Mieszadła średnioobrotowe i pompy do recyrkulacji wewnętrznej w oczyszczalni ścieków dla miasta i gminy Wyszków w Rybienku Starym
Ogólne informacje o inwestycji:
W 2021 roku zakończono przebudowę oczyszczalni ścieków dla miasta i gminy Wyszków w Rybienku Starym. Prace polegały m.in. na przebudowie części biologicznej oczyszczalni (komór osadu czynnego i stabilizacji osadów) oraz instalacji do odwadniania osadów. Podczas modernizacji usunięto dotychczasowe wyposażenie produkcji innej firmy i zamontowano nowe mieszadła oraz pompy recyrkulacyjne marki Wilo, co pozwoliło zmierzyć i porównać pobory mocy mieszadeł przed i po modernizacji. Łącznie zainstalowano 12 mieszadeł średnioobrotowych i dwie pompy do recyrkulacji wewnętrznej. Dostawy były realizowane we wrześniu - październiku 2020 roku i swoim zakresem objęły następujące urządzenia:
- pompa FA 25.31Z + T 20.1-6/22G, Pn = 9 kW - 2 szt. (do komory nitryfikacji),
- mieszadło TR 60-2.24-4/12 S Pn=4,5 kW ze śmigłem ze stali 1.4462 - 6 szt. (do komór stabilizacji osadów),
- mieszadło TR 90-2.12-6/8 Pn=1,75 kW ze śmigłem PUR - 6 szt. (do komór denitryfikacji i defosfatacji).
Wyzwanie – problem do rozwiązania:
Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o. w Wyszkowie obchodzi w tym roku swoje 25-lecie. Przedsiębiorstwo, które posiada lata doświadczeń i stawia sobie coraz ambitniejsze cele, wybiera dostawców oferujących rozwiązania zapewniające pewność działania, energooszczędność, wysoką jakość materiałów i urządzeń, a także profesjonalny serwis.
Zarząd konsekwentnie pilnuje, aby wszystkie nowe inwestycje, modernizacje i przebudowy generowały jak największe oszczędności energii. Zgodnie z tą strategią w latach 2015-2018 kilkudziesięcioletnie tradycyjne przepompownie ścieków ul. 1 Maja oraz na ul. Pułtuskiej zostały wymienione na nowoczesne i energooszczędne tłocznie ścieków firmy Wilo, które już od kilku lat generują ponad 30 % oszczędności energii w stosunku do stanu sprzed modernizacji, co jest wymierną korzyścią z inwestycji.
Te same ambitne cele i wymagania zostały postawione urządzeniom zamontowanym w trakcie modernizacji oczyszczalni ścieków. Mieszadła Wilo spełniały wymogi postawione w specyfikacji (np. maksymalne pobory mocy, maksymalne ilości obrotów), dlatego oferta została zaakceptowana przez Generalnego Wykonawcę (firmę EkoPartnerzy).
Korzystając z okazji, firma Wilo jeszcze przed demontażem starego wyposażenia zmierzyła pobór prądu przez dotychczas używane urządzenia, a następnie przeprowadziła kolejny pomiar po ich wymianie na mieszadła Wilo. W ten sposób można było porównać uzyskane dane, aby sprawdzić, jakie korzyści przynoszą wysokosprawne mieszadła Wilo.
Na etapie wcześniejszych koncepcji proponowano montaż mieszadeł szybkoobrotowych. Ich zastosowanie wiązałoby się z niższym kosztem inwestycji, ale również z większym zużyciem energii elektrycznej. Zamawiający określił więc w specyfikacji wymagania w taki sposób, aby zagwarantować sobie niższe koszty późniejszej eksploatacji. Mieszadła średnioobrotowe cechują się znacznie wyższą żywotnością i mniejszym zużyciem mocy niż mieszadła szybkoobrotowe, gwarantując przy tym prawidłową pracę części biologicznej oczyszczalni ścieków.
W dniu 22 września 2020 roku dokonano pomiarów elektrycznych starych mieszadeł zamontowanych w komorze defosfatacji reaktora biologicznego w ciągu nr 1. Przy użyciu miernika Sonel PQM-707 zmierzono napięcia, natężenia, częstotliwość, współczynniki i asymetrie, otrzymując tym samym wszystkie składowe mocy i energii.
Kolejne pomiary przeprowadzono w dniu 27 kwietnia 2022 roku – już na nowym mieszadle TR 90-2.12-6/8, które zostało zamontowane w tej samej komorze defosfatacji podczas modernizacji oczyszczalni.
Ponieważ wszystkie komory KDP i KDN ciągów biologicznego oczyszczania mają te same wymiary i zamontowano w nich te same nowe mieszadła, wyniki należy traktować całościowo.
Pomiary mieszadła przed modernizacją
W tabeli 1 zestawiono napięcie, natężenie prądu i pobór mocy czynnej P1.1.
Średni pobór mocy P1.1. = 3,500 kW
Tabela 1 - zestawienie najważniejszych parametrów z pomiaru mieszadła przed modernizacją
Pomiary nowego mieszadła TR 90-2.12-6/8
W tabeli 2 zestawiono napięcie, natężenie prądu i pobór mocy czynnej P1.1.
Średni pobór mocy P1.1 = 0,957 kW
Tabela 2 - zestawienie najważniejszych parametrów z pomiaru mieszadła TR 90-2.12-6/8
Zastosowane rozwiązania Wilo i wynikające z tego korzyści:
Stwierdzono, że nowo zainstalowane mieszadło TR 90-2.12-6/8 firmy Wilo pobiera o 2,543 kW mniej energii niż urządzenie stosowane przed modernizacją. Różnica mocy wyniosła 73 %! Oznacza to, że mieszadła Wilo zapewniają wymagane parametry, zużywając przy tym mniej niż 30% mocy potrzebnej na ten sam cel przed modernizacją.
Biorąc pod uwagę, że mieszadła pracują 24 h/d i jest ich 6 sztuk, wymiana starych urządzeń na nowe TR 90-2.12-6/8 oznacza istotne oszczędności energii:
- na rok – 2,543*24*365 * 6= 133 660 kWh
- na 10 lat – 1,34 GWh.
Przy cenie energii elektrycznej 0,39 zł/kWh otrzymujemy następujące oszczędności z wymiany mieszadeł:
- na rok – 133 660 * 0,39 = 52 127 zł.
- na 10 lat – 521 270 zł.
W związku z tym zakup mieszadeł mógłby się zwrócić już nawet po 4 latach, a przy rosnących cenach energii nawet szybciej.
Obecnie PWIK Sp. z o.o. w Wyszkowie płaci stawkę ok. 39 gr za kWh (obrót + dystrybucja), jednak ceny te każdego roku się zmienią i wynikają z podpisanych Umów z dostawcą energii, dlatego realna oszczędność z zastosowania mieszadeł Wilo będzie jeszcze większa.
Montaż mieszadeł w komorze stabilizacji KTSO wygenerował dalsze oszczędności, ale urządzenia te nie podlegały pomiarom w ramach niniejszego opracowania.
Korpusy mieszadeł zostały pokryte specjalną powłoką CEram C0 w celu zabezpieczenia przed korozją, co dodatkowo wydłuża ich żywotność. Czujnik wilgoci umieszczony w komorze uszczelnień odpowiednio wcześniej wykrywa ewentualne przecieki, jeszcze zanim przeciek uszkodzi silnik.
Profesjonalny serwis dokonuje corocznych przeglądów mieszadeł, które wymagają wymiany oleju raz na rok.
Od czasu uruchomienia urządzeń Wilo w grudniu 2020 roku nie powodowały one żadnych problemów, nie było również konieczności wymiany uszczelnień. Wymieniano jedynie olej w ramach regularnych przeglądów.
Produkty Wilo zastosowane w PWIK Sp. z o.o. w Wyszkowie sprawdziły się jako niezawodne, nowoczesne i energooszczędne rozwiązania służące zarówno do transportu (jako tłocznie ścieków), jak i do oczyszczania ścieków. Ponadto przeglądy realizowane przez fachowy serwis zapewniają, że urządzenia te będą służyć bezawaryjnie przez kolejne lata.
