Kontakt

Ekotop
64-920 Piła, ul. Wawelska 25/1
tel. +48 67 215 36 89
fax +48 67 353 30 19
tel. kom. +48 603 363 469
ekotop@ekotop.eu

Forum Eksploatatora 3/2012 - Słoneczne suszenie osadów ściekowych w technologii Solia



Dr inż. Roman Sobczyk
Dr inż. Małgorzata Sypuła

Słoneczne suszenie osadów ściekowych w technologii Solia®

Większość z publikowanych do tej pory w krajowych czasopismach branżowych artykułów nt. słonecznego suszenia osadów dotyczyło suszarni słonecznych bądź hybrydowych, wykorzystujących przerzucarki typu nawowego, czy też robota „buchtującego” po betonowej podłodze hali w złożu zgromadzonych osadów tzw. elektryczną świnkę/kreta.Przerzucarki te mają za zadanie równomierne rozkładanie osadów wewnątrz hali, mieszanie z jednoczesnym napowietrzaniem, przerzucanie, recyrkulację, wygarnianie osadu z hali czy nagarnianie w celu spryzmowania ułatwiającego wybieranie osadu z hali.

Technologią słonecznego suszenia zgoła odmienną od opisywanych, a godną zainteresowania, jest francuska technologia SOLIA. Wykorzystuje ona zupełnie inny typ przerzucarek, a oprócz efektu cieplarnianego do odparowywania wody z osadów posiłkuje się również darmową energią cieplną z biochemicznych procesów utleniania materii organicznej zawartej w komunalnych osadach ściekowych, co jest nowym, niewykorzystywanym dotąd w technologii suszenia osadów elementem. Należy przy tym podkreślić, że procesy te nie wymagają angażowania żadnego zewnętrznego źródła jakiejkolwiek energii.

Przez analogię porównać można je do procesów zachodzących podczas kompostowania odpadów organicznych. Odpowiedni stosunek C:N zawarty w odpadach i właściwe szczepy bakterii termofilnych podnoszą temperaturę w sposób tak znaczący, że w incydentalnych, niekontrolowanych przypadkach dochodzić może nawet do samozapłonu kompostowanych odpadów. Przyrost temperatury powstającej w procesach biochemicznego rozkładu jest na tyle duży, że w przypadku pryzm kompostowych, szczególnie w okresach letnich potrafią one odparować tak znaczne ilości wody, że bez ponownego uwilgotnienia pryzm proces kompostowania praktycznie może ustać. Dla przykładu jak intensywnie odparowywana jest woda z pryzm kompostowych pokazano na poniższej fotografii z kompostowni osadów w Słupsku.


Fot. 1. Odparowywanie wody podczas kompostowania

Wykorzystanie do suszenia osadów dwóch procesów: efektu cieplarnianego wspomaganego biochemicznym utlenianiem związków organicznych zawartych w osadach to efekt prowadzenia procesu w hali pokrytej przepuszczalnym promieniowanie słoneczne materiałem i operowania specjalistycznej przerzucarki SOLIAMIX. Formuje ona, jednocześnie mieszając, przeznaczone do suszenia osady w pryzmy, (przypominające pryzmy kompostowe) poruszając się bezpośrednio po betonowej posadzce hali. Pryzmy układane są równolegle obok siebie wzdłuż całej długości hali. W szczytach hal pozostają niezabudowane pryzmami place, stanowiące ciągi komunikacyjne, umożliwiające manewry robota i najeżdżanie z jednej pryzmy na sąsiednie.


Fot. 2. Przerzucarka Soliamix

W maju 2010 roku byliśmy z wizytą roboczą na 2 suszarniach, na oczyszczalniach w Chateaulin i Saint Jouan des Guérets w zachodniej Francji, funkcjonujących w opisywanej technologii.Aktualnie suszarnie takie funkcjonują już na 21 zlokalizowanych w różnych regionach Francji oczyszczalniach o wielkości od 6 500 RLM do 70 000 RLM, co pokazano na Rys.1. oraz w tabeli poniżej.


Rys. 1. Lokalizacja suszarni SOLIA we Francji

Tabela 1. Lista referencyjna suszarni pracujących w technologii SOLIA

Lista referencyjna suszarni pracujących w technologii SOLIA pokazuje, że z powodzeniem znajduje ona zastosowanie nie tylko w procesach suszenia komunalnych osadów ściekowych, alerównież komunalnych osadów ściekowych zmieszanych z osadem przemysłowym (np. osad po produkcji wina, tłuszczy) oraz w suszeniu osadów pochodzących z procesów uzdatniania wody .

Schemat budowy słonecznej suszarni w technologii SOLIA zasadniczo nie różni się od innych tego typu suszarni i składa się z hali, bądź hal suszarniczych pokrytych transparentnym materiałem, posiadających utwardzoną betonową posadzkę, wyposażonych w systemem wentylacji oraz robota – mieszarko-przerzucarkę z układem automatycznego sterowania.Sam kształt hal wykorzystywanych w technologii SOLIA nie odbiega znacząco od przyjętych standardów i zbliżony jest do innych suszarni słonecznych. Konstrukcja hal wykonana jest z ocynkowanej stali pokrytej poliwęglanem. Opiera się ona na bocznych, betonowych ścianach hal o wysokości ok. 1 m.


Fot. 3. Hala słonecznej suszarni w technologii SOLIA

Zarówno długość jak i szerokość hali odpowiada wydajności suszarni i możliwości suszenia całej masy wytwarzanych na oczyszczalni osadów. Co do szerokości, to trzeba jednak zaznaczyć, że dostosowana jest ona do szerokości roboczej robota – przerzucarki i ilości założonych w projekcie pryzm osadu. Szerokości te są najczęściej krotnością 3,2 m i w wizytowanych suszarniach wynosiły 12,8 m.

Hale posiadają wymuszony system wentylacji usprawniający usuwanie wilgoci z hali suszarni. Składają się na niego dwa systemy wentylacji:

  • system cyrkulacji – uśredniający wilgotność powietrza w suszarni, stanowiący wentylatory osiowe usytuowane w narożnikach i wzdłuż ścian bocznych pod dachem hali,
  • system wyrzutowy wilgotnego powietrza z suszarni, stanowiący żaluzjowe klapy wentylacyjne z osiowymi wentylatorami wyrzutowymi lub opcjonalnie, gdy powietrze wentylacyjne z hali kierowe jest przez biofiltr wentylatory promieniowe.


Fot. 4. Element wentylacji suszarni - klapy żaluzjowe

Betonowa posadzka hali posiada wtopioną pętlę indukcyjną, która ustala trasę robota w jej wnętrzu. Robot- SOLIAMIX wyglądem przypomina małą tankietkę z zasobnikiem osadu (Fot. 5.) poruszającą się na stalowych gąsienicach, która zasilana jest z jednego punktu hali osadem (najczęściej przenośnikiem, bądź za pomocą rurociągów tłocznych osadu - pompowo) i formuje z niego pryzmy o przekroju trójkątnym, czy też w późniejszej fazie wbudowuje go w już utworzone pryzmy.


Fot. 5. Robot SOLIAMIX

Pryzmy są regularnie przerzucane, co poprawia natlenienie osadu i zwiększa powierzchnię parowania wody, przyspieszając proces suszenia. Robot zasilany jest energią elektryczną za pomocą automatycznie zwijanego przewodu, zawieszonego na wózku jezdnym pod dachem wewnątrz hali (Fot. 6.)


Fot. 6. Zasilanie robota SOLIAMIX

Również w tym rozwiązaniu proces suszenia prowadzony jest w sposób całkowicie zautomatyzowany. Robot pracuje w trybie automatycznym wg zadanego przez obsługę programu, może też jednak być uruchamiany ręcznie. W czasie całego cyklu suszenia urządzenie SOLIAMIX® regularnie przerzuca i miesza pryzmy, dzięki czemu poprawia natlenienie osadu oraz zwiększa powierzchnię i możliwość odparowywania wody.

Dzięki sekwencyjnemu ruchowi przewracarki technologia ta charakteryzuje się możliwością pełnej kontroli procesu oraz regulacji końcowego efektu wysuszenia osadu, co zapewnia powtarzalność jakości uzyskiwanego produktu. Osady zazwyczaj suszone są do wartości 65-85% suchej masy. Możliwe jest również uzyskiwanie osadu wysuszonego nawet do 90 % suchej masy, co jest wartością osiąganą dla całości osadów poddanych suszeniu w jednym cyklu całorocznym, a nie wartością średnią w roku.

Niewątpliwą zaletą, omawianej technologii jest możliwość prowadzenia procesu nieprzerwanie w ciągu całego roku, także w okresach jesienno-zimowym oraz wczesno-wiosennym, a więc w niekorzystnych warunkach atmosferycznych. W uformowanych z osadów w suszarni pryzmach zachodzą procesy przemian biochemicznych powodujące reakcje egzotermiczne (zagrzewanie pryzm), dzięki czemu nawet przy ujemnych temperaturach zewnętrznych nie dochodzi do przestoju pracy suszarni na wskutek zamarzania osadów poddawanych procesowi suszenia. Nie zachodzi również konieczność magazynowania osadów zarówno tych wilgotnych (po odwodnieniu), jak wysuszonych, ponieważ osad wilgotny może być z powodzeniem wbudowywany w istniejące już pryzmy, co jest korzystne z punktu widzenia utrzymania optymalnej wilgotności dla procesów biochemicznych zachodzących w pryzmach suszonego osadu oraz wspomaganiu procesu suszenia.

Analogicznie jak w procesie kompostowania produkcja ciepła oczywiście zależy od rozmiarów pryzmy, zawartości wilgoci, napowietrzania i stosunku C/N w materiale poddawanym obróbce. Proces prowadzony we właściwie długim czasie, przy jednoczesnym odpowiednim mieszaniu pryzmy, polegającym na stworzeniu takich warunków, aby stresowi termicznemu (temperaturze od 45°C do 60°C) poddane były również cząstki osadów znajdujące się na zewnątrz pryzmy umożliwia niszczenie szkodliwych organizmów występujących w osadach.Mieszanie pryzmy w sposób umożliwiający jej kompletną homogenizację na całym przekroju i długości za jednym przejazdem zapewnia specyficzna konstrukcja robota SOLIAMIX.

Można spodziewać się zatem, że w procesie słonecznego suszenia w technologii SOLIA podczas, którego podobnie jak w procesie kompostowania, wielokrotne przerzucanie pryzmy tak, aby materiał znajdujący się w jej zewnętrznych warstwach znalazł się wewnątrz gorącego rdzenia oraz dostatecznie długo trwająca faza gorąca (podczas kompostowania około 30 do 40 dni), w tym przypadku kilka miesięcy, stwarza możliwość znacznego prawdopodobieństwa uzyskania materiału bezpiecznego pod kątem higienicznym.

Ponadto istnieje możliwość bieżącego poddawania procesowi suszenia osadów odwodnionych poprzez ciągłe dozowanie go do już istniejących pryzm. Stwarza to możliwość dowolnej regulacji zawartości końcowej suchej masy otrzymywanej na końcu procesu w zależności od potrzeb eksploatatora wynikających z dalszego sposobu zagospodarowania suszu.

Po wysuszeniu osadów do zakładanego stopnia suchej masy pryzmy rozbierane są ładowarką czołową i wywożone poza obręb suszarni do zagospodarowania. Reasumując w technologii SOLIAMIX wydajność słonecznego suszenia osadów jest zwiększona w wyniku, co już wcześniej opisywano, połączenia dwóch procesów:

  • wykorzystania efektu cieplarnianego powstającego wewnątrz hali pokrytej materiałem transparentnym,
  • oraz biochemicznego utleniania (rozkładu) materiałów organicznych zawartych w osadach.

Niewątpliwą zaletą tej technologii jest możliwość uśredniania wartości suchej masy całości wprowadzonego osadu do suszarni, jak i jego składu chemicznego w ciągu całego, jednorocznego cyklu suszenia.

Korzystna jest również ciągłość procesu podczas całego roku, a przede wszystkim w okresach zimowych, które nie wstrzymują procesu suszenia, ponieważ przemiany biochemiczne utleniania materii organicznej w uformowanych pryzmach nie są uzależnione od warunków zewnętrznych.

Wg. badań uzyskanych od dostawcy technologii jakość wysuszonego osadu jest zgodna z polskimi i europejskimi wytycznymi dla rolniczego wykorzystania osadu. Końcowy produkt posiada formę granulatu łatwego w transporcie i dalszym wykorzystaniu.




Informacja o nowych zasadach dotyczących cookies

ZAMKNIJ

Na naszej stronie stosujemy pliki cookies w celu zapewnienia jej prawidłowej funkcjonalności. Informujemy, że te pliki są przechowywane w Twoim urządzeniu, z którego ta strona jest wyświetlana. Więcej informacji na ten temat można znaleźć tutaj. W każdej chwili możesz dokonać zmian dotyczących tych plików w swoim urządzeniu.