Odpadní vody z celého průmyslového areálu Dobrovíz (stávající i nově budované části) budou čištěny v nově navrhované čistírně odpadních vod situované na severozápadním okraji areálu. Přečištěné odpadní vody budou odvedeny kanalizační stokou do recipientu Dobrovízského potoka. Recipient je podle NV 71/2003 Sb. v celé své délce zahrnut do „Seznamu stanovených povrchových vod vhodných pro život a reprodukci původních druhů ryb a dalších vodních živočichů“ jako voda kaprová.
Hydraulické a látkové zatížení Počty zaměstnanců j jednotlivých objektech průmyslové zónu, ze kterého vychází látkové a hydraulické zatížení, je uveden v tabulce. DC1
CEVA Logistics spol. s r.o. Great United Trading s.r.o. DC2 DSV Road a.s. PRG1 - Amazon DC3 Iron Moutain Stokvis Promi DC4 DSV Road a.s. DC8 GM electronic spol. s r.o. BTS PRG2 - Amazon Celkem zaměstnanců Kuchyně
jídel
50 20 40 1100 10 65 140 35 3400 4860 3000
Druhy odpadních vod Přítok na čistírnu odpadních vod je tvořen dvěma proudy – vodami ze sociálních zařízení a vodami ze stravovacího provozu areálu. Průmyslové vody nejsou zastoupeny. Bilance látkového zatížení Vzhledem k tomu, že odpadní vody jsou od průměrných municipálních odpadních vod poněkud odlišné, byla bilance látkového zatížení stanovena na základě literárních údajů (Henze 2008, Biological Wastewater Treatment – Principles, Modeling and Design, IWA Publishing 2008). Odpadní voda z kuchyně
Stravovací provoz
CHSKCr BSK5 TN TP
Provoz areálu Specifická spotřeba vody Počet jídel za den Produkce odpadní vody Denní látková produkce g/den.EO g/den.jídlo 43,8 14,60 30,1 10,03 0,82 0,27 0,16 0,05
běžný 20 3000 60 kg/den 43,8 30,1 0,82 0,16
kampaňový 3000 60 Zatížení ČOV kg/den 43,8 30,1 0,82 0,16
mg/l 730 502 13,7 2,7
Zatížení kuchyňských vod je odvozeno z denní produkce těchto vod od 1EO, u které je uvažováno se třemi jídly denně.
Odpadní vody ze sociálních zařízení Zatížení vod ze sociálních zařízení od jednoho zaměstnance provozu je uvažováno jako 1/3 denní produkce odpadní vody z toalet od jednoho ekvivalentního obyvatele. Provoz areálu Sociální Specifická spotřeba vody zařízení Počet zaměstnanců podle normativních Produkce odpadní vody Denní látková produkce ukazatelů g/den.EO g/den.zam CHSKCr 75,3 25,10 BSK5 24,9 8,30 TN 12,1 4,03 TP 1,9 0,63
běžný 40 3160 126,4
kampaňový
kg/den 79,3 26,2 12,7 2,0
4860 194,4 Zatížení ČOV kg/den 122 40,3 19,6 3,1
mg/l 628 208 101 16
Hydraulické zatížení ČOV Provoz průmyslového areálu vykazuje během roku dvě rozdílná období – běžný provoz v období leden až září a kampaňový provoz v říjnu až prosinci. V období kampaňového provozu bude docházet ke skokovému nárůstu počtu zaměstnanců z 3160 na 4860, tedy 54%. Celkové zatížení ČOV Zatížení ČOV podle normativních ukazatelů běžné kampaňové Q24 186,4 254,4 kg/den mg/l kg/den mg/l CHSKCr 123 660 166 652 BSK5 56,3 302 70,4 277 TN 13,6 72,8 20,4 80,3 TP 2,2 11,6 3,2 12,7
průměrné v roce 204 kg/den mg/l 134 658 59,9 294 15,3 75,1 2,43 12,0
počet EO podle BSK5 EO 998
Tabulka uvádí látkové i hydraulické zatížení ČOV v běžném a kampaňovém provozu průmyslového areálu. Z průměrných hodnot přítoku a koncentrace BSK5 je v souladu s platnými předpisy stanovena kategorie ČOV – 500 až 2000 EO. Protože 93% odpadních vod ze sociálních zařízení bude produkováno v objektech firmy Amazon, byla zjištěna skutečná denní produkce a kvalita těchto vod z haly DC3 (cca 77% veškerých odpadních vod ze současného areálu). Provoz areálu Sociální Specifická spotřeba vody zařízení Počet zaměstnanců podle současné Produkce odpadní vody skutečnosti Denní látková produkce g/den.EO g/den.zam CHSKCr 75,3 9,41 BSK5 24,9 3,11 TN 12,1 1,51 TP 1,9 0,24
běžný 15 3160 47,4 kg/den 29,7 9,8 4,8 0,8
kampaňový 4860 72,9 Zatížení ČOV kg/den 45,7 15,1 7,4 1,2
mg/l 628 208 101 16
Byla zjištěna dobrá shoda s předpoklady v koncentračním zatížení, ale při podstatné nižším objemu odpadní vody. Z toho současně plyne i nižší látková produkce od jednoho zaměstnance. Tato odpovídá 1/8 denní produkce 1EO, nikoliv 1/3 jak plyne z normativních ukazatelů. Celkové zatížení ČOV za těchto podmínek je uvedeno v tabulce. Zatížení ČOV podle současné skutečné produkce běžné kampaňové Q24 173,8 267,3 kg/den mg/l kg/den mg/l CHSKCr 73,5 423 89,5 335 BSK5 39,9 230 45,2 169 TN 5,6 32,2 8,2 30,6 TP 0,9 5,2 1,3 4,9
průměrné v roce 197 kg/den mg/l 77,6 393 41,3 209 6,25 31,7 1,01 5,1
počet EO podle BSK5 EO 688
Porovnáním obou možných zatěžovacích stavů vyplývá, že zatížení od normativních ukazatelů je o 72150% vyšší. Lze předpokládat, že v současnosti reálné nižší zatížení je způsobeno rytmem provozu firmy Amazon jako největšího producenta, který patrně bude zachován i v nových objektech. Odpadní vody z hlediska čistitelnosti Z hlediska čistitelnosti je nutné posoudit poměry jednotlivých látkových zátěží, respektive nutriční skladbu odpadní vody. Pro zatížení podle normativních ukazatelů dostáváme: -
CHSKCr/BSK5 = 2,23 zatížení. CHSKCr/TN = 8,75 CHSKCr/TP = 55,0
- poměr signalizuje vyšší obsah těžko odbouratelného uhlíkového
Pro zatížení odvozené ze současné produkce dostáváme: -
CHSKCr/BSK5 = 1,88 – dobrá čistitelnost odpadní vody. CHSKCr/TN = 12,4 CHSKCr/TP = 76,6
Snadnější čistitelnost vykazují odpadní vody odvozené ze současného stavu vlivem vyššího podílu kuchyňských odpadních vod. Poměry CHSKCr/TN < 20 I CHSKCr/TP < 100 v obou zatěžovacích stavech mohou ukazovat na celkový nedostatek zdrojů uhlíku.
Požadované hodnoty na odtoku ČOV Ukazatel BOD COD TSS N-NH4 N-NO2 TP Fe
požadavek 2,8 18,7 15 0,13 0,09 0,15 0,484
výpočet <2,5 < <2 0,13 0,07 <0,2 0,29
Ukazatel
NH4 NO2
požadavek
výpočet
0,17 0,295
0,167 0,230
Požadované, velmi přísné odtokové limity vychází z požadavku zachování dobrého životního prostředí pro raka kamenáče, který je v daném recipientu původní druh. Popis navržené technologie ČOV Navrhovaná technologie čištění odpadní vody je koncipována tak, aby mohla splnit požadovanou kritickou úroveň čištění při předpokládaném hydraulickém i látkovém zatížení. Obsahuje mechanické předčištění, biologický stupeň se zvýšeným odstraňováním dusíku, dvoustupňové chemické srážení přebytku fosforu a terciární dočištění na pískovém náplavovém filtru. Pro vyrovnání jak průtoku, tak kvality odpadní vody je za vstupní čerpací stanicí zařazena akumulační a egalizační nádrž. Biologický stupeň sekundárního čištění je navržen jako dvojice paralelně pracujících linek. Přítok na ČOV, čerpací stanice Odpadní voda z průmyslového areálu je gravitačně přiváděna do vstupní čerpací stanice, integrované v sestavě nádrží ČOV, novou stokou od stávající šachty ŠS1.1. Tím bude z činnosti vyřazena stávající čerpací stanice (v současné době přečerpávající odpadní vody na ČOV obce Dobrovíz) a stávající akumulační jímka. Akumulační jímku není vhodné využít vzhledem k jejímu konstrukčnímu řešení, je složena z 5 komor 7,5x2,5x2m, vzájemně propojených pouze otvory Ø300 mm. Dochází zde k usazování nerozpuštěných látek z odpadní vody, k jejich zahnívání a následně k nedefinovatelné kvalitě přečerpávaných vod.
Primární mechanické předčištění a akumulace Voda přitékající do čerpací stanice ČOV je zdvihána na mechanické předčištění. Zde bude použit válcový rotační separátor s vnitřním nátokem, který je schopen dokonale odloučit zejména vláknité materiály z odpadní vody – vysoký obsah vlákniny z toaletních papírů a buničiny. Separované shrabky budou dopravovány do kontejneru šnekovým dopravníkem s lisovací hlavou a odváženy k likvidaci. Mechanicky předčištěná voda odpadá do akumulační a egalizační nádrže, kontinuálně míchané dvěma pomaloběžnými hyperboloidními míchadly. Akumulovaná voda je čerpadlem řízeně dávkována do denitrifikační nádrže sekundárního biologického čištění. Objem akumulace a nastavený výkon čerpadla zaručuje celodenní rovnoměrnou hydraulickou zátěž ČOV.
Sekundární – biologické čištění Uspořádání biologické linky Biologické čištění je navrženo v klasickém dvoulinkovém uspořádání s předřazenou denitrifikací, modifikovaný proces Ludzack-Ettinger, v řazení D-N1-N2-N3. Na konci biologického stupně je ponechán rezervní objem využitelný pro (bude-li nutná) postdenitrifikaci na imobilizovaných bakteriích Lentikats. Mezi nitrifikační nádrží N3 a denitrifikací je navržena nitrátová recirkulace s konstantním objemem 200-300% přítoku. Kultura aktivovaného kalu
V denitrifikační i nitrifikačních nádržích bude použita nárůstová kultura na pohyblivých nosičích ve vznosu. Z procesního pohledu se jedná o systém MBBR, tedy bez recirkulace aktivovaného kalu z dosazovací nádrže. Nárůstová kultura jednak omezuje pokles či ztrátu nitrifikační schopnosti při poklesu teploty, jednak je odolná k nárazovému látkovému zatížení, vniku toxických látek a vykazuje autoregulační schopnost. Navrhovány jsou nosiče typu Kaldnes – BioFill C2/3 s vysokým měrným povrchem 525/650 m2/m3. Dávkování Denitrifikační i nitrifikační schopnost bude při skokovém nárůstu zatížení (vždy bude znám jeho počátek) podpořena dávkováním bakteriálních a enzymatických prostředků. Vzhledem k již zmíněnému možnému nedostatku CHSK pro denitrifikaci bude instalováno dávkování externího substrátu – metanolu. Použití jiných druhů substrátu (Brennta+ apod.) naráží na jejich enormní obsah dusíku. Nevýhodou metanolu jsou potřebná bezpečnostní opatření, příznivá je jeho cena. Po ověření skutečného složení reálné odpadní vody bude možné zvážit použití výhodnějšího zdroje externího substrátu. Úprava sedimentačních vlastností kalu Aktivovaný kal z MBBR procesu nemá ideální separační vlastnosti. Z tohoto důvodu je před dosazovací nádrž zařazena jeho koagulace pomocí FeIII a jemná flokulace polymerním flokulantem. Použití trojmocného železa povede současně k částečnému odstranění fosforu z odpadní vody. Koagulací bude výrazně snížen obsah nerozpuštěných a koloidních látel, tím i zbytkové zatížení v BSK a CHSK. Dosazovací nádrž DN1 Je navržena jako kruhová dosazovací nádrž s převládající vertikálním průtokem. Dno nádrže bude provedeno ve sklonu cca 10°, stírané rotačními hrably do středové čerpací jímky. Separovaný kal (veškerý jako přebytečný) bude odčerpáván na zahuštění a odvodnění. Kalu zbavená voda bude odtékat na chemické dočištění.
Terciární dočištění Sekundární srážení fosforu Požadované odtokové koncentrace fosforu bude zajištěny druhým srážecím stupněm, opět trojmocným železem. Dávkování FeIII je zavedeno do předřazené nádrže rychlého rozmíchání (doba zdržení cca 1 minuta. Vlastní proces srážení fosforu, s poměrně malou reakční rychlostí bude probíhat ve srážecí nádrži s dobou zdržení cca 3 hodiny v kampaňovém provozu. Míchání nádrže bude zajištěno pomaloběžným, vícepatrovým lopatkovým míchadlem. Vzniklá sraženina bude přes flokulační nádrž, s krátkou dobou zdržení, odtékat do dosazovací nádrže DN2. Dosazovací nádrž DN2 Je navržena se shodným konstrukčním řešením jako nádrž DN1. Písková filtrace
Jako poslední čistící stupeň je navržena pomalá písková filtrace na trojici náplavových filtrů s filtrační vrstvou minimálně 80 cm, výškou vody cca 50 cm. Plocha filtrů je navržena tak, aby filtrační rychlost byla cca 1,5 m/hod. Filtrovaná voda odtéká dnovými sběrači do nádrže vyčištěné vody. Zde je akumulována pro potřebu periodické regenerace (praní) filtrů.
Nádrž vyčištěné vody Je umístěna pod pískovými filtry. Nadbytečný objem přečištěné vody bude horním přepadem odtékat z ČOV a stokou do recipientu. V nádrži bude pomocnou aerací udržováno oxické prostředí, s koncentrací rozpuštěného kyslíku blízko saturační hodnoty za dané teploty. Tak bude jednak zajištěna „čerstvá“ prací voda, jednak nebude snižována hodnota rozpuštěného kyslíku v recipientu při minimálních průtocích. Kalové hospodářství Přebytečný aktivovaný kal a kal z chemického srážení fosforu bude odvodněn na šnekovém zahušťovači na sušinu cca 20-22%. Odvodněný kal bude dopravován šnekovým dopravníkem do kontejneru a vyvážen k jeho likvidaci.
Měření a regulace Na ČOV bude instalováno kontinuální měření a záznam všech podstatných procesních veličin. Programově bude zajištěn monitoring veškerých zařízení, případné chybové stavy budou jednak archivovány, ale zejména okamžitě hlášeny obsluze. Bude umožněn vzdálená webový přístup s nastavitelným oprávnění. Čerpací stanice, akumulační nádrž Sledováno bude množství a kvalita akumulované odpadní vody, její hodnota pH a ORP. Čerpání do biologického stupně bude řízeno regulátorem v uzavřené smyčce podle indukčního snímače průtoku. Denitrifikace Vzhledem k nízkým odtokovým koncentracím nitrátů bude denitrifikace řízena na základě přímého kontinuálního měření koncentrace NO3- s případným dávkováním externího substrátu. Předpokládá se instalace analyzátoru firmy Hach Lange. Sledováno bude i anoxické prostředí v denitrifikaci. Nitrifikace Koncentrace amoniakálního dusíku bude kontrolována ponornou ISE sondou, koncentrace rozpuštěného kyslíku optickou LDO sondou. Podle jejích údajů bude řízen výkon dmychadel aeračního vzduchu. Srážení fosforu Srážení fosforu bude kontrolováno procesním fotometrem Phosphax s filtrační odběrovou jednotkou Filtrax (Hach Lange). Kvalita odtoku Kvalita odtoku bude kontinuálně sledována v hodnotách: teplota, rozpuštěný kyslík, pH, NH4+, NO3- a TOC. Hodnota TOC bude současně korelována s CHSKCr případně BSK5.
Zapracování ČOV Před zahájením provozu nové části průmyslového areálu je zapotřebí ČOV alespoň částečně zapracovat tak, aby chráněný recipient nebyl nevhodně zatěžován. Pro postupné zapracování je k dispozici denní přítok cca 20 m3 odpadních vod ze stávající části průmyslového areálu. Jde o odpadní vodu, která je v současné době přiváděna na ČOV obce Dobrovíz. Tato odpadní voda bude na nové ČOV podrobena mechanickému a biologickému přečištění (srážení fosforu a výstupní filtrace nebudou použity), poté provizorním výtlakem přečerpávána do obecní splaškové kanalizace. Z hlediska obecní ČOV bude hydraulické zatížení nezměněno. Látkové zatížení bude postupně snižováno, zcela eliminován bude vliv nahodilé extrémní zátěže od současné čerpací stanice průmyslového areálu. Předpokládaná doba zapracování je 3-4 měsíce a předpokládá se podpůrné dávkování bakteriálních a enzymatických prostředků.
