Gázanalizátor-alapú kompresszorszabályozás

A szennyvíztisztítás folyamatának egyik lényeges lépése a nyersvíz biológiai tisztítása. Az ehhez szükséges levegőmennyiség optimális szabályozása a biológiai bontás során keletkező gáz összetétele alapján határozható meg. A túlméretezett légszállítás elkerülése jelentős villamosenergia-megtakarítással jár, és ezzel a szennyvíztisztító rendszer gazdaságosabb működtetéséhez járul hozzá.

A szennyvíztisztításról röviden

A szennyvíztisztítás definíció szerint a kommunális, ipari vagy mezőgazdasági szennyvíz szennyező anyagainak oly mértékű eltávolítása, illetve minőségi átalakítása, amellyel elérhető, hogy a tisztított víz a természetes befogadókba kerülve azokban ne okozhasson károsodást. A szennyvíztisztításnak tehát az a feladata, hogy a természetes vízterekbe csak olyan tisztított víz kerülhessen, amely nem növeli az ivóvizek sótartalmát, ismételt felhasználáskor nem okoz korróziót, nem csökkenti a vizek oldott oxigéntartalmát, és nem emeli meg a foszfor és nitrogén szintjét. Fontos feladata a vegyi károsodások elkerülése mellett a környezetvédelem is, vagyis a tisztított víz nem veszélyeztetheti a vízi élővilágot és ezzel párhuzamosan a halászatot sem.
A szennyvíztisztítás blokkvázlatát az 1. ábra mutatja, amelyen jól láthatók a tisztítási folyamat fő mechanikai, kémiai és biológiai lépései. A végátemelőből érkező szennyvíz a mechanikai szűrés (rács – homokfogó – zsírfogó) után kerül az előülepítő – levegőztető – utóülepítő együttesbe, majd fertőtlenítést követően a befogadóba, vagyis a természetbe.

1. ábra A szennyvíztisztítás blokkvázlata

Cikkünk tárgya a levegőztető medence folyamatautomatizálása, ezért csak ezzel foglalkozunk részletesebben. A levegőztető medence lényegében egy fermentor (eleveniszapos biológiai medence), itt valósul meg a biológiai tisztítás.
A műtárgy célja a szennyvízben oldott szerves anyagok eltávolítása, lebontása, és – a technológiától függően – a nitrifikáció, illetve a denitrifikáció megvalósítása. A tisztítási folyamat feltétele a megfelelő oxigénkoncentráció, amelyet a leggyakrabban kompresszorokkal végzett levegőbefúvással valósítanak meg. Az általános gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a szennyvíz-eleveniszap-elegy oldott oxigéntartalmának 2,0 mg/l körül (±0,2 mg/l) kell lennie.

A Hajdúnánás-Hajdúdorog szennyvíztisztító telep

Hajdúnánás első szennyvíztisztító telepét 1968-ban létesítették, amelyet azóta több ütemben bővítettek. Ezek következtében a telep kapacitása annak 2003-as bezárásakor már megközelítette az 1000 m3/nap értéket. A 2004-ben üzembe helyezett új szennyvíztisztító telep (2. ábra) már 3000 m3/nap hidraulikai és 21 000 LE (lakosegyenérték) kapacitással rendelkezett.

2. ábra A projekt helyszíne

A végátemelő felől érkező szennyvíz a mechanikai tisztítást követően a denitrifikációs medencébe, majd pedig az egymással párhuzamosan elhelyezkedő 2 db levegőztető medencébe, innen pedig az utóülepítőbe jut. A Hajdúnánás-Hajdúdorog szennyvíztisztító telep befogadója a Fürj-ér – Vidi-ér összekötő csatorna. A telep teljesítőképességét jól jellemzi, hogy működése következtében évente 1170 m3 mennyiségű (45% szárazanyag tartalmú) komposzt keletkezik.
A szennyvíztisztító telepen 2008-ban részleges felújítást hajtottak végre, amelynek része volt a villamos korszerűsítés is.

A gázanalizátor és távfelügyeleti rendszere

2016-ban technológiai optimalizálás került sorra a telepen, melynek keretében a levegőztető medencék mikrobiális aktivitásának folyamatos követésére alkalmas gázanalizátort (3. ábra) telepítettek a légfúvók hatékonyabb és energiatakarékosabb működésének elősegítésére.

3. ábra A gázanalizátor

A gázanalizátorral történő kompresszorszabályozást az indokolja, hogy – miközben a fogadott szennyvíz mennyisége legfeljebb ±10%-ot változik – a levegőztetett műtárgyban a szervesanyag mennyiségének napi változása sokkal nagyobb (30…50%). Ebből következik, hogy a biológiai tisztítási folyamat szabályozása sokkal hatékonyabbá tehető, ha annak alapja a szennyvíz mennyisége helyett a szervesanyag-tartalom, azaz a szennyezettség valósidejű mérése. Ezt egy LadiPr gázanalizátorral valósítottuk meg. Ha figyelembe vesszük a tényt, hogy a naponta lebontott szennyezőanyag-mennyiség arányos a gáztérben mért illékony szervesanyag-mennyiségével (Q×PV), akkor azt mondhatjuk, hogy a gáztérben mért illékony szervesanyag-koncentráció (PV) mérése felhasználható a levegőbefúvás valósidejű szabályozására.

4. ábra Az adatgyűjtő-távfelügyeleti állomás

Az analizátor adatfeldolgozója egy Saia PCD1.M2110R1 vezérlőegység (4. ábra), amely folyamatosan regisztrálja a mért adatokat, és egy router modemen keresztül publikálja is azokat az üzemeltető szakemberei számára, akik ezáltal könnyedén ellenőrizhetik és követhetik az eleveniszap biológiai aktivitásának valósidejű (5. ábra), illetve múltbeli (hisztorikus) változását (6. ábra).

5. ábra Megjelenítő kép

6. ábra Trendadatok

Az aerob medence gázterében mért koncentráció (PV) változásával szabályozott levegőztetés eredményeképp a 2680 m3/nap tisztított szennyvizet kibocsátó Hajdúnánás-Hajdúdorog szennyvíztisztító telepen több, mint 25% fajlagos villamosenergia-megtakarítást értek el, miközben a tisztított vízből akkreditált módon óránként vett minták átlagát az előző évek adataivel összehasonlítva a tisztítás hatékonysága nem romlott.
Ha a telep vezérlőrendszere lehetővé teszi, az analizátor a műszaki kialakításának, valamint a vezérlőegységnek köszönhetően alkalmas (a biológiai aktivitástól függő) iszapelvétel és vegyszerigény (pl. foszfátkoncentrációt csökkentő reagens) optimalizálására is.
A gázanalizátor-alapú kompresszorszabályozást üzemeltető szennyvíztisztító telep az SB-Controls Kft. 2017. évi országos szakmai rendezvénykörútjának egyik állomása lesz, amelyen az érdeklődők 2017. április 4-én megismerkedhetnek a kivitelezők és az üzemeltetők tapasztalataival, majd helyszíni bejárás keretében közelebbről is megismerhetik a rendszert.

Dudás Anita – SB-Controls Kft., Pandur József – Investchem Kft.

Investchem Vegyipari Kutató-Fejlesztő, Termelő és Kereskedelmi Kft.
2030 Érd, Fecske út 48.
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.investchem.hu

SB-Controls Kft.
2038 Sóskút, Ipari Park Hrsz. 3508/64.
Tel.: +36 23 501 170
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.sb-controls.hu
www.saia-pcd.com

Még több SB-Controls