Efficiëntie van zandvangers verbeteren met klauwencompressoren

Maulburg, Germany Beluchte zandvangers zijn als eerste zuiveringsstap in rioolwaterzuiveringsinstallaties belangrijk voor de optimale en economische zuivering van afvalwater. Het uitfilteren van zand en andere minerale deeltjes beschermt stroomafwaartse zuiveringsprocessen tegen schade door slijtage, blokkades en, uiteindelijk, afzettingen. In de zandvanger van de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Poppenweiler in het Duitse Ludwigsburg is de efficiëntie van het uitfilteren van zand, vet en olie geoptimaliseerd dankzij een frequentiegeregelde Mink klauwencompressor van de firma Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Dit was mogelijk zonder dat de zandvanger aangepast hoefde te worden.
Afb. 1: De zandvanger in de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Poppenweiler is al in gebruik sinds 1976
Afb. 1: De zandvanger in de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Poppenweiler is al in gebruik sinds 1976

De rioolwaterzuiveringsinstallatie van Poppenweiler heeft een inwonerequivalent (IE) van 31.000 en maakt deel uit van de gemeentelijke rioolwaterzuiveringsdienst van Ludwigsburg, waar ook de rioolwaterzuiveringsinstallaties in Eglosheim (18.500 IE) en Hoheneck (167.000 IE) deel van uitmaken. De installatie werd in 1976 in gebruik genomen en werd tussen 1994 en 1996 flink uitgebreid en gemoderniseerd. Dit was nodig omdat de oude installatie niet langer kon voldoen aan de zuiveringseisen, met name op het gebied van het afbreken van stikstof en fosfor. Daarnaast werden ook de gemeenten Affalterbach en Marbach-Siegelhausen aangesloten op de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Poppenweiler. Vandaag de dag bestrijkt de klasse 4-installatie van 31.000 IE een gebied van 342 hectare.

De 15 meter lange zandvanger (afb. 1) uit 1976 wordt nog steeds gebruikt. Deze werd tijdens de uitbreiding en modernisering in de jaren 90 niet meegenomen en had inmiddels de grenzen van zijn capaciteit bereikt. Dit kwam naar voren door zandafzettingen in de voorbezinktank en in de stroomafwaartse beluchtingstanks. Daarom ging Walter Eichinger, de operationeel directeur van de drie rioolwaterzuiveringsinstallaties van Ludwigsburg, op zoek naar een oplossing om de filtering van de zandvangers zo economisch mogelijk te maken.

Op basis van de richtlijnen van de Duitse Vereniging voor waterhuishouding, afvalwater en afval (DWA) berekende Helmut Riegraf, projectmanager van de gemeentelijke rioolwaterzuiveringsdienst van Ludwigsburg, de afmetingen die een zandvanger nodig heeft om zand en zwevende stoffen zoals olie en vet zo optimaal mogelijk te scheiden van zwevende organische deeltjes. Het resultaat was dat de zandvanger ten minste drie meter langer moest zijn om de stromingssnelheid te verlagen en zo een optimale scheiding te waarborgen. Omdat het uitbreiden van de zandvanger flinke kosten met zich mee zou brengen en de zandvanger tijdens de aanpassingswerkzaamheden langere tijd niet gebruikt kon worden, dachten Walter Eichinger en Helmut Riegraf na over de mogelijkheid om de circulatie van het afvalwater door middel van beluchting te optimaliseren. Ze wilden de turbulente kinetische energie die het resultaat is van de circulatiesnelheid in het afvalwater veranderen door de luchtvolumestroom aan te passen. Ze wilden dus de stromingssnelheid gebruiken om invloed uit te oefenen op de verticale circulatie van het afvalwater die ontstaat door beluchting en de voorwaartse beweging van het water. De reeds geïnstalleerde draaizuigerblower kon niet worden aangepast en leverde een constante volumestroom bij een overdruk van 0,5 bar. Daarom besloot Walter Eichinger op dat moment om contact op te nemen met het bedrijf Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Het bedrijf raadde aan een Mink klauwencompressor (afb. 2) te installeren met een externe aandrijving met variabele snelheid. Deze compressor biedt ook een constante overdruk van 0,5 bar, maar de volumestroom kan worden aangepast met een frequentieomvormer, waardoor de compressor precies kan worden afgestemd op de vereisten voor de bestaande zandvanger. Met het werkingsprincipe van de klauwencompressor kan deze binnen een groot bereik van 20 tot 60 Hertz worden aangepast zonder de gegenereerde overdruk te beïnvloeden.


Afb. 2: Mink klauwencompressor voor het beluchten van de zandvanger

Walter Euchinger voerde enkele weken lang tests uit met de nieuwe Mink klauwencompressor (Afb.2) van Busch om een optimale scheidingsefficiëntie in de zandvanger te bereiken. Uiteindelijk kwam hij tot de conclusie dat de beste resultaten werden behaald door de compressor op 35 hertz te laten draaien en dat deze resultaten grotendeels onafhankelijk zijn van de mate van vervuiling van het afvalwater of de stromingssnelheid. Als het volume van het afvalwater groot is, moeten de intervallen voor het afzuigen van het zand gewoonweg worden verlengd. De Mink klauwencompressor wordt geïnstalleerd in de geluidsisolerende kast van de oude draaizuigerblower, ook al produceert de compressor aanzienlijk minder geluid. De frequentieomvormer wordt tegen de muur gemonteerd en is gemakkelijk toegankelijk, zodat de snelheid indien nodig met één druk op de knop kan worden aangepast. 

Deze oplossing levert nu exact de hoeveelheid lucht die nodig is door middel van verschillende injectoren die over de gehele lengte van de zandvanger (Afb. 3) op een diepte van 2,90 meter zijn geïnstalleerd. De circulerende beweging die ze in het afvalwater teweegbrengen wordt nu zodanig geregeld door de circulatiesnelheid dat het zand en andere minerale stoffen in het zandvangkanaal van de tank bezinken. Tegelijkertijd blijven de organische stoffen in het water zweven en verlaten ze de zandvanger via de voorbezinktank in de richting van de beluchtingstanks, waar ze nodig zijn voor de nitrificatie. Te zwakke circulatie door te weinig beluchting kan leiden tot ongewenste afzetting van organische stoffen in de vorm van slib op de bodem van de tank en in het zandvangkanaal. Het scheiden van oliën, vetten en andere zwevende deeltjes werd ook verbeterd, waardoor ze nu boven de vetvanger zweven en kunnen worden afgevangen.


Afb. 3: Doorsnedetekening van de zandvanger

Zo kon de capaciteit van de meer dan 40 jaar oude zandvanger tegen relatief lage kosten worden verhoogd, zodat zo min mogelijk zand en andere minerale stoffen in de stroomafwaartse mechanische en organische zuiveringsprocessen terecht kunnen komen en zich daar kunnen afzetten. Dit verbeterde ook de werking en betrouwbaarheid van de gehele rioolwaterzuiveringsinstallatie. 

Walter Eichinger ontdekte ook een ander voordeel van de nieuwe Mink klauwencompressor: vergeleken met de vorige rootsblower gaat de klauwencompressor efficiënter om met energie. Hij is voorzien van een energiezuinige IE3-motor, waardoor zo'n 33% energie bespaard kan worden. Het onderhoud is beperkt tot de jaarlijkse olieverversing, die wordt uitgevoerd door een onderhoudsmonteur van Busch.


Categorieën
Wilt u meer weten?
We geven u graag meer informatie. Contact Busch Nederland:
+31 (0)348 46 23 00 Neem contact met ons op