Европейский опыт модернизации очистных сооружений с использованием современного насосного оборудования

Простая в эксплуатации система для экономичного и эффективного удаления фосфатов на очистных предприятиях в Германии

«Штадтверке Хеппенхайм» (Stadtwerke Heppenheim) — муниципальное коммунальное предприятие в городе Хеппенхайм, к югу от Франкфурта, Германия. Станция водоочистки в Хеппенхайме обеспечивает обработку сточных вод в районе с численностью населения примерно 30 000 человек, из которых 25 000 проживают в Хеппенхайме, остальные - жители района Оденвальд. Производительность станции - 1,2 млн кубометров в год, этого достаточно для обслуживания населения численностью 80 000 человек. Она также используется для обработки промышленных сточных вод, в частности, стоков от заводов по производству мороженого, вина и безалкогольных напитков.

Ситуация

На станции водоочистки в Хеппенхайме используется технология биологической очистки сточных вод, которая подразумевает использование биореакторов периодического действия для удаления растворенных органических веществ, а также соединений фосфора и азота. Данная система не работает в непрерывном режиме — все этапы очистки проходят в четырех емкостях последовательно, с разделением по времени. До недавнего времени на установке выполнялась только дозированная подача сульфата алюминия для снижения объема твердой фракции в сточных водах, но затем для снижения содержания фосфатов в воде была установлена новая дозирующая станция.

Как и в случае многих других водоочистных сооружений, для станции водоочистки в г. Хеппенхайм требуется сокращение эксплуатационных издержек, и одним из наиболее эффективных способов является оптимизация расхода реагентов.

«Снижение расхода реагентов позволяет добиться существенного сокращения затрат», — объясняет Каи Киин (Kai Kiihn), руководитель участка водоочистки на предприятии «Штадтверке Хеппенхайм».

Компания уже осуществляла контроль расхода реагентов, измеряя расход с помощью датчиков уровня в резервуаре, но с появлением на предприятии новой дозирующей установки были найдены и новые способы мониторинга.

Решение Grundfos

В дозирующей установке используются два цифровых мембранных дозирующих насоса Grundfos SMART Digital XL DDA-FCM 60-10, которые обеспечивают подачу 60 л/ч, поддерживают давление до 10 бар и имеют диапазон регулировки 1:800. Уменьшение содержания фосфатов в сточных водах происходит путем дозированной подачи хлорида железа (II) (FeCI2). Первый насос осуществляет дозированную подачу FeCI2 одновременно с заполнением очистного резервуара, а второй – резервный – находится в режиме ожидания и включается в случае необходимости. Благодаря использованию шагового электродвигателя на постоянных магнитах и мембраны насос осуществляет дозирование химикатов с идеальной точностью: погрешность моделей SMART Digital XL составляет ±1%, что позволяет экономить от 5 до 19% реагентов по сравнению с менее точными механическими дозировочными насосами. В итоге сокращаются затраты на реагенты и при этом обеспечиваются стабильные параметры очистки. Все характеристики цифровых мембранных дозировочных насосов SMART Digital XL проверены и подтверждены независимой экспертной группой под руководством профессора Дирка Рехманна из немецкого Университета прикладных наук Вайенштеафн-Триздоф.

Функции цифровых дозировочных насосов GRUNDFOS AutoFlowAdapt (автоматический контроль технологических процессов и адаптация под изменяющиеся условия), а также передача данных в рабочем режиме повышают эффективность работы оборудования при ежедневной эксплуатации. Благодаря встроенному расходомеру и датчику давления насосы способны контролировать расход FeCI2 с высочайшей точностью. Это обеспечивает большую точность измерений по сравнению с контролем уровня в резервуаре и позволяет обойтись без дорогого дополнительного оборудования.

«В насосах серии SMART Digital XL мы используем встроенную функцию измерения расхода. В случае старых систем дозированной подачи сульфата алюминия необходим внешний расходомер и демпфер пульсаций» — комментирует Оливер Шранц (Oliver Schranz), руководитель электротехнического отдела на предприятии «Штадтверке Хеппенхайм».

Благодаря точной информации о расходе, насос SMART Digital XL DDA может изменять объем подачи в соответствии с фактическими условиями эксплуатации. В любой момент времени насос обеспечивает подачу нужного количества хлорида железа без вмешательства оператора, а в случае каких-либо нештатных ситуаций (разрыв или закупоривание трубопровода, кавитация, газовыделение и пр.) подается аварийный сигнал. Благодаря использованию устройства Grundfos CIU 150 каждый насос может передавать данные по протоколу Profibus DP для эксплуатационного персонала станции водоочистки. 

«Все повреждения и неисправности идентифицируются, и информация о них передается через шину Fieldbus на диспетчерский пульт станции» — объясняет Оливер Шранц. «В случае отказов или предупреждений насос выполняет самодиагностику для установления причины и затем передает информацию дежурному оператору в ночные часы или в выходные». 

Дополнительно данные о подаче насоса и его работе дублируются на встроенном в оборудование мониторе дозирования.

Автоматическая работа и своевременные оповещения существенно упрощают работу оператора на предприятии «Штадтверке Хеппенхайм». Встроенные интеллектуальные функции насоса сводят к минимуму вмешательство оператора, а когда требуется его участие, то простота эксплуатации и обслуживания насоса делают рабочие инструкции ненужными. Сервисные работы выполнить очень просто: достаточно открутить два болта и снять оборудование с монтажной пластины. Блок управления можно легко поднять и перевернуть в одно из трёх положений: фронтальное, поворот налево или направо. Персонал станции водоочистки высоко оценил удобство и простоту эксплуатации насосов SMART Digital XL DDA.

Результат

Насосы SMART Digital помогли предприятию «Штадтверке Хеппенхайм» обеспечить надежную и экономичную работу дозировочного оборудования в интуитивно понятной для пользователя форме. «Мы довольны тем, что с насосами SMART Digital XL так легко работать и есть возможность интеграции функций Fieldbus» — заявляет Оливер Шранц. «Интеграция с промышленной шиной Fieldbus очень важна при обработке сточных вод. Обеспечивается исключительная точность дозирования. Кроме того, мы сможем использовать подключение насоса SMART Digital XL к устройству измерения уровня фосфатов на следующем этапе».

Применение насосов SMART Digital XL однозначно стало положительным опытом для этого муниципального предприятия, особенно учитывая содействие, оказанное Grundfos.

«Поддержка была организована идеально, а ответы поступали незамедлительно. В тех случаях, когда описание Profibus отсутствовало, мы обращались в службу поддержки и немедленно получали документацию» — заявляет Оливер Шранц.

Впервые предприятие «Штадтверке Хеппенхайм» узнало о насосах Grundfos семейства SMART Digital, когда одна из химических компаний, проверявшая содержание перекиси водорода (H2О2) в процессе очистки сточных вод на станции, использовала в работе насосные установки SMART Digital серии S. Таким образом, предприятие уже знало о существовании насосов этой серии, когда местная инжиниринговая компания «Ти-Ди-Эл Дозиртехник» (TDL Dosiertechnik) установила новую дозирующую установку для подачи фосфатов. Оливер Шранц и его коллеги очень довольны данным решением и, помимо станции водоочистки, видят множество других областей применения насосов семейства SMART Digital.

«Это могло бы стать отличным решением для водоочистки в других местах города, например, в плавательных бассейнах» — делает вывод Оливер Шранц.

Сопутствующая продукция