Efektivně, spolehlivě a udržitelně. Olomouc má čistou vodu i díky inovativnímu řešení od Schneider Electric

Čistírna odpadních vod v Olomouci je v provozu již bezmála šedesát let. Na náročném procesu čištění vody se zde podílejí i pokročilé průmyslové automatizační systémy společnosti Schneider Electric, které byly implementovány v rámci nedávné obnovy řídicího systému a vodárenského dispečinku, a spolehlivě se tak starají o nepřetržitý provoz ČOV.

Čištění vody představuje náročný proces, jehož řízení vyžaduje propracované řídicí a monitorovací systémy, které jsou navzájem propojeny a vyžadují koordinovaný provoz. V olomoucké čistírně odpadních vod jejich plynulý chod zajišťuje inovativní řešení od Schneider Electric EcoStruxure Plant, které je v souladu s digitální transformací a chytrou údržbou, přičemž nejen že pomáhá šetřit energii, ale také aktivně přispívá k ochraně životního prostředí. 

V rámci konceptu EcoStruxure Plant představuje řídicí systém Modicon M580 srdce celé technologie. Je nadřazený všem ostatním autonomním jednotkám a komunikuje s nimi pomocí ethernetové sběrnice Modicon. „Modicon M580 v čistírně odpadních vod například sbírá naměřené fyzikální i chemické hodnoty jako pH, teplotu nebo tlak čištěné vody, které následně vyhodnocuje a rozhoduje o dalším postupu – jestli bude regulován tlak nebo teplota, zda se doplní chemické látky dle stanovených receptur a tak podobně. Činí tak prostřednictvím takzvaných akčních členů,“ upřesňuje produktový manažer Michal Křena ze Schneider Electric. „Akčními členy rozumíme například regulační ventily, čerpadla, dávkovací zařízení, ovládací prvky pro teplotu a tak dále,“ doplňuje. S ohledem na specifické podmínky, ve kterých je umístěn, musí Modicon M580 vykazovat odolnost proti vyšší vlhkosti, teplotě nebo agresivním plynům. 

Mezi autonomní jednotky, jejichž provoz v olomoucké čističce Modicon M580 řídí, patří také frekvenční měniče Altivar Process ATV600. Ty umožňují řízení otáček elektromotorů různě výkonných čerpadel od jednotek až po stovky kilowatt, což vede k efektivnímu a přesnému řízení vodárenských procesů. V čističce odpadních vod mají čerpadla klíčovou roli při přepravě a manipulaci s vodou a odpadními látkami v rámci různých fází procesu čištění.

Pro potřeby těchto specifických procesů mají frekvenční měniče Altivar Process ATV600 integrovány různé aplikační funkce: kaskádní řízení čerpadel umožňuje efektivní spolupráci mezi více čerpadly, postupné spínání pohonů zajišťuje synchronizaci více čerpadel pro dosažení optimálního výkonu. Ochrana proti kavitaci a proti zadření čerpadla zase prodlužuje jeho životnost. 

Jednotlivé lokální, autonomní části mohou být ovládány a monitorovány přímo obsluhou. K tomu slouží operátorské prostředí HMI (Human Machine Inerface), jež umožňuje získávat okamžité informace o stavu technologie, popřípadě nastavit parametry regulačních a řídicích algoritmů. Tuto roli zde plní operátorské panely Harmony GTUX. 

„V podstatě se jedná o obrazovku v průmyslovém provedení, která poskytuje grafický náhled aktuálního stavu daného technologického zařízení a umožňuje jeho ovládání přímo na místě instalace,“ vysvětluje Michal Křena. Podobně jako Modicon M580 i panely Harmony GTUX vynikají vysokou odolností proti agresivnímu prostředí. Plynulý provoz je zajištěn celoročně i při extrémních teplotách v rozsahu od minus 25 do plus 70 stupňů Celsia.

Součástí technologické inovace ČOV v Olomouci byl i vodárenský dispečerský systém Hubgrade. Jeho úlohou je poskytovat obsluze komplexní přehled o stavu všech zařízení v rámci sledované technologie. Aby byl splněn záměr investora, společnosti Veolia, musel být při budování dispečinku brán zřetel na standardizaci a jednotné prostředí.

Výsledkem je tak sjednocená platforma pro sledování a dozor všech kanalizačních objektů v jednom dispečerském SCADA systému včetně dohledu na centrální dispečink pitné vody. Ten využívá specializovaného softwaru AVEVA Plant Scada.

Hlavní velín je vybaven velkoplošným zobrazovacím systémem složeným ze šesti LCD panelů, na kterých lze libovolně kombinovat zobrazení ze všech systémů objektů, jež jsou na dispečerském pracovišti ČOV provozovány. Operátoři si tak v danou chvíli mohou zobrazit například teplotní křivky či měření tlaku nebo podrobné informace o výstražných hlášeních.

Systém navíc umožňuje i vzdálený přístup pomocí tabletů. Do výkladní skříně technologií Schneider Electric v olomoucké čistírně odpadních vod patří rovněž záložní zdroje napájení APC, kterými jsou všechny servery dispečerského systému vybaveny, a nestane se tak, že by výpadek proudu jejich plynulý chod ohrozil.

Všechny tyto zmíněné produkty, aplikace, systémy řízení, analýzy a služby ⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠jsou navzájem propojené díky otevřené systémové architektuře EcoStruxure pro řízení průmyslového provozu, která využívá IoT (internet věcí). 

Celý projekt rekonstrukce realizovala společnost Elpremo Olomouc, která je dlouholetým partnerem Schneider Electric v oblasti průmyslové automatizace. 

O ČOV Olomouc-Nové Sady

Výstavba ČOV Olomouc, tak jak jí známe v současné podobě, započala v roce 1995 a byla dokončena v roce 2007, a to II. intenzifikací. ČOV zajišťuje čištění odpadních vod obyvatel a průmyslu města Olomouce a jeho místních částí. Vlastníkem ČOV je Statutární město Olomouc a provozovatelem je MORAVSKÁ VODÁRENSKÁ, a.s. ČOV Olomouc je umístěna na pravém břehu řeky Moravy v k.ú. Olomouc-Nové Sady.

Samotná ČOV je mechanicko-biologická. Díky použité technologii se řadí k nejmodernějším čistírnám odpadních vod a je schopna zabezpečit čištění odpadních vod v souladu s platnou legislativou ČR i EU.  Aktivace¹ je sestavena jako R-D-N² s postdenitrifikací³ a postaerací⁴ s použitím možností dávkování externího organického substrátu. Hydraulická kapacita⁵ ČOV Olomouc je 55 000 m³ OV/den (20 mil. m³ OV/rok) a látková kapacita⁶ je 259 500 EO⁷. Látkové zatížení⁸ ČOV bylo v roce 2023 190 000 EO. ČOV Olomouc v roce 2023 vyčistila celkem 13,4 milionu m³ OV.

Vysvětlivky:

¹ Část biologického stupně čištění odpadních vod, kde dochází k odstraňování organického znečištění a nutrientů (dusík a fosfor) pomocí mikroorganismů.

² Uspořádání aktivačního procesu, které se skládá z regenerace kalu (R), denitrifikace (D) a nitrifikace (N). 

³ Proces odstraňování dusičnanů z odpadních vod přeměnou na plynný dusík pomocí mikroorganismů v anoxických podmínkách po předchozím nitrifikačním kroku.⁴ Proces dodatečného provzdušňování vyčištěné odpadní vody, který zvyšuje obsah rozpuštěného kyslíku a zlepšuje její kvalitu před vypuštěním do životního prostředí.

⁵ Maximální objem odpadních vod, který může ČOV zpracovat za den. 

⁶ Maximální množství znečišťujících látek, které je ČOV schopna odstranit za den.

⁷ Jednotka používaná pro vyjádření množství znečištění v odpadních vodách. Jeden EO představuje průměrné množství znečištění produkované jedním obyvatelem za den. 

⁸ Množství znečišťujících látek přítomných v odpadní vodě, které musí být odstraněny nebo zpracovány v čistírně odpadních vod, obvykle vyjádřené v jednotkách hmotnosti za den (např. kg/den).