Vláknové kuličky proti mikropolutantům

V Německu je to každoročně 8 000 tun léčiv a jen v největší německé řece Rýn proteče 10 tun mikroplastů Konvenční čistírny odpadních vod si s takovým množstvím mikropolutantů nikdy neporadí. Město Barntrup v severním Porýní-Vestfálsku proto přidalo do své čistírny odpadních vod fázi čištění mikropolutantů - světově unikátní řešení s takzvanými Fuzzy filtry® od společnosti Bosman, automatizované pneumatikou od společnosti Festo.

Ukázalo se, že tyto mikropolutanty nebo stopové látky mají významné důsledky pro životní prostředí: Například některé beta blokátory, antiepileptika a antikoncepční prostředky, které se dostávají do vody, vedou k poškození a změnám v orgánech, genderových charakteristikách a chování ryb. Vědci se v současné době snaží zjistit, jak poškozují lidský organismus.


Aktivní uhlí jako základ

Mikroplasty ve velikostech od pěti mikrometrů do pěti milimetrů a stopové látky lze z velké části odstranit pouze ve čtvrtém stupni čištění. Práškové aktivní uhlí se přidává do vody v kontaktní nádrži. Aktivní uhlí má díky své porézní a křehké struktuře obrovský vnitřní povrch. Z fyzikálního hlediska má čajová lžička prášku s aktivním uhlím stejně velkou plochu jako fotbalové hřiště. Na tomto povrchu mají stopové látky dostatek prostoru pro akumulaci. Voda obohacená aktivním uhlím zůstává v kontaktní nádrži po dobu 15 až 20 minut. Po tomto čisticím procesu chceme aktivní uhlí z vody odstranit, takže je v běžných systémech zapotřebí další nádrž, takzvaná sedimentační nádrž. Zde aktivní uhlí klesá a později se spálí s navázanými stopovými látkami a čistírenským kalem. Kromě kontaktní nádrže pro úpravu aktivním uhlím je nutné také hodně investovat do obrovské sedimentační nádrže, která zabírá neúměrně velké množství prostoru. Měření ukázala, že tento postup odstraní z odpadních vod 80 procent zbytků léčiv a rentgenových kontrastních látek. Čistírny odpadních vod bez tohoto čtvrtého stupně čištění zadržují pouze 30 procent zjištěných stopových látek.

Video: odpadní voda bez mikroplastů a léčiv

Místo velkých investic do sedimentační nádrže se město Barntrup rozhodlo pro výkonnější Fuzzy Filter®. Vše, co potřebujete, je malá budova, kterou lze vidět v zadní části zařízení hned vedle ulice.

Eliminace 95 procent

Odstranění 80 procent mikropolutantů však pro městečko Barntrup ve východním Vestfálsku stále nestačilo, zejména proto, že vyčištěná voda se může dostat říčním systémem do povodí pitné vody. „Proto se v Barntrupu rozhodlo o prvním čisticím systému na světě s Fuzzy Filters® od společnosti Bosman Watermanagement,“ vysvětluje Frank Waermer, výkonný ředitel a konzultant ve strojírenské kanceláři Danjes z Detmoldu. „Použitým filtračním systémem dokonce dosáhneme eliminace 95 procent všech stopových látek a také čištění mikroplastů a fosforu z odpadních vod.“ Inženýrská kancelář Danjes celé zařízení naplánovala a koordinovala jeho implementaci.

„Jádrem filtračního zařízení jsou kuličky Fuzzy Filter®,“ říká Dr. Kathrin Gantnerová, vedoucí kanceláře ve společnosti Bosman Watermanagement GmbH v Berlíně. Bosman je výrobcem filtrů a vločkujících látek. Fuzzy Filter® Balls se skládají ze syntetických vláken, která se pomocí svorky zpracují na kuličku o průměru asi 33 milimetry. Vysoká pórovitost a nízká hustota média zajišťují, že systém Fuzzy-Filter® může absorbovat nejméně dvojnásobné až trojnásobné množství filtrovatelných pevných látek než pískové nebo látkové filtry - skutečně zázračné vlákno proti mikropolutantům.

Kolem a skrz

Na rozdíl od konvenčních filtračních systémů proudí kapalina, která má být filtrována, kolem filtračního materiálu i skrz něj - a ne podél média, jako je tomu u pískových filtrů. Suspenze, která má být filtrována, proudí do distribuční komory pod filtračním ložem. V distribuční komoře je přiváděná voda rovnoměrně distribuována po povrchu filtru před tím, než nateče spodní, pevnou, perforovanou deskou do filtračního lože. Mikropolutanty adsorbované na aktivním uhlí, vysrážený fosfor a mikroplasty jsou zachyceny ve filtračním loži a filtrovaná voda vytéká na horní straně z Fuzzy Filter®.

Jakmile je ve filtračním loži dosaženo stanovené jednotky nefelometrického zákalu nebo předem definovaného maximálního tlaku, je zahájen cyklus zpětného proplachu. Během zpětného proplachu proudí do filtru surová voda a externí ventilátor přidává profuk vzduchem, který uvádí filtrační médium do pohybu. Kuličky filtru, které se volně pohybují mezi perforovanými deskami, jsou turbulentně provětrány vzduchem jakoby při tanci, takže se nahromaděné a uložené částice nečistot z filtru uvolní a vymyjí.

Aktivní uhlí prochází s proplachovací odpadní vodou zpět do provzdušňovací nádrže a je zahájen další proces čištění, protože aktivní uhlí má po prvním proplachu ještě stále kapacitu pro mikropolutanty. Po prvním procesu čištění je pouze částečně zaneseno stopovými látkami. „Tento postup lze několikrát opakovat, takže s Fuzzy Filter® od společnosti Bosman lze zneškodnit mnohem více mikropolutantů než s jednorázovým procesem s aktivním uhlím. Po ukončeném čištění se aktivní uhlí spolu s čistírenským kalem z usazovací nádrže odstraní,“ vysvětluje pan Gantner.

Snadná automatizace

Všechny klapky a šoupátka pro přítok odpadní vody znečištěné mikropolutanty a pro odtok vyčištěné vody se automaticky otevírají a zavírají kyvnými pohony DAPS a přímočarými pohony DLP - vše pneumaticky. Další klapky a šoupátka s výše uvedenými pneumatickými pohony přivádí vzduch pro profuk a otevírají a zavírají odkalovač. V malé čerpací stanici, která čerpá vodu ze stupně biologického čištění do čtvrtého stupně čištění, jsou také použita automatizovaná šoupátka.

V kyvných pohonech DAPS je krouticí moment generován převodem kulisou, aby se překonaly velké počáteční momenty na odtržení armatury. Robustnost a odstupňování krouticího momentu zajišťují bezpečnost armatur s úhlem kyvu omezeným na 90 °, jako jsou kulové ventily a uzavírací klapky. Pneumatické přímočaré pohony DLP působí přímo na šoupátko a umožňují spolehlivé otevírání/zavírání nebo přesné najíždění do různých poloh uzavíracích a regulačních šoupátek.


Pneumatika v technologii odpadních vod

Pohony jsou ovládány modulárními ventilovými terminály MPA s vícepólovým konektorem. Ventilové terminály a jednotky pro úpravu stlačeného vzduchu řady MS6 jsou bezpečně chráněny v rozvaděčích, které společnost Festo dodala hotové a připravené k přímé instalaci. „Jak jsme již viděli v mnoha našich projektech, pneumatické komponenty od společnosti Festo se vyznačují značnou robustností a spolehlivostí,“ říká pan Waermer. „Pneumatika je první volbou v našich vodohospodářských projektech ve srovnání s elektrickými řešeními, protože pneumatické komponenty jsou výrazně levnější a mnohem kompaktnější než ty elektrické. Přinášejí také ochranu proti výbuchu a mohou být v případě výpadku proudu po určitou dobu provozovány se svým zásobníkem stlačeného vzduchu.“

„Expert Festo Winfried Plaßmann vždy stál při nás s technickou kompetencí a velkým nasazením při plánování a realizaci projektu,“ dodává mistr pro odpadní vodu na čistírně Barntrup, pan Hermann Klippenstein. „Zapůsobila na nás nejen spolehlivost a univerzálnost pneumatických systémů - včetně připojení na nadřazené řízení, ale také spolehlivost poradenství,“ říká inženýr Waermer.

zajímavé články

Přehled