Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Transparent Ready v Městské čistírně odpadních vod v Benešově

číslo 2/2004

Transparent Ready v Městské čistírně odpadních vod v Benešově

V čistírnách odpadních vod (ČOV) se ve stále větší míře uplatňuje automatické řízení, které pomáhá zlepšit náročnou obsluhu celého zařízení. Specifikem ČOV je nepřetržitý provoz s nízkými nároky na obsluhu, který zaručí hladký chod všech technologických celků, nepřetržitý záznam dat o provozu a jejich statistické vyhodnocení a v neposlední řadě také vizualizaci provozních hodnot, a to nejen pro obsluhu čistírny, ale i pro vzdálená pracoviště – např. vodohospodářský dispečink.

Obr. 1.

Výchozí stav a cíle modernizace ČOV Benešov

Městská čistírna odpadních vod v Benešově je mechanicko-biologická čistírna s dvěma linkami podélných usazovacích, aktivačních a dosazovacích nádrží, anaerobní vyhnívací nádrží kalu, která je vybavena membránovým plynojemem, a kogenerační jednotkou na kalový bioplyn. Do čistírny přitéká a čistí se v ní denně průměrně 5 400 m3 odpadních vod.

Celá ČOV byla původně řízena reléovou logikou. To bylo náročné na obsluhu, které musela být v ČOV neustále přítomna, a navíc bylo stárnoucí zařízení stále méně spolehlivé. Proto se provozovatel ČOV, Vodohospodářská společnost Benešov, s. r. o., a vlastník ČOV, Město Benešov, rozhodli čistírnu zmodernizovat. Základním cílem modernizace bylo uspořit provozní náklady ČOV tím, že zařízení bude schopno alespoň částečně bezobslužného provozu. Dalším úkolem bylo zefektivnit zpracování kalů tak, aby se zlepšily výstupní parametry vyhnilého kalu a snížilo se pachové zatížení okolí ČOV. V neposlední řadě provozovatel očekával snížení energetické spotřeby ČOV.

Realizace projektu, jehož investorem bylo město Benešov, se jako generální dodavatel ujala firma K&H Kinetic, a. s. Subdodavatelem řídicího systému a elektrotechnických komponent byla firma Schneider Electric CZ, s. r. o. ČOV byla modernizována v době od ledna 2002 do ledna 2003.

Postup čištění odpadní vody

ČOV v Benešově má dvě linky s podélnými usazovacími, aktivačními a dosazovacími nádržemi. Aktivační nádrže jsou vybaveny předřazeným anoxickým selektorem a denitrifikační sekcí pro odstraňování dusíku. Voda do biologických linek je vedena po hrubém předčistění v košovém lapači a na jemných strojně stíraných česlích a po odstranění písku v lapáku, vybaveném rotačním separátorem. Před primárním čištěním a sedimentací se do vody dávkuje síran železitý, který z ní pomáhá odstraňovat fosfáty.

Obr. 2.

Linky pokračují usazovacími nádržemi, kde je zákaloměr Endress+Hauser. Podle jeho výstupu se ovládají mostové shrabováky kalu, které jsou řízeny programovatelným relé Zélio.

Do vody v aktivačních nádržích se přivádí přes jemnobublinné aerační elementy vzduch. Aby bylo provzdušnění odpadní vody efektivní (jde o energeticky náročný proces), musí být do nádrží přiváděno právě takové množství vzduchu, aby koncentrace kyslíku v nádržích byla optimální – přibližně 2 mg/l. V benešovské ČOV jsou instalována čtyři dmychadla řízená jedním měničem frekvence. Správné provzdušnění vody v aktivních nádržích je závislé i na manuálním nastavení regulačních klapek rozvodu vzduchu. V nádržích jsou sondou kontinuálně měřeny obsah kyslíku a teplota, laboratoř dále zjišťuje pH, sušinu kalu a kalový index.

Poslední nádrže jsou nádrže dosazovací. Z dosazovacích nádrží je odváděna vyčištěná voda a usazené kaly.

Kaly odváděné z dosazovací nádrže obsahují velké množství koloidních látek, které je třeba před dalším zpracováním vysrážet ve flokulační lince. Po průchodu flokulační linkou se kaly strojně zahušťují a odvádějí do vyhnívací nádrže. Přebytečná voda se vypouští zpět do přítokového potrubí ČOV.

Ve vyhnívací nádrži se kaly biologicky stabilizují. Mezofilním mikroorganismům, jejichž působením stabilizace probíhá, se nejlépe daří při teplotě 37 °C. Kaly v nádrži je třeba ohřívat a neustále míchat pomocí stlačeného bioplynu a jejich přečerpáváním. Pohled do strojovny vyhnívací nádrže je na obr. 2. Všechna zařízení použitá v této strojovně musejí splňovat předpisy pro práci v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Stabilizované kaly se odvádějí do uskladňovací nádrže a odtud podle potřeby do lisu. Kaly z lisu se nakládají pomocí dopravníků do přistaveného automobilu, ve kterém jsou odváženy k zemědělskému využití, nebo se skladují v sile.

Obr. 3.

Vedlejším produktem stabilizace kalu je kalový bioplyn. V ČOV Benešov byl na vyhnívací nádrž nově instalován membránový plynojem. Nové jsou i potrubní trasy bioplynu ke spotřebičům a nové je také zařízení kotelny a kogenerační jednotky, která snižuje energetickou náročnost čističky.

Transparent Ready

Pro řízení provozu ČOV byla použita koncepce Transparent Ready, založená na internetových standardech. Hlavními prvky koncepce Transparent Ready jsou webové servery integrované přímo v jednotlivých modulech průmyslových zařízení. Tyto servery umožňují oprávněnému uživateli sledovat a ovládat technologický proces z prostředí běžného internetového prohlížeče: zpřístupňují informace o provozních hodnotách a stavu zařízení, o jeho diagnostice a údržbě, umožňují správu alarmů. Jejich pomocí však také lze přistupovat do vnitřní datové paměti řídicího systému, popř. jej dálkově programovat. Blíže se o koncepci Transparent Ready mohli čtenáři našeho časopisu dozvědět např. v článku Ing. Martina Červinky Transparent Ready – řešení od firmy Schneider Electric, který byl uveřejněn v časopise Automa, 2003, roč. 9, č. 6, str. 48.

Celý proces čistění odpadní vody byl rozdělen na pět dílčích celků, z nichž každý je řízen jedním programovatelným automatem Modicon TSX Premium (obr. 3). Každý z programovatelných automatů má lokální operátorský panel XBT Magelis a komunikační linku Modbus pro přenosný servisní terminál. Umístění jednoho automatu v rozváděči strojovny kalového hospodářství je na obr. 4. Jednotlivé automaty dílčích celků jsou navzájem propojeny sítí Ethernet s přenosovou rychlostí 100 Mb/s. Na tutéž síť je připojen i operátorský dispečink, vybavený rozbočovačem (hub) a dvěma počítačovými pracovišti. Jeden z počítačů slouží jako server, na druhém je pouze prohlížeč. V serverovém počítači je nainstalován i OPC server, zprostředkující výměnu dat mezi řídicími systémy a aplikací SCADA. Stejný prohlížeč, jako je v operátorském dispečinku, má k dispozici i vedoucí ČOV.

Obr. 4.

K rozbočovači je dále připojen směrovač (router) a firewall Cisco. Jejich prostřednictvím je řídicí systém přístupný i z internetu – odchylky od běžného stavu jsou hlášeny na dispečink Vodohospodářské společnosti a do centrálního bezpečnostního systému města se přenášejí signály o narušení objektu. V neposlední řadě je internetové připojení využíváno i pro dálkový servis ze společnosti K&H Kinetic, sídlící v Klatovech.

Firma Schneider Electric pro ČOV Benešov dodala nejen programovatelné automaty, ale i další komponenty: jističe, stykače, spouštěče motorů, obyčejná i programovatelná relé (již zmíněná relé Zelio pro řízení mostových shrabováků), ovládací prvky, signálky atd. Za zmínku stojí např. řízení kalového hospodářství. Zde jsou kromě programovatelného automatu také čtyři měniče Altivar 28, které zajišťují regulaci množství dopravovaného kalu a chemikálií. Pro lokální vizualizaci jsou ve dveřích rozváděčů Sarel umístěny operátorské panely XBT Magelis, obojí z produkce Schneider Electric.

Závěr

Projekt modernizace ČOV Benešov lze považovat za referenční aplikaci využití řídicích systémů Schneider Electric a konceptu Transparent Ready v oblasti vodohospodářství. Využívá světově nejrozšířenější metody přenosu a výměny dat: síť Ethernet, protokol TCP/IP, specifikaci OPC atd. Jde o systém otevřený, uživatelsky snadno ovladatelný i konfigurovatelný, a přitom dostatečně bezpečný.

Co se týče firmy Schneider Electric, nejde o ojedinělou aplikaci jejích produktů v oblasti vodohospodářství. V České republice byly realizovány i další dodávky komponent a technologických celků pro ČOV i úpravny vod. Jako příklad významného zahraničního projektu lze uvést ČOV v Budapešti s kapacitou 200 000 m3 odpadní vody denně.

Petr Bartošík

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Technická podpora
tel.: 382 766 333
e-mail: tp@cz.schneider-electric.com
Praha - Thámova 13, 186 00 Praha 8
tel.: 281 088 111, fax: 224 810 849
Brno - Mlýnská 70, 602 00 Brno
tel.: 543 425 555, fax: 543 425 554
http://www.schneider-electric.cz

Inzerce zpět