Bóng sợi thủy tinh chống lại các chất vi lượng

Hàng năm có 8.000 tấn thuốc ở Đức và 10 tấn vi nhựa chỉ riêng ở con sông lớn nhất của Đức, sông Rhine. Các nhà máy xử lý nước thải thông thường không bao giờ có thể đối phó với lượng chất vi lượng như vậy. Vì lý do này, thành phố Barntrup thuộc North Rhine-Westphalian đã thêm vào nhà máy xử lý nước thải của mình với công đoạn làm sạch các chất vi lượng - duy nhất trên thế giới với cái gọi là Fuzzy Filters® của Bosman và được tự động hóa bằng khí nén của Festo.

Các chất vi lượng hoặc chất vi lượng này đã được chứng minh là có những hậu quả đáng kể đối với môi trường: Ví dụ, một số thuốc chẹn beta, thuốc chống động kinh và thuốc tránh thai khi vào nước sẽ gây tổn thương và thay đổi các cơ quan, đặc điểm sinh dục và hành vi ở cá. Các nhà khoa học hiện đang cố gắng tìm hiểu xem chúng gây hại cho bộ phận cơ thể người như thế nào.


Than hoạt tính làm cơ sở

Vi nhựa có kích thước từ năm micromet đến năm milimet và các chất vi lượng hầu như chỉ có thể được loại bỏ trong giai đoạn làm sạch thứ tư. Than hoạt tính dạng bột được trộn với nước trong bể tiếp xúc. Than hoạt tính, với cấu trúc xốp và giòn, có bề mặt bên trong rất lớn. Về mặt vật lý, một thìa than hoạt tính dạng bột có diện tích bề mặt lớn như một sân bóng đá. Các chất vi lượng có nhiều không gian để tích tụ trên bề mặt này. Nước được làm giàu bằng than hoạt tính sẽ lưu lại trong bồn tiếp xúc từ 15 đến 20 phút. Để giải phóng nước khỏi than hoạt tính sau quá trình làm sạch này, trong các hệ thống thông thường cần có một bể bổ sung, hay còn gọi là bể lắng. Tại đây than hoạt tính chìm xuống đáy và sau đó được tách ra cùng với bùn nước thải và được đốt cháy, cùng với các chất vi lượng bám vào nó. Ngoài bể tiếp xúc để xử lý than hoạt tính, cũng cần đầu tư lớn hơn cho một bể lắng lớn, chiếm một lượng không gian lớn không tương xứng. Các phép đo cho thấy quá trình này loại bỏ 80% dư lượng thuốc và phương tiện cản quang tia X khỏi nước thải. Các nhà máy xử lý nước thải không có giai đoạn thanh lọc thứ tư này chỉ giữ lại 30% các chất vi lượng được ghi lại.

Loại bỏ 95 phần trăm

Nhưng việc loại bỏ 80 phần trăm vi ô nhiễm vẫn là không đủ đối với thị trấn Barntrup nhỏ ở Đông Westphalia, đặc biệt là vì nước sạch có thể đến được khu vực chứa nước uống thông qua hệ thống sông. Frank Waermer, Giám đốc điều hành kiêm kỹ sư tư vấn tại văn phòng kỹ thuật Danjes ở Detmold, giải thích: “Vì vậy, quyết định được đưa ra ở Barntrup cho hệ thống làm sạch đầu tiên trên thế giới với Fuzzy Filters® từ Bosman Watermanagement." "Với hệ thống lọc được sử dụng, chúng tôi thậm chí còn loại bỏ được 95% tất cả các chất vi lượng cũng như làm sạch nước thải khỏi vi nhựa và phốt pho." Văn phòng kỹ thuật Danjes đã lên kế hoạch cho toàn bộ hệ thống và điều phối việc thực hiện.

“Trái tim của hệ thống lọc là Fuzzy Filter® Balls,” Dr. Kathrin Gantner, giám đốc văn phòng tại Bosman Watermanagement GmbH ở Berlin. Bosman là nhà sản xuất hệ thống sản xuất bộ lọc và bộ tạo bông. Fuzzy Filter® Balls bao gồm các sợi tổng hợp được xử lý thành một quả bóng có đường kính khoảng 33 mm bằng cách sử dụng một chiếc kẹp. Độ xốp cao và mật độ thấp của môi trường đảm bảo rằng hệ thống Fuzzy-Filter® có thể hấp thụ ít nhất hai đến ba lần lượng chất rắn có thể lọc được như một bộ lọc cát hoặc vải - một loại sợi thần kỳ thực sự chống lại các chất ô nhiễm vi mô.

Tất cả xung quanh và thông qua

Ngược lại với các hệ thống lọc thông thường, chất lỏng được lọc chảy xung quanh và qua vật liệu lọc - chứ không phải dọc theo phương tiện, như trường hợp của bộ lọc cát. Huyền phù được lọc chảy vào buồng phân phối dưới lớp lọc. Trong buồng phân phối, nước chảy vào được phân phối đều trên bề mặt bộ lọc trước khi chảy qua tấm đục lỗ cố định phía dưới vào tầng lọc. Các chất vi lượng bị hấp phụ trên than hoạt tính, phốt pho kết tủa và vi nhựa được thu thập trong lớp lọc và nước đã lọc chảy ra khỏi Fuzzy Filter® ở trên cùng.

Ngay sau khi đạt đến giá trị độ đục được chỉ định hoặc áp suất tối đa đã xác định trước đó trong lớp lọc, chu trình rửa ngược được bắt đầu. Trong quá trình rửa ngược, nước thô chảy vào bộ lọc trong khi quạt gió bên ngoài thổi luồng khí xả vào để thiết lập phương tiện lọc chuyển động. Các quả cầu bộ lọc, di chuyển tự do giữa các tấm đục lỗ, được đặt trong sự hỗn loạn của dòng không khí như trong một vũ điệu, do đó các hạt bụi bẩn tích tụ được nới lỏng và xả ra khỏi bộ lọc.

Than hoạt tính được đưa trở lại bể sục khí cùng với nước thải rửa sạch và một quá trình làm sạch tiếp theo được bắt đầu, vì than hoạt tính vẫn có khả năng tải các chất vi lượng sau chu kỳ rửa đầu tiên. Sau quá trình làm sạch, nó chỉ được nạp vào một phần nhỏ với các chất vi lượng. “Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần, vì vậy quy trình Fuzzy Filter® của Bosman loại bỏ nhiều chất vi lượng hơn so với quy trình than hoạt tính sử dụng một lần. Với điều này, than hoạt tính được kết hợp với bùn nước thải sau một chu trình làm sạch duy nhất trong bể lắng và được hút ra ngoài”, Gantner giải thích.

Tự động hóa dễ dàng

Việc tự động đóng và mở tất cả các nắp và thanh trượt cho dòng nước thải bị nhiễm vi chất ô nhiễm và dòng nước đã làm sạch ra ngoài được thực hiện bằng bộ truyền động xoay DAPS và trục truyền động DLP - tất cả đều bằng khí nén. Các nắp và thanh trượt bổ sung với bộ truyền động khí nén nêu trên cung cấp không khí hút cặn và đóng mở xả cặn. Các thanh trượt tự động cũng hoạt động trong trạm bơm nhỏ bơm nước từ giai đoạn lọc sinh học sang giai đoạn lọc thứ tư.

Trong bộ truyền động xoay DAPS, mô-men xoắn được tạo ra với động học đòn bẩy-lẫy để khắc phục mô-men ly khai cao của van. Độ bền và mô men xoắn chia độ đảm bảo an toàn cho các phụ kiện có góc quay giới hạn 90 ° như van bi và van bướm. Trục truyền động khí nén DLP hoạt động trực tiếp trên tấm trượt và cho phép đóng/mở đáng tin cậy hoặc cách tiếp cận chính xác đến các vị trí khác nhau của các van ngắt và điều khiển.


Khí nén trong kỹ thuật xử lý nước thải

Các van cụm MPA mô đun với đa vị trí điều khiển các truyền động. Các van cụm này và các thiết bị khí đầu vào của dòng MS6 được bảo vệ an toàn trong tủ điều khiển mà Festo đã cung cấp sẵn sàng để lắp đặt. Waermer nói: “Như chúng tôi đã thấy trong nhiều dự án của mình, các bộ phận khí nén của Festo cực kỳ mạnh mẽ và đáng tin cậy. “Khí nén là sự lựa chọn hàng đầu so với các giải pháp điện trong các dự án cấp nước vàxử lý nước thải của chúng tôi vì các thành phần khí nén rẻ hơn đáng kể và nhỏ gọn hơn nhiều so với các thành phần điện. Chúng cũng mang theo thiết bị chống cháy nổ và có thể được sử dụng với bình dự trữ khí nén của chúng trong một thời gian nhất định ngay cả trong trường hợp mất điện.”

“Chuyên gia Winfried Plaßmann của Festo luôn hỗ trợ chúng tôi bằng năng lực chuyên môn và tham gia tích cực trong quá trình lập kế hoạch và thực hiện dự án”, Hermann Klippenstein, giám đốc thoát nước của Barntrup cho biết thêm. Kỹ sư Waermer cho biết: “Chúng tôi không chỉ bị ấn tượng bởi độ tin cậy và tính nhất quán của hệ thống khí nén - bao gồm kết nối với hệ thống điều khiển quá trình - mà còn bởi độ tin cậy của những lời tư vấn.

Bài báo thú vị

Tổng quan