Projektování a rekonstrukce ÚV Mariánské Lázně – první použití vícevrstvých velmi jemných filtračních náplní v ČR Milan Drda, ENVI‐PUR, s.r.o. Ing. Michaela Polidarová, CHEVAK Cheb a.s.
Investor: CHEVAK Cheb a.s. Projektant: ENVI‐PUR, s.r.o. Zhotovitel: Sdružení SMP CZ a.s. a Kunst s.r.o.
Úpravna vody Mariánské Lázně upravuje povrchovou vodu z údolní nádrže na Kamenném potoce, nazývanou též nádrž Mariánské Lázně (kapacita 80 l/s) a podzemních zdrojů Nimrod a Kovářská louka (kapacita 20 l/s). ÚV Mariánské Lázně - přítok surové povrchové vody - CHSK(Mn) 18 16 14
mg/l CHSK(Mn)
12 10
průměr maximum
8 6 4 2 0 1999
2000
2001
2002
2003
2004
Roky
2005
2006
2007
2008
Proč? ‐ špatný stav filtrů (meziden) ‐ zachování kapacity úpravny na 100 l/s při bezpečném zajištění kvality upravené vody; požadavek na zvýšení účinnosti filtrace ‐ zvýšení kalové kapacity filtru použitím vícevrstvé náplně při zachování stávajícího pracího čerpadla (Qmax. 400 l/s)
‐ snížení provozních nákladů
PROTO!
PROTO!
PROTO!
Jak? ‐ rekonstrukce za plného provozu úpravny
Rozsah rekonstrukce: ‐ na všech 4 pískových filtrech byl kompletně vybourán středový žlab a provedeny sanace nádrží, vybudován nový středový žlab a mezidno bylo nahrazeno drenážním systémem Leopold ‐ byly navýšeny odtokové hrany filtru ‐ provedena kompletní výměna potrubního vedení včetně armatur (nerez)
‐ provedena změna filtrační náplně ‐ osazení nových dmychadel pracího vzduchu
Základním podkladem pro zpracování dokumentace rekonstrukce byl Technologický audit ÚV Mariánské Lázně, zpracovaný Doc. Ing. Petrem Dolejšem, CSc. a dodatek ze dne 14.6.2007, specifikující vícevrstvou filtrační náplň, která nebude mít větší prací rychlost než stávající filtrační náplň (400 l/s)
ÚV Mariánské Lázně – stanovení typu filtrační náplně dvouvrstvého filtru a způsobu praní Náplň dvouvrstvého filtru bude tvořena z 60 cm antracitu 0.8‐1.6 mm a 100 cm písku PR 0.5‐1.0. Pokud bude naprosto nezbytné ušetřit finanční prostředky na filtrační náplni, bylo by možné snížit vrstvu antracitu až na 40 cm. Praní filtrů bude zahájeno vzduchem až poté, co voda ve filtru zaklesne na úroveň přibližně 10 cm nad filtrační náplní. První fáze praní bude průtokem vzduchu minimálně 60 m/h. Pro souběh voda+vzduch navrhujeme vzduch (stejně jako v první fázi praní) minimálně 60 m/h a voda 5 ‐ 10 m/h tak, aby souběh voda+vzduch pracoval jen do doby dosažení výšky hladiny 10 cm pod úrovně odtokových žlabů. Pro dopírání dvouvrstvého filtru vodou doporučuji prací rychlost 25 ‐ 35 m/h. Nastavení provozně optimální prací rychlosti bude provedeno v průběhu zkušebního provozu a garančních zkoušek. Doba praní bude záviset na možnostech zásoby prací vody, avšak s drenážním systémem Leopold nebude přesahovat 10 minut. 14. 6. 2007 Petr Dolejš
- zvýšení kalové kapacity filtru použitím vícevrstvé náplně při zachování stávajícího pracího čerpadla (Qmax. 400 l/s) Tabulka pracích parametrů jednoho filtru na ÚV Mariánské Lázně Délka 6,83 m Šířka 2,4 m Počet polí 2 ks Plocha filtru 32,784 m2 Prací průtok vzduch 60 m/hod 546,4 l/s + voda min 5 m/hod 45,5 l/s + voda max 10 m/hod 91,1 l/s Dopírání vodou min 25 m/hod 227,7 l/s Dopírání vodou max 35 m/hod 318,7 l/s
•Antracit N vrstva 600 mm, zrnitost 0,8 až 1,6 mm u dvou filtrů •aktivní koks (nebo též hydroantracit), který má vnitřní povrchovou plochu 400 až 600 m2/g, zrnitost 0,8 až 1,8 mm u dalších dvou filtrů •písková vrstva 850 mm, zrnitost 0,5 až 1,0 mm •písková vrstva 150 mm, zrnitost 1 až 1,6 mm
Antracit N - vlastnosti a charakteristiky Velká tvrdost, hladký povrch, ostrohranná štěpitelná struktura, oproti uhlíkovým materiálům vyšší odolnost vůči otěru Uhlík: Popel: Prchavé látky: Hustota pevných látek (kg/l): Sypaná hmotnost (kg/m3): Poréznost zrna (%) :
min. 90 max. 7 max. 10 1,35 - 1,60 650 - 800 < 10
Aktivní koks (hydroantracit) vlastnosti a charakteristiky
Termicky upravené hnědé uhlí, se zaoblenou porézní strukturou, má nižší odolnost vůči otěru, má mírné sorpční vlastnosti na organické látky, na rozklad chloraminů, THM a AOX. Uhlík: min. 88 Popel: max. 15 Prchavé látky: max. 5 Hustota pevných látek (kg/l) 1,65 – 1,90 450 – 560 Sypaná hmotnost (kg/m3) Poréznost zrna (%) 40 - 50 Vnitřní povrchová plocha zrna (m2/g) cca 400 Minimální výška vrstvy (mm) 600
aktivní koks o zrnitosti 0,8 – 1,8 mm
písek o zrnitosti 0,5 – 1,0 mm
Deflektory pro zamezení úniku antracitu při praní
Odvzdušnění pracího vzduchu z kanálu prací vody a vzduchu
Porovnání výsledků filtrace před a po rekonstrukci Průměrné hodnoty 2005 až 2009 CHSK-Mn Absorbance
Zákal
Al
Humínové látky
NTU
mg/l
mg/l
Jednotky
mg/l
Původní filtrace
1,62
0,041
0,175
0,018
0,89
Nová filtrace
1,42
0,034
0,141
0,014
0,13
Zvýšená účinnost v %
12,3
17,1
19,4
22,2
85,4
Ekonomické úspory na nové filtraci8 Úspora prací vody: Pískové filtry - spotřeba prací vody 3,17 % - v provozu 4 filtry Vícevrstvé filtry Rok 2008 - spotřeba prací vody 2,32 % - v provozu 2 filtry Úspora pracích vod 0,85 % při celk. množství upravované vody v r. 2008 797 920 m3,
tj. úspora 6 782 m3 a představuje 126 891,- Kč Rok 2009 snížena spotřeba pracích vod na 1,59 %, tj. snížení o 1,58% ,úspory 10 769 m3 z 681 598 m3 surové vody v přepočtu za rok 201 487,- Kč
Úspora za elektrickou energii: Snížení intenzit při praní vodou došlo k podstatnému snížení čtvrthodinového maxima
pro odběr elektrické energie, které z původních 90 kW kleslo na 60 kW (není započítán odběr el. energie) Měsíční úspora nákladů – 135,84 * 30 = 4 075,- Kč Roční úspora 48 902,- Kč
Celkem roční úspory na nové filtraci 250 389,- Kč za rok 2009
Hodnocení rekonstrukce filtrace na ÚV Mariánské Lázně Nové vícevrstvé filtry jednoznačně prokázaly lepší funkci a stabilitu Nové filtry zaručují nižší zákal, CHSK i absorbanci. V provozu filtry nevykazují zvýšení tlakových ztrát – prokázala se jejich vyšší kalová kapacita. Filtrační náplň s aktivním koksem má lepší separační vlastnosti než filtr s antracitem v ukazatelích CHSKMn a absorbance (průměrně cca 10%) Rekonstrukcí filtrace a využití nových velmi jemných náplní došlo ke snížení nákladů za praní filtrů i zlepšení kvality vody Použití těchto filtrů zvýrazňuje jejich přednosti na dvoustupňových úpravnách povrchové vody s vyšším organickým znečištěním Podařilo se na dvou filtrech osadit aktivní koks, s nímž má CHEVAK vynikající výsledky při úpravě podzemních vod při biologickém odželezňování a odmanganování na ÚV Nebanice. Škoda, že v době rekonstrukce filtrace nebyl ještě v ČR k dispozici Filtralite Mono-Multi.
Hodnocení rekonstrukce filtrace na ÚV Mariánské Lázně
Hodnocení rekonstrukce filtrace na ÚV Mariánské Lázně
Hodnocení rekonstrukce filtrace na ÚV Mariánské Lázně
Písek
Filtralite
Závěr Rekonstrukcí filtrace se podařilo dosáhnout všech požadovaných parametrů ‐ zlepšení kvality vody ‐ zvýšení kalové kapacity ‐ snížení provozních nákladů Investor ale hledá další možnosti zvýšení efektu úpravy vody a snížení provozních nákladů – připravuje výměnu filtrační náplně písek – antracit za Filtralite MonoMulti
Děkuji za pozornost Milan Drda drda@envi‐pur.cz Ing. Michaela Polidarová
[email protected]
