Park przemysłowy Wolfgang z własną regulacją pH wód ściekowych

WODA JEST BARDZO WARTOŚCIOWYM ZASOBEM

Ziemia jest nie bez powodu określana mianem niebieskiej planety - 71% jej powierzchni zajmują naturalne zbiorniki wodne. Niestety 97,5% tych zasobów stanowi słona woda morska, która nie jest wodą pitną i nie może też być bezpośrednio wykorzystywana w rolnictwie. Z pozostałych 2,5% wód słodkich prawie 70% występuje w postaci mas lodowych na biegunach oraz w postaci lodowców. Zużycie wody przez naszą cywilizację jest olbrzymie. Dzienne zużycie wody na jednego mieszkańca krajów europejskich to prawie 150 litrów. Biorąc np. prysznic, zużywamy około 40 litrów wody. Eksperci wyliczyli, że podczas „produkcji“ 1 kilograma wieprzowiny potrzebujemy więcej niż 5000 litrów wody, a przy produkcji jednego auta - 400 tys. litrów.

OSTRE PRZEPISY REGULUJĄ- CE ZANIECZYSZCZENIA WÓD ŚCIEKOWYCH

Fot. 1. Zbiorniki wodne w parku przemysłowym Wolfgang

W obecnych czasach nowoczesna produkcja oznacza równocześnie profesjonalną ochronę środowiska i zorganizowane zarządzanie zużyciem wody. Pozwala to na zwiększenie konkurencyjności i atrakcyjności oraz zapewnia bezpieczną przyszłość. Również w przypadku parku przemysłowego Wolfgang w Hanau, na ścieki przemysłowe nałożone są ostre warunki graniczne: maksymalna temperatura to 35°C, wartość pH pomiędzy 6,5 i 10 oraz maksymalna zawartość substancji chemicznych: 1mm na 1 litr.

Określa się też maksymalną zawartość składników organicznych, takich jak amoniak czy azotyn sodowy. W przypadku, gdy zawartość zanieczyszczeń przekracza wartości graniczne, następuje odprowadzenie takich ścieków do utylizacji według prawnie dopuszczalnych procesów usuwania zanieczyszczeń.

NEUTRALIZACJA ŚCIEKÓW W PARKU PRZEMYSŁOWYM WOLFGANG

W parku przemysłowym Wolfgang, w którym znajduje się 10 zakładów przemysłowych, wszystkie ścieki przemysłowe będą poddane obróbce i uzdatnianiu, zanim zostaną wprowadzone do miejskiej instalacji ściekowej. Proces wzbogacania jest kontrolowany i dokumentowany przez zespół odpowiednio wyszkolonych pracowników, którzy dobrze znają dopuszczalne warunki graniczne i przepisy.

Wszystkie ścieki z parku przemysłowego są doprowadzane w pierwszym etapie do zbiornika, skąd pompowane są do dwóch reaktorów chemicznych (stacji dozowania) o pojemności 2m³ każda. Tutaj przeprowadzane są procesy dozowania ługu i kwasów. Reaktory chemiczne występują w dwóch formach: kotła z mieszalnikiem i przepływowego reaktora rurowego. Ich charakterystyczną cechą jest wewnętrzna warstwa blachy specjalnie formowanej do tworzenia zawirowań przepływającej cieczy. Po wzbogaceniu ścieki są doprowadzane z reaktorów chemicznych do zbiorników ściekowych, a powstały w nich nadmiar wypływa do kanalizacji miejskiej.

W zaprojektowanym systemie zastosowane są regulatory marki Gossen-Metrawatt, których zadaniem jest dokładna regulacja wartości pH. Wybrany do tego zadania moduł regulacyjny jest zintegrowany ze sterownikiem S7-400 firmy Siemens. Całość systemu jest zgrana z istniejącym PCS7. Celem regulacji jest zachowanie wartości 9,6 dla pH przy dodawaniu kwasu solnego (HCl) i NaOH. Dopiero przy takich parametrach pH ścieki mogą być doprowadzone do miejskiej kanalizacji ściekowej.

SKOMPLIKOWANA REGULACJA WARTOŚCI pH

Fot. 2. Centralna dyspozytornia

Wartość pH jest bardzo istotnym parametrem wody mówiącym o jej kwasowości lub zasadowości. Regulacja w tym zakresie jest w wielu zastosowaniach przemysłowych standardem. Przy neutralizacji płynu nakładane są bardzo ostre wymogi co do dokładności i niezawodności regulatorów.

Największą trudnością w regulacji pH jest bardzo szeroki zakres pomiarowy i bezwładność. Koncentracja kwasu i odczynnika zasadowego ustalają wartość pH, dlatego też odczynniki te należy tak dozować, aby wartość pH była równa 9,6. Zmiana wartości pH przy mieszaniu tych odczynników jest na początku prawie żadna. Czas bezwładności może sięgać 10 sekund, w tym przedziale czasowym regulator nie ma żadnego punktu odniesienia.

BUDOWA I ROZRUCH SYSTEMU REGULACJI

Do wykonania systemu regulacji zastosowano regulator temperatury firmy Gossen Metrawatt i rozproszony system Profibus z modułami slave IM 353-1DP01 i z czterokanałowymi modułami regulacji R355A firmy Vipa. Całość jest połączona magistralą Profibus ze sterownikiem S7-400.

W oprogramowaniu wykorzystano gotowe bloki parametryzujące. Wejściowe wartości pomiarowe z sond pH są zapisane w blokach danych jako skalowane wartości pomiarowe zewnętrzne w skali od 0 do 14000. Jest to zakres odpowiadający pH od 0 do 14. Analogowe sterowanie zaworami dla ługu sodowego i dla kwasu odbywa się poprzez wartość zadaną ze sterownika w zależności od wartości aktualnych pomiarów pobieranych z bloku danych.

Konfiguracja i parametryzacja modułów regulacji może się odbywać za pomocą:

• narzędzia 355Remote do uruchomienia, diagnozy i kontroli - korzystając ze złącza w sterowniku,
• narzędzia do konfiguracji 355Config - korzystając ze złącza RS232 w regulatorze,
• poprzez komunikację Read/Write bezpośrednio z blokiem danych.

MODUŁ REGULACJI VIPA 355A

Fot. 3. Regulator Vipa R355A

Wersja standardowa kompatybilnych modułów regulacji R355 charakteryzuje się dużą funkcjonalnością. Realizuje m.in. rejestrację danych, przechowywanie historii alarmów oraz wyliczanie wartości regulacji na podstawie wielu wejść pomiarowych.

Wprowadzenie parametrów regulacji jest możliwe w dowolnym momencie dla każdego kanału. Kolejne realizowane funkcje to sygnalizacja przekroczenia wartości granicznych, regulacja kaskadowa, regulacja różnicowa, regulacja proporcji czy regulacja wartości pH. Zarówno wejścia, jak i wyjścia są dowolnie konfigurowane. R355 udostępnia ponadto regulację grzania z układem rozruchowym oraz z funkcję tworzenia grup do strefowej regulacji grzania zsynchronizowanego. Oferuje wiele funkcji kontroli, np. alarmów zależnych od numeru kanału regulacji czy od rodzaju urządzenia. Do łatwego i szybkiego uruchomienia modułu regulacji R355 przeznaczone są programowe bloki organizacyjne, funkcyjne i danych.

SDS-Automatyka Sp. J.
Generalny przedstawiciel Vipa na Polskę
ul. Ostrowskiego 30, 53-238 Wrocław
tel. 071-3390441
biuro@sds-automatyka.pl
www.vipa.de