Prosím aktualizujte svůj prohlížeč.

Zdá se, že používáte starou verzi prohlížeče Microsoft Edge. Pro co nejlepší zobrazení webové stránky Busch prosím aktualizujte svůj prohlížeč.

Obr. 1: Lapák písku v čistírně odpadních vod Poppenweiler je v provozu od roku 1976. Zdroj: Busch Vacuum Solutions.

Zlepšení separační účinnosti lapáku písku pomocí zubových kompresorů

Čistírna odpadních vod Poppenweiler

Provzdušňované lapáky písku jako první stupeň čištění v čistírnách odpadních vod jsou důležitým procesním krokem pro optimální a hospodárné čištění odpadních vod.
Separace písku a dalších minerálních materiálů chrání následné procesy čištění před poškozením abrazí, ucpáním a v konečném důsledku před usazeninami.
Separace písku a dalších minerálních materiálů chrání následné procesy čištění před poškozením abrazí, ucpáním a v konečném důsledku před usazeninami. V lapáku písku čističky odpadních vod v Poppenweileru, v německém okrese Ludwigsburg, byla nyní optimalizována účinnost odlučování písku, tuků a olejů pomocí zubového kompresoru MINKfrekvenčně řízené od společnosti Busch Vacuum Solutions. To bylo možné bez nutnosti úprav geometrie lapáku písku.

Čistírna odpadních vod Poppenweiler

Čistírna odpadních vod v Poppenweileru má ekvivalentní počet obyvatel (EO) 31 000 a je součástí vlastních provozních činností městské kanalizační služby Ludwigsburg, která zahrnuje také čistírny odpadních vod v okresech Eglosheim (18 500 EO) a Hoheneck (167 000 EO). Čistírna odpadních vod byla uvedena do provozu v roce 1976 a od roku 1994 do roku 1996 se dočkala významného rozšíření a modernizace. Důvodem bylo, že stará čistírna odpadních vod již nebyla schopna plnit požadavky na výkon čištění, především pokud jde o odbourávání dusíku a fosforu. Kromě toho byly k čistírně odpadních vod Poppenweiler připojeny také komunity Affalterbach a Marbach-Siegelhausen. Čistírna odpadních vod v současnosti zabírá 342 hektarů, pracuje pro 31.000 EO, a má tak třídu velikosti 4.
15 metrů dlouhý lapák písku (obr. 1) z roku 1976 se používá dodnes. Během expanze a modernizace v 90. letech 20. století nebyla jeho kapacita rozšířena, a dosáhl tak hranice své kapacity. To bylo patrné díky usazeninám písku v primárním čističi a v následných provzdušňovacích nádržích. Proto Walter Eichinger, vedoucí provozu všech tří čistíren odpadních vod městské kanalizace v Ludwigsburgu, začal hledat řešení, jak co nejhospodárněji optimalizovat separační výkon lapáku písku.
Na základě pokynů Německého svazu pro vodu, odpadní vody a odpady (DWA) vypočítal Helmut Riegraf, projektový manažer městské kanalizace v Ludwigsburgu, potřebné rozměry lapače písku, který by umožnil optimální odlučování písku a suspendovaných látek, jako jsou oleje a tuky, od organických suspendovaných látek. Z výpočtu vyšlo, že lapák písku by musel být minimálně o tři metry delší, aby se snížila rychlost průtoku a dosáhlo se tak optimální separace. Protože s rozšířením nádrže lapáku písku by byly spojeny značné konstrukční náklady a doby prostoje, uvažovali Walter Eichinger a Helmut Riegraf o možnosti optimalizovat cirkulaci odpadní vody pomocí provzdušňování.
Chtěli změnit turbulentní kinetickou energii způsobenou rychlostí valení v odpadní vodě změnou objemového průtoku vzduchu. Chtěli tedy využít rychlost průtoku k ovlivnění vertikální cirkulace odpadní vody způsobené provzdušňováním a jejím pohybem vpřed.

Přetlakové řešení Busch a jeho výhody pro zákazníky

Již instalovaný ventilátor s rotujícími písty nebyl nastavitelný, a proto zajišťoval konstantní objemový průtok při přetlaku 0,5 baru. Tehdy Walter Eichinger kontaktoval společnost Busch Vacuum Solutions. Společnost doporučila instalaci zubového kompresoru MINK (obr. 2) s externím pohonem s proměnlivou rychlostí. Tento kompresor rovněž zajišťuje konstantní přetlak 0,5 baru, ale objemový průtok lze nastavit pomocí frekvenčního měniče, takže jej lze přesně přizpůsobit požadavkům ve stávajícím lapáku písku. Využitím provozního principu zubového kompresoru jej lze nastavit v širokém rozsahu od 20 do 60 Hz, aniž by došlo k ovlivnění generovaného přetlaku.
S novým zubovým kompresorem MINK od společnosti Busch provedl Walter Eichinger několikatýdenní zkoušky, aby dosáhl optimální účinnosti separace v lapáku písku. Nakonec dospěl k závěru, že nejlepších výsledků bylo dosaženo provozem kompresoru při 35 Hz a že to je do značné míry nezávislé na znečištění odpadní vody nebo rychlosti průtoku. Při velkém objemu odpadní vody se musí intervaly odsávání písku jednoduše prodloužit. Zubový kompresor MINK je instalován v přístrojové skříni starého rotačního dmychadla, přestože je výrazně tišší. Frekvenční měnič je namontován na stěně a je snadno přístupný, takže rychlost lze v případě potřeby snadno změnit stisknutím tlačítka.
Toto řešení nyní zavádí přesně potřebné množství vzduchu pomocí několika trysek, které jsou připevněny po celé délce lapáku písku (obr. 3) v hloubce 2,90 metru. Valivý pohyb, který způsobují v odpadní vodě, je nyní regulován rychlostí její cirkulace tak, aby se písek a další minerální materiály usazovaly v kanálu lapáku písku v nádrži. Zároveň zůstávají organické látky suspendovány a přes primární odlučovač odcházejí z lapáku písku do provzdušňovacích nádrží, kde jsou potřebné pro denitrifikaci. Příliš slabý valivý pohyb kvůli nedostatečnému provzdušňování může vést k nežádoucím usazeninám organických materiálů ve formě kalu na dně nádrže a v kanálu lapáku písku. Došlo také k vylepšení odlučování olejů, tuků a dalších suspendovaných materiálů, takže se vznášejí v horní části lapáku tuků a lze je odlučovat.
Tímto způsobem bylo možné s relativně nízkými náklady zvýšit kapacitu více než 40 let starého lapáku písku tak, aby se co nejméně písku a dalšího minerálního materiálu dostalo do následných stupňů mechanického a organického čištění a usazovalo se v nich. Také se zlepšila funkčnost a spolehlivost celého zařízení na čištění odpadních vod.

A Walter Eichinger si všiml další výhody nového zubového kompresoru MINK: ve srovnání s předchozím ventilátorem s rotujícími písty je zubový kompresor energeticky účinnější a je vybaven energeticky úsporným motorem IE3, což znamená úsporu energie přibližně 33 %. Údržba je omezena na každoroční výměnu oleje, kterou provádí servisní technik společnosti Busch.