Ústřední čistírna odpadních vod Praha je největší zařízení na čištění vody v Česku. Čistí 96 procent odpadních vod, které vzniknou na území hlavního města. Loni v září byla po patnácti letech příprav spuštěna do zkušebního provozu Nová vodní linka, která čištění výrazně zkvalitnila a posílila kapacitu stávající čistírny. Celou technologii řídí DCS systém Simatic PCS 7 od společnosti Siemens a téměř dvě stovky prvků procesní instrumentace značky Siemens hlídají správný průběh složitého procesu čištění, který úspěšně implementovala firma SIDAT, Solution partner společnosti Siemens.
Kapacita pražské Ústřední čistírny odpadních vod (ÚČOV) je 1,4 milionu ekvivalentních obyvatel. To znamená při dešťových událostech nápor až 8,2 m3 znečištěné vody za sekundu, kterou je potřeba mechanicky a biologicky vyčistit na hodnotu odpovídající normám Evropské unie pro citlivé oblasti. Původní technologie, instalovaná na Císařském ostrově před 52 lety, těmto nárokům dlouhodobě nevyhovovala. Proto již od 70. let minulého století odborníci řešili, jak její nedostatky napravit a kde postavit čistírnu novou.
Problém paradoxně vyřešila povodeň v roce 2002, která se prohnala i Prahou. „Zcela zničila kolonii rekreačních zahrádek, jež se nacházely na Císařském ostrově východně od stávající ÚČOV a které by jinak pro výstavbu nové čistírny nebylo možné uvolnit," vysvětluje pozadí událostí Ing. Jiří Rosický, ředitel divize strategických investic Pražské vodohospodářské společnosti, která při výstavbě Nové vodní linky působila jako správce stavby.
Od úpravy územního plánu a zahájení prvních koncepčních prací na projektu v roce 2003 do spuštění zkušebního provozu Nové vodní linky (NVL) v září 2018 uplynulo 15 let. „Stala se tak první dokončenou etapou rozsáhlé modernizace ÚČOV Praha, jejíž součástí bude i modernizace Stávající vodní linky. Ta by měla být zahájena do roku 2021 a společně by měly pokrýt potřebu čistit odpadní vody až od 1,6 milionu ekvivalentních obyvatel hlavního města Prahy," říká Jiří Rosický.
Čistá voda pro citlivé území
Česká republika, jakožto území zařazené do kategorie „citlivá oblast", se při vstupu do EU zavázala, že bude čistit své odpadní vody v souladu se směrnicí Rady EU 91/271/EHS na hodnoty nepřesahující ukazatel celkového dusíku v ročním průměru do 10 mg/l. Na Stávající vodní lince (SVL) se starou technologií se takových hodnot nikdy nepodařilo dosáhnout. Nová vodní linka byla navržena tak, aby těchto hodnot spolehlivě dosahovala, přičemž zvládne vyčistit polovinu přitékajících odpadních vod z Prahy. „Nová vodní linka je postavena jako nízko zatěžovaná kaskádová aktivace s regenerací kalu a bioaugmentací nitrifikace, doplněná o terciární stupeň čištění, včetně srážení fosforu s použitím dávkování externího substrátu," vysvětluje Jiří Rosický. Biologická část Nové vodní linky je přitom schopná vyčistit odpadní vody v požadované kvalitě až do nátoku 4,1 m3/s. Při větších deštích pak bude čistit další 3 m3/s odpadních vod na mechanické části tzv. hrubého předčištění, které vodu zbaví všech pevných částí.
Jak funguje Nová vodní linka ÚČOV Praha
Odpadní vody z Prahy přitékají do hlavní čerpací stanice, odkud je voda čerpána na hrubé a mechanické předčištění. To se skládá z šesti jednotek zařízení Densadeg 4D. Následuje biologická část, kterou tvoří dvě samostatné biologické linky. Každá z nich se skládá z jedné nádrže pro regeneraci aktivovaného kalu, dvou jednotek kaskádové aktivace a dvaceti podélných dosazovacích nádrží. Odtud voda odtéká na terciární stupeň čištění, kde jsou tři jednotky Densadeg 2D, a následně gravitačně nebo povodňovou čerpací stanicí odtéká vyčištěná voda do Vltavy.
Na Siemens a SIDAT je spolehnutí
Celý složitý provoz NVL řídí DSC systém Simatic PCS 7 od společnosti Siemens. Návrh a realizaci řídicího systému dodala společnost SIDAT, Solution Partner Siemens. Zadavatelem výběrového řízení na dodávku řídicího systému technologického provozu čistírny byl spolek stavebních a technologických firem, které společně pod názvem Sdružení ÚČOV Praha Novou vodní linku vybudovaly. O náročnosti projektu svědčí i fakt, že výběrové řízení probíhalo v devíti kolech a trvalo rok a půl. „Záměrem zadavatele bylo získat kvalitní a osvědčený řídicí systém, který funguje na podobně velkých čistírnách odpadních vod v zahraničí," popisuje okolnosti výběrového řízení Ing. Radim Novotný, jednatel společnosti SIDAT.
Sdružení firem, které stavbu ÚČOV realizovalo, bylo také složeno převážně ze zahraničních společností. „Proto hledalo dodavatele, který má s podobným projektem zkušenosti a může doložit patřičné reference. To pro Siemens nebyl problém, protože systém Simatic PCS 7 řídí celou řadu velkých městských čistíren v Evropě i ve světě," vysvětluje dále Radim Novotný. Ani pro firmu SIDAT nebylo problém prokázat patřičné zkušenosti – s ÚČOV Praha úspěšně spolupracuje na implementaci, úpravách a správě řídicího systému Stávající vodní linky již od roku 1994. Tam je nasazen systém Siemens Simatic S7-400 a WinCC.
Systém s puncem kvality
Sdružení ÚČOV Praha od řídicího systému vyžadovalo robustnost, maximální spolehlivost a schopnost pokrýt jedním řešením celou technologii. Tyto náročné požadavky se podařilo naplnit. „Systém Simatic PCS 7 to vše splňuje. Navíc je léty prověřen v náročných provozech i jiných průmyslových oborů," říká Ing. Tomáš Novák, ředitel divize průmyslové procesy společnosti SIDAT. V případě ÚČOV Praha se přitom jedná o první nasazení systému Simatic PCS 7 na řízení čistírny odpadních vod v České republice – žádná větší u nás není. V zahraničí ale ve velkých ČOV slouží tento systém běžně – v Evropě např. v Berlíně, Lüneburgu a ve Varšavě nebo v kanadském městě Kelowna. V technologickém provozu Nové vodní linky řídí DCS systém Simatic PCS 7 prakticky veškeré procesy od dávkování chemických látek nutných pro srážení kalů přes ovládání a monitoring všech zařízení až po sběr dat. Programátoři ze společnosti SIDAT tak v rámci přípravy aplikačního softwaru na bázi Simatic PCS 7 V8.2, APL a Industry Library vytvořili řídicí systém zahrnující 80 HMI obrazovek, 3500 pracovních objektů, 5000 archivovaných analogových hodnot, 6500 hardwarových I/O signálů a 6000 komunikovaných signálů.
„Námi dodané řešení pro řízení Nové vodní linky je maximálně komplexní – obsahuje např. lokální ovládání jednotlivých nekritických zařízení pomocí tabletů. To přineslo zákazníkovi finanční úsporu i zvýšilo flexibilitu a efektivitu provozování," vysvětluje Tomáš Novák. Místo aby se u každého zařízení instalovala deblokační skříňka, mohou jednotlivá zařízení pracovníci obsluhy nebo údržby ovládat po sejmutí QR kódu přímo v provozu na přenosném tabletu připojeném k systému na většině míst bezdrátově. Pomocí webového klienta WinCC, který je rovněž k dispozici na přenosných tabletech, mohou také získat podrobné informace o stavu nebo historii dané technologie. Tablety také slouží pro bezpečnou a spolehlivou komunikaci mezi obsluhou a velínem, a eliminují tak riziko chyby při obsluze.
Společnost SIDAT pro tablety vyvinula speciální aplikaci, která umožňuje přímé ovládání bez závislosti na vizualizačním systému. Toto ovládání však vždy musí být povoleno z velína, aby si operátoři a obsluha navzájem nezasahovali do prováděných úprav. Kromě systému Simatic PCS 7 pro kompletní řízení technologie je v provozu Nové vodní linky ÚČOV Praha nasazeno ještě několik řídicích systémů Siemens Simatic, které ovládají např. vzduchotechniku budovy, kalové odstředivky, dmychadla nebo rozvodny elektrické energie.
Šetrnější k přírodě i městu
„Námi dodané řešení pro řízení Nové vodní linky je maximálně komplexní – obsahuje např. lokální ovládání jednotlivých nekritických zařízení pomocí tabletů. To přineslo zákazníkovi finanční úsporu i zvýšilo flexibilitu a efektivitu provozování," vysvětluje Tomáš Novák. Místo aby se u každého zařízení instalovala deblokační skříňka, mohou jednotlivá zařízení pracovníci obsluhy nebo údržby ovládat po sejmutí QR kódu přímo v provozu na přenosném tabletu připojeném k systému na většině míst bezdrátově. Pomocí webového klienta WinCC, který je rovněž k dispozici na přenosných tabletech, mohou také získat podrobné informace o stavu nebo historii dané technologie.
Tablety také slouží pro bezpečnou a spolehlivou komunikaci mezi obsluhou a velínem a eliminují tak riziko chyby při obsluze. Společnost SIDAT pro tablety vyvinula speciální aplikaci, která umožňuje přímé ovládání bez závislosti na vizualizačním systému. Toto ovládání však vždy musí být povoleno z velína, aby si operátoři a obsluha navzájem nezasahovali do prováděných úprav.Kromě systému Simatic PCS 7 pro kompletní řízení technologie je v provozu Nové vodní linky ÚČOV Praha nasazeno ještě několik řídicích systémů Siemens Simatic, které ovládají např. vzduchotechniku budovy, hlavní čerpací stanici nebo rozvodnu elektrické energie.
Výstavbou a zprovozněním Nové vodní linky Ústřední čistírny odpadních vod Praha přispěla naše metropole k výraznému zkvalitnění vody vypouštěné do Vltavy. Poprvé od přistoupení České republiky k EU splňuje alespoň tato část ÚČOV evropské i národní legislativní požadavky a nezatěžuje přírodu nadměrnou produkcí dusíku a fosforu, která má nepříznivý dopad na celý vodní ekosystém. Díky dostatečné velikosti biologických nádrží a vhodné skladbě režimů denitrifikace a nitrifikace je účinnost Nové vodní linky oproti té stávající mnohem vyšší. Nasazení kvalitního řídicího systému společnosti Siemens Simatic PCS 7 a knowhow a realizačních zkušeností firmy SIDAT tak významným způsobem přispělo ke vzniku mimořádného vodohospodářského díla, které může hlavnímu městu Praha oprávněně sloužit ke cti.
Zaujalo vás řešení?
Zeptejte se na více informací Oldřicha Kupy na e-mailu oldrich.kupa@siemens.com.
