Automatické real time monitorování odpadních vod

Neutralizační stanice společnosti MEGA

MEGA a.s. ve svém areálu provozuje neutralizační stanici, která zpracovává odpadní vody z výroby membránových jednotek. V rámci čištění této technologické odpadní vody jsou využívány dvě zásobní nádrže (každá o objemu cca 250 m³), ve kterých je voda homogenizována a dále technologicky upravována (srážením), aby při vypouštění splňovala kritéria daná ČIŽP.

Výzva

Průmyslová zóna, do které spadá MEGA a.s. a Diamo s.p., mají společný areál čistírny odpadních vod. Technologické vybavení ČOV včetně neutralizační stanice odpovídají svému stáří. Jedná se o budovy postavené v 80. letech 20. století, kdy zastaralý systém kontroly natékání a kvality odpadní vody vyžadoval neustálý dohled a kontrolu. To znamelo zvýšené náklady na provoz celého systému nakládání s odpadní vodou.

V rámci snížení finančních prostředků za nakládání s odpadními vodami bylo z dlouhodobého hlediska stěžejní nastavit systém, který by umožňoval kontinuální monitorování správného chodu neutralizační stanice, a to nejlépe automaticky bez nutnosti stálého dozoru proškolené osoby.

Real time monitoring jasná volba řešení

Pro kontrolu správně fungujícího procesu nátoku odpadní vody do čistírny odpadních vod bylo rozhodnuto implementovat real time monitorovací zařízení, které vyvinula MEGA ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci.

Systém byl sestaven na míru potřeby firmy MEGA. Primárně byla eliminována nutnost přítomnosti obsluhy při kontrole nátoku odpaní vody a havárie. Monitorovací zařízení je postaveno na systému přenosu informací sítí GSM pomocí SMS zpráv (či zasílání emailu) a včasně tedy informuje odpovědnou osobu o blížící se nutnosti zásahu.

Parametry monitorovacího systému

Instalovaná technologie monitorování odpadních vod se skládá ze sond, senzorů a řídícího systému. V rámci navrženého řešení, je vstupní vedení, kterým přitéká voda z výroby do ČOV, osazeno sondami pro měření pH a vodivosti. Dále jsou v zásobních nádržích umístěny hladinové senzory s kapilárou pro barometrickou kompenzaci, s rozsahem 10 m a přesností 0,2 % FS, s proudovým výstupem 4–20 mA. Uvedené sondy a senzory jsou připojeny přímo do řídicího systému.

Pro ovládání vyvinutého monitorovacího systému bylo vytvořeno zcela nové webové rozhraní umožňující monitoring, obsluhu a nastavení celého systému. Systém umožňuje určovat jaká havarijní hlášení budou zasílána jednotlivým uživatelům (v tomto případě 10 uživatelů). Kdy například jeden uživatel může být informován pouze o průtoku mimo zadané limity a další uživatel pouze o pH mimo stanovený rozsah.

Kontinuita provozu zabezpečena

MEGA ve spolupráci s TUL již dříve vyvinula obdobné řešení. Bylo tedy jasnou volbou, že se real time monitoring také instaluje na ČOV společnosti MEGA. Nicméně nejprve bylo nutné upravit technologii místním podmínkám. Nejtěžším úkolem bylo vyřešit sledování naplnění jednotlivých nádrží. Jelikož nádrže pracují ve střídavém režimu, je třeba neustále monitorovat výšku hladin a rychlost plnění. Proto je rychlost plnění, resp. průtok jedním z varovných signálů.

Po osazení senzorů a čidel, bylo tedy nutné provést kalibraci pro stanovení vztahu mezi hladinou a aktuálním objemem nádrží. Tvar obou nádrží není pravidelný, z toho důvodu byl při jejím vypouštění definovaným průtokem sledován průběh hladiny, a následně byla zjištěna funkční závislost mezi hladinou a objemem. Průtok je následně dopočítáván jako derivace měřené úrovně hladiny, která je ještě následně upravena podle tvarové kalibrační křivky příčného řezu nádrže.

Jak to funguje?

Monitorovací technologie kontinuálně vyhodnocuje tyto parametry a hlídá, zda nepřekročí zadané meze. Pokud sondy hlídající parametry vody na vstupu do ČOV (pH a vodivost) hlásí překročení povolených limitů, odešle varovnou sms a odpovědná osoba ihned ví, že je třeba hledat příčinu v technologii, která odpadní vody produkuje a tu upravit.

Ze sledování hladin v zásobních nádržích je vypočítáván aktuální průtok a míra zaplnění dané nádrže, a proto, je-li zvýšená rychlost nátoku do ČOV, opět systém hlásí problém ve výrobní technologii, který je potřeba najít a vyřešit.

Úspora času a peněz

Po uvedení monitorovacího systému do plného provozu byla nutnost přítomnosti pověřené osoby na ČOV významně eliminována a společnosti MEGA tak významně klesly provozní náklady. Současně systém včas vyhodnocuje možná rizika a uvědomí na dálku pověřené osoby kontrolou výrobních technologií, které bývají původcem problémových stavů.

Real time monitoring pro ČOV předchází možným rizikům spojených s likvidací odpadních vod a současně i dokáže upozornit na procesní problémy vzniklé ve výrobně, tedy mimo sledovanou oblast.

Systém běží bezchybně a významně ulehčil práci “správě budov”.

Výzva do budoucna

Celý systém pracuje jako monitorovací, tzn. jeho výstupy jsou pouze měřená data a varovné SMS/emaily při definovaném překročení hlídaných veličin. Nicméně PLC umožňuje potenciální rozšíření systému o více či méně komplikované řízení technologie pomocí integrovaných reléových a analogových výstupů.