Odzysk energii ze ścieków na oczyszczalni Klimzowiec

Oczyszczalnia ścieków Klimzowiec - znajdująca się na granicy Chorzowa i Katowic - to nowoczesny obiekt wykorzystujący najnowsze rozwiązania technologiczne w procesie oczyszczania ścieków doprowadzanych z terenu Chorzowa i Świętochłowic. Oczyszczalnia eksploatowana jest przez Chorzowsko-Świętochłowickie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o.

Kogeneracja na oczyszczalni ścieków Klimzowiec
Powstający w procesie oczyszczania ścieków osad wstępny oraz osad nadmierny poddawane są procesowi stabilizacji beztlenowej (fermentacji) w dwóch zamkniętych komorach fermentacyjnych. Objętość czynna każdej z komór wynosi 6500 m3. Proces fermentacji metanowej prowadzony jest w temperaturze około 37 o C. Biogaz powstający podczas procesu fermentacji zawiera 58-62% metanu, 34-42% dwutlenku węgla, około 1% azotu oraz 0,01-0,03% siarkowodoru. Średniodobowa produkcja biogazu w roku 2014 wyniosła 4120 m3/d. Wartość opałowa biogazu pozyskanego z osadów ściekowych na oczyszczalni Klimzowiec wynosi od 21 do 23 MJ/m3.

Wyprodukowany biogaz pozyskiwany jest za pomocą dzwona gazowego znajdującego się na WKF. Instalacja biogazu składa się z: filtra polipropylenowego (w którym następuje usuwanie wilgoci i drobin osadu), odsiarczalni kolumnowej typu suchego (której wypełnienie stanowi złoże zawierające uwodniony tlenek żelazowy), zbiornika biogazu o objętości 1820 m3 (zbiornik biogazu jest niskociśnieniowym zbiornikiem dwumembranowym), węzła tłocznego biogazu (wentylatory zwiększają ciśnienie w instalacji z 2 kPa do około 5,5 kPa). Z węzła biogaz jest tłoczony do odbiorników w budynku kotłowni i jednostek kogeneracyjnych oraz awaryjnie - do pochodni biogazu.

W dniu 30.11.2011 roku Chorzowsko-Świętochłowickie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o. o. uzyskało koncesję na wytwarzanie energii elektrycznej w kogeneracji z odnawialnych źródeł energii. Układ kogeneracji na oczyszczalni ścieków Klimzowiec składa się z trzech agregatów Elteco Petra 500C.

Głównymi komponentami agregatów kogeneracyjnych ELTECO PETRA są: gazowy silnik spalinowy, prądnica elektryczna, system wymienników do odbioru ciepła z silnika i spalin oraz układ automatycznej regulacji i sterowania. Zainstalowane wymienniki ciepła pozwalają na odzyskiwanie energii cieplnej powstałej podczas pracy urządzenia, natomiast prądnica elektryczna umożliwia generowanie energii elektrycznej o napięciu 3x230 V. Moc elektryczna każdego agregatu wynosi 365 kW, a moc cieplna 479 kW.

Ciepło z jednostki kogeneracji przekazywane jest do węzła cieplnego znajdującego się w kotłowni, a następnie do sieci cieplnej, która zasila w ciepło obiekty znajdujące się na terenie oczyszczalni. W okresie zimowym, gdy ilość ciepła wyprodukowanego w agregatach kogeneracyjnych nie wystarcza na zaspokojenie potrzeb całej oczyszczalni, dodatkowa energia produkowana jest w kotłowni gazowej. W kotłowni zabudowane są trzy kotły dwugazowe Viessmann, każdy o mocy 1000 kW, opalane gazem ziemnym lub biogazem.

Na oczyszczalni ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz do podgrzewania osadu ściekowego w procesie fermentacji (powstawania biogazu). W roku 2014 ciepło wytworzone w kogeneracji pokryło 76,76% całkowitego zapotrzebowania obiektu na energię cieplną. Energia elektryczna wyprodukowana w jednostce kogeneracji wykorzystywana jest na potrzeby własne oczyszczalni, co pozwala zmniejszyć ilość kupowanej energii z zewnątrz. Energia elektryczna wytworzona w wysokosprawnej kogeneracji wystarczyła w roku 2014 na pokrycie w 41,18% zapotrzebowania oczyszczalni na energię elektryczną.

Chorzowsko-Świętochłowickie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o. za produkcję energii elektrycznej w kogeneracji z odnawialnych źródeł energii otrzymuje świadectwa oznaczone symbolem PMOZE (tzw. zielone certyfikaty) oraz świadectwa oznaczone symbolem PMMET (tzw. fioletowe certyfikaty). Prawa majątkowe wynikające z posiadanych świadectw sprzedawane są na Towarowej Giełdzie Energii S.A. Wsparcie dla kogeneracji to jedno z narzędzi realizacji polityki energetycznej Polski i UE, które przyczynia się do ograniczenia emisji CO2, oszczędności energii, rozwoju wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych oraz poprawy bezpieczeństwa energetycznego.

Kofermentacja odpadów
Obecna produkcja biogazu nie pozwala na pełne wykorzystanie możliwości układu kogeneracji. Zwiększenie efektywności układu kogeneracji można uzyskać poprzez przyjęcie odpowiednich rodzajów odpadów, które ze względu na swoje właściwości pozwalają na skuteczniejsze pozyskiwanie energii. Podejmowane są więc odpowiednie działania mające na celu przyjęcie odpadów do utylizacji w procesie kofermentacji.

Przedsiębiostwo posiada aktualną decyzję na przetwarzanie odpadów w instalacji osadowej oczyszczalni Klimzowiec. Przyjmując odpady organiczne, bogate w tłuszcze, białka i cukry, możemy produkować więcej biogazu w procesie fermentacji metanowej. Odpady dowożone są do oczyszczalni samochodami asenizacyjnymi, a następnie wprowadzane do zbiorników osadu zagęszczonego. Proces przyjmowania i dozowania odpadów jest zhermetyzowany, co w pełni eliminuje wprowadzanie do atmosfery uciążliwych zapachów.

Podejście procesowe
Zarządzanie nowoczesnym obiektem, którym jest bez wątpienia oczyszczalnia Klimzowiec, wymaga odpowiedniego podejścia procesowego. Oczyszczalnia posiada wdrożony i certyfikowany Zintegrowany System Zarządzania według norm PN-EN ISO 9001:2009 (zarządzanie jakością) i PN-EN ISO 14001:2005 (zarządzanie środowiskiem). Obecnie na oczyszczalni jest wdrażana norma PN-EN ISO 50001:2012 - zarządzanie energią. Norma ta wprowadza w organizacji narzędzia i procedury do prowadzenia systematycznej optymalizacji wydajności energetycznej procesów. Podejście systemowe pozwala na doskonalenie procesów w celu ograniczenia zużycia energii (elektrycznej, ciepła, gazu), co przekłada się na mniejsze koszty pracy oraz ograniczenie oddziaływania obiektu na środowisko.

LABORATORIUM
Laboratorium ChŚPWiK Sp. z o.o. prowadzi działalność w zakresie: kontroli jakości wody w ramach monitoringu wewnętrznego zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 29.03.2007 r. z późniejszymi zmianami, kontroli procesów technologicznych na oczyszczalni ścieków Klimzowiec, monitoringu jakości ścieków wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych przez podmioty gospodarcze miast: Chorzów i Świętochłowic, realizacji zleceń pochodzących od Klientów zewnętrznych. Wszystkie te działania realizowane są w laboratorium akredytowanym przez Polskie Centrum Akredytacji, co potwierdza jego najwyższe kompetencje, w tym niezależność oraz rzetelność wykonywanych badań.

W dniu 22.04.2010 r. laboratorium otrzymało status laboratorium akredytowanego (nr certyfikatu AB 1173). Wówczas akredytacją zostało objętych 30 parametrów, w tym badania: mikrobiologiczne, fizykochemiczne, jak i pobieranie próbek do badań fizykochemicznych i mikrobiologicznych wody oraz fizykochemicznych ścieków. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że przyszłość laboratorium to konsekwentne realizowanie założonych planów oraz przyjętej polityki jakości w celu utrzymania wysokiego poziomu oferowanych usług oraz dostosowywania ich do stale zmieniających się potrzeb klienta, laboratorium sukcesywnie poszerza zakres oferowanych usług o kolejne badania. Aktualny zakres akredytacji (wydany 19 lutego 2015 roku) obejmuje 76 parametrów. Szczegółowy zakres akredytacji oraz zakres badań realizowany przez laboratorium ChŚPWiK Sp. z o.o. dostępny jest na stronie internetowej przedsiębiorstwa www.chspwik.pl.