SynergAqua
Ścieki komunalne są zasobem SynergAqua.
Wprowadzenie
SYNERGAQUA™ to inteligentny, modułowy i całkowicie zamknięty system technologiczny, który można zainstalować jako dodatkowy stopień technologiczny przy istniejących oczyszczalniach ścieków. System ma na celu oczyszczanie ścieków zgodne z najbardziej rygorystycznym czwartorzędowym, czyli czwartym stopniem oczyszczania, ze szczególnym uwzględnieniem usuwania ukierunkowanych mikrozanieczyszczeń.
Proces technologiczny SynergAqua bada możliwość kontrolowanego, lokalnego wykorzystania oczyszczonej wody, energii i wtórnych strumieni materiałowych. Modułowa konstrukcja jest dostosowana do istniejącej infrastruktury, dlatego celem rozwoju nie jest zastąpienie oczyszczalni, lecz jej uzupełnienie o mierzalny i możliwy do walidacji etap technologiczny.
Główne cechy technologiczne
6
- Czwartorzędowy stopień oczyszczania jako uzupełnienie istniejących oczyszczalni ścieków
- Modułowa konstrukcja kontenerowa
- Kompozytowe medium filtracyjne: biowęgiel, alginit i biopolimer
- Wstępne oczyszczanie ozonem i końcowe oczyszczanie UV-C
- Badanie lokalnego ponownego wykorzystania oczyszczonej wody, przede wszystkim do celów nawadniania
- Badanie możliwości wykorzystania strumieni materiałowych osadów ściekowych i lokalnej biomasy
Dlaczego jest to aktualne
Dyrektywa (EU) 2024/3019 wprowadza stopniowe, oparte na wielkości i ryzyku wymogi czwartorzędowego oczyszczania w celu usuwania mikrozanieczyszczeń ze ścieków komunalnych. Kierunek regulacyjny jest jasny: rola mierzalnego i możliwego do walidacji czwartego stopnia oczyszczania na istniejących oczyszczalniach stopniowo rośnie.
Tło regulacyjne i stan rozwoju
Rozwój SynergAqua jest dostosowany do tego kierunku technologicznego i regulacyjnego. Ukończono funkcjonalny prototyp opracowany we współpracy ze środowiskiem akademickim. Kolejne etapy rozwoju obejmują optymalizację kompozytowych kulek filtracyjnych, walidację laboratoryjną i przygotowanie przemysłowej próby pilotażowej. Każdy etap procesu rozwoju jest powiązany z punktami pomiarowymi, granicami systemu i kryteriami akceptacji.
Zarys koncepcji
6
- Osady ściekowe i lokalna biomasa
- Obróbka cieplna: biowęgiel
- Kompozytowe medium filtracyjne
- Oczyszczanie ozonem i UV-C
- Ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody
- Surowiec do poprawy gleby, po badaniach
Proces technologiczny
SynergAqua to zdecentralizowany i modułowy system technologiczny, który można dopasować do istniejących oczyszczalni ścieków. Proces rozpoczyna się od oceny jakości i obciążenia wstępnie oczyszczonej wody. Na tej podstawie można określić kompozytowe medium filtracyjne, intensywne oczyszczanie końcowe oraz wymagania jakości wody niezbędne dla docelowego zastosowania.
Kompozytowe medium filtracyjne opiera się na biowęglu, alginicie i biopolimerze, które mogą być wytwarzane poprzez przetwarzanie strumieni materiałowych osadów ściekowych i lokalnej biomasy. Proces filtracji uzupełnia ukierunkowane oczyszczanie ozonem i UV-C. Etapy technologiczne są ukierunkowane na usuwanie mikrozanieczyszczeń, pozostałości farmaceutyków i mikroplastików oraz na ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody do określonego celu.
W zdecentralizowanych, modułowych kontenerach woda może być oczyszczana w miejscu jej powstawania lub wykorzystania. Związana z tym logistyka ogranicza się do obsługi stałego medium filtracyjnego. System przetwarza również strumienie materiałowe osadów ściekowych i lokalnej biomasy: zanieczyszczony osad oczekujący na składowanie staje się nowym zasobem, na końcu procesu powstają produkty możliwe do wykorzystania i oczyszczona woda, podczas gdy obciążenie środowiska może zostać znacząco ograniczone.
Pomiary i walidacja
Wydajność SynergAqua należy oceniać poprzez łączne badanie jakości wody, eksploatacji, strumieni pozostałości i warunków zgodności. Badanie uzdatniania wody obejmuje związki docelowe, stężenia na wejściu i wyjściu, stabilność oraz plan poboru próbek. Częścią oceny eksploatacyjnej są pomiary spadku ciśnienia, zużycia energii, potrzeb konserwacyjnych, nasycenia, regeneracji i dostępności.
Ocena eksploatacji i zasobów
Możliwość zastosowania systemu na miejscu należy oceniać na podstawie ciągu technologicznego istniejącej oczyszczalni, możliwości zabudowy, obsługi medium filtracyjnego, regeneracji i niezbędnej logistyki. Podstawą porównania są obecna baza kosztów eksploatacyjnych, jakość oczyszczonej wody, dostępność oraz bilans energii i emisji.
Ocena obiegu materiałowego opiera się na bilansie materiałowym wspólnej obróbki cieplnej osadu i biomasy, odzysku wody oraz możliwości dalszego przetwarzania stałej pozostałości. Twierdzenia dotyczące emisji dwutlenku węgla można oceniać wyłącznie na podstawie zweryfikowanych pomiarów, zaakceptowanej metodyki i danych podlegających audytowi.
Dostosowanie regulacyjne i eksploatacyjne
Czwartorzędowe oczyszczanie, rozszerzona odpowiedzialność producenta oraz potwierdzona jakość wody dostosowana do określonego zastosowania docelowego tworzą środowisko, w którym znaczenie technicznej wydajności i możliwości udowodnienia rozwiązań oczyszczania jest szczególnie duże. W mniejszych lub odległych punktach końcowych koszt rozbudowy, gospodarka osadowa i logistyka mogą uzasadniać badanie możliwości dodatkowego oczyszczania na miejscu.
Przygotowanie badania przemysłowego
Przygotowanie badania przemysłowego rozpoczyna się od wyboru lokalizacji i strumienia wody przeznaczonego do oczyszczania. Obejmuje to ocenę obciążenia, istniejącej technologii oczyszczania, strumieni osadu i biomasy oraz sytuacji w zakresie pozwoleń.
Plan badania określa parametry docelowe, technologię porównawczą, obecną bazę kosztów oraz warunki bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska. Kolejnym profesjonalnym punktem decyzyjnym jest ustalenie szczegółowego planu badania, matrycy odpowiedzialności i ram udostępniania danych.
Skala problemu i kierunek oczyszczania
Ścieki komunalne mogą zawierać, także po konwencjonalnych stopniach oczyszczania, mikrozanieczyszczenia wymagające ukierunkowanego etapu technologicznego. Mogą do nich należeć pozostałości farmaceutyków, substancje o działaniu hormonalnym, związki pochodzenia przemysłowego i cząstki mikroplastiku. Ich obecność, stężenie i możliwość usuwania można określić na podstawie poboru próbek na miejscu, badań laboratoryjnych i pomiarów przemysłowych.
Mikroplastiki i inne trwałe zanieczyszczenia mogą gromadzić się w strumieniach wody i osadu. Dlatego oprócz uzdatniania wody należy badać w jednym, możliwym do skontrolowania systemie również ścieżkę postępowania z medium filtracyjnym, osadem i strumieniami pozostałości.
Nadzór cyfrowy i optymalizacja procesu
SybraHUB to rozwijany system cyfrowego nadzoru i optymalizacji procesu. Jego zadaniem jest ciągłe łączenie danych dotyczących jakości wody, eksploatacji i strumieni materiałowych oraz wspieranie precyzyjnego dostrajania procesów technologicznych.
System może wspierać przygotowanie decyzji na miejscu na podstawie wyników pomiarów, zużycia energii, stanu medium filtracyjnego i danych eksploatacyjnych. Jego szczegółowe funkcje techniczne i ramy zarządzania danymi zostaną uzupełnione na podstawie późniejszego materiału specjalistycznego.