Efficitiviteit verhogen van zandvanger met regelbare klauwencompressor

Sinds de ingebruikname in 1993 gebruikt de lokale rioolwaterzuiveringsinstallatie in de Deense stad Kerteminde een beluchte zandvanger. Sindsdien levert het lozen van het gruis uit het kanaal van de zandvanger herhaaldelijk problemen op. Het gruiszand raakt telkens samengeperst en kan niet meer door de pomp worden verwijderd. Dit hardnekkige probleem is opgelost door de installatie van een MINK klauwencompressor van Busch Vacuum Solutions. Deze is drukgeregeld en verhoogt de druk automatisch om het samengeperste zand op de bodem van de zandvanger omhoog te wervelen.

Proces afvalwaterzuivering

Voor een optimale en economische zuivering van afvalwater zijn beluchte zandvangers de eerste belangrijke stap in afvalwaterzuiveringsinstallaties. Door zand en andere minerale stoffen af te scheiden, beschermen ze de navolgende zuiveringsstappen tegen schade door abrasie, verstoppingen en uiteindelijk afzettingen. Bij het zandverwijderingssysteem van de lokale waterzuiveringsinstallatie in Kerteminde op het Deense eiland Funen, heeft de ingebouwde compressor twee functies. Tijdens normaal bedrijf belucht hij het afvalwater in de zandvanger via sproeiers die aan de vloer zijn bevestigd. Deze luchttoevoer circuleert het afvalwater. Hierdoor wordt het zand in het afvalwater mechanisch gescheiden van drijvende stoffen, zoals vet en olie en andere organische zwevende stoffen. Dezelfde compressor wordt ook gebruikt om de vacuümpomp van blaaslucht te voorzien. Deze vacuümpomp wordt ingezet om het gruis af te zuigen en naar een verzamelcontainer te voeren.

De rioolwaterzuiveringsinstallatie Kerteminde is ontworpen voor een inwonerequivalent (IE) van 25.000. Sinds de ingebruikname in 1993 wordt de zandvanger voorzien van perslucht door een turboventilator. Deze blower leverde een maximale overdruk van 0,6 bar. Voldoende voor het circuleren van het afvalwater en het scheiden van zand en vet. Er is echter een ander probleem voor operationeel manager Erland Rasmussen (afb. 1). Het zand dat zich op de bodem verzamelt, wordt zodanig samengeperst, dat het met de bestaande pomp niet van de bodem gehaald kan worden. Oorzaak een te lage overdruk van de turboblower. Dit probleem wordt ernstiger als het regent, omdat dan de hoeveelheid zand in het afvalwater toeneemt. Het zand kan dan alleen worden verwijderd door de zandvanger uit te schakelen en de zandafzetting handmatig los te maken en hierna het met een afzuigtankwagen af te voeren. Deze werkzaamheden nemen telkens één of twee dagen in beslag, waarbij de zandvang niet kan worden ingezet. En, omdat hiervoor een extern bedrijf meerdere keren per jaar moet worden ingehuurd, zijn de kosten immens.

Compressoroplossing van Busch en de voordelen

Op zoek naar een betere oplossing raadpleegt Erland Rasmussen in 2014 de vacuüm- en overdrukspecialisten van Busch Vacuum Solutions. De uitkomst is de bestaande turboblower vervangen door een MINK klauwencompressor (afb. 2) van Busch. De klauwencompressor is frequentiegestuurden kan de overdruk variëren door het toerental te wijzigen. Dankzij het werkingsprincipe kan een MINK klauwcompressor worden gebruikt in een bereik van 20 tot 60 hertz. Het bestrijkt daardoor een overdrukbereik van 0,4 tot 2,5 bar. De compressor wordt via een PLC-besturingssysteem zo geregeld dat hij de zandvanger gedurende 40 minuten belucht (afb. 3) en zo het afvalwater laat circuleren. De ideale overdruk voor een optimale afscheiding van zand en vet is volgens de berekening van Erland Rasmussen 0,6 bar. Na 40 minuten worden de afsluiters automatisch omgeschakeld en verhoogt de MINK klauwcompressor de overdruk naar 2,5 bar (afb. 4). Hierdoor komt het zand op de bodem van de zandvanger los. Het gaat wervelen en kan dan het eenvoudig en veilig door de pomp naar een opvangbak worden weggezogen. Na vijf minuten zandzuigen zet het regelsysteem de beluchting terug op de “standaardwerking” om zand en vet te scheiden.

Erland Rasmussen heeft een ander voordeel ontdekt. De MINK klauwencompressor heeft aanmerkelijk minder vermogen nodig dan de oude turboblower. De MINK klauwencompressor is uitgerust met een 9 kilowatt motor. Deze nominale stroom wordt slechts kortstondig bereikt tijdens de opstartfase voor een 2,5 bar modus van zo'n vijf minuten. Tijdens veertig minuten normaal bedrijf en een overdruk van 0,6 bar heeft de aandrijfmotor slechts een fractie van het nominale vermogen nodig. Voor de operator van de afvalwaterzuiveringsinstallatie betekent dit geen kostbare handmatig verwijdering van het zand én een vermindering van energiekosten. Bovendien is de MINK klauwcompressor volgens Erland Rasmussen veel stiller dan de eerder gebruikte turboblower, omdat deze op veel lagere toerentallen draait.