Partnerzy portalu

Oczyszczanie ścieków w Berlinie

W artykule przedstawiono charakterystykę układu kanalizacyjnego i sposób oczyszczania ścieków w Berlinie. W mieście funkcjonuje 6 oczyszczalni ścieków, z których oczyszczalnia w Ruhleben stosuje najnowocześniejsze technologie. Oczyszczalnia ta powstała w 1963 r., zajmuje powierzchnię ok. 25 ha, przy bezdeszczowej pogodzie oczyszcza 247,5 tys. m3 ścieków dziennie. Proces technologiczny obejmuje etapy oczyszczania mechanicznego i biologicznego. Do unikalnych cech oczyszczalni należy zaliczyć okresową dezynfekcję oczyszczonych ścieków za pomocą promieni UV oraz proces spalania osadów ściekowych w piecu fluidalnym w temperaturze 850 st. C. Cały proces oczyszczania jest w pełni zautomatyzowany.

Oczyszczalnia ścieków Ruhleben jest największą oczyszczalnią w Berlinie.

System kanalizacji w mieście ma długość około 9710 km i składa się z typowych kanałów ściekowych (4396 km), kanałów burzowych (3318 km), połączonych kanałów ściekowo-burzowych (1926 km) oraz kanałów specjalnych (70 km) i specjalnych struktur, takich jak przepływy wody deszczowej, zbiorniki retencyjne i przepusty wód deszczowych.

Ze względu na brak miejsca pod ziemią, zwłaszcza w centrum miasta, gdzie pod ulicami znajduje się sieć kolei miejskiej (metro: U-Bahn Berlin i S-Bahn Berlin) zastosowano specyficzny kanalizacyjny system mieszany, który odprowadza jednym kanałem zarówno ścieki, jak i wody deszczowe.

Aby zminimalizować ilość wody deszczowej w sieci kanalizacyjnej oraz przepompowniach, zbudowano specjalne zbiorniki i schowki wody deszczowej w samej sieci kanalizacyjnej oraz w pobliżu przepompowni. Zaletą takiego rozwiązania jest ochrona kanalizacji przed przepełnieniem podczas intensywnych opadów deszczu, a także możliwość zgromadzenia ścieków w tych zbiornikach, gdzie może odbywać się wstępne mechaniczne ich oczyszczanie i z opóźnieniem przepompowanie do oczyszczalni. W tzw. układzie rozdziału istnieje możliwość wprowadzania ścieków i wód deszczowych do dwóch oddzielnych kanałów, z których wody deszczowe mogą być odprowadzane do najbliższego akwenu [1-3].

Systemy kanalizacji burzowej znajdujące się na odcinkach ruchliwych dróg bardzo często prowadzą do tzw. odstojników wód deszczowych, w których woda oczyszcza się mechanicznie.

Na niektórych obszarach terenów miejskich znajdują się także gruntowe filtry retencyjne, które łączą w sobie mechaniczne, biochemiczne i biologiczne procesy oczyszczania. Na innych obszarach woda deszczowa odprowadzana jest do zielonych studzienek i rowów, które umieszczone są równolegle do dróg, zatrzymując w ten sposób zanieczyszczenia w glebie, co chroni okoliczne tereny przed przenoszeniem zanieczyszczeń na inne obszary. Dodatkowo istnieje możliwość zatrzymywania wód deszczowych na tzw. zielonych dachach, które porośnięte są różnymi gatunkami roślin [4, 5].

W Berlinie 61,2% kanałów wykonanych jest z kamionki, 24,5% z betonu i żelbetu, 6,4% z cementu włóknistego, 4,7% z cegły, a 3,2% z tworzyw sztucznych i metalu. Kanały mają średnicę od 20 cm do profili 4,4×3,4 m. W odległościach od około 30 do 60 m znajdują się studzienki z włazami (fot. 1), przez które można dostać się do kanałów aby je sprawdzić, oczyścić i naprawić. Łącznie w Berlinie jest około 200 tys. studzienek kanalizacyjnych.

Dodatkowo pod ziemią znajdują się specjalne konstrukcje, np. przelewy wód deszczowych, zbiorniki wód opadowych, systemy przepustowe, jazy, progi regulujące wysokość przepływu, które odpowiedzialne są za sprawne funkcjonowanie kanalizacji [1, 5].

Wysokie wymagania odnośnie oczyszczania ścieków w Berlinie powodują, że system kanalizacji funkcjonuje bardzo sprawnie m.in. dzięki istnieniu 160 przepompowni ścieków, które włączone są w sieć rurociągów ciśnieniowych o długości 1181 km [5, 6]. Kilka tzw. głównych przepompowni odpowiedzialnych jest za kierowanie ścieków do odpowiednich oczyszczalni. W Berlinie jest 6 oczyszczalni ścieków (Ruhleben, Münchehofe, Waßmannsdorf, Stahnsdorf, Wansdorf, Schönerlinde), a dzięki centrum sterowania cały układ pracuje w systemie automatycznym i jest odpowiedzialny zarówno za transport ścieków, jak i wód deszczowych, które mogą być odprowadzane bezpośrednio do odbiornika (fot. 2).

Przy bez deszczowej pogodzie, sześć oczyszczalni oczyszcza 620÷650 tys. m3 ścieków na dobę. Ścieki te pochodzą z gospodarstw domowych, obiektów handlowych, przemysłowych i wód opadowych. Obecnie ponad 99% gospodarstw domowych w Berlinie jest podłączonych do systemu kanalizacji (przy średniej krajowej 95%). Ścieki z gospodarstw domowych to typowe ścieki bytowo-gospodarcze, na które składa się woda z toalet, odchody, woda służąca do przygotowania posiłków, ze zmywania naczyń z resztkami żywności, z mycia, kąpieli i sprzątania pomieszczeń.

Dodatkowo odprowadzana jest woda deszczowa zawierająca zanieczyszczenia z dachów, dziedzińców, ulic, placów i ogrodów. Takie ścieki zawierają zarówno substancje rozpuszczone, jak i nierozpuszczone. Substancje rozpuszczone mogą być usunięte ze ścieków tylko metodami biologicznymi lub chemicznymi i odbywa się to na terenach oczyszczalni, gdzie dodatkowo przeprowadza się redukcję azotu i fosforu [6].

Oczyszczalnia ścieków Ruhleben ma najnowocześniejszą technologię oczyszczania ścieków w Berlinie. Oczyszczalnia powstała w 1963 r. i zajmuje powierzchnię ok. 25 ha. Przy bezdeszczowej pogodzie oczyszcza 247,5 tys. m3 ścieków dziennie, a przy pogodzie deszczowej jej maksymalna przepustowość wynosi 600 tys. m3.

Ścieki dopływające do oczyszczalni Ruhleben przechodzą w pierwszym etapie przez proces mechanicznego oczyszczania, na który składają się kraty, piaskownik i osadnik wstępny. Zatrzymane na kratach skratki są płukane, odwadniane i składowane w kontenerach, które odbiera wyspecjalizowana firma. Ścieki przepływają przez piaskownik z prędkością 0,3 m/s, a zatrzymany piasek jest również płukany, składowany w kontenerach i najczęściej wykorzystywany do rekultywacji terenów, m.in. na terenie oczyszczalni. Pomieszczenia, w których znajdują się kontenery ze skratkami i piaskiem są zhermetyzowane, co zapobiega emisji odorów na okoliczne tereny (fot. 3) [7, 8].

W szesnastu osadnikach wstępnych przez 1,8 h oddzielane są substancje pływające i sedymentujące, a odseparowany osad pompowany jest z leja osadowego do zbiorników osadu (fot. 4) [8, 9].

Wstępnie oczyszczone ścieki kierowane są na etap biologicznego oczyszczania, gdzie przy udziale osadu czynnego w warunkach aerobowych i anaerobowych następuje usuwanie substancji rozpuszczonych, w tym azotu i fosforu. Proces redukcji biogenów i substancji organicznych odbywa się w 24 komorach, do których sprężone powietrze dostarczane jest przez system elektrycznych sprężarek. W procesie biologicznego oczyszczania usuwanych jest ponad 97% substancji ulegających biodegradacji. Następnie ścieki kierowane są do 54 osadników, w których następuje oddzielenie osadu czynnego.

Osad czynny zawracany jest na początek biologicznego etapu oczyszczania, a osad nadmierny kierowany jest do zbiorników osadu. Ostatecznie, oczyszczone ścieki trafiają do 6 radialnych osadników wtórnych, skąd klarowne, oczyszczone ścieki (czysta woda) odprowadzane są do wód powierzchniowych (do kanału Teltow lub bezpośrednio do Szprewy). Maksymalna ilość odprowadzanych wód jest zwykle mniejsza niż 3 m3/s. Głównie w okresie lata, przy wyższych temperaturach otoczenia, zrzut oczyszczonych ścieków odbywa się przez układ częściowej dezynfekcji za pomocą promieniowania UV. Proces dezynfekcji ma na celu eliminację bakterii, głównie Escherichia coli, które nie zostają w pełni wyeliminowane w procesach biologicznego oczyszczania (fot. 5) [9].

Od 1985 r. na terenie oczyszczalni działa spalarnia osadów ściekowych.

Wszelkie osady gromadzone w zbiornikach osadów są odwadniane za pomocą wirówek, a następnie są spalane w piecu fluidalnym w temperaturze ok. 850oC.

Uzyskana w wyniku spalania energia cieplna służy do wytwarzania gorącej pary. Para wytwarzana jest w trzech generatorach i przetwarzana jest na energię elektryczną, która pokrywa ok. 1/3 potrzeb zakładu. Emitowane gazy są oczyszczane elektrostatycznie, a cały czas prowadzona jest kontrola emisji spalin (fot. 6) [7-9].

Ze względu na rozrost miasta, zwiększanie się liczby mieszkańców Berlina i potencjalne zmiany klimatu, prowadzona jest w mieście szeroko zakrojona akcja uszczelniania obszarów cennych ze względu na wodę deszczową. Polega ona na zatrzymaniu i gromadzeniu wód deszczowych w Berlinie i dostarczaniu ich do odpowiednich dzielnic lub na zielone dachy, co wpływa na dobry mikroklimat miasta, a także chroni cenną wodę i poprawia jakość życia mieszkańców.

W ramach współpracy z Konrad-Zuse-Zentrum ds. Informatyki oraz Zakładem Meteorologii Uniwersytetu w Berlinie został stworzony program LISA umożliwiający wykorzystanie systemów kanalizacyjnych w sposób bardziej efektywny, zmniejszając jednocześnie ilość zanieczyszczeń odprowadzanych do wód powierzchniowych przez przelewy wód deszczowych.

Ulewne deszcze rzadko występują na całym obszarze Berlina, zazwyczaj są lokalne i na ograniczonej przestrzeni.

W tych sytuacjach system LISA pozwala na inteligentne wykorzystanie przepompowni i zbiorników wód opadowych do zarządzania strumieniem wód opadowych i ścieków, gwarantując optymalną dystrybucję cieczy do istniejących mocy przerobowych w danych oczyszczalniach. W wyniku takich działań berlińskie przedsiębiorstwa wodno-ściekowe zmniejszają oczyszczanie ścieków o około 1,5 mln m3 ścieków rocznie [10].

Literatura

[1] www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/ umweltatlas/edc209_01.htm.

[2] www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/ umweltatlas/edc209_04.htm.

[3] www.bwb.de/content/en/html/1584.php.

[4] www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/ umweltatlas/ed611_01.htm.

[5] http://userblogs.fu-berlin.de/wp-includes/ ms-files.php?path=/taptopsbottles/&file= 2012/11/BWB-info-engl-09.pdf.

[6] http://www.bwb.de/content/language1/ html/981.php.

[7] Franzke U. Sewage Sludge Treatment in Berlin, Using the Example of Berlin, 2011, s. 693-698.

[8] www.bwb.de/content/language1/downloads/ 20170731_Infoblatt_KW-Ruhleben_ web.pdf.

[9] https://bluepartner.de/blog/das-klaerwerkberlin- ruhleben-die-wasserwaschanlage/.

[10] http://www.bwb.de/content/language1/ html/4158.php.

KOMENTARZE0

Artykuł nie posiada jeszcze żadnych komentarzy.

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!