Olomouc čistí odpadní vodu efektivně, spolehlivě a udržitelně i díky inovat. řešení od SE

Čistírna odpadních vod (ČOV) v Olomouci je v provozu již bezmála šedesát let. Na náročném procesu čištění vody se zde podílejí i pokročilé průmyslové automatizační systémy společnosti Schneider Electric, které byly implementovány v rámci nedávné obnovy řídicího systému a vodárenského dispečinku a spolehlivě se starají o nepřetržitý provoz ČOV.

Čištění vody je náročný proces, jehož řízení potřebuje propracované řídicí a monitorovací systémy, které jsou navzájem propojené a vyžadují koordinovaný provoz. V olomoucké čistírně odpadních vod jejich plynulý chod zajišťuje inovativní architektura EcoStruxure Plant od firmy Schneider Electric, která je v souladu s požadavky digitální transformace a chytré údržby, přičemž nejen pomáhá šetřit energii, ale také aktivně přispívá k ochraně životního prostředí.

V rámci architektury EcoStruxure Plant představuje „mozek“ celé technologie řídicí systém Modicon M580. Je nadřazený všem ostatním autonomním jednotkám a komunikuje s nimi pomocí ethernetové sběrnice Modicon. „Modicon M580 v čistírně odpadních vod například sbírá naměřené hodnoty fyzikálních i chemických veličin, jako jsou pH, teplota nebo tlak čištěné vody, které následně vyhodnocuje a rozhoduje o dalším postupu – jestli bude regulován tlak, nebo teplota, zda se doplní chemické látky podle stanovených receptur a tak podobně. Činí tak prostřednictvím akčních členů,“ upřesňuje produktový manažer Michal Křena z firmy Schneider Electric. „Akčními členy rozumíme například regulační ventily, čerpadla, dávkovací zařízení, topení a tak dále,“ doplňuje. S ohledem na specifické podmínky, ve kterých je umístěn, musí Modicon M580 vykazovat odolnost proti vyšší vlhkosti, teplotě nebo agresivním plynům.

Mezi autonomní jednotky, jejichž provoz v olomoucké čistírně Modicon M580 řídí, patří též frekvenční měniče Altivar Process ATV600. Ty umožňují řízení otáček elektromotorů různě výkonných čerpadel od jednotek až po stovky kilowattů, což vede k efektivnímu a přesnému řízení vodárenských procesů. V čistírně odpadních vod mají čerpadla rozhodující roli při přepravě vody a manipulaci s odpadními látkami v různých fázích procesu čištění.

Pro potřeby těchto specifických procesů jsou v měničích Altivar Process ATV600 integrovány různé aplikační funkce: kaskádní řízení čerpadel umožňuje efektivní spolupráci mezi propojenými čerpadly, postupné spínání pohonů zajišťuje synchronizaci několika čerpadel pro dosažení optimálního výkonu. Ochrana proti kavitaci a proti zadření čerpadla zase prodlužuje jeho životnost.

Jednotlivé lokální, autonomní části mohou být ovládány a monitorovány přímo obsluhou. K tomu se využívá operátorské prostředí HMI (Human Machine Interface), jež umožňuje získávat okamžité informace o stavu technologie, popř. nastavit parametry regulačních a řídicích algoritmů. Tuto roli zde plní operátorské panely Harmony GTUX. „V podstatě se jedná o displej v průmyslovém provedení, který poskytuje grafický náhled aktuálního stavu daného technologického zařízení a umožňuje jeho ovládání přímo na místě instalace,“ vysvětluje Michal Křena. Podobně jako Modicon M580 i panely Harmony GTUX vynikají odolností proti agresivnímu prostředí. Plynulý provoz je zajištěn celoročně i při extrémních teplotách v rozsahu od –25 do +70 °C.

Součástí inovace technologie ČOV v Olomouci byl i vodárenský dispečerský systém Hubgrade. Jeho úlohou je poskytovat obsluze kompletní přehled o stavu všech zařízení sledované technologie. Aby byl splněn záměr investora, společnosti Veolia, musel být při budování dispečinku brán zřetel na standardizaci a jednotné prostředí. Výsledkem je sjednocená platforma pro sledování všech kanalizačních objektů a dozor nad nimi v jednom dispečerském systému SCADA včetně dohledu nad centrálním dispečinkem pitné vody. Ten využívá specializovaný software AVEVA Plant Scada.

Hlavní velín je vybaven velkoplošným zobrazovacím systémem složeným ze šesti panelů LCD, na kterých lze libovolně kombinovat zobrazení ze všech systémů technologických objektů, jež jsou na dispečerském pracovišti ČOV provozovány. Operátoři si tak v danou chvíli mohou zobrazit např. křivky průběhu teploty či tlaku nebo podrobné informace o výstražných hlášeních. Systém navíc umožňuje i vzdálený přístup prostřednictvím tabletů. Do „výkladní skříně“ technologií Schneider Electric v olomoucké čistírně odpadních vod patří rovněž záložní zdroje napájení APC, kterými jsou všechny servery dispečerského systému vybaveny, a nestane se tudíž, že by výpadek proudu jejich plynulý chod ohrozil.

Všechny zmíněné produkty, aplikace, systémy řízení, analýzy a služby jsou navzájem propojené díky otevřené systémové architektuře EcoStruxure pro řízení průmyslového provozu, která využívá IoT (internet věcí).

Celý projekt rekonstrukce realizovala společnost Elpremo Olomouc, která je dlouholetým partnerem Schneider Electric v oblasti průmyslové automatizace.

 (Schneider Electric)

O ČOV Olomouc-Nové Sady

Výstavba ČOV Olomouc, jak je známá v současné podobě, začala v roce 1995 a byla dokončena v roce 2007, a to II. intenzifikací. ČOV zajišťuje čištění odpadních vod obyvatel a průmyslu města Olomouce a jeho místních částí. Vlastníkem ČOV je statutární město Olomouc a provozovatelem je MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. ČOV Olomouc je umístěna na pravém břehu řeky Moravy v katastrálním území Olomouc-Nové Sady.

Samotná ČOV je mechanicko-biologická. Díky použité technologii se řadí k nejmodernějším čistírnám odpadních vod a je schopna zabezpečit čištění odpadních vod v souladu s platnou legislativou ČR i EU. Aktivace¹⁾ je sestavena jako R-D-N²⁾ s postdenitrifikací³⁾ a postaerací⁴⁾ s možností dávkování externího organického substrátu. Hydraulická kapacita⁵⁾ ČOV Olomouc je 55 000 m³ odpadních vod za den (20 milionů m³ odpadních vod za rok) a látková kapacita⁶⁾ je 259 500 EO⁷⁾. Látkové zatížení⁸⁾ ČOV bylo v roce 2023 190 000 EO. ČOV Olomouc v roce 2023 vyčistila celkem 13,4 milionu m³ odpadních vod.

¹⁾    Aktivace je část biologického stupně čištění odpadních vod, kde dochází k odstraňování organického znečištění a nutrientů (dusík a fosfor) pomocí mikroorganismů.

²⁾    R-D-N je uspořádání aktivačního procesu, které se skládá z regenerace kalu (R), denitrifikace (D) a nitrifikace (N).

³⁾    Postdenitrifikace je proces odstraňování dusičnanů z odpadních vod přeměnou na plynný dusík pomocí mikroorganismů v anoxických podmínkách po předchozím nitrifikačním kroku.

⁴⁾    Postaerace je proces dodatečného provzdušňování vyčištěné odpadní vody, který zvyšuje obsah rozpuštěného kyslíku a zlepšuje její kvalitu před vypuštěním do životního prostředí.

⁵⁾    Hydraulická kapacita je maximální objem odpadních vod, který může ČOV zpracovat za den.

⁶⁾    Látková kapacita je maximální množství znečišťujících látek, které je ČOV schopna odstranit za den.

⁷⁾    EO (ekvivalentní obyvatel) je jednotka používaná pro vyjádření množství znečištění v odpadních vodách. Jeden EO představuje průměrné množství znečištění produkované jedním obyvatelem za den.

⁸⁾    Látkové zatížení ČOV je množství znečišťujících látek přítomných v odpadní vodě, které musí být odstraněny nebo zpracovány v čistírně odpadních vod, obvykle vyjádřené v jednotkách hmotnosti za den (např. kg za den).

Obr. 1. Čistírna odpadních vod Olomouc-Nové Sady