Anlage in Visalia verwandelt Abfall in Wasser

Die 152 Millionen US-Dollar teure Modernisierung der Abwasseraufbereitungsanlage der Stadt recycelt Abwasser zu Bewässerungswasser, um den Grundwasserverbrauch auszugleichen

Von Reggie Ellis @Reggie_SGN

VISALIA – Das größte öffentliche Bauprojekt in der Geschichte der Stadt wurde letzten Monat vollständig in Betrieb genommen.

Auf seiner Sitzung am 20. August genehmigte der Stadtrat von Visalia eine Mitteilung über den Abschluss der 152 Millionen US-Dollar teuren Modernisierung seiner Abwasseraufbereitungsanlage westlich des Highway 99. Die Anlage, die Ende Juli offiziell in Betrieb genommen wurde, wird Abwasser reinigen in recyceltes Wasser umgewandelt, das zur Bewässerung von Landschafts- und Ackerland verwendet werden kann.

Jim Ross, Leiter der öffentlichen Arbeiten bei Visalia, sagte, die Anlage werde etwa 40 Acre-Fuß Wasser pro Tag produzieren, was 14.000 Acre-Fuß Wasser pro Jahr oder etwa der Hälfte des jährlichen Wasserverbrauchs von Visalia entspricht. Deshalb hat die Stadt es offiziell in Visalia Water Reclamation Facility umbenannt.

„Es ist so etwas wie ein riesiger Kaffeefilter, der Wasser durchlässt und sonst nichts“, sagte Ross.

Jason Rodrigues, Betriebsleiter von Gray WaterPlants, sagte, die Anlage nutze in jeder Hinsicht innovative Technologie. Nach der Toilettenspülung fließt das Wasser bergab zur Abwasseraufbereitungsanlage südwestlich der Stadtgrenzen über den Highway 99 und südlich des Highway 198. Das „graue Wasser“ gelangt in das Oberrohr, wo Schaber große Abfall- und Sandstücke entfernen, die die Pumpen beschädigen können die Wasser von einer Behandlungsstufe zur nächsten transportieren.

Von dort wird das Wasser in Klärbecken oder große Becken gepumpt, wo Paddel über die Oberseite des Wassers gleiten, um schwimmende Abfälle wie Fette, Fette und Öle zu entfernen, und dann den Boden abkratzen, um schwerere Abfälle zu entfernen. Dieser Prozess wird als Primäraufbereitung bezeichnet und verlangsamt auch die Geschwindigkeit des Wassers, um eine Überlastung der Pumpen zu vermeiden.

Das Wasser durchläuft dann einen Feinsiebprozess, bei dem nicht abgesetzte Feststoffe aus dem Wasser entfernt werden, bevor es zurück in einen Sammelbereich geleitet wird, der als Belüftungsbecken bekannt ist. Große Luftpumpen blasen Millionen kleiner Bläschen ins Wasser, um Bakterien zu fördern, die Ammoniak in Nitrite und dann in Stickstoffgas umwandeln, das in die Atmosphäre abgegeben und aus dem Wasser entfernt wird. Das Wasser wird dann zu einem der einzigartigsten Aspekte der Anlage, dem Membranbioreaktor (MBR), geleitet, wo es durch Millionen von Strohhalmen gesaugt wird, die mit Löchern von der Hälfte des Durchmessers eines menschlichen Haares perforiert sind. Alle verbleibenden Feststoffe werden durch diese mikroskopisch kleinen Löcher herausgedrückt, während das Wasser von der Sekundärbehandlung zur Tertiärbehandlung transportiert wird. Die Anlage von Visalia ist die 13. größte MBR-Anlage der Welt und die fünftgrößte in den Vereinigten Staaten.

Nach dem MBR wird das Wasser langsam durch einen UV-Desinfektionsbereich geleitet, wo Hunderte von UV-Lampen alle Mikroorganismen sterilisieren, die die primäre und sekundäre Behandlung überstanden haben könnten, und das Wasser ohne den Einsatz von Chlor desinfizieren, das in großen Mengen gefährlich für den Stall ist vor Ort. Nach der dritten Aufbereitungsstufe sagte Rodrigues, dass das Wasser alle kalifornischen Standards für Trinkwasser erfülle.

„Das Wasser ist sauber genug, um es zu trinken, aber es ist nicht legal, es zu trinken“, sagte er. „Das Einzige, wofür man es verwenden kann, ist die Bewässerung.“

Lila Rohr Sobald das Wasser aufbereitet wurde, wird es durch eine Reihe violetter Rohre aus der Anlage gepumpt. Das recycelte Wasser wird als Ausgleich für das aus dem Boden gepumpte Wasser zur Bewässerung des Plaza Park, des Valley Oaks Golf Course und städtischer landwirtschaftlicher Flächen in der Nähe des Flughafens und der Kläranlage verwendet. Aufgrund von Problemen in mehreren Gebieten wird recyceltes Wasser derzeit nur auf dem Agrarland in der Nähe des Flughafens verwendet. Die Stadt geht davon aus, dass die Probleme im Bewässerungssystem des Golfplatzes irgendwann in diesem Monat behoben werden. Das Bewässerungssystem im Plaza Park muss geändert werden, bevor Wasser dorthin geliefert werden kann, was möglicherweise erst im nächsten Sommer der Fall sein wird.

Im letzten Schritt der tertiären Abwasserbehandlung der Stadt wird Wasser durch Millionen spaghettiartiger Strohhalme mit perforierten Löchern vom halben Durchmesser eines menschlichen Haares gesaugt, um mikroskopisch kleine Bakterien und Feststoffe zu entfernen. Foto von Reggie Ellis.

Die wichtigste Rolle, die das recycelte Wasser spielen wird, ist der Wasseraustausch zwischen der Stadt und dem Tulare Irrigation District (TID). Im Rahmen der Vereinbarung von 2013 stellt die Stadt jährlich 12.000 Acre-Fuß recyceltes Wasser im Austausch für 6.000 Acre-Fuß Oberflächenwasser zur Wiederauffüllung des Grundwasserleiters zur Verfügung. TID wird erst irgendwann in diesem Monat an die violette Leitung angeschlossen, aber die Stadt hat seit 2016 bereits 25.000 Acres Wasser an die Stadt geliefert. Das entspricht in etwa der Wassermenge, die Visalia jedes Jahr aus dem Boden pumpt. Ross sagte, der Austausch sei für beide Parteien gleichermaßen wichtig, da TID jedes Jahr eine zuverlässige Wasserversorgung erhalten werde, während die Stadt ihren Bedarf an Grundwasserauffüllung decken und gleichzeitig weniger aus dem Boden pumpen könne. Die Grundwasserneubildung wird nach 2020 immer wichtiger, wenn das Sustainable Groundwater Management Act (SGMA) in Kraft tritt und Wasserbehörden dazu verpflichtet, das Grundwasser mindestens mit der Wassermenge wieder aufzufüllen, die es aus dem Grundwasserleiter gepumpt hat.

Eine Zeremonie zum Durchschneiden des Bandes für die gesamte Anlage wird entweder in diesem oder im nächsten Monat stattfinden, zeitgleich mit den ersten Wasserlieferungen an TID.

Schwarzer KuchenAlle aus dem Wasser entfernten Feststoffe werden dann zu anaeroben Fermentern geleitet. Diese großen Tanks werden auf einer Temperatur von 98,6 Grad gehalten, um einen organischen Prozess zu schaffen, bei dem die Biofeststoffe in festeren Schlamm und Gas zerlegt werden.

„Es funktioniert genauso wie Ihr Magen, aber in einem viel größeren Maßstab“, sagte Rodrigues. „Es kann durch Bakterien krank werden oder sich verschlechtern, wenn die Bedingungen nicht stimmen. Dann schalten wir es ab, beheben das Problem und sorgen dafür, dass alles ordnungsgemäß funktioniert.“

Der Prozess trennt den Schlamm in Feststoffe und Gase. Das feste Material wird dann durch große Schneckenpressen geschickt, die sich sehr langsam drehen, um die Feuchtigkeit aus den Feststoffen herauszupressen. Die übriggebliebenen Feststoffe werden dann zum unappetitlichsten „Kuchen“ aller Zeiten verarbeitet. Nach dem Schaben, Quetschen und Quetschen ist das Endergebnis ein Material, das zu fast 23 % fest ist, was weit über den typischen 18 % liegt, die die meisten Einrichtungen anstreben. Die erdähnliche Substanz wird dann zur Entsorgung vom Standort abtransportiert.

Gase aus dem Fermenter werden an das Renewable Power Generation System (RPGS) der Anlage abgegeben, wo sie einen Motor antreiben, der Strom erzeugt, um den Betrieb der Anlage zu unterstützen. Dies ist gekoppelt mit einem Solarpark mit Photovoltaikmodulen, die den Sonnenstand den ganzen Tag über verfolgen. Zusammen erzeugen die beiden Systeme bis zu 2 Megawatt (MW) Energie pro Tag oder genug, um 2.000 Haushalte ein Jahr lang mit Strom zu versorgen, um die erhöhte Stromlast der vollautomatischen Anlage auszugleichen, die 40 MW pro Tag verbraucht. Die 67 Hektar große Anlage wird von 10 Personen betrieben und von einer fünfköpfigen Besatzung gewartet.

Red TapeRodriguez sagte, dass es sich bei der hochmodernen Anlage um ein kompliziertes System handele, bei dem künstliche Geräte zur Simulation organischer Prozesse in großem Maßstab eingesetzt würden.

Sie können sich also vorstellen, dass es unterwegs ein paar Probleme gab.

Ein Jahr nach Baubeginn im März 2014 teilte Southern California Edison der Stadt mit, dass der Stromverbrauch im Stromnetz eine Versorgung über zwei separate Stromkreise erforderlich mache. Durch die Umrüstung auf neue Technologien wurden auch ganze Bauwerke überflüssig, von denen viele abgerissen werden mussten, nachdem die neuen in Betrieb genommen worden waren.

Der größte Rückschlag war das RPG, das immer noch nicht online ist. Nachdem der Zulieferer 2013 den Auftrag zum Bau einer Anlage auf Basis der Mikroturbinentechnologie erhalten hatte, ging er in die Insolvenz. Der Auftrag wurde dann an einen zweiten Lieferanten abgetreten, der ebenfalls Insolvenz anmeldete. Anfang 2014 bewertete die Stadt das RPGS neu und beschloss, ein System mit Verbrennungstechnologie zu bauen. Im Februar 2018 verweigerte der San Joaquin Valley Air Pollution Control District die Baugenehmigung, sofern nicht zusätzliche Emissionskontrollen in das System integriert wurden. Um das Problem zu lösen, muss die Stadt zusätzliche Ausrüstung im Wert von 300.000 US-Dollar kaufen, einen Änderungsauftrag genehmigen, neue Zeichnungen erstellen und einen neuen Vertrag mit einem neuen Auftragnehmer unterzeichnen. Durch die Änderungen am RPGS erhöhten sich die Kosten der Anlage um 5,7 Millionen US-Dollar.

Insgesamt wurden beim Bau der Anlage 23 Änderungsaufträge bearbeitet, was den Preis um 11 Millionen US-Dollar erhöhte und den Zeitrahmen um eineinhalb Jahre verlängerte. Der Großteil des Projekts wurde mit 96,4 Millionen US-Dollar aus dem Clean Water State Revolving Fund finanziert, der über einen Zeitraum von 30 Jahren zu einem Zinssatz von 2,1 % zurückgezahlt wird. Die Stadt erhielt Zuschüsse in Höhe von 18,4 Millionen US-Dollar aus Dürrenotfallfonds, Wassermanagementfonds, dem US Bureau of Reclamation und Southern California Edison. Die restlichen 41 Millionen US-Dollar wurden aus dem Wastewater Enterprise Fund der Stadt bezahlt, der durch monatliche Abwasserrechnungen finanziert wird. Um Geld für das Projekt zu sparen und das Darlehen zurückzuzahlen, genehmigte der Stadtrat ab 2009 eine vierjährige Erhöhung der Abwassergebühren. Die endgültige Erhöhung trat im Juli 2012 in Kraft und seit letztem Jahr zahlten die Einwohner von Visalia die Abwassergebühren Zweitgünstigste Tarife für Abwasserkanäle im Tulare County mit 26,40 $.