Badania jakości ścieków

7.2.1. Badania akredytowane na zlecenie ZGK

Próbki pobierane przez laboratorium akredytowane pobierane były zgodnie z normą PN-ISO 5667-10:1997 (A) w nieregularnych odstępach czasowych. Szczegółowa metoda poboru próbki: złożona -proporcjonalna do czasu (średnia dobowa). Ścieki oczyszczone pobierane były z wszystkich czterech reaktorów w nieznanej konfiguracji i proporcji (protokoły laboratoryjne nie zawierały tak szczegółowych danych).

7.2.2. Badania własne

Pobór próbek ścieków do własnych badań laboratoryjnych był wykonywany we współpracy z operatorem oczyszczalni. Pobór próbek był wykonywany w regularnych odstępach czasowych, zgodnie z normą PN-ISO 5667-10:1997 (A) metodą złożoną-proporcjonalną do przepływu tak aby najlepiej odwzorować proporcje ścieków dowożonych do dopływających trafiających do oczyszczalni, a następnie do ciągu technologicznego nr 2 (SBR3+4) oraz ścieków oczyszczonych opuszczających CT2. Łączna objętość próbek ścieków surowych wynosiła 5 dm³/dzień pomiarowy, ścieków oczyszczonych 3 dm³/dzień pomiarowy. Przy czym próbki ścieków surowych były wstępnie pobierane w większych objętościach by następnie na podstawie bilansu ścieków dowożonych do dopływających zostać zmieszane w odpowiedniej proporcji. Na rysunku 7-2 zaznaczono miejsca poboru próbek do pomiarów dodatkowych jakości ścieków. Takie rozmieszczenie punktów poboru pozwoliło na wystarczająco szczegółowe określenie efektywności usuwania zanieczyszczeń przez ciąg technologiczny nr 2, a zatem pozwoliło na dalsze analizy związane z efektywnością energetyczną procesów oczyszczania ścieków. Należy zaznaczyć fakt pomijalnego wpływu części mechanicznej oczyszczalni na redukcję stężenia związków organicznych wyrażanych wskaźnikami BZT5, ChZT oraz Nog. Istnienie zbiornika retencyjnego również nie miało istotnego wpływu na zmianę składu ścieków surowych ze względu na znikomy czas retencji (<1h).

Przez większość roku 2017 ze względu na istotne niedociążenie hydrauliczne badanego obiektu, czas retencji w zbiorniku wyrównawczym nie przekraczał godziny, a ścieki surowe trafiały bezpośrednio do reaktorów. Ścieki oczyszczone pobierane były z reaktorów nr 3 i 4 w trakcie odprowadzania z nich porcji ścieków po procesie oczyszczania, dla której pobierane były próbki ścieków surowych.

55

Rys. 7-2 Punkty poboru próbek do dodatkowych badań jakości ścieków (schemat uproszczony OS).

7.2.3. Zastosowane odczynniki

Do pomiarów parametrów jakościowych ścieków wybrano testy kuwetowe LCK firmy Hach.

Wybór ten wynikał z dwóch przyczyn. Pierwszą była możliwość przeprowadzania oznaczeń w laboratorium własnym oczyszczalni wyposażonym w sprzęt laboratoryjny do przeprowadzania testów kuwetowych.

Drugą była względnie dobra dokładność, poprawność i powtarzalność uzyskiwanych wyników – 94%

wszystkich oznaczeń dokonywanych odczynnikami firmy Hach mieści się w granicach maksymalnego dopuszczalnego odchylenia wyników [198].

Do pomiaru wartości ChZT w ściekach surowych zastosowano testy kuwetowe LCK514 (metoda dwuchromianowa, wymagająca mineralizacji) zgodne z normami ISO 6060-1989, DIN 38409-H41-H44, o zakresie pomiarowym 100-2000(2500) mg/dm³ O2 stosując odpowiednie proporcjonalnie rozcieńczenia w przypadku stężeń znacząco przekraczających zakres pomiarowy. W nawiasie podano potwierdzoną przez producenta granicę stosowalności poniżej, której uzyskane wyniki cechują się stabilną, wysoką precyzją. Uwagi: ze względu na opóźnienia w dostawie odczynników przez pierwsze 5 dni pomiarowych(4-17.07) do oznaczenia stężenia ChZT w ściekach surowych użyto testów LCK614 stosując odpowiednie rozcieńczenia próbki.

Do pomiaru wartości ChZT w ściekach oczyszczonych zastosowano testy kuwetowe LCK614 (metoda dwuchromianowa, wymagająca mineralizacji) zgodne z normami ISO 6060-1989, DIN 38409-H41-H44 o zakresie pomiarowym 50-300(500) mg/dm³ O2 stosując odpowiednie proporcjonalnie rozcieńczenia w przypadku stężeń znacząco przekraczających zakres pomiarowy. W nawiasie podano potwierdzoną przez producenta granicę stosowalności poniżej, której uzyskane wyniki cechują się stabilną, wysoką precyzją Do pomiaru stężenia azotu ogólnego w ściekach surowych i oczyszczonych zastosowano testy kuwetowe LCK338 (Mineralizacja Koroleffa (peroksodisiarczan) i detekcja fotometryczna z 2,6-dimetylofenolem) zgodne z normą EN ISO 11905-1, o zakresie pomiarowym 20-100(150) mg/dm³ O2 stosując odpowiednie proporcjonalnie rozcieńczenia w przypadku stężeń znacząco przekraczających zakres pomiarowy.

W nawiasie podano potwierdzoną przez producenta górną granicę stosowalności odczynników poniżej, której uzyskane wyniki cechują się stabilną, wymaganą precyzją.

7.2.4. Sprzęt pomiarowy (jakość ścieków)

Do pomiarów stężeń ChZT i Nog użyto stacji pomiarowej HACH LANGE DR2800 znajdującej się na wyposażeniu obu laboratoriów.

Zawartość BZT5 w ściekach surowych i oczyszczonych mierzona była przy pomocy zestawu pomiarowego OxiTop® IS 6/IS 12 znajdującego się na wyposażeniu laboratorium własnego oczyszczalni.

56 7.2.5. Przechowywanie odczynników, transport próbek, warunki podczas

przeprowadzania oznaczeń

Wszystkie odczynniki były przechowywane zgodnie z zaleceniami producenta (temp. ok. 20^oC, brak bezpośredniego dostępu światła słonecznego). Warunki w obu laboratoriach (laboratorium chemiczne WIŚ, laboratorium własne oczyszczalni) spełniały wymagania stawiane tego typu obiektom i instalacjom badawczym. W przypadku próbek pobieranych w trakcie letniej serii oznaczeń, których oznaczenia przeprowadzane były w laboratorium WIŚ (czasowy brak dostępności laboratorium własnego oczyszczalni) dochowano wszelkiej staranności w przechowywaniu i transporcie próbek w warunkach minimalizujących procesy metaboliczne mikroorganizmów występujących w ściekach surowych i/lub oczyszczonych (temp.

≤4 st.C), a samo oznaczenie wykonywane było w czasie nieprzekraczającym 24h od momentu zakończenia pobierania próby.

7.3. Badania zużycia energii elektrycznej

7.3.1. Zastosowane liczniki energii elektrycznej

Po dokonaniu szczegółowej analizy wielokryterialnej dostępnych na rynku rozwiązań do pomiarów zużycia energii elektrycznej zdecydowano się na liczniki energii LUMEL LS31 (trójfazowy) wykonany w 1 klasie dokładności zgodnej z IEC 62053-21, co odpowiada klasie B zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 7 stycznia 2008 r. w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać liczniki energii elektrycznej czynnej prądu przemiennego, oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej.

7.3.2. Konstrukcja sieci pomiarowej

Zaplanowane badania wymagały skonstruowania sieci pomiarowej obejmującej następujące urządzenia bezpośrednio umożliwiające pracę reaktorów:

• dmuchawy 3 szt. (D4, D5, D6)

• turbiny napowietrzająco-mieszające wewnątrz reaktorów (TR3, TR4)

• pompa osadowa usuwająca osad nadmierny z reaktora po skończonym cyklu (P11)

Konstrukcje potrzebnej sieci pomiarowej rozpoczęto od stworzenia schematu ideowego, przedstawionego na rysunku 7-3.

Rys. 7-3 Schemat ideowy sieci pomiarowej

57 Elementy składowe takiej sieci można podzielić na dwie podgrupy, elementy główne: mierniki, konwerter sygnału, jednostka centralna/archiwum danych, oraz pomocnicze: przewody, mocowania, zabezpieczenia.

Na rysunku 7-4, przedstawiono schemat pomieszczenia reaktorów 3 i 4 ciągu technologicznego nr 2.

Pomieszczenie to jest częścią większego budynku technologicznego, który zawiera w sobie oba ciągi technologiczne oczyszczalni oraz linie technologiczną przeróbki osadu. Całość budynku posiada nowoczesną izolacje termiczną dzięki czemu w zimie nie jest konieczne dogrzewanie budynku. Budynek wyposażony jest w grzejniki elektryczne, lecz nie są one podłączone do sieci energetycznej oczyszczalni (stan na 2017 r. ), energia cieplna zmagazynowana w ściekach, oraz wytwarzana podczas pracy urządzeń umożliwia utrzymanie temperatury wewnątrz budynku znacznie powyżej 0 stopni Celcjusza. W oparciu o wizję lokalną i konsultacje ze specjalistą elektrykiem-automatykiem zdecydowano o zlokalizowaniu instalacji w pobliżu szafy sterującej CT2.

Rys. 7-4 Schemat budynku reaktorów

W kolejnym etapie przygotowano bardziej szczegółowy schemat instalacji przedstawiony na rysunku 7-5 zawierający przestrzenne rozplanowanie poszczególnych elementów sieci.

Wymagania dla mierników tej klasy dopuszczają maksymalny błąd pomiarowy rzędu ±1%, przy czym należy pamiętać, że jest to wartość graniczna błędu dla pojedynczego pomiaru. Zastosowane mierniki będąc pod kontrolą oprogramowania „lumel proces” mają możliwość archiwizacji mierzonych wartości zużycia energii elektrycznej w kWh z dokładnością do szóstego miejsca po przecinku, jednakże po konsultacji z przedstawicielem technicznym firmy zdecydowano się na konfiguracje w której pomiar i archiwizacja były dokonywane z dokładnością do 1W (3-cie miejsce po przecinku). Ustawienie to gwarantowało minimalizacje ryzyka wystąpienia błędów pomiarowych.

58

Rys. 7-5 Schemat ideowy sieci pomiarowej mierzącej zużycie energii przez opomiarowane urządzenia Następnie przystąpiono do montażu całej instalacji pomiarowej, uzyskując efekt końcowy przedstawiony na rys 7-6 zgodny z założeniami przyjętymi w trakcie projektowania instalacji.

Rys. 7-6 Gotowa sieć pomiarowa

Na rysunku 7-6, widać główną część instalacji: liczniki, jednostkę centralną oraz konwerter PD8 wraz z konstrukcją podtrzymującą i zabezpieczającą liczniki oraz komputer sterujący pracą całej sieci. Przewody prądowe i RS485 zostały schowane w listwach ze względów bezpieczeństwa i porządku. Przewody prądowe zostały podłączone przez wykwalifikowanego elektryka z odpowiednimi uprawnieniami. Uziemienie całej instalacji zostało podłączone do uziemienia szafy sterującej (niewidoczne na zdjęciu). Konfiguracja sieci od strony softwareowej wymagała utworzenia wirtualnej reprezentacji sieci pomiarowej w programie LumelProces, zdefiniowania zmiennych, kroku pomiarowego, utworzenia zmiennych archiwalnych, stworzenia panelu kontrolnego (wizualizacji) pozwalającego monitorować pracę sieci (wymienione czynności zostały wykonane przeze mnie osobiście).

59