Automatyka na stacjach uzdatniania

Jak się uzdatnia wodę?

Woda z ujęcia wymaga uzdatniania. Jest to proces usuwania z niej zanieczyszczeń mechanicznych, chemicznych, biologicznych i dostosowywania jej składu i właściwości do wymagań zależnych od jej przeznaczenia. Nie ma jednej uniwersalnej metody uzdatniania wody, bo różne są jej parametry jakościowe początkowe i te docelowe.

Pierwsze zależą od jakości ujęcia. Przeważnie skład wód podziemnych mniej się zmienia i dzięki temu ich uzdatnianie jest łatwiejsze niż zwykle niższej jakości wód powierzchniowych. Jakość docelowa zależy natomiast od przeznaczenia wody – inne wymagania stawia się tej, która jest używana do celów spożywczych i higienicznych w gospodarstwach domowych, inne wodzie grzewczej czy do zastosowań przemysłowych. W związku z tym uzdatnianie jest przeważnie procesem składającym się z wielu etapów, a stosowane metody dobiera się w oparciu o wyniki badań składu oraz właściwości wody z ujęcia.

Przykładowe etapy uzdatniania mieszanki wód powierzchniowych i podziemnych są następujące: najpierw woda czerpana z rzeki zostaje odcedzona, przepływając przez kilka stopni sit o malejącej średnicy oczek, natomiast głębinowa jest napowietrzana w instalacji ze spiętrzaniem kaskadowym oraz wymuszonym przepływem powietrza. Wtłaczanie sprężonego powietrza do wód głębinowych ma na celu ich odżelazienie i odmanganienie – ponadnormatywne stężenie żelaza, manganu oraz mętność na skutek obecności związków żelaza dyskwalifikują wodę pod względem przydatności do spożycia. Napowietrzenie umożliwia odżelazienie i odmanganienie, gdyż powoduje utlenianie rozpuszczonych w wodzie związków żelaza oraz manganu do postaci nierozpuszczalnych osadów. Te są potem usuwane w procesie sedymentacji (opadania) i filtracji.

Następnie wody z obu typów ujęć są doprowadzane do jednego zbiornika. Do ich mieszanki dodaje się koagulant. W procesie koagulacji z wody usuwane są zanieczyszczenia, dzięki łączeniu ich cząstek w większe skupiska aż do wytrącenia się z nich osadu oddzielanego przez sedymentację i filtrowanie. Przykładowy koagulant to siarczan żelazowy, tworzący zawiesinę wodorotlenków dobrze adsorbujących z wody różne zanieczyszczenia. Ponadto by zmienić odczyn pH wody, dodawany jest węglan sodu, co zmniejsza jej korozyjność.

Woda, przez cały czas mieszana, doprowadzana jest do osadników. W nich osad pokoagulacyjny gromadzi się na dnie zbiornika, skąd jest usuwany zgarniaczami mechanicznymi. Z osadników woda kierowana jest do sekcji filtrów. Ostatnim etapem jest dodanie środka dezynfekującego na bazie chloru, który zapobiega namnażaniu się drobnoustrojów w sieci wodociągowej.

Automatyka na stacjach uzdatniania

Stacje uzdatniania wody stanowią nagromadzenie komponentów sterowania, automatyki oraz czujników. Przykładem są automatycznie samoczyszczące się filtry do zatrzymywania cząstek stałych. W urządzeniach tego rodzaju zanieczyszczona woda wpływa przez kołnierz wlotowy i po przejściu przez sitko już czysta wypływa kołnierzem wylotowym. Ponadto wyposaża się je w układ elektroniczny inicjujący oraz zatrzymujący proces płukania. Jest on aktywowany okresowo przez sygnał z timera z ustawionym przedziałem czasowym lub doraźnie w razie wykrycia przez czujnik ciśnienia różnicowego, że spadło ono poniżej ustawionej wartości progowej.

Wówczas zawór płuczący otwiera się, a większe cząstki stałe są wypłukiwane, podczas gdy filtrat może płynąć dalej. W tym czasie tarcza płucząca kilkakrotnie wysuwa się i cofa, napędzana pneumatycznym lub elektrycznym cylindrem skokowym. Projektuje się ją w taki sposób, żeby, dzięki specjalnemu kształtowi, prędkość przepływu w szczelinie między nią a umieszczonym wewnątrz sitkiem zwiększała się. To wywołuje lokalny spadek ciśnienia statycznego po brudnej stronie sitka, co z kolei powoduje uwolnienie cząstek stałych i ich odprowadzenie przez otwarty zawór płuczący. Ważne, że nawet podczas czyszczenia filtr spełnia swoją funkcję i usuwa z wody cząstki stałe. Częstotliwość jego płukania zależy od stopnia jej zanieczyszczenia.