Fuzzy Filter® Balls: vláknové guľôčky proti mikropolutantom

Vláknové guľôčky proti mikropolutantom

Každý rok 8 000 ton liečiv v Nemecku a 10 ton mikroplastov iba v najväčšej nemeckej rieke Rýn. Bežné čističky odpadových vôd si nikdy nedokážu poradiť s takým množstvom mikropolutantov. Mesto Barntrup v Severnom Porýní-Vestfálsku preto pridalo do svojej čistiarne odpadových vôd stupeň na čistenie mikropolutantov, svetový unikát s takzvanými Fuzzy Filters® od spoločnosti Bosman, ktorý je automatizovaný s pneumatickou technikou Festo.

Ukázalo sa, že tieto mikropolutanty alebo stopové látky majú závažné dôsledky na životné prostredie, Napríklad niektoré betablokátory, antiepileptiká a antikoncepčné prostriedky, ktoré sa dostávajú do vody, spôsobujú u rýb poškodenie a zmeny orgánov, rodových charakteristík a správania. Vedci sa v súčasnosti snažia zistiť, ako poškodzujú ľudský organizmus.


Aktívne uhlie ako základ

Mikroplasty vo veľkostiach od piatich mikrometrov do piatich milimetrov a stopové látky je možné vo veľkej miere odstrániť až pri štvrtom stupni čistenia. Práškové aktívne uhlie sa pridáva do vody v kontaktnej nádrži. Aktívne uhlie so svojou pórovitou a krehkou štruktúrou má obrovský vnútorný povrch. Z fyzikálneho hľadiska má čajová lyžička prášku aktívneho uhlia rovnako veľkú plochu ako futbalové ihrisko. Stopové látky majú dostatok priestoru uložiť sa na tomto povrchu. Voda obohatená aktívnym uhlím sa nechá v kontaktnej nádrži 15 až 20 minút. Na odstránenie aktívneho uhlia z vody po tomto čistiacom procese je v bežných zariadeniach potrebná ďalšia, takzvaná sedimentačná nádrž. Tu aktívne uhlie klesá ku dnu a stopové látky, ktoré sú naň naviazané, sa neskôr oddelia so splaškovými kalmi a spália. Okrem kontaktnej nádrže na úpravu aktívnym uhlím je nevyhnutná väčšia investícia do veľkej sedimentačnej nádrže, ktorá zaberá nepomerne veľké množstvo priestoru. Meraním sa dokázalo, že pri tomto postupe sa odstráni z odpadovej vody 80 percent zvyškov liečiv a kontrastných látok. Čističky odpadových vôd bez tohto štvrtého stupňa čistenia zadržia iba 30 percent stopových látok.

Video: Odpadová voda bez mikroplastov a liekov

Namiesto veľkých investícií do sedimentačnej nádrže sa mesto Barntrup rozhodlo pre výkonnejší Fuzzy Filter®. Potrebovali len malú funkčnú budovu, ktorá sa nachádza v zadnej časti zariadenia hneď vedľa ulice.

Odstránenie až 95 percent

Odstránenie 80 percent mikropolutantov však pre malé mesto Barntrup vo východnom Vestfálsku stále nestačilo, najmä preto, že vyčistená voda sa môže riečnym systémom dostať do oblasti pitnej vody. „Preto sa v Barntrupe rozhodlo o využití prvého čistiaceho zariadenia na svete s Fuzzy Filters® od firmy Bosman Watermanagement,“ vysvetľuje Frank Waermer, riaditeľ a konzultant v projektovej kancelárii Danjes v Detmolde. „Použitým filtračným zariadením dokážeme vylúčiť až 95 percent všetkých stopových látok, ako aj mikroplastov a fosforu z odpadových vôd.“ Projektová kancelária Danjes naplánovala celé zariadenie a koordinovala jeho realizáciu.

„Dôležitou súčasťou filtračného systému sú Fuzzy Filter® Balls,“ hovorí Dr. Kathrin Gantner, manažérka v spoločnosti Bosman Watermanagement GmbH v Berlíne. Bosman je výrobcom filtrov a flokulátorov. Guľôčky Fuzzy Filter® Balls pozostávajú zo syntetických vláken, ktoré sa pomocou sponky vypracujú na guľku s priemerom asi 33 milimetrov. Vysoká pórovitosť a nízka hustota média zaisťujú, že zariadenie Fuzzy-Filter® dokáže absorbovať najmenej dvoj- až trojnásobné množstvo filtrovateľných pevných látok ako pieskové alebo látkové filtre. Je to zázračné vlákno proti mikropolutantom.

Všade a zo všetkých strán

Na rozdiel od konvenčných filtračných systémov tekutina, ktorá sa má filtrovať, prúdi okolo filtračného materiálu aj cezeň, nielen pozdĺž média, ako je to v prípade pieskových filtrov. Suspenzia, ktorá sa má filtrovať, prúdi do distribučnej komory pod filtračným lôžkom. V distribučnej komore sa prichádzajúca voda rovnomerne rozloží po povrchu filtra predtým, ako pretečie spodnou, pevne namontovanou perforovanou doskou do filtračného lôžka. Mikropolutanty adsorbované na aktívnom uhlí, usadený fosfor a mikroplasty sa zachytia vo filtračnom lôžku, ponad ktoré filtrovaná voda vyteká z filtra Fuzzy Filter®.

Len čo sa vo filtračnom lôžku dosiahne špecifikovaná hodnota kalu alebo definovaný maximálny tlak, spustí sa cyklus spätného preplachu. Počas spätného preplach prúdi do filtra surová voda, zatiaľ čo externý ventilátor vháňa prefukovací vzduch, ktorý uvedie filtračné médium do pohybu. Filtračné guľôčky, ktoré sa voľne pohybujú medzi perforovanými doskami, prúdiaci vzduch akoby roztancuje, takže sa nahromadené častice nečistôt uvoľnia a vyplavia z filtra.

Aktívne uhlie sa privedie s odpadovou vodou späť do prevzdušňovacej nádrže a spustí sa ďalší proces čistenia, pretože aktívne uhlie má aj po prvom preplachu kapacitu absorbovať mikropolutanty. Po procese čistenia je iba čiastočne naplnené stopovými látkami. „Tento proces sa môže opakovať niekoľkokrát, takže využitím Fuzzy Filter® od spoločnosti Bosman je možné zneškodniť oveľa viac mikropolutantov ako jednorazovým využitím aktívneho uhlia. Pri jednorazovom využití sa aktívne uhlie po jednom čistení spojí s kalom v usadzovacej nádrži a odstráni,“ vysvetľuje Gantner.

Automatizácia je ľahká

Automatizované otváranie a zatváranie všetkých klapiek a posúvačov pre prítok splaškov kontaminovaných mikropolutantmi a pre odtok vyčistenej vody vykonávajú kyvné pohony typu DAPS a lineárne pohony DLP, všetko pneumatické. Ďalšie klapky a posúvače s uvedenými pneumatickými pohonmi privádzajú prefukovací vzduch a otvárajú a zatvárajú vypustenie kalu. V malej prečerpávacej stanici, ktorá čerpá vodu zo stupňa biologického čistenia do štvrtého stupňa čistenia, sú v činnosti aj automatizované posúvače.

Pri kyvnom pohone DAPS sa krútiaci moment vytvára kinematikou páky a vahadla, aby sa prekonali vysoké odtrhávacie momenty armatúry. Robustnosť a odstupňovanie krútiaceho momentu zaisťujú bezpečnosť armatúr s obmedzeným uhlom kyvu 90°, ako sú guľové ventily a uzatváracie klapky. Pneumatické lineárne pohony DLP pôsobia priamo na dosku posúvača a umožňujú spoľahlivé otváranie/zatváranie alebo presné polohovanie posúvačov uzatváracích a regulačných ventilov.


Pneumatická technika a odpadové vody

Modulárne ventilové multipólové terminály MPA ovládajú pohony. Tieto ventilové terminály a jednotky úpravy vzduchu radu MS6 sú bezpečne chránené v rozvádzačoch, ktoré spoločnosť Festo dodala pripravené na inštaláciu. „Ako sme už videli v mnohých našich projektoch, pneumatické komponenty Festo sa vyznačujú vysokou robustnosťou a spoľahlivosťou,“ hovorí Waermer. „Pneumatickú techniku pri našich projektoch pre vodu a čistenie vody uprednostňujeme pred elektrickými riešeniami, pretože pneumatické komponenty sú výrazne cenovo výhodnejšie a oveľa kompaktnejšie ako elektrické. Prinášajú so sebou aj ochranu proti výbuchu a vďaka zásobníku stlačeného vzduchu je možné ich určitý čas ovládať aj v prípade výpadku prúdu.“

„Pri plánovaní a realizácii projektu stál pri nás odborník spoločnosti Festo Winfried Plaßmann, ktorý mal bohaté technické poznatky a bol veľmi zapálený pre vec,“ dodáva vedúci pre odpadové vody v spoločnosti Barntrup, Hermann Klippenstein. „Presvedčila nás nielen spoľahlivosť a kvalita pneumatických systémov vrátane pripojenia k systému riadenia procesu, ale aj spoľahlivosť pri poradenstve,“ hovorí inžinier Waermer.

Zaujímavý článok

Prehľad