MPWiK Sp. z o.o. w Lesznie jest operatorem systemu kanalizacyjnego na terenie aglomeracji Leszno (tj. miasto Leszno oraz gmin Lipno i Święciechowa). Ścieki z tego obszaru są przesyłane do oczyszczalni zlokalizowanej w Henrykowie (gm. Święciechowa) – to obiekt mechaniczno-biologiczny z usuwaniem związków biogennych o wskaźniku RLM wynoszącym poniżej 100 tys. Jego budowa została zakończona na realizacji I i II etapu prowadzonej inwestycji. Niestety nie zrealizowano wówczas III i IV etapu, który zmierzałby do uniezależnienia energetycznego oczyszczalni oraz efektywnego gospodarowania osadami ściekowymi.

Od 2015 roku zarząd spółki pracuje nad realizacją wspomnianych etapów. Zamierzenia inwestycyjne na najbliższe lata obejmują m.in. rozbudowę oczyszczalni o obiekty i instalacje umożliwiające bardziej efektywną fermentację osadów oraz wykorzystanie energetyczne biogazu.

Bardzo ważnym czynnikiem, mającym wpływ na efektywność pracy oczyszczalni i determinującym docelowe koszty eksploatacyjne, jest wydajność i stabilność procesu fermentacji, których pochodnymi są: stopień ustabilizowania osadów oraz ilość pozyskiwanego biogazu. Obecnie oczyszczalnia jest w 100% uzależniona energetycznie od dostawców zewnętrznych, a poprzez rozbudowę m.in. o zamknięte komory fermentacyjne i jednostkę kogeneracyjną, istnieje ogromna szansa na częściowe uniezależnienie się w zakresie energii elektrycznej i cieplnej.

Kofermentacja jako sposób na efektywną produkcję biogazu

Liczne doświadczenia krajowe i  zagraniczne potwierdzają możliwość zwiększenia produkcji biogazu w wyniku prowadzenia procesu kofermentacji osadów ściekowych oraz wyselekcjonowanych odpadów biodegradowalnych od dostawców zewnętrznych. Przy właściwie prowadzonych procesach podczyszczania na terenie zakładów, wytwarzane tam odpady mogą być źródłem cennych substratów umożliwiających zwiększenie produkcji biogazu przez oczyszczalnię. Kluczowe jest wychwycenie „u źródeł” wysokostężonych ścieków i  odpadów oraz ich dostarczenie w maksymalnie skoncentrowanej postaci do oczyszczalni, gdzie będą mogły być wprowadzone wprost do procesu fermentacji, z pominięciem procesów oczyszczania ścieków. Taki tok postępowania po pierwsze zabezpiecza przed przeciążeniem instalację w jej ciągu technologicznym oczyszczania ścieków, a po drugie pomaga w utrzymaniu stabilnego procesu oczyszczania. Ponadto przynosi  korzyści eksploatacyjne, gdyż umożliwia zwiększenie produkcji energii elektrycznej i cieplnej.

Działania w ramach Projektu BEST – identyfikacja zagrożeń dla procesu

Zakłady i instalacje przemysłowe, działające na obszarze zlewni, mogą wytwarzać również ścieki i/lub odpady negatywnie oddziałujące na procesy biologicznego oczyszczania i  fermentacji (metale ciężkie, pestycydy itp.). Dlatego bardzo istotne jest zabezpieczenie oczyszczalni przed dopływem ścieków w takich źródeł.

W związku z powyższym w MPWiK w Lesznie uznano za pożądane przeprowadzenie wyprzedzających działań w  ramach Projektu BEST, finansowanego z programu Interreg Regionu Morza Bałtyckiego na lata 2014-2020. Mają one na celu określenie potencjalnego wzrostu produkcji biogazu w  przypadku odpowiedniego korzystania z  zasobów ścieków i odpadów przemysłowych, a także zidentyfikowanie ewentualnych zagrożeń dla procesu ze strony ścieków zawierających substancje inhibitujące procesy biologiczne.

W  tym celu na terenie oczyszczalni ścieków w  Henrykowie zastosowana została instalacja pilotażowa do badania procesu fermentacji w  skali laboratoryjnej.

Instalacja pilotażowa i odzwierciedlenie w mikroskali procesu zachodzącego w komorach fermentacyjnych

Instalacja pilotażowa do badania procesu fermentacji w skali laboratoryjnej zawiera dwa reaktory beztlenowe o  pojemności roboczej 15 litrów każdy, z instalacją utrzymującą automatycznie stałą temperaturę w reaktorze. Istotnymi elementami instalacji są też dwa mieszadła mechaniczne wraz z regulowanym napędem, instalacja do usuwania osadu przefermentowanego, dwa elektroniczne mierniki ilości wytwarzanego biogazu z możliwością przesyłu danych do komputera, a  także analizator gazowy (biogazu) oraz homogenizator odpadów i  =osadów. Do tego dochodzi zestaw laboratoryjny do kontroli procesu, umożliwiający pomiar pH i  wyznaczanie parametru FOS/TAC, a  także chłodziarka do przechowywania substratów.

Dzięki tej instalacji,  operator oczyszczalni, przeprowadzając proces fermentacji w mikroskali w warunkach laboratoryjnych, otrzyma informację, jak przebiega proces zachodzący w komorach fermentacyjnych i będzie mógł na tej podstawie prognozować rzeczywiste warunki fermentacji. Instalacja pozwoli na optymalizację procesu fermentacji poprzez badania jego odporności na zakłócenia.

Wpływ inwestycji na gospodarkę ściekami i ich jakość

Głównym zadaniem omawianej instalacji pilotażowej jest realizowanie procesu fermentacji metanowej w skali laboratoryjnej i ocena jej efektywności. Bazę wiedzy o  dostępności substratów stanowią wyniki badań otrzymane w ramach realizacji I części projektu. Nawiązanie współpracy z dostawcami substratów pozwoli na rozpoczęcie realizowania procesów selekcji substratów u  dostawcy ścieków, przez co spodziewane jest osiągnięcie poprawy jakości oraz stabilności dopływających ścieków.

Pozyskiwanie nowych wysokokalorycznych substratów stanowiących wsad do fermentacji metanowej przyczyni się do poprawy efektywności energetycznej oczyszczalni. Realizowane będzie to poprzez planowaną w przyszłości rozbudowę obiektu o moduł fermentacji metanowej wraz z odzyskiem biogazu.

Wartość inwestycji wyniosła ok. 170 tys. zł netto.

 

Artykuł został opublikowany w nr 3/2020 magazynu Kierunek Wod-Kan