86 maj/czerwiec  2012  www.forum-eksploatatora.pl

słoneczne suszenie osadów ściekowychgo

spod

arka

osa

dow

a

Przerzucarki te mają za zadanie rów-nomierne rozkładanie osadów we-

wnątrz hali, mieszanie z jednoczesnym napowietrzaniem, przerzucanie, recyr-kulację, wygarnianie osadu z hali czy nagarnianie w celu spryzmowania uła-twiającego wybieranie osadu z hali.

Technologią słonecznego susze-nia zgoła odmienną od opisywanych, a godną zainteresowania, jest francu-ska technologia Solia. Wykorzystuje ona zupełnie inny typ przerzucarek, a oprócz efektu cieplarnianego do od-parowywania wody z osadów posiłkuje się również darmową energią cieplną z biochemicznych procesów utleniania materii organicznej zawartej w komu-nalnych osadach ściekowych, co jest nowym elementem niewykorzystywa-nym dotąd w technologii suszenia osa-dów. Należy przy tym podkreślić, że procesy te nie wymagają angażowania żadnego zewnętrznego źródła jakiejkol-wiek energii.

Przez analogię porównać można je do procesów zachodzących podczas kompostowania odpadów organicznych. Odpowiedni stosunek C:N zawarty w odpadach i właściwe szczepy bakte-rii termofilnych podnoszą temperaturę w sposób tak znaczący, że w incydental-nych, niekontrolowanych przypadkach dochodzić może nawet do samozapłonu kompostowanych odpadów. Przyrost temperatury powstającej w procesach biochemicznego rozkładu jest na tyle

Roman Sobczyk, Małgorzata SypułaEkotop

Słoneczne suszenie osadów ściekowych w technologii SoliaWiększość z publikowanych do tej pory w krajowych czasopismach branżowych artykułów nt. słonecznego suszenia osadów doty-czyła suszarni słonecznych bądź hybrydowych wykorzystujących przerzucarki typu nawowego czy też robota „buchtującego” po betonowej podłodze hali w złożu zgromadzonych osadów, tzw. elektryczną świnkę/kreta.

duży, że w przypadku pryzm kompo-stowych szczególnie w okresach letnich potraf ią one odparować tak znaczne ilości wody, że bez ponownego uwil-gotnienia pryzm proces kompostowania praktycznie może ustać. Dla przykła-du, jak intensywnie odparowywana jest woda z pryzm kompostowych, poka-zano na poniższej fotografii z kompo-stowni osadów w Słupsku.

Wykorzystanie do suszenia osadów dwóch procesów – efektu cieplarnia-nego wspomaganego biochemicznym

utlenianiem związków organicznych zawartych w osadach – to efekt pro-wadzenia procesu w  hali pokrytej przepuszczającym promieniowanie sło-neczne materiałem i operowania specja-listycznej przerzucarki Soliamix. For-muje ona, jednocześnie mieszając, prze-znaczone do suszenia osady w pryzmy (przypominające pryzmy kompostowe), poruszając się bezpośrednio po beto-nowej posadzce hali. Pryzmy układane są równolegle obok siebie wzdłuż całej długości hali. W szczytach hal pozo-

Fot. 1. Odparowywanie wody podczas kompostowania

87www.forum-eksploatatora.pl  maj/czerwiec  2012

słoneczne suszenie osadów ściekowychgospodarka osadow

a

stają niezabudowane pryzmami place stanowiące ciągi komunikacyjne umoż-liwiające manewry robota i najeżdżanie z jednej pryzmy na sąsiednie.

W maju 2010 roku byliśmy z wizytą roboczą w 2 suszarniach, w oczyszczal-niach w Chateaulin i Saint Jouan des Guérets w zachodniej Francji, funkcjo-nujących w opisywanej technologii.

Aktualnie suszarnie takie funkcjo-nują już w 21 zlokalizowanych w róż-

nych regionach Francji oczyszczal-niach o  wielkości od 6500  RLM do 70 000 RLM, co pokazano na rys. 1 oraz w tabeli 1.

Lista referencyjna suszarni pracują-cych w technologii Solia pokazuje, że z powodzeniem znajduje ona zastoso-wanie nie tylko w procesach suszenia komunalnych osadów ściekowych, lecz także komunalnych osadów ścieko-wych zmieszanych z osadem przemy-

słowym (np. osad po produkcji wina, tłuszczów) oraz w  suszeniu osadów pochodzących z procesów uzdatniania wody.

Schemat budowy słonecznej suszar-ni w technologii Solia zasadniczo nie różni się od innych tego typu suszar-ni i składa się z hali bądź hal suszar-niczych pokrytych transparentnym materiałem posiadających utwardzoną betonową posadzkę, wyposażonych

Tab. 1. Lista referencyjna suszarni pracujacych w technologii SOLIA

Lp. miejscowość rodzaj osadu

Pow

ierz

chni

a su

szar

ni[m

2 ]

Wyd

ajno

śc

susz

arni

[mg

sm./r

ok]

Kuba

tura

su

szar

ni

Ilość

hal

Ilość

pr

zezr

ucar

ek

Solia

mix

rok

rozp

oczę

cia

prac

y su

szar

ni

1 Fonsorbes Boulbènes komunalny osad ściekowy 900 179 9 000 2 2 2006 2 Pechbonnieu komunalny osad ściekowy 840 142 6 500 1 1 2008 3 La Réole komunalny osad ściekowy + tłuszcze 1 100 365 12 000 2 1 2010 4 Montbeton komunalny osad ściekowy 420 82 4 000 4 1 2009 5 Saint-Paul-Trois-Châteaux komunalny osad ściekowy 1 100 255 13 000 1 1 2006 6 Lurcy komunalny osad ściekowy 1 000 206 8 000 1 1 2009 7 Thoissey komunalny osad ściekowy 700 157 8 000 1 1 2009 8 Joigny komunalny osad ściekowy 1 930 470 18 000 2 2 2010 9 Meximieux komunalny osad ściekowy 900 216 10 000 1 1 201010 Le Véron komunalny osad ściekowy 1 300 300 17 000 2 1 200611 Mortagne au Perche komunalny osad ściekowy 1 561 270 12 000 2 1 201012 La Chatre komunalny osad ściekowy 835 182 9 000 1 1 200913 Le Lude komunalny osad ściekowy 682 111 6 000 1 1 200914 Bonnétable komunalny osad ściekowy 750 128 6 000 200915 Saint Jouan des Guerets komunalny osad ściekowy 500 105 7 500 1 1 200916 Chateaulin komunalny osad ściekowy 2 100 390 25 000 2 2 200617 Le Marillet osad po uzdatnianiu wody 600 80 1 1 2006

18 Saint Pierre (Reunion Island)

zmieszany komunalny i przemysłowy osad ściekowy 1 856 816 80 000 2 2 2009

19 Cambaie (Réunion Island) komunalny osad ściekowy 2 800 1992 80 000 4 4 201220 Saint-André de l’Eure komunalny osad ściekowy 870 168 8 500 1 1 2010

21 Ay osad z produkcji wina zmieszany z komunalnym osadem ściekowym 1 088 233 6 000 -39

000 1 1 2010

Fot. 2. Przerzucarka Soliamix Rys. 1. Lokalizacja suszarni Solia we Francji

88 maj/czerwiec  2012  www.forum-eksploatatora.pl

gosp

odar

ka o

sado

wa

słoneczne suszenie osadów ściekowych

w systemem wentylacji oraz robota – mieszarko-przerzucarkę z układem au-tomatycznego sterowania.

Sam kształt hal wykorzystywanych w technologii Solia nie odbiega znaczą-co od przyjętych standardów i zbliżony jest do budowy innych suszarni sło-necznych. Konstrukcja hal wykonana jest z ocynkowanej stali pokrytej poli-węglanem. Opiera się ona na bocznych, betonowych ścianach hal o wysokości ok. 1 m.

Zarówno długość, jak i  szerokość hali odpowiadają wydajności suszarni i możliwości suszenia całej masy wy-twarzanych na oczyszczalni osadów. Co do szerokości to trzeba jednak za-znaczyć, że dostosowana jest ona do szerokości roboczej robota – przerzu-carki – i liczby założonych w projekcie pryzm osadu. Szerokości te są najczę-ściej wielokrotnością 3,2 m i  w  wi-zy towanych suszarniach w ynosi ł y 12,8 m.

Hale posiadają wymuszony system wentylacji usprawniający usuwanie wil-goci z hali suszarni. Składają się na nie-go dwa systemy wentylacji: – system cyrkulacji – uśredniający wil-

gotność powietrza w suszarni, sta-nowiący wentylatory osiowe usytu-owane w narożnikach i wzdłuż ścian bocznych pod dachem hali,

– system wyrzutowy wilgotnego po-wietrza z suszarni, stanowiący żalu-zjowe klapy wentylacyjne z osiowy-mi wentylatorami wyrzutowymi lub opcjonalnie, gdy powietrze wentyla-cyjne z hali kierowe jest przez bio-filtr wentylatory promieniowe.

Betonowa posadzka hali ma wtopio-ną pętlę indukcyjną, która ustala trasę robota w jej wnętrzu. Robot Soliamix wyglądem przypomina małą tankietkę z zasobnikiem osadu (fot. 5.) porusza-jącą się na stalowych gąsienicach, któ-ra 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.

Pryzmy są regularnie przerzucane, co poprawia natlenienie osadu i zwięk-sza powierzchnię parowania wody, przyspieszając proces suszenia. Robot

Fot. 3. Hala słonecznej suszarni w technologii Solia

Fot. 4. Element wentylacji suszarni – klapy żaluzjowe

zasilany jest energią elektryczną za po-mocą automatycznie zwijanego prze-wodu zawieszonego na wózku jezdnym pod dachem wewnątrz hali (fot. 6.)

Również w  tym rozwiązaniu pro-ces suszenia prowadzony jest w sposób całkowicie zautomatyzowany. Robot pracuje w trybie automatycznym wg za-danego przez obsługę programu, może też jednak być uruchamiany ręcznie. W czasie całego cyklu suszenia urzą-dzenie Soliamix regularnie przerzuca i miesza pryzmy, dzięki czemu popra-wia natlenienie osadu oraz zwiększa powierzchnię i możliwość odparowy-wania wody.

Dzięk i sekwencyjnemu ruchowi przewracarki technologia ta charakte-ryzuje się możliwością pełnej kontroli procesu oraz regulacji końcowego efek-tu wysuszenia osadu, co zapewnia po-wtarzalność jakości uzyskiwanego pro-duktu. Osady zazwyczaj suszone są do wartości 65-85% suchej masy. Możliwe jest również uzyskiwanie osadu wysu-szonego nawet do 90% suchej masy, co jest wartością osiąganą dla całości osa-dów poddanych suszeniu w jednym cy-klu całorocznym, a nie wartością śred-nią w roku.

Niewątpliwą zaletą omawianej tech-nologii jest możliwość prowadzenia procesu nieprzerwanie w ciągu całego roku, także w okresach jesienno-zimo-wym oraz wczesno-wiosennym, a więc w niekorzystnych warunkach atmosfe-rycznych. W uformowanych z osadów w suszarni pryzmach zachodzą procesy przemian biochemicznych powodują-ce reakcje egzotermiczne (zagrzewanie

89www.forum-eksploatatora.pl  maj/czerwiec  2012

gospodarka osadowa

słoneczne suszenie osadów ściekowych

Fot. 5. Robot Soliamix Fot. 6. Zasilanie robota Soliamix

pryzm), dzięki czemu nawet przy ujem-nych temperaturach zewnętrznych nie dochodzi do przestoju pracy suszarni na wskutek zamarzania osadów poddawa-nych procesowi suszenia. Nie zachodzi również konieczność magazynowania osadów zarówno tych wilgotnych (po odwodnieniu), jak i wysuszonych, po-nieważ osad wilgotny może być z po-wodzeniem wbudowywany w istniejące już pryzmy, co jest korzystne z punktu widzenia utrzymania optymalnej wil-gotności dla procesów biochemicznych zachodzących w  pryzmach suszone-go osadu oraz wspomaganiu procesu suszenia.

Analogicznie jak w procesie kompo-stowania produkcja ciepła oczywiście zależy od rozmiarów pryzmy, zawarto-ści wilgoci, napowietrzania i stosunku C/N w materiale poddawanym obrób-ce. Proces prowadzony we właściwie długim czasie, przy jednoczesnym od-powiednim mieszaniu pryzm, polega-jącym na stworzeniu takich warunków, aby stresowi termicznemu (tempera-turze od 45°C do 60°C) poddane były również cząstki osadów znajdujące się na zewnątrz pryzmy, umożliwia nisz-czenie szkodliwych organizmów wystę-pujących w osadach.

Mieszanie pryzmy w sposób umożli-wiający jej kompletną homogenizację na

całym przekroju i długości za jednym przejazdem zapewnia specyficzna kon-strukcja robota Soliamix.

Można spodziewać s ię zatem, że w  procesie słonecznego suszenia w technologii Solia, podczas którego podobnie jak w procesie kompostowa-nia wielokrotne przerzucanie pryzmy tak, aby materiał znajdujący się w  jej zewnętrznych warstwach znalazł się wewnątrz gorącego rdzenia oraz do-statecznie długo trwająca faza gorąca (podczas kompostowania około 30 do 40 dni), tym przypadku kilka mie-sięcy, stwarza możliwość znacznego prawdopodobieństwa uzyskania mate-riału bezpiecznego pod kątem higie-nicznym.

Ponadto istnieje możliwość bieżą-cego poddawania procesowi suszenia osadów odwodnionych poprzez cią-głe 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 zago-spodarowania suszu.

Po wysuszeniu osadów do zakłada-nego stopnia suchej masy pryzmy roz-bierane są ładowarką czołową i wywo-żone poza obręb suszarni do zagospo-darowania.

Reasumując: w technologii Soliamix wydajność słonecznego suszenia osa-dów jest zwiększona w wyniku, co już wcześniej opisywano, połączenia dwóch procesów: – wykorzystania efektu cieplarnianego

powstającego wewnątrz hali pokrytej materiałem transparentnym,

– oraz biochemicznego utleniania (roz-kładu) materiałów organicznych za-wartych w osadach.

Niewątpliwą zaletą tej technologii jest możliwość uśredniania wartości su-chej masy całości wprowadzonego osa-du do suszarni, jak i  jego składu che-micznego w ciągu całego, jednoroczne-go cyklu suszenia.

Korzystna jest również ciągłość procesu podczas całego roku, a przede wszystkim w okresach zimowych, które nie wstrzymują procesu suszenia, po-nieważ przemiany biochemiczne utle-niania materii organicznej w uformo-wanych pryzmach nie są uzależnione od warunków zewnętrznych.

Wg badań uzyskanych od dostawcy technologii jakość wysuszonego osadu jest zgodna z polskimi i europejskimi wytycznymi do rolniczego wykorzysta-nia osadu. Końcowy produkt ma formę granulatu łatwego w transporcie i dal-szym wykorzystaniu.