Pokazalo se da ti mikroonečišćivači ili tvari u tragovima imaju znatne posljedice za okoliš. Na primjer, određeni beta-blokatori, antiepileptici i kontraceptivi koji dospiju u vodu dovode do oštećenja i promjena u organima, spolnim karakteristikama i ponašanju riba. Znanstvenici trenutačno pokušavaju otkriti kako oštećuju ljudski organizam.
Aktivni ugljen kao osnova
Mikroplastika veličine od pet mikrometara do pet milimetara i tvari u tragovima uglavnom se mogu ukloniti tek u četvrtoj fazi čišćenja. To se postiže dodavanjem aktivnog ugljena u prahu u vodu u kontaktnom spremniku. Aktivni ugljen sa svojom poroznom i krhkom strukturom ima golemu unutarnju površinu. U fizičkom smislu, jedna čajna žličica aktivnog ugljena u prahu ima istu površinu kao nogometno igralište. Ova površina pruža puno prostora za nakupljanje tvari u tragovima. Da bi do toga došlo, voda obogaćena aktivnim ugljenom ostaje u kontaktnom spremniku 15 do 20 minuta. Da bi se aktivni ugljen uklonio iz vode nakon ovog procesa čišćenja, u konvencionalnim sustavima potreban je dodatni spremnik, takozvani taložnik. Aktivni ugljen tone na dno spremnika i poslije se s tvarima u tragovima vezanim za nj odvaja s kanalizacijskim muljem i spaljuje. Osim kontaktnog spremnika za obradu aktivnim ugljenom, potrebno je i veće ulaganje u veliki taložnik koji zauzima nerazmjerno velik prostor. Mjerenja su pokazala da se ovim postupkom iz otpadnih voda uklanja 80 % ostataka lijekova i rendgenskih kontrastnih sredstava. Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda bez ove četvrte faze pročišćavanja zadržavaju samo oko 30 % prikupljenih tvari u tragovima.
Eliminacija od 95 %
Međutim, uklanjanje od 80 % mikroonečišćivača i dalje nije bilo dovoljno za grad Barntrup, pogotovo jer pročišćena voda preko riječne mreže može dospjeti u slijev pitke vode. "Zato se Barntrup odlučio za prvi sustav za pročišćavanje na svijetu s kuglicama Fuzzy Filters® poduzeća Bosman Watermanagement", objašnjava Frank Waermer, izvršni direktor i konzultantski inženjer u inženjerskom uredu Danjes iz Detmolda. "S ovim sustavom filtara možemo eliminirati čak 95 % svih tvari u tragovima te ukloniti mikroplastiku i fosfor iz otpadne vode." Danjes je dizajnirao cijeli sustav i koordinirao njegovu implementaciju.
"Jezgra filtarskog sustava su kuglice Fuzzy Filter®", kaže dr. Kathrin Gantner, voditeljica ureda u poduzeću Bosman Watermanagement GmbH u Berlinu. Bosman je proizvođač sustava za filtre i flokulatore. Kuglice Fuzzy Filter® izrađene su od sintetičkih vlakana koja se uz pomoć kopče prerađuju u kuglu promjera oko 33 milimetra. Zahvaljujući visokoj poroznosti i niskoj gustoći medija sustav Fuzzy Filter® može apsorbirati najmanje dva do tri puta veću količinu krutih tvari koje se mogu filtrirati nego pješčani filtri ili filtri od tkanine – pravo čudesno vlakno u borbi protiv mikroonečišćivača.
Okolo i kroz
Za razliku od konvencionalnih filtarskih sustava, tekućina koju treba filtrirati teče oko filtarskog materijala i kroza nj, a ne uz medij kao kod pješčanih filtara. Suspenzija koju treba filtrirati teče u distribucijsku komoru ispod dna filtra. U distribucijskoj komori dolazna se voda ravnomjerno raspoređuje po površini filtra, a zatim otječe kroz donju fiksnu perforiranu ploču u dno filtra. Mikroonečišćivači adsorbirani aktivnim ugljenom, kao i fosfor i mikroplastika koji su pali na dno spremnika, skupljaju se na dnu filtra, a filtrirana voda s gornje strane otječe iz sustava Fuzzy Filter®.
Čim se na dnu filtra postigne određena vrijednost zamućenja ili unaprijed definirani maksimalni tlak, pokreće se ciklus povratnog ispiranja. Povratno ispiranje uključuje pumpanje sirove vode u filtar dok vanjski ventilator puše zrak za propuhivanje kako bi se filtarski medij pokrenuo. Strujanje zraka uzrokuje turbulencije kuglica filtra, koje se slobodno kreću između perforiranih ploča, kako bi se čestice prljavštine koje prianjaju na filtar i ondje se pohranjuju otpustile i isprale.
Aktivni se ugljen vodom za povratno ispiranje pumpa natrag u aeracijski bazen i započinje daljnji proces pročišćavanja s obzirom na to da aktivni ugljen nakon prvog ciklusa ispiranja i dalje ima kapacitet zadržati mikroonečišćivače. Nakon jednog postupka čišćenja samo je djelomično napunjen tvarima u tragovima. "Ovaj se proces može ponoviti nekoliko puta, što znači da je s pomoću metode Fuzzy Filter® poduzeća Bosman mnogo više mikroonečišćivača moguće učiniti bezopasnima nego s pomoću metode s aktivnim ugljenom koja se sastoji od jednog koraka. U sklopu te metode aktivni se ugljen nakon samo jednog ciklusa pročišćavanja u taložniku miješa s kanalizacijskim muljem i uklanja", objašnjava Gantner.
Jednostavna automatizacija
Ventili i klizači, koji omogućuju ulazak otpadne vode koja sadrži mikroonečišćivače i istjecanje pročišćene vode, automatski se otvaraju i zatvaraju s pomoću aktuatora za četvrtinu okreta DAPS i linearnih pogona DLP – sve pneumatski. Drugi ventili i klizači s navedenim pneumatskim pogonima dovode zrak te otvaraju i zatvaraju odvod mulja. U maloj crpnoj stanici koja pumpa vodu iz faze biološkog pročišćavanja u četvrtu fazu pročišćavanja rade i automatizirani klizači.
U aktuatorima se za četvrtinu okreta DAPS zakretni moment generira s pomoću kinematike poluga-zamah radi prevladavanja visokog zakretnog momenta pri pokretanju s mjesta ventila. Čvrstoća i stupnjevanje zakretnog momenta dodaju razinu sigurnosti ventilima kao što su kuglasti ventili i leptirasti ventili s kutom rotacije ograničenim na 90°. Pneumatski linearni pogoni DLP djeluje izravno na ploču klizača i omogućuje pouzdano otvaranje/zatvaranje leptirastog ventila i zasuna s nožem te postizanje preciznih položaja.
Pneumatika u tehnologiji otpadnih voda
Modularni MPA terminali ventila s višepolnim utikačem upravljaju aktuatorima. Ovi terminali ventila kao i servisne jedinice iz serije MS6 sigurno su zaštićeni u upravljačkim ormarima koje je Festo isporučio spremne za ugradnju. "Kao što smo vidjeli u mnogim našim projektima, pneumatske komponente iz Festa karakterizira visoka razina čvrstoće i pouzdanosti", kaže Waermer. "Za svoje projekte u području vode i otpadnih voda uvijek ćemo se odlučiti za pneumatiku, jer su pneumatske komponente puno jeftinije i puno kompaktnije od električnih. Povrh toga, imaju ugrađenu zaštitu od eksplozije te čak i u slučaju nestanka struje mogu raditi određeno vrijeme zahvaljujući spremniku komprimiranog zraka."
"Festov stručnjak Winfried Plaßmann pružio nam je veliku podršku pri planiranju i izvođenju projekta te nam je velikodušno ponudio svoju stručnost i vrijeme", dodaje Hermann Klippenstein, upravitelj postrojenja za otpadne vode poduzeća Barntrup. "Nisu nas uvjerile samo pouzdanost i propusnost pneumatskih sustava, uključujući vezu sa sustavom upravljanja procesom, nego i pouzdanost savjeta koje smo dobili", kaže inženjer Waermer.
