調節可能なルーツブロワーによる完璧な水処理

デンマークのルダースダルという自治体では、23,000人の住民が自治体の水道会社であるBirkerødから飲料水を供給されています。この地域の年間の飲料水消費量は120万～150万m3です。原水は9つの深井戸から汲み上げられており、平均の揚水量は160m3/hです。

原水から飲料水にするための水処理は、2段階のプロセスで行われます。まず第1段階で原水のエアレーションが行われます。これにより、水に含まれるメタンや硫化水素などの不要なガスが除去されます。同時に、水に多くの酸素が含まれるようになります。これは、ろ過後の飲料水に、1リットルあたり5 mgという規定の溶存酸素が含まれるようにするためです。

以前は、いわゆる「酸素階段」と呼ばれる方法で酸素含有量を増やしていました。調整オプションがない、つまり、酸素含有量を正確に保てないというのがこの方法の欠点です。さらに、清掃やメンテナンスにも非常に手間がかかりました。

2018年、水処理プラントのオーバーホールが必要となった際に、水道会社であるBirkerød社は2つのラインにフロアエアレーションを導入することにし、Busch Vacuum Solutionsの協力を得て周波数制御のTYRルーツブロワー2基を設置しました（図1）。水のエアレーションは、同じタイプの2つの反応槽で行われます。これらのシステムのうち、一度に稼働するのは1つのみです。2つ目のシステムは、もう一方に不具合が生じた場合でも水を確実に供給できるようにするための完全なスタンバイ用となります。通常は、両方のエアレーションシステムが1日交替で利用されています。TYRルーツブロワーは、それぞれの反応槽に接続されています。吸気側にはサイレンサーが取り付けられており、建物内外への騒音の放出を可能な限り低く抑えることができます。この水処理プラントは住宅地にあるため、場長のJens Ejnar Kristensen氏にとっては、ロータリーローブブロワーのスムーズな運転が非常に重要なポイントとなりました。これらのエアレーションシステムに2基のTYRルーツブロワーを設置して以来、酸素量の精密な管理が可能になり、常に高い水質を保つことができるようになりました。

エアレーション後の第2段階では、水がサンドフィルターでろ過されます。ろ過は、プレフィルターとアフターフィルターの2段階で行われます。サンドフィルターは水に含まれる鉄やマンガンを除去し、アンモニウムを硝酸塩に変化させます。フィルターは定期的に砂の堆積物を除去する必要があります。この目的で、2基のTYRルーツブロワーで生成された圧縮空気がフィルターを通過します。このルーツブロワーは、周波数制御モーターを搭載しているため、フィルターの目詰まりの程度に応じて性能を調整することができます。同時に、粒度の異なる砂の層が交じり合うことのないよう、流量や圧力が高くなりすぎないようにすることもできます。

また、ここでは2017年から、6つのプレフィルターと6つのアフターフィルターを再生する目的でも2基のTYRルーツブロワーが使用されています。この際、大がかりなメンテナンスを必要とする老朽化したルーツブロワー2基も交換が必要となりました。TYRルーツブロワーには標準で消音ボックスが搭載されています。

これらのルーツブロワーは、元々は制御なしで使用されていました。制御なしとは、実際の需要に合わせて流量や圧力を調整できなかったということです。Jens Ejnar Kristensen氏は、エアレーションプロセスを最適化することで、大幅なエネルギー削減が実現すると判断しました。さらに、水道会社である Birkerødは、個々のフィルターのサイズや、プレフィルターかアフターフィルターかに応じて、フィルターの洗浄を調整できるようになりました。

原水はろ過された後、1,000 m3の浄水タンクに投入され、そこからポンプで上水道網に送られて消費者に直接届けられるか、貯水として給水塔に貯蔵されます。