Zaopatrzenie stacji uzdatniania ścieków – sprzęt, osprzęt, ackesoria

Dlaczego pneumatyka w oczyszczalni ścieków?

W środowisku ściekowym warunki pracy są trudne:

• wysoka wilgotność i kondensacja,

• agresywne chemicznie media (H₂S, chlorki, środki dezynfekcyjne),

• atmosfera potencjalnie wybuchowa (strefy EX),

• częste zmiany obciążenia, praca ciągła 24/7,

• wymagania środowiskowe i prawne dotyczące niezawodności oczyszczania.

Pneumatyka jest tu naturalnym wyborem, ponieważ:

• jest odporna na wilgoć i zanieczyszczenia (w porównaniu np. do napędów elektrycznych),

• zapewnia dużą niezawodność i prostotę konstrukcji,

• pozwala na bezpieczne stosowanie w strefach zagrożenia wybuchem (odpowiednio dobrane komponenty ATEX),

• umożliwia precyzyjne sterowanie zaworami, przepustnicami i urządzeniami pomocniczymi,

• jest relatywnie tania w utrzymaniu i łatwa w serwisie.

Główne obszary zastosowań pneumatyki w oczyszczalni ścieków

W przeciętnej oczyszczalni ścieków, produkty pneumatyczne znajdziemy m.in. w:

1. Układach napowietrzania:

   • sterowanie zaworami powietrza do rusztów napowietrzających,

   • przepustnice z napędami pneumatycznymi,

   • zawory regulacyjne przepływu powietrza.

     

2. Armaturze ściekowej i osadowej:

   • zawory nożowe (nożowe zasuwy) z siłownikami pneumatycznymi,

   • przepustnice międzykołnierzowe z napędami,

   • zawory kulowe i motylkowe sterowane pneumatycznie.

     

3. Układach dozowania chemikaliów:

   • zawory membranowe, kulowe, dozujące z napędami,

   • sterowanie siłownikami pomp dozujących (np. przełączanie linii).

4. Gospodarce osadowej:

   • siłowniki w prasach taśmowych, śrubowych i workowych (docisk, napinanie taśmy),

   • układy pneumatyczne w zagęszczarkach, mieszadłach dodatkowych, systemach zasuw.

5. Transport wewnętrzny i mechanizmy pomocnicze:

   • siłowniki pneumatyczne w kratkach mechanicznych, piaskownikach, zgarniaczach,

   • napędy w klapach rewizyjnych, drzwiach technicznych, klapach odcinających.

6. Automatyce i sterowaniu:

   • wyspy zaworowe i elektrozawory w szafach sterowniczych,

   • elementy przygotowania powietrza, filtrowania, redukcji i smarowania,

   • układy bezpieczeństwa (szybkie odpowietrzanie, blokady).

Do każdej z tych sekcji można dobrać dedykowane komponenty z oferty Pneumat System, dopasowane materiałowo (nierdzewka, tworzywa) i konstrukcyjnie do warunków oczyszczalni.

Źródło sprężonego powietrza – serce instalacji pneumatycznej

Sprężarki i stacje sprężonego powietrza

W dużych oczyszczalniach sprężone powietrze dla automatyki to zwykle wydzielony system, równoległy lub wspólny z układem napowietrzania, ale o innych parametrach (ciśnienie, jakość powietrza). Typowo stosowane są:

• sprężarki śrubowe,

• zbiorniki sprężonego powietrza,

• osuszacze (chłodnicze lub adsorpcyjne),

• filtry dokładne (pyłowe, olejowe),

• separatory kondensatu.

Dlaczego to ważne?

Zanieczyszczone lub zawilgocone powietrze powoduje:

• korozję wewnętrzną elementów pneumatycznych,

• zatykanie zaworów, spadek niezawodności,

• przyspieszone zużycie uszczelnień siłowników,

• awarie w najbardziej krytycznych momentach (np. blokada zaworu ściekowego).

Pneumat System dostarcza:

• elementy uzdatniania sprężonego powietrza (filtry, osuszacze, separatory),

• zbiorniki i osprzęt (zawory bezpieczeństwa, manometry),

• armaturę do sprężonego powietrza, szybkozłącza, przewody.

Przygotowanie powietrza w ciągu technologicznym

Bezpośrednio przed odbiornikami (wyspami zaworowymi, siłownikami) stosuje się zestawy FRL:

• F – filtr sprężonego powietrza (często z odwadniaczem),

• R – reduktor ciśnienia,

• L – naolejacz (tam, gdzie producent wymaga smarowania).

W oczyszczalniach ścieków często stosuje się:

• filtry z precyzją 5–40 μm,

• reduktory, które stabilizują robocze ciśnienie (np. 6 bar),

• separatory kondensatu i automatyczne spusty.

Z oferty Pneumat System:

• modułowe zestawy FRL w obudowach metalowych i polimerowych,

• wersje z manometrami glicerynowymi (lepsza odporność na drgania),

• elementy przygotowania powietrza o podwyższonej odporności na korozję.

Siłowniki pneumatyczne w oczyszczalni ścieków

Siłowniki liniowe ISO/standardowe

Występują praktycznie wszędzie tam, gdzie trzeba:

• otworzyć/zamknąć zasuwę,

• przesunąć klapę,

• napinać taśmy pras,

• uruchamiać mechanizmy w kratkach, piaskownikach, zagęszczarkach.

Typowe parametry:

• średnice tłoka od 32 do 125 mm,

• skoki od kilkudziesięciu do kilkuset milimetrów,

• obudowa z aluminium, stal nierdzewna lub tworzywo, w zależności od agresywności środowiska.

Istotne cechy dla oczyszczalni:

• tłoczyska ze stali nierdzewnej (np. AISI 304/316),

• uszczelnienia odporne na chemię i temperaturę,

• możliwość stosowania siłowników o podwyższonym stopniu ochrony (osłony, mieszkowe zabezpieczenia tłoczyska),

• amortyzacja końcowa (redukcja uderzeń w skrajnych położeniach).

Pneumat System oferuje:

• siłowniki ISO (m.in. ISO 15552, 6432),

• siłowniki nierdzewne do pracy w środowisku wilgotnym i agresywnym,

• akcesoria montażowe (uchwyty, przeguby, łożyska wahliwe).

Siłowniki beztłoczyskowe i specjalne

Stosowane tam, gdzie wymagany jest:

• długi skok przy ograniczonej przestrzeni,

• przesuw elementów wzdłuż zbiorników, koryt, przenośników.

Przykłady zastosowań:

• przesuwanie zasuw, wózków, elementów zgarniaczy,

• automatyczne sterowanie klapami rewizyjnymi na dużej długości.

Pneumat System oferuje siłowniki beztłoczyskowe (np. z napędem magnetycznym), wersje specjalne, siłowniki kompaktowe w małych przestrzeniach zabudowy.

Napędy obrotowe i siłowniki do armatury

Do sterowania:

• przepustnicami międzykołnierzowymi,

• zaworami kulowymi,

• zaworami motylkowymi, stosuje się napędy obrotowe (ćwierćobrotowe, 90°).

Wymagania:

• wysoki moment obrotowy przy umiarkowanym ciśnieniu,

• odporność na środowisko zewnętrzne (IP, odporność korozyjna),

• możliwość zabudowy pozycji krańcowych, czujników, wyłączników krańcowych,

• możliwość podłączenia do systemów sterowania (4–20 mA, AS-i, PROFINET – poprzez moduły sygnałowe i wyspy zaworowe).

Pneumat System dostarcza:

• siłowniki obrotowe (rack & pinion, wahadłowe),

• napędy pneumatyczne do armatury w komplecie z zaworami (zestawy: napęd + przepustnica/zawór kulowy),

• skrzynki krańcowe, zawory nam przyłącza, złączki.

Elektrozawory, wyspy zaworowe i armatura sterująca

Elektrozawory w aplikacjach oczyszczalni

To jedne z najbardziej obciążonych elementów układów sterowania. Sterują:

• ruchem siłowników,

• pracą napędów obrotowych,

• przełączaniem torów powietrza w systemach napowietrzania.

Ważne parametry:

• typ działania: 3/2, 5/2, 5/3,

• zasilanie cewki: 24 V DC (najczęściej), 230 V AC,

• stopień ochrony cewki: IP65/IP67,

• odporność na warunki środowiskowe (wilgoć, mgła solna),

• kompatybilność z powietrzem z kondensatem (w razie niedoskonałego uzdatnienia).

Pneumat System oferuje:

• klasyczne elektrozawory na szynę, wyjścia pojedyncze,

• zawory płytowe i na wyspach zaworowych,

• zawory o podwyższonej odporności, w tym konstrukcje z nierdzewki i tworzyw.

Wyspy zaworowe

W centralnych punktach instalacji, szczególnie w szafach sterowniczych, dominują wyspy zaworowe, które:

• integrują wiele zaworów w jednym bloku,

• ułatwiają okablowanie (jeden przewód komunikacyjny zamiast wielu),

• często posiadają magistrale komunikacyjne (PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, AS-i),

• umożliwiają diagnozę stanu zaworów, awarii, sygnalizację.

Zalety w oczyszczalni:

• uporządkowana instalacja,

• łatwiejsza rozbudowa i serwis,

• skrócenie czasów przestojów (wymiana pojedynczych modułów).

Pneumat System dobiera:

• kompletne wyspy zaworowe pod wymagania sterownika PLC,

• komponenty do szaf sterowniczych: szybkozłącza, przepusty, dławiki, złączki.

Przewody pneumatyczne, złączki i osprzęt

W środowisku oczyszczalni przewody są narażone na:

• promieniowanie UV (instalacje na zewnątrz),

• kontakt ze ściekami, chemikaliami,

• uszkodzenia mechaniczne, wibracje.

Dlatego stosuje się:

• przewody poliuretanowe (PU) – elastyczne, odporne na zginanie,

• przewody poliamidowe (PA) – wyższa odporność na ciśnienie i temperaturę,

• węże w oplocie – do trudniejszych warunków, węże przemysłowe do sprężonego powietrza.

Złączki:

• szybkozłącza,

• złączki wtykowe (PC, PL, PE, z gwintem stożkowym lub cylindrycznym),

• złączki ze stali nierdzewnej w strefach agresywnych chemicznie.

Pneumat System dysponuje:

• pełną gamą przewodów, węży i złączek do sprężonego powietrza,

• rozwiązaniami ze stali nierdzewnej i mosiądzu niklowanego,

• wężami wielożyłowymi (bundles) do redukcji plątaniny przewodów.

Układy pneumatyczne w konkretnych urządzeniach oczyszczalni

Kratki mechaniczne i piaskowniki

Elementy wyposażenia:

• siłowniki do otwierania/zamykania zasuw przed i za kratą,

• siłowniki do napinania łańcuchów, ramion zgarniających,

• siłowniki w mechanizmach płukania i odwadniania skratek,

• elektrozawory sterujące cyklami pracy.

Wymagania:

• odporność na bryzgi ścieków i szlamu,

• stabilna praca w trybie cyklicznym (częste załączanie),

• możliwość pracy na zewnątrz (niska temperatura, deszcz).

Komory napowietrzania i osadniki wtórne

Najczęściej stosowane:

• napędy obrotowe do przepustnic powietrza (dostawa powietrza z dmuchaw/kompresorów),

• siłowniki do zasuw i przepustnic ściekowych (sterowanie przepływem między komorami),

• zawory regulacyjne z napędami pneumatycznymi (precyzyjna regulacja powietrza do dyfuzorów).

Korzyści:

• stabilne warunki napowietrzania błota czynnego,

• możliwość zaawansowanego sterowania procesem (np. wg stężenia tlenu, ładunku zanieczyszczeń).

Gospodarka osadowa: zagęszczanie, odwadnianie, higienizacja

W prasach taśmowych, śrubowych, wirówkach:

• siłowniki dociskające, napinające, pozycjonujące elementy prasy,

• zawory pneumatyczne sterujące dopływem ścieków, polielektrolitu,

• zawory odpowietrzające, odcinające, bezpieczeństwa.

Wymagania:

• duża trwałość mechaniczna,

• odporność na abrazję (obecność piasku, zawiesin),

• łatwy serwis – możliwość szybkiej wymiany siłownika lub zaworu.

Pneumatyka a bezpieczeństwo i normy w oczyszczalni

W oczyszczalni ścieków bardzo ważne jest:

• bezpieczeństwo obsługi,

• zgodność z normami ATEX (w strefach wybuchowych),

• bezpieczeństwo funkcjonalne (w aplikacjach krytycznych – np. odcięcie dopływu ścieków).

Rozwiązania pneumatyczne wspierające bezpieczeństwo:

• zawory bezpieczeństwa i zawory szybkiego odpowietrzania – eliminują ryzyko niekontrolowanego ruchu siłownika,

• układy blokady pneumatycznej – siłownik nie wykona ruchu bez spełnienia warunków (np. zamknięta pokrywa, zgoda z systemu sterowania),

• komponenty z certyfikatami ATEX – zawory, cewki, obudowy.

Pneumat System pomaga:

• dobrać elementy zgodne z wymaganiami norm,

• zaprojektować układy z uwzględnieniem bezpieczeństwa funkcjonalnego,

• wdrożyć rozwiązania zgodne z zakładowymi procedurami BHP.

Energooszczędność i optymalizacja zużycia sprężonego powietrza

Sprężone powietrze jest jednym z droższych mediów energetycznych. W oczyszczalniach ścieków warto:

1. Minimalizować wycieki:

   • stosować wysokiej jakości złączki i przewody,

   • okresowo kontrolować instalację (testy akustyczne, próby ciśnieniowe),

   • szybko usuwać nieszczelności.

2. Dobierać siłowniki i zawory do realnych potrzeb:

   • odpowiednie średnice siłowników (bez przewymiarowania),

   • zawory o przepływach dobranych do cykli pracy.

3. Stosować modułowe układy przygotowania powietrza:

   • filtracja na kilku stopniach, właściwe ciśnienie robocze,

   • unikanie „nadciśnienia” – każde 1 bar powyżej potrzeb generuje wzrost zużycia energii.

4. Segmentacja instalacji:

   • zamykanie fragmentów instalacji, gdy nie są używane,

   • stosowanie zaworów odcinających całe sekcje.

Pneumat System oferuje:

• audyty instalacji sprężonego powietrza,

• dobór energooszczędnych elementów, reduktorów, zaworów,

• doradztwo w zakresie modernizacji i optymalizacji.

Projektowanie układu pneumatycznego w oczyszczalni – o czym pamiętać?

Przy projektowaniu/modernizacji instalacji pneumatycznej w oczyszczalni ścieków warto uwzględnić:

1. Środowisko pracy

   • dobór materiałów (stal nierdzewna, tworzywa) do stref mokrych/agresywnych,

   • stopień ochrony IP urządzeń elektrycznych w pobliżu.

2. Warunki eksploatacyjne

   • praca ciągła vs. praca cykliczna,

   • częstotliwość załączeń siłowników i zaworów,

   • ciśnienie robocze i jakość sprężonego powietrza.

3. Dostęp serwisowy

   • lokalizacja elementów wymagających serwisu (zawory, filtracje),

   • modułowa budowa – łatwość wymiany komponentów,

   • standaryzacja (te same typy zaworów w wielu miejscach).

4. Bezpieczeństwo i niezawodność

   • redundancja w kluczowych obwodach (np. zawory w aplikacjach krytycznych),

   • zawory bezpieczeństwa i układy szybkiego odpowietrzania,

   • zgodność z wymaganiami ATEX.

5. Integracja z systemem sterowania

   • odpowiednie interfejsy z PLC/SCADA,

   • możliwość diagnostyki (sygnały zwrotne z napędów, wysp zaworowych),

   • rejestracja stanów alarmowych.

Autor:
Ekspert Pneumat.
Pneumat.

Autor:
Ekspert Pneumat.
Pneumat.