Vodarna Rižana - ultrafiltracija pitne vode

logo

Vodarna Rižana je čistilna naprava za čiščenje surove vode. Prva čistilna naprava na tem območju je bila zgrajena že leta 1935. Takratni princip čiščenja je bil s filtriranjem vode skozi pesek in usedanjem mulja. V začetku je bila zmogljivost čistilne naprave 60 l/s, kasneje se je njena zmogljivost čiščenja nadgrajevala. Takšna tehnologija čiščenja surove vode je bila v uporabi vse do leta 1997.

Zraven stare vodarne se je leta 1997 zgradila nova vodarna z novejšim postopkom in večjo zmogljivostjo čiščenja surove vode. Za najprimernejši način čiščenja kraške podtalne vode je bila izbrana membranska tehnologija, ki se imenuje ultrafiltracija. To je postopek čiščenja, pri katerem se za pripravo pitne vode ne uporablja nobenih kemičnih sredstev. Kemična sredstva se uporabljajo le za čiščenje membran in pri obdelavi odpadne tehnološke vode. Z ultrafiltracijo se iz surove vode odstranijo suspendirane snovi in delci, ki so večji od 0,01 mikrona. Na tak način se odstranijo vsi mikroorganizmi (bakterije, virusi, paraziti …).

Nova vodarna je sestavljena iz več sklopov:

Za krmiljenje nove vodarne so bili uporabljeni krmilniki serije Premium in Micro podjetja Schneider Electric. Za centralni nadzorni sistem je bil uporabljen Wonderware InTouch. Podatkovna povezava med krmilniki in nadzornim sistemom je bila izvedena s Fipway omrežjem.
Za vsak posamezen sklop se je uporabil svoj krmilnik, ki je preko Fipway komunikacije komuniciral z ostalimi krmilniki in centralnim nadzornim sistemom.
Sklop ultrafiltracije je bil sestavljen iz desetih ultrafiltracijskih blokov, kjer je imel vsak blok svoj manjši krmilnik. Krmilniki vseh desetih blokov so bili preko glavnega krmilnika ultrafiltracije in Fipway omrežja posredno povezani z ostalimi tehnološkimi sklopi vodarne.
Zaradi zasilnega delovanja v primeru izpadov krmilnikov je bilo upravljanje pogonov mogoče tudi lokalno, mimo krmilnika s stikali in tipkami na krmilnih omarah. Zraven stikal za upravljanje so bile tudi signalne lučke za delovanje in napako.
Naslednja predelava vodarne je bila leta 2009 in je vključevala samo zamenjavo ultrafiltracijskih modulov, ki so za okoli 16 % povečali zmogljivost vodarne. Krmiljenje in centralni nadzorni sistem vodarne sta ostala ista.
Od leta 2017 se je ob zamenjavi ultrafiltracijskih modulov postopoma nadgrajevalo tudi krmilje in centralni nadzorni sistem. Podjetje Telem je bilo pri nadgradnji prisotno kot specialist s področja krmiljenja in nadzora z opremo Schneider Electric.
Pri normalnem filtriranju surove vode se moduli zaradi nečiste vode sčasoma zamašijo in jih je treba očistiti. Čiščenje modulov poteka s postopkom povratnega pranja, kjer močan pretok vode v povratni smeri očisti membrane v modulih. Če povratno pranje ne zmore očistiti membran, je treba membrane občasno očistiti s kemičnim pranjem. Vsako pranje modulov zmanjšuje proizvodnjo pitne vode in povečuje količino odpadne vode, ki jo je treba očistiti. Zato je zelo pomembno, da je pranja čimmanj.
Pri starih ultrafiltracijskih blokih je bilo povratno pranje izvedeno časovno glede na kvaliteto in motnost surove vode. Opralo se je vseh deset blokov, vendar samo po eden naenkrat. Nekateri bloki so bili bolj zamašeni, drugi manj. V primeru večje motnosti surove vode se je vključila faza recirkulacije, ki je dodatno vplivala na kroženje vode skozi membrane. Postopek recirkulacije je bil tudi energetsko potraten zaradi obtočnih črpalk večjih moči.
Novi ultrafiltracijski bloki omogočajo pranje glede na razliko tlakov pred in za blokom ter tudi glede na časovno enoto. Do razlike tlakov pride zaradi zamašenosti modulov. Večja kot je zamašenost modula, večja je razlika tlakov. Prednost novega načina pranja je, da se operejo samo tisti bloki, ki so zamašeni, in ne vsi, kot je to bilo pri starem načinu pranja. V primeru večje motnosti surove vode se bloki posledično pogosteje operejo, v primeru manjše motnosti surove vode se bloki redkeje operejo. Faza recirkulacije pri novih ultrafiltracijskih blokih ni potrebna, zato je s tem izboljšana tudi energetska učinkovitost delovanja bloka in posledično tudi vodarne.
Ob prenovi krmilja je bil največji tehnični izziv, kako postopoma zamenjati staro krmilno opremo z novo in pri tem zagotavljati nemoteno dobavo pitne vode. Podjetju Telem je s svojo tehnično rešitvijo to uspelo. Staro Fipway omrežje je moralo nemoteno delovati do zamenjave zadnje naprave, ki je uporabljala staro Fipway omrežje.
Nadgradnja krmilja je bila narejena v več fazah. V prvi fazi nadgradnje krmilja so se postopoma zamenjevali krmilniki na ultrafiltracijskih blokih, ki so se zamenjali z novejšimi krmilniki serije M340 podjetja Schneider Electric. Za nove krmilnike je bilo treba vzporedno s Fipway omrežjem vzpostaviti Ethernet omrežje ter z začasnim vmesnikom zagotoviti povezavo še na staro Fipway omrežje. Vsak ultrafiltracijski blok ima za lokalno posluževanje na krmilni omari nameščen grafični operaterski panel. V vmesni fazi nadgradnje ultrafiltracijskih blokov se je zgodilo, da so nekateri bloki delovali z novimi krmilniki na Ethernet omrežju, nekateri pa še na starem Fipway omrežju. Zato je bilo še toliko težje zagotavljati vzporedno delovanje obeh omrežij in nemoteno dobavo pitne vode.
Nadgradnja krmilja je postopoma sledila še na ostalih krmilnikih, ki so se zamenjali z novejšimi Premium krmilniki. Za vse krmilnike je bilo treba na novo napisati aplikativni program. Zaradi zagotavljanja nemotene dobave pitne vode se je dovoljen čas zamenjave starega krmilnika z novim meril v minutah. V našem podjetju smo postavili testno okolje, simulirali delovanje krmilnega sistema in tako čimbolj preizkusili delovanje in funkcionalnost novega krmilnika in novega centralnega nadzornega sistema. Šele nato smo novi krmilnik lahko implementirali v obstoječi sistem vodarne.
Za centralni nadzorni sistem se uporablja Citect SCADA, ki preko Ethernet omrežja in Modbus TCP komunikacijskega protokola nadzira delovanje vseh krmilnikov na vodarni. Tudi centralni nadzorni sistem je v vmesni fazi deloval vzporedno s starim centralnim nadzornim sistemom. Novi krmilniki so se nadzirali na novem centralnem nadzornem sistemu, stari krmilniki na starem centralnem nadzornem sistemu. Usklajenost delovanja med novim in starim sistemom je bila brezhibna.
Pri tem zahtevnem projektu smo si nabrali nekaj novih izkušenj in znanj, ki jih bomo s pridom uporabljali pri naslednjih projektih. S svojim bogatim znanjem in dolgoletnimi izkušnjami vam Telem lahko pomaga pri vaših odločitvah in izvedbah zahtevnih projektov.

www.telem.si

Več o članku si preberite v PDF reviji!