Було доведено, що ці мікрозабруднювачі або мікроелементи мають значні наслідки для навколишнього середовища: наприклад, деякі бета-блокатори, протиепілептичні препарати та протизаплідні засоби, потрапляючи у воду, викликають пошкодження та зміни органів, статевих ознак і поведінки риб. Наразі вчені намагаються з'ясувати, як вони шкодять людському організму.
Активоване вугілля як основа
Здебільшого мікропластик розміром від п’яти мікрометрів до п’яти міліметрів і мікрочастинки можна видалити лише на четвертому етапі очищення. Порошок активованого вугілля змішується з водою в контактному резервуарі. Активоване вугілля з його пористою і розсипчастою структурою має велику внутрішню поверхню. У фізичному вираженні одна чайна ложка порошку активованого вугілля має таку ж площу поверхні, як і футбольне поле. Ця площа поверхні забезпечує багато місця для накопичення мікрочастинок. Збагачену активованим вугіллям воду витримують у контактному резервуарі протягом 15-20 хвилин. Для видалення активованого вугілля з води після цього процесу очищення, на звичайних установках потрібен додатковий резервуар, який називається відстійником. Активоване вугілля осідає на дно резервуара і разом з приєднаними мікрочастинками потім відокремлюється від осаду стічних вод і спалюється. Крім контактного резервуара для обробки активованим вугіллям, потрібні ще більші інвестиції у великий відстійник, який займає непропорційно великий простір. Вимірювання показали, що цей метод дозволяє видалити 80 відсотків фармацевтичних залишків та рентгеноконтрастних речовин із стічних вод. Установки для очищення стічних вод без четвертого етапу очищення утримують лише близько 30 відсотків зібраних мікрочастинок.
Видалення 95 відсотків
Видалення 80 відсотків мікрозабруднювачів все ще виявилося недостатнім для невеликого містечка Барнтруп у Східній Вестфалії, тим більше, що очищена вода може потрапити до водозбору питної води через річкову мережу. "Тому в Барнтрупі було прийнято рішення про першу в світі систему очищення з фільтрами Fuzzy Filters® від Bosman Watermanagement", — пояснює Франк Вермер, генеральний директор та інженер-консультант інженерного офісу Danjes у Детмольді. "За допомогою цієї системи фільтрів ми можемо видалити до 95 відсотків усіх мікрочастинок, а також очистити стічні води від мікропластику та фосфору". Інженерний офіс Danjes спланував всю систему та координував її впровадження.
"Серцевиною фільтрувальної системи є кулькові фільтри Fuzzy Filter® Balls", — каже д-р. Катрін Гантнер, керівник відділу в компанії Bosman Watermanagement GmbH у Берліні. Компанія Bosman є виробником фільтрів та флокуляторів. Кулькові фільтри Fuzzy Filter® Balls виготовлені з синтетичних волокон і за допомогою затискача формуються у кульку діаметром близько 33 міліметрів. Висока пористість і низька щільність середовища гарантують, що система Fuzzy-Filter® може поглинати щонайменше в два-три рази більше фільтрованих твердих речовин, ніж пісочні або тканинні фільтри - справжнє чудо-волокно в боротьбі з мікрозабруднюючими речовинами.
Навколо і через
На відміну від звичайних фільтруючих систем, рідина, що підлягає фільтрації, тече як навколо, так і через фільтруючий матеріал, а не вздовж середовища, як у випадку з пісочними фільтрами. Суспензія, що підлягає фільтрації, надходить у розподільну камеру під фільтрувальним шаром. У розподільній камері вода, що надходить, рівномірно розподіляється по поверхні фільтра, перш ніж протікати через нижню нерухому перфоровану пластину в фільтрувальний шар. Мікрозабруднювачі, адсорбовані активованим вугіллям, а також фосфор і мікропластик, які потрапили на дно резервуара, збираються в фільтрувальному шарі, а відфільтрована вода витікає з Fuzzy Filter® у верхній частині.
Як тільки в фільтрувальному шарі досягається задане значення каламутності або попередньо визначений максимальний тиск, починається цикл зворотного промивання. Зворотне промивання включає закачування необробленої стічної води у фільтр, тоді як зовнішній вентилятор обдуває продувальне повітря, щоб привести фільтруюче середовище в рух. Фільтрувальні кульки, які вільно рухаються між перфорованими пластинами, приводяться в рух повітряним потоком, як у танці, так що накопичені частинки бруду розпушуються та вимиваються з фільтра.
Активоване вугілля подається назад в аераційний резервуар з водою зворотного промивання, і починається подальший процес очищення, оскільки після першого циклу промивання активоване вугілля все ще має здатність утримувати мікрозабруднювачі. Після одного циклу очищення кількість мікрочастинок зменшується до фракції. "Цей процес можна повторювати кілька разів, тому метод Fuzzy Filter® від Bosman усуває набагато більше мікрозабруднювачів, ніж одноетапний метод активованого вугілля. За допомогою цього методу активоване вугілля з’єднується з осадом стічних вод у відстійнику лише після одного циклу очищення та видаляється", – пояснює Гантнер.
Автоматизація стала простішою
Дискові клапани і золотники, які дозволяють стічним водам, що містять мікрозабруднюючі речовини, протікати всередину, а очищеній воді витікати, автоматично відкриваються і закриваються за допомогою неповноповоротних приводів типу DAPS, а також лінійних приводів DLP – всі вони пневматичні. Додаткові дискові клапани та золотники в поєднанні із згаданими пневматичними приводами подають продувне повітря та відкривають і закривають відведення шламу. Автоматизовані золотники також використовуються в невеликих насосних станціях, які перекачують воду зі стадії біологічного очищення на четверту стадію очищення.
У неповнооборотному приводі DAPS крутний момент створюється за допомогою шотландського механізму, щоб подолати високі моменти відриву клапана потоку. Міцність і градуювання крутного моменту забезпечують рівень безпеки клапанам потоку з кутом повороту, обмеженим до 90°, таким як кульові крани та дросельні клапани. Пневматичні лінійні приводи DLP діють безпосередньо на направляючу плиту і забезпечують надійне відкриття/закриття, а також точні положення дискових клапанів і золотників.
Пневматика у технології стічних вод
Модульні пневмоострови MPA з багатьма контактами керують приводами. Ці пневмоострови та блоки підготовки повітря серії MS6 надійно захищені в готових до монтажу шафах керування, які постачаються Festo. "Як ми бачили в багатьох наших проектах, пневматичні компоненти від Festo характеризуються високим рівнем міцності та надійності", – каже Вермер. "Пневматика є першим вибором перед електричними рішеннями в наших проектах з водопостачання та водовідведення, тому що пневматичні компоненти набагато дешевші та набагато компактніші, ніж електричні. Крім того, вони мають вбудований захист від вибуху і можуть працювати протягом певного часу з використанням резервуара стисненого повітря навіть у разі відключення електроенергії".
"Експерт Festo Вінфрід Плассманн завжди підтримував нас професійною компетентністю та великою відданістю під час планування та реалізації проекту", – додає менеджер з водовідведення компанії Barntrup Герман Кліппенштейн. "Ми були вражені не тільки надійністю та постійністю пневматичних систем, включаючи підключення до системи керування процесом, але й надійністю наданих порад", — каже інженер Вермер.
