Propeller schont Klärschlammbewohner

Wie gehen die Unternehmen mit dem Kostenfaktor Abwasseraufbereitung um? Neben der weiteren Optimierung der Produktionsprozesse ist eine Intensivierung des Abwasserrecyclings zu beobachten, um den Frischwasserbedarf und damit die Prozess(-ab-)wasserkosten zu reduzieren. Auch die Nutzung der Abwasserwärme und vereinzelt die Rückgewinnung von im Abwasser enthaltenen Wertstoffen sind neue Trends in der industriellen Wassernutzung, wie die Dechema berichtet.

Trends sind zur Vorbereitung auf kommende Anforderungen interessant. Für den Praktiker noch interessanter sind die aktuell verfügbaren Stellschrauben einer energieeffizienten Klärtechnik:

Die horizontalen Tauchrührwerke sind für das Mischen, d. h. Homogenisieren und Suspensieren von Flüssigkeiten mit geringer bis mittlerer Zähigkeit bestimmt. Die langsam drehenden Rührwerke sorgen für eine Homogenisierung der Schlämme, bevor diese abgepumpt und entwässert/getrocknet werden. Die schneller drehenden horizontalen Strömungsbeschleuniger helfen, Ablagerungen zu vermeiden und verbessern den Stoffaustausch (Nitrifikation). Sie sind für das Umrühren, d. h. In-Bewegung-halten von großen Flüssigkeitsmengen mit geringer bis mittlerer Zähigkeit bestimmt.

Die modular aufgebauten Rezirkulationspumpen basieren auf den Funktionsprinzipien der Rührwerke und Strömungsbeschleuniger. Sie fördern Belebtschlamm und Rücklaufschlamm mit großem Volumenstrom bei kleiner Förderhöhe, beispielsweise in Nitrifikations- und Denitrifikationszonen. Vollständig untergetaucht ist Dauerbetrieb möglich. Der Aussetzbetrieb ist auf maximal 20 Einschaltungen je Stunde begrenzt.

Das funktional wichtigste Bauteil – der Propeller – besitzt zwei bzw. drei gedrehte und in Flussrichtung geneigte Flügel mit selbstreinigender Wirkung. Die Stromlinienform sichert eine hohe hydrodynamische Effizienz. Während die Rührwerkspropeller aus Edelstahl gefertigt sind, bestehen die Propeller der Strömungsbeschleuniger aus Polyurethanharz und verfügen über profilierte Flügel. Um die Bewohner des Belebtschlamms zu schonen, sind diese Propeller auf eine Flügelspitzengeschwindigkeit von unter 6 m/s ausgelegt.

Zwischen dem Motor und dem Propeller ist ein raumsparendes Planetengetriebe angeordnet. Rührwerke verfügen über eine Getriebestufe, die Strömungsbeschleuniger sind mit zweien ausgestattet. Die wasserdichte Kabeleinführung verhindert bis zu einer Eintauchtiefe von 20 m das Eindringen von Feuchtigkeit in den Motor. Der Kabeleinlass ist durch ein doppeltes Elastomergummi mit einem Spannring abgedichtet. Vom werkseitig montierten Kabel gehen sechs Kabellitzen ab; sie ermöglichen die Stern-Dreieck-Einschaltung der Motoren.

Standardmäßig sind die Rührwerke und die Strömungsbeschleuniger zur Überwachung mit Sensoren bestückt: Drei Thermoschalter (PTO bei den Rührwerken) bzw. drei Thermistoren (PTC bei den Strömungsbeschleunigern) messen die Temperatur in den Motorwicklungen. Ein im Getriebegehäuse eingebauter Wasser-im-Öl-Sensor identifiziert eindringendes Medium (dazu ist ein Relais des Typs ALR-20/A-Ex erforderlich) und bildet somit ein Frühwarnsystem.

Die Praxis zeigt: Die Anordnung der Tauchrührwerke und Strömungsbeschleuniger in den Becken des Klärwerks hat größte Bedeutung für deren Betriebseffizienz und Lebensdauer. Die Spezialisten von Grundfos haben dazu u. a. mit computergestützten Strömungssimulationsprogrammen (CFD) über Jahre hinweg Know-how gesammelt und beraten den Betreiber entsprechend. Mit CFD-Hilfe können alle Engpässe und Verwirbelungszonen sowie Bereiche mit besonders niedrigen und hohen Strömungsgeschwindig-keiten im Becken aufgezeigt und entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden. Drehzahlgeregelte Antriebe sorgen für einen gleichmäßigen Zufluss und eine gleichförmige Auslastung, um die biologische Klärstufe nicht zu überlasten. Werden die im Rahmen eines von Grundfos durchgeführten Energieaudits vorgeschlagenen Empfehlungen umgesetzt, sind Stromkosteneinsparungen von bis zu 50 % möglich.

Neben der Abwassertechnik gibt es für Rührwerke und Strömungsbeschleuniger auch Einsatzfälle in Biogasanlagen, in der Landwirtschaft und in der Industrie – überall dort, wo Homogenisierprozesse eine Rolle spielen: in der Papier- und Zellstoff-, Farben- und Lack- sowie der chemischen Industrie.

Halle A6, Stand 239

www.prozesstechnik-online.deSuchwort: cav0516grundfos

Rührwerke sind hydraulische Maschinen und transformieren elektrische Energie in Strömungsenergie. Messungen in offenen turbulenten Systemen sind nur schwer reproduzierbar und damit nicht vergleichbar. Deshalb war es in der Vergangenheit für Planer und Anwender schwierig, die Effizienz von Rührwerken zu vergleichen.

In vielen Fällen verglich der Kunde die mechanische Leistung und den Preis und entschied sich dann aufgrund dieser Daten für das günstigste Produkt. Planer haben in ihren Ausschreibungen oft einen spezifischen Mindestenergieeintrag gefordert; d. h. pro Volumen umzurührender Flüssigkeit ist eine bestimmte Energiemenge einzubringen. Deshalb bestand für die Industrie wenig Anreiz, effiziente und energiesparende Lösungen zu entwickeln. Durch eine gemeinsame Initiative der europäischen Rührwerks- und Pumpenhersteller ist die Norm ISO 21630 erarbeitet worden. Die Umsetzung dieser internationalen Norm ermöglicht es, die Effizienz von Rührwerken zu vergleichen. Der zentrale Parameter zur Beurteilung der Effizienz ist das Verhältnis zwischen erzeugtem Schub und aufgebrachter elektrischer Leistung unter definierten Messbedingungen. Ergänzt wird die ISO-Norm durch das VDMA-Einheitsblatt 24656 ‚Rührwerke in Belebungsbecken von Abwasserreinigungsanlagen‘, das dazu beiträgt, dass bei der Planung, Projektierung und Ausführung von Rührwerken zur Strömungsbildung in Belebungsbecken von Abwasserreinigungsanlagen die wesentlichen verfahrenstechnischen, betriebstechnischen und anlagentechnischen Einflussgrößen berücksichtigt werden.

Vertriebsdirektor Wasserwirtschaft, Grundfos