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wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2016

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wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2016

TRENDTHEMA I

TRENDTHEMA I ABWASSERTECHNIK Aus einer Hand Abwasserbehandlung stellt sich neuen Herausforderungen Dirk Schmitz Kommunale Wasserversorger kämpfen mit den Herausforderungen des Wassermanagements – dazu gehören effizientere Reinigungsverfahren, niedrigere Kosten und die Begrenzung von Wasserverlusten durch Rohrbrüche. Kommunales Abwasser enthält eine nahezu unüberschaubare Menge an festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen organischer oder anorganischer Art. Der Anteil, der mit dem Abwasser transportierten Stoffe, variiert sehr stark mit der jeweiligen Herkunft. Die Konzentration, aber auch die Frachtschwankungen der Abwasserinhaltsstoffe sind im Wesentlichen eine Funktion der Lebensgewohnheiten der Bevölkerung. In den letzten Monaten hat zudem eine neue Herausforderung immer stärker an Aufmerksamkeit gewonnen, die 4. Reinigungsstufe. Dies alles bedingt unterschiedliche Vorgehensweisen bei der Abwasserreinigung und hat auch Auswirkungen auf die benötigte Pumpentechnik. Auf den meisten kommunalen Kläranlagen wird nach mechanischer und biologischer Abwasseraufbereitung das gereinigte Autor: Dirk Schmitz, Grundfos GmbH, Erkrath Medium in einen Vorfluter abgeleitet. Trotz des hohen technischen Aufwandes, der betrieben wird, ist dieses Verfahren nicht unproblematisch, insbesondere wenn die Einleitung in ein Gewässer mit sensiblen wasserwirtschaftlichen Verhältnissen erfolgt. Eine Reihe von Forschungsprogrammen hat gezeigt, dass „hormonaktive Stoffe“ über das gereinigte Abwasser von zahlreichen Tieren aufgenommen werden. Über die Nahrungskette kommen diese zum Menschen zurück. Anthropogene Stoffe können auf herkömmliche Art und Weise in Kläranlagen nicht abgebaut werden. Mikroverunreinigungen aus Pharmazeutika, Industrie- und Haushaltschemikalien, Schädlingsbekämpfungsmittel und Desinfektionsmittel bilden aber eine Gefahr für Mensch und Umwelt. Anthropogene Stoffe entfernen Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wurden in den letzten Jahren eine Reihe von kommunalen Kläranlagen mit einer 4. Reinigungsstufe ausgestattet. Im Rahmen dieser Pilotprojekte will man Erfahrungswerte sammeln, wie anthropogene Stoffe eliminiert werden können. Es bieten sich hierfür verschiedene Verfahren an: Membrantechnologie, Ozonbehandlung oder Aktivkohleverfahren. Die zurzeit in Deutschland laufenden Pilotprojekte basieren größtenteils auf Verfahren mit granulierter Aktivkohle (GAK) oder mit Pulveraktivkohle (PAK). Je nach Inhaltsstoffen, organischer Fracht, Feststoffen und aggressivem Material werden an die Technik, insbesondere an die Pumpentechnik, hohe Anforderungen gestellt. In erster Linie geht es um die Bewältigung der jeweils gestellten Aufgabe. Genauso wichtig ist aber auch eine wirtschaftliche Arbeitsweise. Häufig steht nicht ein Einzelaggregat im Fokus, sondern komplexe Anlagen und Systeme. Das setzt natürlich voraus, dass ein entsprechendes Spektrum bzw. eine Angebotspalette, möglichst aus einer Hand, zur Verfügung steht. Völlig unabhängig vom gewählten Aufbereitungsverfahren und dem Verfahrensschritt hat Grundfos von der Dosierpumpe über Abwasserpumpen aus Edelstahl oder Grauguss bis zu Wasserpumpen für hohe Förderleistungen oder spezielle Aufgaben das jeweils optimale System oder die benötigte Einzelkomponente. Dabei spielt die Langlebigkeit der technischen Komponenten, die Energieeffizienz und das wegweisende Know-how eine wesentliche Rolle. Vernetzte Systemlösungen Neben dem Aufwand für zusätzliche Reinigungsstufen zwingen hohe Fixkosten zwischen 70 und 85 % die Verantwortlichen in der Wasser- und Abwasserwirtschaft zu einem verschärften Blick auf die noch vorhandenen variablen Kosten. Die effizientere Nutzung von Energie für Pumpen und Systeme in der Wasserversorgung und der Abwasserentsorgung spielen dabei eine wichtige Rolle. Um die Wirtschaftlichkeit und die Versorgungs- bzw. Entsorgungssicherheit bestmöglich realisieren zu können, setzt Grundfos auf das iSolutions-Konzept: Das sind integrierte Lösungen und flexible modulare Systeme, bestehend aus Pumpen und deren Antriebstechnik, Steuerungs- und Sicherungsmodulen sowie Mess- und Datenübertragungseinheiten. Zusammen mit in Mikroprozessoren des Antriebs hinterlegten spezifischen Algorithmen bieten iSolutions dem Anwender die gewünschte Funktionalität. Ein genauer Überblick über Betriebszustände und Leistungsdaten ist entscheidend für die Betriebssicherheit und Effizienz von Pumpensystemen. Das Grundfos Remote Management GRM ist ein leistungsfähiges Internet-basiertes Tool zur Fernsteuerung und -überwachung von Pumpen und Systemen. Mit einem internetfähigen Smartphone, Tablet oder PC können Anwender sich jederzeit und überall auf die passwortgeschützte Bedienoberfläche des GRM einwählen. Das Tool liefert eine Übersicht über alle Pumpen und Ins- 24 wlb 1/2016

ABWASSERTECHNIK I TRENDTHEMA 01 Der Druck im Leitungsnetz wird mithilfe von akkubetriebenen Datenloggern gemessen 02 Rechts: iSolutions setzt auf integrierte Lösungen und flexible mod ulare Systeme tallationen des angeschlossenen Systems. Dabei hat man Zugriff auf Daten wie Betriebsstunden, Betriebspunkte, Sollwerte, Sensorwerte, Berichte, Trends, Alarme, Warnungen etc. Effizienz und Sicherheit erhöhen Der genaue Überblick über die Pumpenleistung liefert wertvolle Daten, um das System zu optimieren. Tools wie automatisch generierte Trendgrafiken helfen, frühzeitig Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigung zu erkennen und Instandhaltungsund Wartungsarbeiten mit genügend Vorlauf zu planen. Außerdem ermöglicht die Fernüberwachung ein effizientes Alarmmanagement mit kurzen Reaktionszeiten, das die Betriebssicherheit der Anlage deutlich erhöht. Dedicated Controls ist eine intelligente Steuerung für die Regelung und Überwachung von bis zu sechs Abwasserpumpen in einer Pumpstation. Die Steuerung kann in das GRM-System oder in jedes andere Scada-System eingebunden werden, mit dem Pumpeninstallationen fernüberwacht und verwaltet werden können. Um den niedrigsten spezifischen Energieverbrauch (kWh/m 3 ) sicherzustellen, passt sich Dedicated Controls an die Betriebsbedingungen in spezifischen Pumpenanlagen an und ist lernfähig. Die Steuerung sorgt dafür, dass sich die Pumpendrehzahl auf die Daten einstellt, die sie vom Frequenzumformer und einem Durchflussmesser erhält. Ferner können durch den Motorvollschutz MP 204 spezifische Energieverbrauchsdaten bereitgestellt werden. Der stets abrufbare Überblick über die Pumpeneffizienz stellt die zeitgerechte Ausführung von Wartungs- und Servicearbeiten der Pumpen und Leitungen sicher. Wasser und Energie einsparen Kommunale Wasserversorger in der ganzen Welt kämpfen mit den Herausforderungen des Wassermanagements. Druckmanagement stellt dabei eine sehr effektive Methode dar, die Versorgungsverluste zu reduzieren, die Energieeffizienz zu verbessern und Betriebs- und Wartungskosten zu senken. Die Steuerung Demand Driven Distribution (DDD) von Grundfos sorgt wirksam für ein Druckmanagement in Pumpanlagen und für ein optimiertes Ressourcenmanagement. Die DDD-Steuerung stellt ein Druckmanagementsystem dar, in dem der Leitungsnetzdruck real gemessen wird, und das diese Messwerte zur Pumpensteuerung an der Pumpstation nutzt. So wird der Druck im Leitungsnetz mithilfe von akkubetriebenen Datenloggern gemessen, wobei die gemessenen und gespeicherten Werte an die DDD-Steuerung über ein GSM-Netz übertragen werden. Die gemessenen Daten werden anschließend in der intelligenten, adaptiven Steuerung für die Pumpstation verwendet, sodass der Verteilernetzdruck auf einem vorgegebenen Druckwert gehalten wird. Druckstöße sind einer der Hauptgründe für die Rissentwicklung in Rohrleitungen. Um zu verhindern, dass in der Pumpstation derartige Druckstöße entstehen, erfolgt der Druckaufbau mit der DDD-Steuerung standardmäßig mit sanftem Druckaufbau respektive Druckabbau. So werden zudem typische Probleme vermieden, die durch den Einsatz von Druckminderungsventilen entstehen. Zusätzlich zu den Energieeinsparungen kommt in allen Fällen eine Reduzierung der Wasserverluste um bis zu 15 % durch weniger Leckagen wie auch ein insgesamt niedrigerer Wasserverbrauch hinzu. Darüber hinaus ermöglicht ein gutes Druckmanagement auf lange Sicht eine nicht unerhebliche Verlängerung der Nutzungsdauer der Infrastruktur. Die DDD-Steuerung senkt die Häufigkeit und Auswirkungen von Wasserrohrbrüchen und spart Geld durch niedrigere Gesamtbetriebskosten für die Wasserverteilung. www.grundfos.de wlb 1/2016 25