Szálas golyók a mikroszennyező anyagok ellen

Évente 8000 tonna gyógyszer kerül Németország folyóvizeibe, illetve és 10 tonna mikroműanyag csak az ország legnagyobb folyójába, a Rajnába. A hagyományos szennyvíztisztító telepek ilyen mennyiségű mikroszennyező anyaggal már nem tudnak megbirkózni. Ezért az észak-rajna–vesztfáliai Barntrup városa egy mikroszennyezőanyag-kezelési fokozattal bővítette szennyvíztisztító telepét, a világon egyedülálló módon a Bosman úgynevezett Fuzzy Filters® szűrőivel, amelyeket a Festo pneumatikával automatizáltak.

Ezek a mikroszennyező anyagok vagy nyomelemek bizonyítottan jelentős környezeti károkat okoznak: Például a vízbe kerülő egyes béta-blokkolók, epilepszia elleni gyógyszerek és fogamzásgátlók, károsítják és elváltozásokat okoznak a halak szerveiben, szexuális jellemzőiben és viselkedésében. A tudósok jelenleg azt próbálják kideríteni, hogyan károsítják az emberi szervezetet.


Aktív szén mint alap

Az öt mikrométer és öt milliméter közötti mikroműanyagok és a nyomelemek nagyrészt csak egy negyedik tisztítási fokozattal távolíthatók el. Ebben porított aktív szenet adagolnak egy kontaktmedencébe. Az aktív szén porózus és töredezett szerkezetének köszönhetően hatalmas belső felülettel rendelkezik. Egy teáskanálnyi aktív szénpor felülete akkora, mint egy futballpálya. Ekkora felületen bőven van helyük lerakódni a nyomelemeknek. Az aktív szénnel dúsított víz 15–20 percig marad a kontaktmedencében. Ahhoz, hogy a tisztítási folyamat után eltávolítható legyen az aktív szén a vízből, a hagyományos víztisztító telepeken egy további medencére, egy úgynevezett ülepítőmedencére van szükség. Az aktív szén lesüllyed annak fenekére, majd azt a hozzá kapcsolódó nyomanyagokkal és a szennyvíziszappal együtt leválasztják és elégetik. Az aktívszenes kezeléshez szükséges kontaktmedencén kívül jelentős beruházásként merül fel még egy nagyméretű ülepítőmedence, amely aránytalanul nagy helyet foglal el. Mérésekkel kimutatták, hogy ezzel az eljárással a gyógyszermaradványok 80 százalékát, valamint a röntgenkontrasztanyagokat is el lehet távolítani a szennyvízből. A szennyvíztisztító telepek e negyedik tisztítási fokozat nélkül csak a regisztrált nyomelemek 30 százalékát tartják vissza.

Videó: Szennyvíz mikroműanyagok és gyógyszerek nélkül

Barntrup városa az ülepítőmedencébe történő nagymértékű beruházás helyett a hatékonyabb Fuzzy Filter® szűrőt választotta. Ehhez csupán egy kis épületre van szükség, amely a létesítmény hátsó végén, közvetlenül az út mellett látható.

95 százalék hatékonyságú szűrés

A mikroszennyező anyagok 80 százalékának eltávolítása azonban még mindig kevés volt a kelet-vesztfáliai Barntrup kisvárosa számára, különösen azért, mert a megtisztított víz egy folyórendszeren keresztül az ivóvízgyűjtő területre kerülhet. „Ezért Barntrup úgy döntött, hogy a világon elsőként a Bosman Watermanagement Fuzzy Filters® szűrőkkel ellátott tisztítórendszerét alkalmazza” – magyarázza Frank Waermer, a detmoldi Ingenieurbüro Danjes ügyvezetője és mérnök tanácsadója. „Az alkalmazott szűrőrendszerrel az összes nyomelem 95 százalékát eltávolíthatjuk, továbbá megszabadítjuk a szennyvizet a mikroműanyagoktól és a foszfortól.” A teljes üzemet a Danjes mérnöki iroda tervezte meg, és a kivitelezést is koordinálta.

„A szűrőrendszer fő részei a Fuzzy Filter® golyók” – mondja Dr. Kathrin Gantner, a berlini Bosman Watermanagement GmbH irodavezetője. A Bosman szűrőket és a pelyhesítő berendezéseket gyárt. A Fuzzy Filter® golyók szintetikus szálakból állnak, amelyeket egy kapocs segítségével körülbelül 33 milliméter átmérőjű golyóvá formálnak. A golyók nagy porozitása és alacsony sűrűsége biztosítja, hogy a Fuzzy Filter® rendszer legalább két-háromszor annyi szűrhető szilárd anyagot képes felszívni, mint a homok- vagy szövetszűrők. Ez egy igazi csodaszál a mikroszennyező anyagok ellen.

Körbe-körbe

A hagyományos szűrőrendszerekkel ellentétben a szűrendő folyadék a szűrőanyag körül és azon keresztül áramlik, és nem a közeg mentén, mint a homokszűrőknél. A szűrendő szuszpenzió a szűrőágy alatti elosztókamrába áramlik. Az elosztókamrába beérkező víz egyenletesen oszlik el a szűrőfelületen, majd az alsó perforált lemezen keresztül a szűrőágyba áramlik. Az aktívszén által adszorbeált mikroszennyező anyagok, a kicsapódott foszfor és a mikroműanyagok a szűrőágyban gyűlnek össze, a szűrt víz pedig a Fuzzy Filter® tetején folyik ki.

Amint a szűrőágy elér egy előre definiált zavarossági értéket vagy abban egy definiált érték fölé nő a nyomás, elindul a visszaöblítési ciklus. A visszaöblítés közben nyers víz áramlik a szűrőbe, miközben egy külső ventilátor öblítőlevegőt fúj be, hogy mozgásba hozza a szűrőközeget. A légáramlás hatására örvényleni kezdenek a perforált lemezek között szabadon mozgó szűrőgolyók, így fellazulnak és kimosódnak a szűrőből a felgyülemlett és lerakódott szennyeződések.

Az aktív szén az öblítésre használt szennyvízzel együtt visszakerül az eleveniszapos medencébe, majd elindul újabb tisztítási folyamat, mivel az aktív szén az első öblítési ciklus után még további mikroszennyező anyagot képes megkötni. A tisztítási folyamat után csak minimális mennyiségű nyomelemek található benne. „Ez a folyamat többször is megismételhető, így a Bosman Fuzzy Filter® eljárásával sokkal több mikroszennyező anyag ártalmatlanítható, mint az egyszer használatos aktívszenes eljárással. Ez utóbbinál egyetlen tisztítási ciklus után az ülepítőmedencébe kerül az aktív szén az iszappal együtt, majd leszivattyúzzák” – magyarázza Gantner.

Automatizálás egyszerűen

A mikroszennyező anyagokat tartalmazó szennyvíz beáramlásához és a tisztított víz kiáramlásához szükséges valamennyi pillangószelep és tolózár automatikus nyitását és zárását a DAPS fordító hajtóművek és a DLP lineáris hajtóművek végzik pneumatikusan. További pneumatikus hajtású pillangószelepek és tolózárak vezetik be az öblítőlevegőt, valamint nyitják és zárják az iszapkivezető nyílást. A kis szivattyútelepben, amely a biológiai tisztítási fokozatból a negyedik tisztítási fokozatba szivattyúzza a vizet, szintén automata tolózárak működnek.

A DAPS fordító hajtóműnél egy kar-himba kinematika hozza létre a nyomatékot a szelep nagy kitörési nyomatékainak leküzdése érdekében. A komponens strapabírása és többfokozatú nyomatéka biztonságot szavatol a 90°-os forgásszögre korlátozott szerelvényeknél, például gömbcsapoknál és pillangószelepeknél. A DLP pneumatikus lineáris hajtóművek közvetlenül a tolólapra hatnak, és lehetővé teszik a pillangószelepek és tolózárak megbízható nyitását és zárását, vagy akár a pontos ráállást a különböző pozíciókra.


Pneumatika a szennyvíztechnikában

A moduláris MPA szelepszigetek többpólusú vezérléssel vezérlik a hajtóműveket. A szelepszigetek, valamint az MS6 sorozat sűrítettlevegő-előkészítő egységei védett helyen vannak elhelyezve a Festo által szállított vezérlőszekrényekben. „Ahogy azt már számos projektünkben megtapasztaltuk, a Festo pneumatikus komponenseit nagyfokú strapabírás és megbízhatóság jellemzi” – mondja Waermer. „Víz- és szennyvízprojektjeinknél mindig a pneumatika mellett döntünk az elektromos megoldásokkal szemben, mivel a pneumatikus komponensek lényegesen olcsóbbak és sokkal kompaktabbak, mint az elektromosak. Ezenkívül működési elvüknek köszönhetően robbanásvédettek is, és a sűrített levegős tartályuk révén még áramkimaradás esetén is működnek egy bizonyos ideig.”

„A projekt tervezése és megvalósítása során a Festo szakértője, Winfried Plaßmann mindig szakértő segítséget nyújtott és nagyfokú elkötelezettségről tett tanúbizonyságot” – teszi hozzá Hermann Klippenstein, a Barntrup szennyvízkezelő mestere. „Nemcsak a pneumatikus rendszerek megbízhatósága és sokoldalúsága, - beleértve a folyamatirányítási rendszerhez való csatlakoztatást is - hanem a tanácsadás megbízhatósága is meggyőzött minket” – mondja Waermer.

Érdekes cikkek

szeptember 2020

Áttekintés