Dosierpumpen Ein Fall für Dosierpumpen mit Köpfchen – Phosphateliminierung in einer Kläranlage

Das Dosieren zählt zu den Kernaufgaben in der Wasseraufbereitung und Abwasserreinigung. Müssen dem Prozess Zusatz- und Hilfsstoffe oder hochwirksame Chemikalien wirtschaftlich und umweltschonend zudosiert werden, ist bei den eingesetzten Pumpen vor allem Präzision gefragt.

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Die Kläranlage der Stadt Heppenheim übernimmt die Abwasserentsorgung von rund 30.000 Personen. Da sie nach dem Sequencing-Batch-Reactor-Verfahren (SBR) arbeitet, erfolgt die Abwasseraufbereitung nicht kontinuierlich, sondern in Chargen mit vier Becken. Bis vor Kurzem wurde in der Anlage nur eine Dosierung von Aluminiumsulfat zur Reduzierung von Abwasserpartikeln vorgenommen. Mit dem Einbau einer neuen Dosierstation wollte man die Phosphatwerte im Wasser senken.

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Wie in zahlreichen anderen Kläranlagen müssen auch in Heppenheim Betriebskosten eingespart werden, die Optimierung der eingesetzten Chemikalienmenge ist zu diesem Zweck ein guter Ansatz. „Die Verringerung der eingesetzten Chemikalienmenge ist für die Einsparung von Kosten sehr wichtig“, sagt Kai Kühn, Abwassertechniker bei den Stadtwerken Heppenheim. Im Klärwerk wurde die Überwachung des Chemikalieneinsatzes bereits durch Füllstandmesser sichergestellt, doch mit der Installation der neuen Dosierstation haben sich vollkommen neue Möglichkeiten zur Überwachung der Anlagenleistung ergeben.

Die neue Dosierstation basiert auf zwei Membrandosierpumpen von Grundfos vom Typ Smart Digital XL DDA-FCM 60-10. Diese senken den Phosphatspiegel im Abwasser durch die Dosierung von Eisen(II)-chlorid (FeCl₂). Während die erste Pumpe die Dosierung von FeCl₂ bei der Füllung des Aufbereitungsbeckens vornimmt, dient die andere im Standby-Modus als Reservepumpe bei Störungen und Problemen. Durch die Permanentmagnet-Synchronmotor-Technologie und die Membrandosiertechnik dosieren die Pumpen Chemikalien mit sehr hoher Genauigkeit und senken damit nicht nur die Kosten für den Chemikalieneinsatz, sondern sorgen zugleich für eine konstante Aufbereitungsqualität.

Spezielle Funktionen der Pumpe, wie eine einfache Prozessüberwachung und eine Online-Kommunikation, bieten dem Klärwerk zusätzlichen Mehrwert im täglichen Betrieb. Dank des integrierten Durchflussmessers und Druckmonitors ist eine präzise Überwachung des FeCl₂-Verbrauchs möglich. So sind genauere Messungen als mit der Überprüfung des Füllstands möglich, und der Einsatz externer Messgeräte wird überflüssig. „Wir nutzen den integrierten Durchflussmesser der Dosierpumpen. Bei der bisherigen Dosier­anlage für Aluminiumsulfat war der Einsatz eines externen Durchflussmessers und eines Pulsationsdämpfers notwendig“, so Oliver Schranz, Betriebselektriker bei den Stadtwerken Heppenheim.

Mit der Ermittlung der genauen Durchflussdaten kann die Smart Digital XL DDA das Dosiervolumen exakt einstellen und an die tatsächlichen Einsatzbedingungen anpassen. Die Pumpe stellt durchgehend sicher, dass genau die richtige Menge an Eisenchlorid dosiert wird, ohne dass menschliches Eingreifen erforderlich ist.

Jede Pumpe ist in der Lage, über Profibus-DP-Protokoll mit dem Betriebspersonal der Kläranlage zu kommunizieren. Mehr dazu sowie ein Video zu den Smart Digital-Dosierpumpen auf der nächsten Seite ...

Wenn sich die Pumpe meldet

Bei Problemen, wie Rohrbrüchen und Rohrverstopfungen, löst sie Alarmmeldungen aus: Denn dank der Kommunikationsschnittstelle Grundfos CIU 150 ist jede Pumpe in der Lage, über das Profibus- DP-Protokoll mit dem Betriebspersonal der Kläranlage zu kommunizieren. „Alle Probleme und Störungen werden registriert und über Feldbus zur Anlagensteuerung übertragen“, erklärt Schranz. „Bei Störungen oder Warnungen führt die Pumpe eine Selbstanalyse aus, um die Ursache der Störung zu ermitteln und die Informationen zu der Person zu übertragen, die nachts oder am Wochenende Dienst hat.“

Der automatische Betrieb und die zeitnahen Warnmeldungen erleichtern den Betrieb in Heppenheim um ein Vielfaches. Die integrierte Intelligenz der Pumpe reduziert Eingriffe des Betriebspersonals auf ein Minimum. Wenn dies dann doch erforderlich ist, ist dank der einfachen Anwendung und Handhabung der Pumpe kein Betriebshandbuch erforderlich.

Die Pumpen haben den Stadtwerken Heppenheim zu einer zuverlässigen, kostengünstigen und benutzerfreundlichen Dosierlösung verholfen. „Wir sind von der einfachen Bedienung der Smart Digital XL und den Möglichkeiten, Feldbus-Optionen zu integrieren, begeistert“, betont Schranz. „Die Feldbus-Integrierung ist bei der Abwasserreinigung sehr wichtig. Die Pumpen sorgen für eine sehr hohe Dosierpräzision und bieten in einem nächsten Schritt die Option zum Anbinden eines Phosphat- Messgeräts“.

Nicht nur, dass sich der Einsatz der Pumpen für das kommunale Versorgungsunternehmen vielfach bewährt hat, auch der Support von Grundfos war nach Ansicht der Stadtwerke herausragend: „Wir haben sehr schnell Antworten auf unsere Supportanfragen erhalten. Als uns eine Profibus-Beschreibung fehlte, bekamen wir nach unserem Anruf unverzüglich die Dokumentation“, erinnert sich Schranz.

Die Stadtwerke Heppenheim wurden das erste Mal auf die Smart-Digital-Baureihe aufmerksam, als ein Chemieunternehmen, das H₂O₂-Tests für die Wasseraufbereitung der Kläranlage vornahm, Smart-Digital-S-Pumpen einsetzte. Daher kannte man im Klärwerk diese Dosierpumpen bereits, als die neue Phosphat-Dosierstation vom lokalen Unternehmen TDL Dosiertechnik installiert wurde.

Oliver Schranz und seine Kollegen sind äußerst zufrieden mit der Lösung und können sich den Einsatz auch außerhalb der Kläranlage gut vorstellen. „Diese Pumpenbaureihe könnte eine hervorragende Lösung für die Wasseraufbereitung in vielen kommunalen Anwendungen darstellen“, fasst Schranz zusammen.

Pumpenantriebe

Neues Antriebskonzept

* Der Autor ist Global Product Manager Dosing & Desinfektion, Grundfos Water Treatment GmbH, Erkrath.

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