Témata 1. září 2020
Inteligentní a efektivní řízení čistíren odpadních vod

V čistírnách odpadních vod najdeme oblasti s nebezpečím výbuchu i prostory, v nichž nebezpečí výbuchu nehrozí. WAGO-I/O-SYSTEM 750 umožňuje efektivní řízení v obou oblastech.

Kvůli různým specializovaným i všeobecným předpisům není výstavba a provozování čistíren odpadních vod zrovna jednoduchá záležitost. Projektanti a provozovatelé si však mohou život výrazně usnadnit volbou inteligentního řídicího systému, který podporuje jak standardní, tak speciální aplikace.

Přednosti systému WAGO-I/O-SYSTEM 750

Jediný systém pro výbušná i nevýbušná prostředí
Jiskrově bezpečný, nezávislý na konkrétním typu průmyslové sběrnice, flexibilní a robustní
Kompaktní konstrukční provedení je mimořádně vhodné pro stíněné prostory

Neustálá hrozba chemických reakcí

Jedno je jisté: Předpovědět složení odpadních vod proudících do čistíren je takřka nemožné. V důsledku havárií nebo nepovoleného vypouštění může kdykoli dojít ke kontaminaci, vzniku hořlavých sloučenin nebo k chemickým reakcím. Tyto jevy mají za následek vznik plynných exhalací, které jsou klasifikovány jako prostředí s nebezpečím výbuchu. Pokud do kanalizace vniknou vysoce hořlavé kapaliny jako benzin, plavou kvůli nízké hustotě na vodním povrchu. Protože se jedná o těkavé látky, rychle se odpařují. V závislosti na koncentraci tak mohou zapříčinit vznik škodlivé či dokonce výbušné směsi se vzduchem. Vzniklé výpary bývají často těžší než vzduch. Nutně se tak hromadí v nejnižším bodě kanalizační sítě. Kanalizační síť i objekty, které jsou její součástí, například uzavřené akumulační jímky, retenční nádrže, přečerpávací stanice nebo shybky jsou podle svého konstrukčního provedení klasifikovány jako zóna 1 nebo zóna 2.

Správně klasifikované zóny

Co platí pro kanalizační síť, platí i pro čistírny odpadních vod. Často sestávají ze zařízení na čerpání odpadních vod a vtokového objektu, které pomáhají směrovat odpadní vody do čistírny. Pokud jsou tyto objekty uzavřené, musejí být klasifikovány jako zóna 1. Tento požadavek se může vztahovat i na otevřené objekty, které nejsou vybavené dostatečnou ventilací. Uvnitř takových objektů mohou vznikat snadno výbušné směsi, například v důsledku zcela běžných plynných exhalací z odpadních vod. Důvod spočívá v tom, že ve fekáliích, které představují velkou část odpadních vod, se neodvratně tvoří metan. Metan je ale jen o málo lehčí než vzduch, takže se nehromadí v horních částech prostorů nebo objektů, ale mísí se se vzduchem. Přesné složení této směsi vzduchu s plynem nelze předem určit, i kvůli tomu, že pohyb odpadních vod neustále víří vzduch. Koncentrace plynu ve směsi se vzduchem se proto bez ustání mění.

Vysoká koncentrace metanu

Příliš vysoká koncentrace metanu může kvůli principu fungování vzniknout v prostoru česlí, kde se odpadní vody zbavují hrubých i jemnějších nečistot, například větví, kusů textilu nebo hygienických potřeb. Tato oblast je proto v posouzení rizika klasifikována jako zóna 1, přilehlé oblasti jako zóna 2. Toto dělení platí také pro nádrže na kalovou vodu, jako jsou jímky nebo odkalovací objekty. K aktivnímu získávání metanu se používají anaerobní bakteriální procesy, které v odpadní vodě probíhají při vyhnívání kalu ve vyhnívací nádrži. Takto získaný metan se v následné kogenerační jednotce přeměňuje na elektrickou energii a teplo. Tím pozitivně ovlivňuje energetickou bilanci čistírny odpadních vod. Procesní oblasti od zahušťování kalu až po jeho vyhnívání se proto v posouzení rizik klasifikují jako zóna 1 a zóna 2. To samé platí i pro venkovní prostory kolem vyhnívací nádrže a zásobníku plynu.

Konstrukce a automatizace v souladu s normami

Kvůli těmto náročným každodenním podmínkám je nezbytné dodržovat příslušné normy a předpisy, mezi které patří například směrnice ATEX, normy IECEx nebo různé předpisy upravující bezpečnost v průmyslovém prostředí (jako příklad můžeme uvést německé nařízení o bezpečnosti provozu BetrSichV). Kromě toho musejí být samozřejmě přijata i odpovídající konstrukční opatření, která zmenšují riziko výbuchu. Na základě výše uvedených norem a předpisů jsou provozovatelé čistíren odpadních vod povinni pro prostory s nebezpečím výbuchu, které v jejich čistírně vznikají, vytvořit dokumentaci ochrany proti výbuchu. V této dokumentaci jsou konkrétně posouzena rizika výbuchu a stanoveny podrobné koncepce ochrany. Pokyny pro praktickou realizaci těchto požadavků poskytuje v Německu Věstník DWA 217 (DWA-M 217) s názvem „Ochrana proti výbuchu pro technická zařízení k čištění odpadních vod“ (červenec 2014). Tyto příslušné normy a schválení je nutné uplatňovat také při návrhu elektrického vybavení čistírny odpadních vod včetně příslušných skříňových rozvaděčů.

Dvě zóny – jeden systém

Projektanti i provozovatelé zpravidla usilují o minimalizaci počtu použitých komponent a systémů. Mají k tomu dobrý důvod: Mnohovrstvé požadavky, které technická zařízení k čištění odpadních vod kladou na řídicí techniku, se odrážejí i v nákladech, se kterými musejí projektanti a provozovatelé kalkulovat – od úvodního vývoje až po pozdější údržbu. Upřednostňují proto výrobky, které lze používat nejen ve standardních aplikacích, ale také v prostředí s nebezpečím výbuchu nebo za okolních podmínek, které typicky vznikají v čistírnách odpadních vod – například v důsledku vysoce agresivních či korozivních atmosfér.

Bezproblémové rozšiřování systému

Společnost WAGO svůj I/O systém řady 750 navrhla tak, aby nebylo nutné v běžném prostředí a v prostředí s nebezpečím výbuchu používat dvě různé platformy. Díky chytrému konstrukčnímu řešení je systém mimořádně všestranný, aniž by tím utrpěl celkově vysoký standard. Víc než pětistovka různých funkčních modulů umožňuje přímo do technologie integrovat nejrůznější senzory a do řídicího střediska ve sdružené podobě pomocí protokolu TCP/IP přenášet rozličné druhy analogových a binárních signálů. WAGO-I/O-SYSTEM kromě toho dovoluje na dálku zaznamenávat chybová hlášení nebo úrovně naplnění průtočných dešťových nádrží a cíleně tak řídit přítok odpadních vod do čistírny. Kromě obecné nezávislosti na určitém typu průmyslové sběrnice a sériové dostupnosti otevřených rozhraní pro měřicí techniku i integraci celých úseků systému patří do jeho standardní výbavy také komunikace protokolem HART. Tyto komunikační schopnosti v konečném důsledku zajišťují také relativně snadné budoucí rozšiřování systému.

Méně času a námahy pro projektanty i provozovatele

Modulární komponenty WAGO dovolují projektantům hospodárně vybavit zařízení do běžného prostředí i prostředí s nebezpečím výbuchu potřebnými funkcemi, a to bez rozsáhlého programování. Pomocí komponent našeho automatizačního systému mohou provozovatelé také implementovat speciální řešení, například dílčí měření energie včetně ukládání veškerých procesních dat. Tímto způsobem lze jak zajistit cílené monitorování, tak vytvořit řídicí systém zobrazující historické hodnoty. Funkční výhody, které I/O systém WAGO nabízí technologům, završují četné přednosti pro programátory, které vyplývají z nabídky bezplatných knihoven funkcí pro hydrotechniku a procesní techniku.

Autor: Kay Miller

Vaše kontaktní osoba ve společnosti WAGO

Kancelář Praha - Centrála

Vertrieb_kontaktmodul_kundenservice_vertrieb_mann_gettyimages_482100240_400x346

Nabídka doplňkových služeb:

Mohlo by vás také zajímat

WAGO v dalších oborech

Automatizační technologie a propojovací techniku WAGO najdete nejen v oblastech námořního průmyslu a offshore aplikací. Zjistěte, co řešení WAGO nabízejí v dalších oborech.

Plavba lodí budoucnosti

Moderní pohonná technika, síťové propojení subsystémů – automatizace a digitalizace jsou dnes na lodích standardem.

Revoluční přeměna jednoho oboru

Pomocí moderních automatizačních a digitalizačních technologií vznikají komunikativní a inteligentní rozvodné sítě.

Témata 1. září 2020 Inteligentní a efektivní řízení čistíren odpadních vod