowych organizacji i ekspertów w Regionie Morza Bałtyckiego

INTELIGENTNE ZARZĄDZANIE ENERGIĄ

Przedsiębiorstwa wodociągowe należą do jednych z największych odbiorców energii elektrycznej w gminach. Procesy oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych (napowietrzanie, pompowanie i mieszanie) pochłaniają ogromne ilości energii, a tym samym stanowią jeden z najistotniejszych składników ogólnego kosztu funkcjonowania przedsiębiorstwa. Na wielu oczyszczalniach ścieków możliwe jest wciąż ograniczenie zużycia energii o 15% do 30% przy jednoczesnym zwiększeniu efektywności usuwania zanieczyszczeń.

Ze względu na zwiększające się zapotrzebowanie na energię wynikające ze wzrostu populacji oraz zaostrzania wymogów dotyczących jakości ścieków i wody, optymalizacja zużycia energii oraz poprawa wydajności urządzeń i procesów staje się coraz istotniejsza dla gmin i funkcjonujących na ich terenie przedsiębiorstw wodociągowych.

Projekt IWAMA przedstawia metodologię poprawy efektywności energetycznej procesu usuwania biogenów dla oczyszczalni o różnej wielkości i różnym zastosowaniu technicznym. Zwiększenie redukcji biogenów i poprawa efektywności energetycznej opiera się na koncepcji inteligentnego zarządzania zużyciem energii, opracowanej na podstawie pozyskanych kluczowych danych techniczno-eksploatacyjnych i audytów technicznych dużej liczby oczyszczalni w rejonie Morza Bałtyckiego. Równolegle prowadzone są testy pilotażowe w celu optymalizacji energetycznej i technologicznej oczyszczalni.

Inwestycje pilotażowe:

  • system sterowania procesem usuwania azotu, OŚ w Dyneburgu, LV
  • system optymalizacji zużycia energii, OŚ w Kownie, LT
  • Zaawansowany system sterowania, OŚ w Grevesmühlen, DE
  • Efektywny energetycznie system oczyszczania ścieków anammox – złoże hydrofitowe, OŚ w Gdańsku, PL

INTELIGENTNE ZARZĄDZANIE OSADAMI

Optymalizacja gospodarki osadowej oczyszczalni w projekcie IWAMA opiera się na analizie danych techniczno-eksploatacyjnych, audytów technicznych oraz badaniach jakości osadu z uwzględnieniem wymagań wynikających ze specyfiki lokalnej. Prowadzone są również testy pilotażowe różnych technik oczyszczania wód poosadowych i przeróbki osadów w aspekcie poprawy redukcji biogenów na linii ściekowej. Opracowana w ramach projektu uniwersalna koncepcja inteligentnej gospodarki osadowej na bazie audytu technicznego będzie testowana i rozwijana na wybranych oczyszczalniach Regionu Morza Bałtyckiego.

Inwestycje pilotażowe:

  • Złoża do humifikacji osadów ściekowych OŚ w Türi i Oisu, EE
  • System oczyszczania wód poosadowych OŚ w Tartu, EE
  • Efektywny energetycznie system suszenia osadów, OŚ Jurmala, LV

PILOTAŻ W GDAŃSKU

Jeden w projektów pilotażowych realizowany był na terenie Oczyszczalni Ścieków Gdańsk Wschód. Projekt miał na celu zweryfikowanie efektywności energetycznej nowej technologii oczyszczania ścieków komunalnych opartej na strącaniu chemicznym związków organicznych, usuwaniu azotu w procesie anammox (zastosowanie innych bakterii do usuwania biogenów niż te, które są obecnie wykorzystywane na oczyszczalni) oraz doczyszczaniu ścieków na złożu hydrofitowym tj. działającym wykorzystując naturalne procesy samooczyszczania zachodzące w przyrodzie na terenach podmokłych.

INSTALACJA BADAWCZA

Instalacja badawcza oparta na innowacyjnej technologii oczyszczania ścieków komunalnych stanowi kombinację procesów o wysokiej efektywności energetycznej i ukierunkowanych na maksymalny odzysk dostępnej na oczyszczalni energii odnawialnej, która może być wykorzystana jest do produkcji biogazu, a następnie energii elektrycznej w systemie kogeneracji.

  1. Pierwszy stopień oczyszczania ścieków to proces koagulacji-sedymentacji i filtracji, w którym odzyskiwana jest maksymalna ilość obecnej w ściekach energii chemicznej w postaci związków organicznych.
  2. Drugi etap stanowi autotroficzna deamonifikacja, podczas której usuwany jest azot przy minimalnym zapotrzebowaniu na energię.
  3. Ostatni stopień oczyszczania ścieków oparty jest na efektywnym energetycznie dwustopniowym napowietrzanym złożu hydrofitowym.

Efektywność procesu kontrolowana jest sondami „in-line” do pomiaru stężenia zawiesiny, amoniaku, azotynów, azotanów oraz przewodnictwa, potencjału redoks i odczynu. Reaktor biologiczny wyposażony jest w system automatycznej regulacji zadanego stężenia tlenu, temperatury i odczynu.

Wyniki gdańskiego pilotażu opisane zostały w REZULTATACH PROJEKTU.

REZULTATY PROJEKTU

W ramach projektu IWAMA wykonano badania pilotowe efektywności innowacyjnej technologii oczyszczania ścieków komunalnych opartej na procesach charakteryzujących się minimalnym zapotrzebowaniem na energię oraz niskimi kosztami eksploatacyjnymi. Testowany nowy proces technologiczny obejmował etap oczyszczania wstępnego ścieków oraz oczyszczania drugiego i trzeciego stopnia

  • Pierwszy etap oczyszczania fizykochemicznego składał się z dwustopniowej komory flokulacji oraz osadnika wstępnego. Oczyszczanie drugiego stopnia stanowił reaktor IFAS (ang. Integrated Fixed-film Activated Sludge) wyposażony w mieszadło i dyfuzor drobnopęcherzykowy, oraz osadnik wtórny. Reaktor IFAS (720 litrów) zaszczepiony został biomasą bakterii anammox unieruchomionych na kształtkach AnoxKaldnes K5 z OŚ Sjölunda w Malmö oraz zawieszonym osadem czynnym z OŚ Wschód w Gdańsku. Trzeci stopień oczyszczania, w którym usuwane były pozostałości związków organicznych i biogenów, oparty był na dwustopniowym złożu hydrofitowym o przepływie poziomym (HF-CW) i przepływie pionowym (VF-CW).
  • Wyniki badań wykazały możliwość zastosowania systemu technologicznego opartego na anammox i złożach hydrofitowych, do efektywnego usuwania azotu ogólnego i węgla organicznego ze ścieków komunalnych przy niskiej temperaturze ścieków oraz niekorzystnym stosunku ChZT/N. Po strącaniu chemicznym w procesie oczyszczania wstępnego stosunek ChZT/N w ściekach zmniejszony został z poziomu 8.0 ± 0.7 do 5.0 ± 0.4, co w efekcie pozwoliło na zwiększenie odzysku związków organicznych o 48% w porównaniu z wynikami uzyskiwanymi na OŚ Wschód. Przy obciążeniu hydraulicznym reaktora IFAS w zakresie 15.0 - 22.2 l/h efektywność usuwania azotu ogólnego w badanej konfiguracji systemu pilotowego była wysoka i wynosiła średnio 84 ± 9%, przy czym minimalny i maksymalny poziom redukcji azotu ogólnego wyniósł odpowiednio 67% i 98%.
  • Uzyskane wyniki badań potwierdziły wysoką efektywność procesu oczyszczania ścieków przy znaczne niższym zużyciu energii w porównaniu do powszechnie stosowanych technologii oczyszczania ścieków opartych na konwencjonalnym procesie denitryfikacji i nitryfikacji.
  • Wykorzystanie bakterii anammox pozwoliło na istotne zmniejszenie zużycia tlenu w procesie technologicznym i dwukrotnie większy odzysk energii chemicznej zmagazynowanej w ściekach surowych w postaci związków organicznych, które mogą być poddane fermentacji beztlenowej. Oznacza to, że wdrożenie testowanej technologii w skali pełnotechnicznej pozwoliłoby na wyprodukowanie 50 – 100% większej ilości biogazu z odzyskanych związków organicznych, a tym samym osiągnięcie samowystarczalności energetycznej oczyszczalni poprzez produkcję znacznie większej ilości energii elektrycznej z biogazu w systemie kogeneracji.
  • Kolejnym rezultatem projektu IWAMA jest benchmarking efektywności technologicznej i energetycznej 66-ciu oczyszczalni ścieków w Regionie Morza Bałtyckiego, którego wyniki przedstawione zostały w raporcie „Wskaźniki porównawcze efektywności energetycznej. Benchmarking dla regionu Morza Bałtyckiego w ramach projektu IWAMA”. Wyniki benchmarkingu potwierdziły bardzo wysoką efektywność rozwiązań technologicznych zastosowanych na oczyszczalni ścieków „Wschód” w Gdańsku, a tym samym bardzo wysoką skuteczność inwestycji zrealizowanych przez GIWK Sp. z o.o. w ramach Gdańskiego projektu wodno-ściekowego etap I i II.

Uzyskane wyniki badań pilotowych i benchmarkingu wykorzystane będą przy planowaniu działań inwestycyjnych ukierunkowanych na poprawę efektywności energetycznej i niezawodności funkcjonowania oczyszczalni „Wschód”.

Szczegółowe wyniki  badań pilotowych odnaleźć można w poniższych raportach. Zachęcamy do zapoznania się z publikacjami:

do góry