Čistiareň odpadových vôd - Vízia - PDF na stiahnutie zadarmo

Čistička odpadových vôd - Vision 2030-1 Oslava 30 rokov spoločnosti Hydro-Ingenieure GmbH 22. októbra 2012

vízia

Obrys 2030? Zmenené rámcové podmienky 2 Demografické faktory Ekonomické faktory Infraštruktúrne faktory, objemy odpadových vôd Zmena podnebia Nové požiadavky Ochrana podnebia, energetická účinnosť Ochrana vody Obnova cenných materiálov Nové koncepcie

Zdroj údajov: Federálny štatistický úrad; Ilustrácia: Rámcové podmienky BiB: Demografia Populačná úroveň v Nemecku 1816 až 2010 3. a 1950 až 2060

Rámcové podmienky: Demografia 4 Podiel obyvateľstva [%] 50 45 Obyvateľstvo do 20 rokov 40 Obyvateľstvo nad 65 rokov 35 Obyvateľstvo nad 80 rokov 30 25 20 15 10 5 0 1871 1939 1960 1980 2000 2006 2010 2030 2050 Podiel starších občanov sa zvyšuje. Zdroj údajov: Federálny štatistický úrad

Zdroj: Správa o drogových predpisoch za rok 2010 (Schwabe & Paffrath (vyd.)) 5 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89> 90 Všeobecné podmienky: Demografia DDD (definovaná denná dávka) Veková skupina. a teda zloženie odpadovej vody

Rámcové podmienky: Ekonomika Náklady na energiu sa výrazne zvýšia Náklady na zamestnancov sa zvýšia Náklady na technológiu MSR sa znížia 6

Zdroj: BDEW-Wasserstatistik, 2012 Vývoj mernej spotreby vody Merná spotreba vody pre domácnosti a malé podniky vl/(e * a) 15 0 14 5 14 0 13 5 13 0 12 5 12 0 115 110 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 7

8 Rámcové podmienky: zmena podnebia Zdroj: Kropp a kol. 2009; Jačmenný snop 2009 Ročné zrážkové dni 10 mm/deň

Zdroj: Federálny štatistický úrad; Federálny úrad pre stavebné a regionálne plánovanie Rámcové podmienky: Tesnenie povrchu Zvýšenie osídlenia a dopravnej plochy v [ha/d] 9

Rámcové podmienky: Množstvo odpadových vôd Odpadové vody 10 Zníženie spotreby vody v externých množstvách vody Zníženie veľkosti domácnosti Renesancia mestského života Menej, viac znečistených, teplejších odpadových vôd Zrážková voda Zvýšenie výskytu prudkých dažďov Zvýšenie v uzavretých oblastiach Viac zrážkových vôd

Nové požiadavky Ochrana podnebia, energetická účinnosť Využitie energie obsiahnutej v odpadovej vode Chemická termálna tepelná energia Zníženie spotreby energie Zníženie emisií skleníkových plynov Ochrana vody Mikropolutanty Zárodky Obnova cenných látok 11 Fosfor Dusík Organické zlúčeniny, vlákna. Opätovné použitie vody

Energetická účinnosť Energetická sebestačnosť Nedosiahnuteľné vlastnými zdrojmi Možné iba spolufinancovaním Veterná alebo slnečná energia v čistiarni odpadových vôd Žiadny rozumný cieľ Dosiahnutie vyváženej ročnej energetickej bilancie Najdôležitejším cieľom zostáva ochrana vody Zatiaľ často zanedbávané: Energetická náročnosť stokovej siete Energetická náročnosť pre mobilitu Vonkajšia energetická náročnosť Energetická náročnosť výstavby zariadení (Elektrina, teplo, palivo) 12

Zhodnocovanie recyklovateľného materiálu Diskusia o zhodnocovateľnom materiáli sa v súčasnosti zameriava na fosfor Fosfor je podstatným a nenahraditeľným prvkom Fosfor nie je obmedzeným zdrojom Znižovanie kvality fosforových rúd (urán, kadmium) Predpoklad statickej životnosti zásob medzi 90 a 370 rokmi Očakávanie maximálneho fosforu za niekoľko desaťročí ? 13

14 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Recyklovateľné zhodnotenie materiálu 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Skalný fosfát [USD/Mg] 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Zdroj: Cena zrna Svetovej banky ( 2005 = 100%)

Ochrana vôd 1971 41/1970 27/1973 33/1981 Environmentálny program federálnej vlády triedy kvality vody II do roku 1985 1976 4. zmena a doplnenie emisného princípu WHG (minimálne požiadavky), imisného princípu (ďalšie požiadavky) 1982 Formulácia minimálnych požiadaviek na vypúšťanie odpadových vôd podľa 7a WHG 15

Gewässerschutz 49/1986 23/1988 32/1988 16 1988 1989 1991 1991 Úhyny tuleňov a masívny rast rias v Severnom mori 10-bodový katalóg BMU Formulácia minimálnych požiadaviek na živiny (VwV až WHG) Nitrifikácia a eliminácia P Formulácia minimálnych požiadaviek pre N anorg . (VwV zum WHG) Denitrifikácia Smernica ES (čistenie komunálnych odpadových vôd) Eliminácia N a P pre citlivé oblasti

17 Lieky vo vodnom prostredí Časová bomba podzemnej vody z lekárničky Spiegel Online 11/02/2007 Zvyšky liečivých látok: Desať účinných látok zistených v pitnej vode dpa 3. 7. 2008 Voda s vedľajšími účinkami? WDR Lokalzeit Ruhr, 28/05/2008 Chemický kokteil je stále stále veľmi zalievaný. Vedci tvrdia, že pitná voda je bezpečná. Ale Aachener Zeitung & Aachener Nachrichten 1. 8. 2008 Zvyšky liečivých látok v pitnej vode WDR Miestny čas Ruhr, 26. 5. 2008

Zdroj: Beier 2010; Databáza: rôzne zdroje (1996 - 2010) koncentrácie liečiv na ochranu vody v rôznych vodách 18

Závery Množstvo a zloženie odpadových vôd: Preferenčný systém separácie Husté kanalizačné siete Decentralizovaná jednoduchá čistička odpadových vôd vo vidieckych oblastiach. Room Central, komplexné čistiarne odpadových vôd v mestách 19 Rastúce náklady na energiu, ochrana klímy: Čistiarne odpadových vôd s pozitívnou energetickou bilanciou Nové znečisťujúce látky, zvyšovanie spotreby liekov: Ďalšie požiadavky na čistenie Rekuperácia recyklovateľných materiálov (fosfor) Centrálne regeneračné zariadenia pre spaľovne mono-kalov

Výhody veľkých centrálnych čistiarní odpadových vôd Náklady na čističku 20 siete decentralizovanej ústredne

Zdroj: Bode, Evers, 1996 21 Výhody veľkých centrálnych čistiarní odpadových vôd Potreba priestoru 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 000 10 000 50 000 100 000 500 000 Veľkosť zariadenia [PE] Potreba priestoru [m²/ov]

Výhody veľkých centrálnych čistiarní odpadových vôd Spotreba energie Špecifická spotreba elektriny [kwh/ew * a] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 71,3 49,4 40,1 34,9 27,1 100 000 veľkosť čistiarne odpadových vôd [expanzia - PE] Zdroj: Roth 22

Predčistenie a energetická bilancia 12 000 Výpočet vzorky Výpočet vzorky pre KA pre 100 000 a KA EW, pre t (ts) 100 000 = 13 PE d 10 000 Spotreba O2 [kg/d] Akumulácia plynu [m³/d] 8 000 6 000 4 000 2 000 0 t (vk) = 0 h t (vk) = 1 h t (vk) = 2 h Zdroj: Handbuch Energie in Kläranlagen (1999) 23

η COD 100 90 80 70 Vek kalu a energetická bilancia Energia v prebytočnom kale S primárnym čistením 24 60 50 40 30 20 10 0 Bez primárneho čistenia Energetická potreba prevzdušňovania 0 5 10 15 20 25 30 35 Nitrifikácia Stabilizácia kalu Uhlíkové zlúčeniny Nitrifikácia a denitrifikácia t TS [d] Zdroj: Svardal 2012

Tradičný koncept Predčistenie Biol. Hlavné pódium Nitrif./ Denitrif. Možno dodatočné čistenie (piesková filtrácia) 25 Anaeróbna stabilizácia Likvidácia

Udržateľný koncept? Výboj uhlíka Eliminácia dusíka Eliminácia mikropolutantov Anaeróbna stabilizácia Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd Získavanie fosforu Rozpad kalov z čistenia odpadových vôd 26

Udržateľný koncept? 27 Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd Získavanie fosforu Vypúšťanie uhlíka Odstraňovanie dusíka Odstraňovanie mikropolutantov Jemné sitá Zväčšený primárny čistič Biológia pre vysoké zaťaženie Chemická prísada Anaeróbne čistenie kalov z čistenia odpadových vôd? Stabilizácia anaeróbneho rozpadu

Udržateľný koncept? 28 Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd Rekuperácia fosforu Vypúšťanie uhlíka Odstraňovanie dusíka Odstraňovanie mikropolutantov Deamonifikácia Dlhé doby zábehu Vysoké teploty Citlivý proces Doteraz sa používa iba na dezintegráciu kalov z čističiek odpadových vôd Stabilizácia procesnej vody Anaeróby V hlavnom toku?

Udržateľný koncept? 29 Výboj uhlíka Eliminácia dusíka Eliminácia stopových látok Rozpad kalov z čističiek odpadových vôd Integrácia do celkového anaeróbneho procesu Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd? Energetická bilancia? Stabilizácia produktov transformácie? Obnova fosforu Ozonizácia Adsorpcia aktívneho uhlia Ostatné. (Membrány?)

Udržateľný koncept? 30 ziskovosť? Energetická bilancia? Anaeróbna stabilizácia Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd Získavanie fosforu Mechanicky Chemický výboj uhlíka Tepelná biologická eliminácia dusíka Stopová látka dezintegrácia kalov

Udržateľný koncept? Vypustenie uhlíka Spaľovanie jednosmerného kalu Čistenie dusíka Eliminácia stopových látok Centrálne zariadenie pre región Anaeróbna stabilizácia Spaľovanie kalov z kalov Čistenie fosforu Rozpad splaškových kalov 31

Udržateľný koncept? 32 Obnova fosforu z popola Ziskovosť ? Anaeróbna stabilizácia Spaľovanie kalov z čistiarní odpadových vôd Získavanie fosforu Vypúšťanie uhlíka Odstraňovanie dusíka Odstraňovanie mikropolutantov Rozpad splaškových kalov

Ďakujem za tvoju pozornosť. 33. a Hydro všetko najlepšie na nasledujúcich 30 rokov!