Pumpen Abwasser effizient reinigen

Der Einsatz von Mehrphasenpumpen in der Abwasserbehandlung birgt Kostenvorteile und erhöht die Betriebssicherheit. Anlagen zur Abwasseraufbereitung findet man nicht nur im kommunalen Bereich, wie...

Anbieter zum Thema

Lutz Pumpen GmbH

JESSBERGER GmbH

trivid GmbH

Anlagen zur Abwasseraufbereitung findet man nicht nur im kommunalen Bereich, wie zum Beispiel in Klärwerken. Auch in den Unternehmen spielt Abwasser als Kostenfaktor eine immer größere Rolle. Die Umweltrichtlinien werden verschärft, es gelten immer härtere Vorgaben für die Abgabe oder Einleitung der Wässer. Die Kommunen verlangen zum Teil erhebliche Starkverschmutzerzuschläge, die den schwer erwirtschafteten Gewinn entsprechend schmälern. Viele Firmen gehen daher dazu über, das Abwasser vor der Einleitung aufzubereiten beziehungsweise völlig abwasserfrei zu arbeiten. Die Investitionskosten einer entsprechenden Abwasseraufbereitungsanlage amortisieren sich entsprechend kurzfristig.Flotationsanlagen für eine effiziente AbwasserreinigungGenerell werden biologische und physikalische Reinigungsverfahren unterschieden. Die physikalische Wasseraufbereitung besteht meist aus mehreren, miteinander gekoppelten Verfahren, die auch ohne Biologie auskommen. Aber auch eine Kombination mit biologischen Verfahren ist denkbar. Typische Vertreter sind unter anderem die Filtration, Flotation, Dekantierung oder Abscheider. Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei auf abfiltrierbare Stoffe. Durch die physikalischen Verfahren können auch verschmutzte Chemikalien gereinigt und wieder aufbereitet werden, so dass sie zum Beispiel in Reinigungsprozessen oder Ähnlichem wieder verwendet werden können, was mit einer Biologie nicht möglich ist. Die Flotation (engl. float – schwimmen) beruht darauf, dass man möglichst feine Luftbläschen in das Abwasser einbringt. Diese steigen entsprechend ihrer Größe langsam auf und heften sich durch Adhäsion an schwebende Verschmutzungen im Wasser an. Der Auftrieb der Schwebteilchen wird so vergrößert, und es erfolgt der Aufstieg an die Wasseroberfläche. Die Summe der aufgeschwemmten Verschmutzungen und Luftbläschen bildet einen relativ stabilen Schaum, der an der Oberfläche durch geeignete Konstruktionen abgetragen werden kann. Das Herzstück der Flotation ist also die Erzeugung feiner Blasen. Hier gibt es verschiedene Ansätze. Bei einer Elektroflotation werden durch Strombeaufschlagung Sauerstoffblasen erzeugt. Durch den Einsatz sehr feinkörniger Keramiken, die mit Druckluft beaufschlagt werden, können Blasen erzeugt werden. Jedoch bleiben die entstehenden Bläschen relativ groß. Wesentlich bessere Ergebnisse erbringt die Druckentspannungsflotation. Dabei nutzt man den Umstand, dass in gesättigten Flüssigkeiten bei einer Druckreduktion ein Teil der gelösten Gase ausfällt (Selterseffekt). Um die gelöste Gasmenge zu erhöhen, sättigt man die Flüssigkeit bei höheren Drücken (etwa 6 bar) und kann so mehr Luft im Wasser lösen. Wenn dieses hoch gesättigte Wasser wieder auf Umgebungsdruck entspannt wird, fällt das nun wieder überschüssige Gas aus seiner Lösung aus. Dabei gilt, dass die bei der Entspannung entstehenden Bläschen umso kleiner werden, desto höher der Lösedruck ist.Mikrobläschen erfassen auch feinste VerunreinigungenMit diesem Verfahren lassen sich also Bläschen erzeugen, die einen Durchmesser bis zu 30 µm aufweisen. Es entsteht ein Bläschenwasser, was, aufgefangen in einem Glaszylinder, auf den ersten Blick aussieht wie Milch. Man kann beobachten, wie die Gasblasen sehr langsam, etwa 5 bis 10cm/min, aufsteigen. Durch diese kleinen Mikrobläschen lassen sich auch feinste Verunreinigungen erfassen, außerdem wird die Adhäsion durch die geringe Steiggeschwindigkeit verbessert.Das Verfahren der Flotation ist auf Grund seiner Vorteile schon recht lange für die Abwasserreinigung eingesetzt. Bei dem sogenannten Vollstromverfahren wird der gesamte Abwasserstrom mit Luft angereichert, wobei man aber wegen der vorhandenen Verschmutzungen mehrere Probleme hat. Daher hat sich das Recyclingstromverfahren durchgesetzt. Hierbei wird ein Teil des gereinigten Abwassers, der sogenannte Recyclingstrom, mit Luft gesättigt und dem Abwasserstrom wieder zugesetzt. Die Sättigung des Recyclingstroms entscheidet über die Funktion und den Energiebedarf der Anlage. Bisher konnte man die beste Sättigung in einem Druckbehälter erreichen. Dieser, mit einem Kompressor bei ungefähr 6 bar beaufschlagte Behälter, wird durch eine entsprechende Pumpe mit Wasser versorgt. Durch ein Versprühen im Tank, durch einen Tauchstrahl oder durch das Durchströmen verschiedenster Einbauten im Behälter, konnte man Sättigungsgrade bei etwa 60 bis 80% erreichen. Zur Steuerung der Wasserpumpe war man auf eine Wasserstandsüberwachung im Behälter angewiesen. Man benötigt also außer der eigentlichen Pumpe einen Kompressor mit entsprechender Leistungsaufnahme und Schallemission, hatte Kontrollkosten für den Druckbehälter und letztlich auch bei Ausfall der Wasserstandsüberwachung das Problem, dass der Kompressor die Luft direkt in die Flotationszelle blies und damit das gesamte Flotationsergebnis durch grobe Blasen zerstörte.Mehrphasenpumpe bewältigt hohe Gasanteile im MediumEine absolute Vereinfachung der Sättigungsproblematik bringt die Edur-Mehrphasenpumpe (Bild 1). Dabei handelt es sich um mehrstufige Kreiselpumpen, die durch ihre spezielle Konstruktion mit sehr hohen Gasanteilen im Fördermedium zurechtkommen. Dies wird durch eine offene Laufradkonstruktion und einen anschließend durchströmten Leitschaufelapparat erreicht. Im Gegensatz zu Spiralgehäusepumpen können diese Aggregate Luftblasen im Wasserstrom ansaugen und mitreißen. Durch die offenen Laufräder werden die groben Blasen zerkleinert und gehen durch die Druckerhöhung im Laufrad und den Leitschaufeln von Stufe zu Stufe mehr in Lösung. Es können Gasanteile von bis zu 30% verkraftet werden. Damit entstehen wesentlich bessere Lösegrade als bei den bisherigen Sättigungssystemen, bis nahezu 100%. Dies wird unterstützt, weil man auch einen Luftüberschuss mit der Pumpe realisieren kann, so dass sich diese Restbläschen in nachgeschalteten Lösestrecken auch noch einlösen können.Da man bereits allein durch den Einsatz der Mehrphasenpumpe die Sättigung des Recyclingstromes erreicht, können die anderen Anlagenteile wie Kompressor, Sättigungsbehälter und Messtechnik entfallen. Dadurch entstehen nicht nur Kostenvorteile in der Investition bei der Neuanlage, sondern man spart auch die Energiekosten des Kompressors und die TÜV-Kosten für die Behälterüberprüfung. Störungen durch verschmutzte ausgefallene Wasserstandssonden entfallen. Der Flotationsanlagenaufbau wird vereinfachtDer Anlagenaufbau vereinfacht sich absolut. Die Mehrphasen-Pumpe wird auf der Saugseite etwas eingedrosselt, so dass man bei einem Unterdruck von 0,2 bis 0,4 bar Luft aus der atmosphärischen Umgebung absaugen kann. Diese kann man durch einen Schwebekörperdurchflussmesser mit einem Nadelventil außerdem sehr gut regulieren. Man kann so die Gasmenge quantifizieren, die man einlösen möchte, und ein zu starkes Übersättigen verhindern. Auf der Druckseite der Pumpe wird das Wasser in die Flotationszelle entspannt und sorgt dort für den gewünschten Effekt. Der gute Lösegrad bewirkt eine hohe Anzahl von Bläschen und verbessert damit die Effizienz der Flotation.Mit den Mehrphasenpumpen kann man Volumenströme bis 60 m3/h als Recyclingstrom fahren, größere Aggregate sind in Vorbereitung. Die vorhandene Werkstoffpalette der Edur-Pumpen reicht von der Normalausführung in Grauguss über Bronze, Edelstahl, Duplex bis hin zu Super-Duplex. Damit können Anwendungen im Salzwasser, in der Chemie, der Erdölaufbereitung usw. gefahren werden. Als Dichtungssysteme stehen normale und doppelte Gleitringdichtungen sowie Magnetkupplungen für besondere Einsatzfälle zur Verfügung. Die Pumpen sind nach Atex zugelassen und können also auch in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Enddrücke im Mehrphasenprogramm gehen bis zu 28 bar, so dass man die Pumpen auch für höheres Druckniveau in der Verfahrenstechnik einsetzen kann. Die Mehrphasenpumpen lassen noch weitere Einsatzmöglichkeiten zu. Die Mikroblasen können durch ihre enorm große Oberfläche, auch bei geringen eingesetzten Gasmengen, und ihre geringe Steiggeschwindigkeit auch sehr gut zu Begasungszwecken eingesetzt werden. Man kann so gewährleisten, dass teure technische Gase, wie zum Beispiel Sauerstoff, auch tatsächlich im Wasser in Lösung gehen und nicht als grobe Blasen durch das Wasser steigen und an der Oberfläche entweichen.