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wlb - Wasser, Luft und Boden 3/2015

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WASSER-/ABWASSERTECHNIK

WASSER-/ABWASSERTECHNIK Mikrowellenmesstechnik minimiert Kostenaufwand Exakt dosierter Einsatz von Hilfsstoffen in der Klärschlammaufbereitung Karl-Heinz Theisen Die Aufbereitung von Klärschlamm ist mittlerweile zu einem notwendigen, aber kostenintensiven Prozess geworden. Die eingesetzten Hilfsstoffe zur Unterstützung der Fest-Flüssig-Separation sind teuer und müssen deshalb optimal dosiert werden. Durch den Einsatz der Mikrowellenmesstechnik können die Materialkosten für Kläranlagenbetreiber deutlich reduziert werden. Autor: Karl-Heinz Theisen, Geschäftsführer, proMtec Theisen GmbH, Ettlingen Die Dosierung von kostenintensiven Flockungshilfsmitteln ist in der Klärschlammaufbereitung strikt mit der vorliegenden Feststofffracht im Schlamm zu korrelieren, da andernfalls das Ergebnis der Ausflockung nicht optimal ist und so die nachfolgende mechanische Entwässerungsstufe wie zum Beispiel das Kammerfilter-Pressen oder der Dekanter ineffizient arbeitet. Sowohl eine Unterdosierung als auch eine Überdosierung der Flockungshilfsmittel in Kläranlagen führt in der Fest-Flüssig-Separation zu einem Fehlergebnis. Um das zu vermeiden, muss die Schlammdichte bzw. -konzentration präzise erfasst werden. Eine zusätzliche Bestimmung der Durchflussmenge ist für eine zuverlässige Steuerung der richtigen Dosierung zudem unerlässlich. Die Promtec Theisen GmbH hat ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe die Dichte und die Konzentration der eingesetzten Materialien gemessen und somit eine exakte Dosierung der Hilfsstoffe gewährleistet werden kann. Das µ-ICC 2.45 Compact-Messgerät kann die Schlammdichte beziehungsweise Trockenmasse online erfassen. Dazu wird es direkt im Hauptstrom installiert, ein Bypass ist nicht nötig. Insbesondere im Fall von höheren Feststofffrachten kann sich das Messgut im Bypass als nicht mehr repräsentativ zum Hauptstrom zeigen, weshalb von einer Flockungshilfsmitteldosierung in Abhängigkeit von einer per Bypass erfassten Schlammdichte eher abzuraten sei, erklärt Karl-Heinz Theisen, Geschäftsführer der Promtec Theisen GmbH. Exakte Messergebnisse Um ein genaues Messergebnis zu gewährleisten, wird ein Mikrowellenoszillator, der elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz erzeugt, verwendet. Dieses Signal wird über einen Sensor in der Rohrleitung durch den Klärschlamm geführt. Da die Mikrowelle von den im Schlamm eingelagerten, freien Wassermolekülen absorbiert wird, verringert sich zum einen ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit und zum anderen wird sie proportional zum Wassergehalt gedämpft. Mikrowellen-Phasenverschiebung und Dämpfung werden gemessen, bewertet und daraus die Feststoffkonzentration berechnet, 14 wlb 3/2015

WASSER- ANALYTIK Mithilfe des µ-ICC 2.45 Compact-Messgerätes kann die Schlammdichte beziehungsweise die Trockenmasse online erfasst werden sobald die Mikrowelle den Empfangssensor auf der gegenüberliegenden Seite der Messgeometrie erreicht hat. „Die Mikrowelle reagiert sehr sensitiv auf den Wassergehalt des zu erfassenden Schlamms, wodurch eine exakte Erfassung der Trockenmasse des Mediums möglich wird“, erläutert Theisen die Vorteile dieser Messung. Gerade bei der Klärschlammaufbereitung spielt Wasser eine erhebliche Rolle. Da die Mikrowellen durch das hohe dielektische Verhalten von Wasser stark absorbiert werden, kann die Trockenmasse des Mediums – unabhängig von mechanischer Verschmutzung, optischer Durchlässigkeit und Partikelgrößen der eingebetteten Trockenmassenanteile – exakt erfasst werden. „Im Gegensatz zu anderen Verfahren wie optischen, Nuklear- oder Coriolis- Messungen sowie Ultraschalllaufzeitverfahren ist die Sensorik der Mikrowellen- Transmission im Stande, trotz Belagsbildung exakte Messergebnisse zu liefern. Trübung, Feststoffe oder Inkrustationen wirken auf die Mikrowelle nicht ein. Aufgrund der praktisch berührungslosen Durchstrahlungstechnologie kann auch die physikalisch-chemische Beschaffenheit die Einstrahlungsfenster der Sensorik nicht beeinflussen“, so Theisen. Damit ist gleichzeitig eine nahezu völlige Verschleißfreiheit gewährleistet. Robustheit vereint mit Präzision Aufgrund seiner dynamischen Signalstärkeanpassung ist das Kompaktsystem besonders bei größeren Rohrleitungsquerschnitten von DN150 bis zu DN400, wie sie bei Kläranlagen eingesetzt werden, von Vorteil. Verschiedene Sensorvarianten liefern für jede Applikation die pas- sende Lösung: Während Flachsensoren bei Spezialanpassungen und Rohrleitungen mit Nennwerten zwischen DN50 und DN400 eingesetzt werden, eignen sich Eintauchsensoren gerade auch für Rohrleitungen mit größeren Nennwerten. Sie sind ideal für den Einbau in Tanks und anderen Behältern, solange eine vollständige Bedeckung mit dem Produkt gewährleistet ist. Hier zeigt sich auch die Robustheit des Systems: Die Installation aller Komponenten ist auf den jahrelangen Betrieb in der rauen Industrieumgebung ausgelegt. Wo herkömmliche Messverfahren bereits nach wenigen Einsätzen an Genauigkeit verlieren, behalten die Promtec-Messgeräte aufgrund ihrer stabilen Bauweise und der produktberührungslosen Messung auch nach mehrjährigem Betrieb ihre Präzision bei. Aufgrund des Transmissionsprinzips ist eine repräsentative Signalinformation über den gesamten Rohrleitungsquerschnitt garantiert. Ein eingebauter Temperatursensor Pt100 erfasst zudem stetig die Temperatur des Mediums. In der Wasseraufbereitung spielen meist singuläre Messstellen eine Rolle. Da Schlämme üblicherweise nicht besonders homogen sind, ist es im Zuge der exakten und repräsentativen Messung sinnvoll, das Messgerät am Hauptstrom nach der ersten Eindickung, also noch vor dem Faulturm, anzubringen – insbesondere dann, wenn die Messung des gesamten Rohrquerschnitts per Transmission erfolgen kann. Durch das strahlende Mikrowellenfeld wird der gesamte Rohrquerschnitt zuverlässig erfasst. Fotos: Promtec Theisen GmbH, Fotolia www.pro-m-tec.de Ausgabe: April 2012 Photometer AL410 mit Bluetooth ® 4.0 ■ Mehr als 120 vorprogrammierte Methoden ■ Höchste Genauigkeit (Interferenzfilter) ■ Mehr als 35 anwenderspezifische Methoden möglich ■ Bluetooth ® 4.0 Schnittstelle zur Verbindung mit Smartphones und Tablets ■ iOS ® - und Android-App für Datenmanagement und E-Mailversand Indikator-Systeme für die Photometrie ■ Reagenztabletten ■ Küvettentests ■ Flüssigreagenzien ■ VARIO Pulver-Packs AQUALYTIC ® Schleefstraße 12 44287 Dortmund Tel. (+49)231/94510-755 Fax (+49)231/94510-750 www.aqualytic.de verkauf@aqualytic.de