Przebudowana i rozbudowana Stacja Uzdatnia Wody w Krzepicach

W dniu 18 września 2018 roku nastąpiło uroczyste otwarcie zmodernizowanej Stacji Uzdatniania Wody w Krzepicach. Modernizację rozpoczęto 14.06.2017 roku, a ukończono 31.08.2018. Głównym Wykonawcą była firma - Przedsiębiorstwo Budownictwa i Instalacji ABT Sp. z o.o z Częstochowy, natomiast dostawcą całej technologii ozonowania wraz z urządzeniami  była  firma  WOFIL z Krynicy-Zdroju. Całkowity koszt budowy brutto wyniósł 7 552 392,00 zł., Na tę inwestycję Gmina Krzepice pozyskała środki z następujących źródeł: 

- Regionalny Program Operacyjny -  3 941 000,00 zł

- Pożyczka WFOŚiGW w Katowicach 1 800 000,00 zł

- Środki własne 1 811 392,00 zł

 

 

Pierwszą stację uzdatniania wody w Krzepicach oddano do użytku w 1975 roku. Starania o jej powstanie sięgają początku lat 60 ubiegłego wieku, ponieważ wcześniej należało wykonać dokumentację hydrogeologiczną, określić zasoby wód, wykonać dokumentację budowlaną. Jest to proces długotrwały. W 1969 roku Prezes Centralnego Urzędu Geologii zatwierdza zasoby eksploatacyjne wody w ilości 262 m3/h i teraz już mogą ruszyć prace związane z projektowaniem i budową  stacji uzdatniania wody. Inwestorem jest Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w Częstochowie, a roboty budowlane wykonują: Kombinat Budownictwa Komunalnego w Częstochowie oraz Elektromontaż nr 2 w Częstochowie.

Wybudowane wówczas obiekty, remontowane i modernizowane, służyły nam ponad 40 lat.
 

 

W 2015 roku rozpoczęto prace projektowe, mające na celu zmodernizowanie istniejącej stacji uzdatniania. W czerwcu podpisano umowę na wykonanie projektu z firmą NBM TECHNOLOGIE z Częstochowy. Firma opracowała i przedstawiła dwie koncepcje modernizacji SUW. Po wyborze przez Radnych wariantu stacji  z wykorzystaniem ozonu w procesie technologicznym okazało się, że ze starej stacji może pozostać, po przeprowadzeniu  gruntownego remontu,  budynek hali produkcyjnej, budynek socjalno-techniczny, zbiornik magazynowy wody i odstojniki wód popłucznych.

Projekt zakładał całkowicie nowy układ technologiczny o wydajność  uzdatniania wody  Qhmax =250 m3/h, który oparto o naturalne procesy napowietrzania i filtracji wraz z dodatkowym układem ozonowania, który polepszy procesy utleniania ponadnormatywnych związków zawartych wodzie surowej - m.in. manganu. Układ ozonowania poprawia również parametry organoleptyczne wody i stabilność bakteriologiczną wody.

Zakres przebudowy i rozbudowy SUW obejmował:

- wybudowanie nowego rurociągu wody surowej ze studni głębinowych I, II, III,

- wybudowanie dwóch nowoczesnych ciągów technologicznych uzdatniania wody o wydajności każdego po 125 m3/h,

- wybudowanie nowego zbiornika magazynowego wody czystej o pojemności 500 m3,

- wybudowanie pompowni sieciowej z automatycznym zestawem pomp sieciowych o wydajności 250 m3/h wraz z dezynfekcją wody promieniami UV,

- wykonanie nowego przyłącza energetycznego ze stacją transformatorową o mocy 350 kW,

- zakup nowego agregatu prądotwórczego o mocy 350 kW,

- wykonanie wizualizacji procesów technologicznych,

- w ramach tego zadania wyremontowano także istniejący zbiornik magazynowy wody czystej, wykonano termomodernizację budynków stacji, wykonano nowe ogrodzenie, wykonano nową nawierzchnię na terenie stacji uzdatniania wody, wykonano nową instalację c.o wraz z kotłownią, wyremontowano wszystkie pomieszczenia socjalne i biurowe.

Projekt ukończono w 2016 roku, a w czerwcu 2017 rozpoczęto prace budowlane.

Wykonawcą zostało wybrane Przedsiębiorstwo Budownictwa i Instalacji ABT Sp. o. o.  Kwota brutto zadania 7 365 240,00 zł . Termin realizacji zadania do 31.08.2018 roku.  Zadanie zostało ukończone w umownym terminie.

Ogólna charakterystyka nowych rozwiązań technologicznych

Woda ujmowana jest jak dotychczas z istniejących pięciu studni, przy czym 40 letni wodociąg wody surowej ze studni I, II i III został wymieniony na nowy. Woda surowa kierowana jest  do układu uzdatniania wody zlokalizowanego na terenie istniejącej stacji gdzie wybudowane są zupełnie niezależne 2 linie technologiczne, każda o wydajności Q = 125 m3/h.

Woda surowa w pierwszej kolejności poddawana jest procesowi napowietrzania bezciśnieniowo w aeratorach – desorberach Dn1400, gdzie jednocześnie przebiega proces wstępnego utleniania ozonem resztkowym z kolumn kontaktowych.

Aerator/desorber jest zaprojektowany jako urządzenie grawitacyjne z przedmuchem powietrzem zjonizowanym, wymuszonym wentylatorem o odpowiedniej wydajności, ze zbiornikiem magazynowym w dolnej jego części. Pojemność dolnej części aeratora zapewnia odpowiedni czas przetrzymania napowietrzonej wody. Aerator jest wykonany ze stali nierdzewnej.  

Zadaniem aeratorów z przedmuchem powietrzem zjonizowanym jest intensyfikacja procesów utleniania – po zmieszaniu ozonu desorbującego z wody z powietrzem wdmuchiwanym do kolumn kontaktowych otrzymuje się mieszankę zjonizowanego powietrza, którą napowietrza się wodę w aeratorze desorberze. Dzięki temu reakcja utleniania przebiega efektywniej, a czas potrzebny do wytrącenia żelaza skracany jest o 80%.

Powietrze użyte do napowietrzania jest zdezynfekowane i pozbawione obcych zapachów. Zastosowanie takiej technologii dla SUW w Krzepicach jest szczególnie pożądane, ponieważ w wodzie surowej występują bardzo duże ilości żelaza i manganu pochodzenia organicznego. Mangan pochodzenia organicznego bardzo trudno się uzdatniania.

Z aeratorów woda jest przepompowywana zestawami pomp pośrednich na I stopień filtracji ciśnieniowej na zestawach filtracyjnych Dn2800 o powierzchni filtracji jednego zbiornika 6,15m2  – 2 sztuki w każdym ciągu technologicznym.

Woda do zestawu filtracyjnego wprowadzana jest do korony dystrybucyjnej króćcem górnym, skąd rozprowadzana jest po powierzchni złoża filtracyjnego. Przepływające przez materiał filtracyjny (żwir) woda zostaje oczyszczona ze związków zawartych w wodzie surowej. Odpływ filtratu realizowany jest poprzez króciec zlokalizowany w dolnej części urządzenia.

Do polepszenia procesu filtracji zastosowane są zestawy filtracyjne z drenażem niskooporowym ze stali nierdzewnej z nakładką o szczelinie 0,20 mm.

Konstrukcja nakładki posiada budowę o przekroju trójkątnym z podstawą skierowaną w kierunku złoża filtracyjnego, zabezpiecza przed zatykaniem oraz zarastaniem rusztów czyniąc je łatwymi w eksploatacji.

Po przejściu przez blok filtracji I stopnia woda podawana jest, poprzez mieszacze statyczne wody surowej z wodą ozonową, do kolumn kontaktowych ozonowania Dn1400 - po 2 sztuki dla każdej linii technologicznej.

Ozon w przyjętej technologii służy do procesów zaawansowanego i szybkiego utleniania, przy zastosowaniu minimalnych dawek. Maksymalnie efektywne wykorzystanie ozonu dotyczy także produkcji zjonizowanego powietrza z przedmuchem do aeratorów.

W wielostopniowych kolumnach kontaktowych zachodzą reakcje utleniania manganu.

Wstępnie zaozonowana woda jest wtłoczona do przewodu zasilającego kolumnę kontaktową nr 1 utleniająco wznoszącą i dokładnie wymieszana z wodą surową w mieszaczu statycznym.

Pozostały w kolumnach nadmiar gazu (ozonu), desorbujący z zaozonowanej wody zostaje odprowadzony do aeratora (jako przedmuch).

Wielostopniowe kolumny kontaktowe są zaprojektowane w taki sposób, aby zapewniały  wymagany czas kontaktu i mieszania ozonu z wodą dla różnych przepływów do przebiegu procesów utleniania związków organicznych i nieorganicznych. Kolumny są wykonane ze stali nierdzewnej.

Zastosowane wielostopniowe kolumny kontaktowe uniemożliwiają tworzenie się związków kancerogennych (szkodliwych dla zdrowia) przy zmiennych przepływach. Dodatkowo dla pełnej regulacji przepływów dobrano hybrydowe generatory ozonu do współpracy z systemami mieszania i kolumnami kontaktowymi wielostopniowymi. Są to najnowsze i innowacyjne rozwiązania z zakresu technologii wody, które bazują na naturalnych procesach zachodzących w przyrodzie, ograniczające prawie do zera stosowanie chemikaliów w procesach przygotowania wody.

Wielostopniowe kolumny kontaktowe dobrano odpowiednio do matrycy wody.

Ozon jest wytwarzany z tlenu produkowanego przez generatory tlenu i doprowadzany ciśnieniowo do separatora wyposażonego w zabezpieczenia chroniące ozonator przed zalaniem wodą. Urządzenia do wytwarzania ozonu są umieszczone w osobnym pomieszczeniu w hali SUW.

Ilość ozonu resztkowego w wodzie jest na bieżąco kontrolowana on-line za pomocą odpowiedniego miernika. Dzięki pomiarowi ozonu resztkowego można na bieżąco kontrolować jakość wody, która ściśle związana jest z jej utlenialnością (czym utlenialność niższa jakość wody lepsza i odwrotnie).

Woda po procesach ozonowania nie dostarcza do instalacji substancji pożywkowych dla różnego rodzaju bakterii, stąd nie będzie się tworzył film biologiczny na ściankach rurociągów. Istniejące osady będą się mineralizować, co spowoduje w dłuższym okresie czasu samooczyszczanie rurociągów.

Dobrane urządzenia są wzajemnie kompatybilne w taki sposób aby ograniczyć magazyn części zamiennych. Zaprojektowane ozonatory to urządzenia wyposażone w bloki plazmatyczne, które można wyciągać zarówno do serwisowania jak i wymiany na poszczególnych blokach w razie awarii.

Z kolumn kontaktowych woda przepompowywana jest kolejnym zestawem pomp pośrednich na drugi stopień filtracji na zestawach filtracyjnych Dn2800 o powierzchni filtracji jednego zbiornika 6,15m2-  po 2 sztuki na linię.

W filtrach II stopnia zostaje usunięty mangan występujący po ozonowaniu, ponadto woda zostaje doklarowana i doczyszczona z pozostałych związków żelaza i innych zawartych w wodzie. Zestawy filtracyjne II stopnia są analogiczne do zestawów filtracyjnych I stopnia z tą różnicą, że w filtrach II stopnia jest  zasyp  bez złoża katalitycznego.

Woda po filtrach II-stopnia jest  wyprowadzona  rurociągami do zbiorników magazynowych wody:  istniejącego o poj. 500m3  i wybudowanego  stalowego naziemnego o pojemności również  500 m3.

Ze zbiorników woda uzdatniona jest pobierana przez zestaw pomp sieciowych i podawana do sieci wodociągowej przez blok dezynfekcji na lampach UV. Zestaw pompowy zlokalizowany jest w nowym budynku pompowni, który wybudowano po zachodniej stronie hali produkcyjnej.

Pompy sieciowe pracują w funkcji stabilizacji ciśnienia we wspólnym kolektorze tłocznym zestawu. Parametry zestawu pompowego:

- 6 pomp wirowych, każda z fabrycznym falownikiem (5 pracujących+ 1 rezerwowa),

- wydajność zestawu Q = 250m3/h,

- nominalne ciśnienie pracy 6 bar,

Woda tłoczona przez zestaw pompowy, przed podaniem do sieci wodociągowej przepływa przez komplet niskociśnieniowych lamp UV. Dobrano urządzenia z dawką promieniowania niezbędną do dezynfekcji wody przy wymaganej wydajności SUW – 250m3/h. Reaktory lamp UV są wykonane ze stali nierdzewnej

Zestawy filtracyjne wymagają płukania w celu usunięcia wytrąconych z wody związków żelaza i manganu. Wody te są odprowadzane do  dwukomorowego odstojnika wód popłucznych, którego objętość wystarczać będzie do przeprowadzenia dwóch płukań sekwencyjnie. Podczyszczone wody popłuczne kierowane są pompami do istniejącej kanalizacji z wylotem do odbiornika.

Woda do płukania złoża filtracyjnego dostarczana jest ze zbiorników magazynowych wody.

Zestaw pomp płuczących zamontowany jest w budynku pompowni. Wody z płukania filtrów przed odprowadzeniem do odbiornika przez kilka dni sedymentują w  odstojniku wód  popłuczynach.  Do odpompowywania wody nadosadowej zastosowano pompy odśrodkowe zatapialne

Do płukania filtrów oprócz wody wykorzystywane jest także sprężone powietrze. Ma to na celu zmniejszenie ilości wody zużytej do płukania.  Sprężone powietrze do płukania filtrów dostarczane jest z dwóch dmuchaw rotacyjnych: 1 pracująca+ 1 rezerwowa.

W pomieszczeniu pompowi zaprojektowana została także stacja sprężonego powietrza dostarczająca powietrze do sterowania napędami pneumatycznymi.

Stacja składa się z dwóch sprężarek śrubowych olejowych.  Powietrze jest dodatkowo uzdatniane przez zespół filtrów powietrza i odwadniacze.