Forbedre effektiviteten ved separasjon av sandfeller med klokompressorer

Som det første behandlingstrinnet i avløpsvannbehandlingen er luftede sandfeller et viktig prosesstrinn for optimal og økonomisk behandling av avløpsvann. Separering av sand og andre mineralstoffer beskytter nedstrøms renseprosesser mot skade som forårsakes av abrasjon, blokkeringer og avleiringer. I sandfellen i renseanlegget for avløpsvann i Poppenweiler, en bydel i Ludwigsburg, Tyskland, er effektiviteten ved separasjon av sand, fett og olje nå optimalisert ved hjelp av en frekvensstyrt MINK klokompressor fra Busch Vacuum Solutions. Dette var mulig uten modifisering av sandfellens geometri.

Renseanlegg for avløpsvann Poppenweiler

Renseanlegget for avløpsvann i Poppenweiler har en befolkningsekvivalent (PE) på 31 000 og er en del av den interne driften til Ludwigsburg kommunale avløpsvanntjeneste, som også inkluderer renseanlegg i distriktene Eglosheim (18 500 PE) og Hoheneck (167 000 PE). Renseanlegget for avløpsvann ble satt i drift i 1976 og ble radikalt utvidet og modernisert fra 1994 til 1996. Årsaken til dette var at det gamle renseanlegget for avløpsvann ikke lenger kunne oppfylle kravene til rensing, først og fremst med hensyn til nedbrytning av nitrogen og fosfor. I tillegg ble kommunene Affalterbach og Marbach-Siegelhausen koblet til Poppenweiler-renseanlegget for avløpsvann. I dag dekker renseanlegget for avløpsvann på 31 000 PE, størrelse klasse 4, et bosettingsområde på 342 hektar.

Den 15 meter lange sandfellen (fig. 1) fra 1976 brukes fortsatt i dag. Den ble ikke utvidet under utvidelses- og moderniseringstiltakene på 1990-tallet, og hadde dermed nådd grensene for ytelse. Dette ble merkbart på grunn av sandavleiringer i hovedslamsamleren og i nedstrøms luftetankene. Derfor begynte Walter Eichinger, driftsleder for alle tre avløpsvann-renseanleggene til Ludwigsburg kommunale avløpsvanntjeneste, å lete etter en løsning for å gjøre separasjonsytelsen mest mulig økonomisk.

Helmut Riegraf, prosjektleder for Ludwigsburg kommunale avløpstjeneste, beregnet de nødvendige dimensjonene for en sandfelle som ville muliggjøre optimal separasjon av sand og svevestoffer som olje og fett fra det organiske svevestoffet, basert på retningslinjene fra den tyske foreningen for vann, avløpsvann og avfall (DWA). Resultatet ble at sandfellen måtte være minst tre meter lengre for å redusere vannforbruket og dermed oppnå optimal separasjon. Ettersom utvidelse av sandfelletanken ville ha vært forbundet med betydelige kostnader til konstruksjon og nedetid, vurderte Walter Eichinger og Helmut Riegraf alternativt å optimalisere sirkulasjonen av avløpsvannet med lufting.
De ønsket å endre den turbulente kinetiske energien forårsaket av den rullende hastigheten i avløpsvannet ved å endre luftens volumstrøm. Derfor ønsket de å bruke strømningshastigheten til å påvirke den vertikale sirkulasjonen av avløpsvannet forårsaket av lufting og vannforbruket.

Overtrykksløsningen fra Busch og dens fordeler for kunden

Den allerede installerte rotasjonsblåseren var ikke justerbar og ga dermed en konstant volumstrøm ved et overtrykk på 0,5 bar. På dette tidspunktet tok Walter Eichinger kontakt med Busch Vacuum Solutions. Selskapet anbefalte å installere en MINK klokompressor (fig. 2) med ekstern turtallsregulering. Denne kompressoren gir også et konstant overtrykk på 0,5 bar, men volumstrømmen kan justeres med en frekvensomformer slik at den kan justeres nøyaktig til kravene i den eksisterende sandfellen. Ved hjelp av klokompressorens driftsprinsipp kan den justeres innenfor et stort område fra 20 til 60 Hertz uten å påvirke det genererte overtrykket.

Med den nye MINK klokompressoren fra Busch utførte Walter Eichinger tester over flere uker for å oppnå optimal effektivitet ved separasjon i sandfellen. Til slutt konkluderte han med at de beste resultatene ble oppnådd ved å kjøre kompressoren ved 35 Hertz, og at dette i stor grad er uavhengig av forurenset avløpsvann eller vannforbruk. Når mengden avløpsvann er høy, må intervallene for oppsuging av sanden ganske enkelt økes. MINK klokompressor er installert i lyddempningskabinettet til den gamle rotasjonsblåseren, selv om den er betydelig mer stillegående. Frekvensomformeren er veggmontert og lett tilgjengelig, slik at hastigheten enkelt kan endres med et knappetrykk ved behov.
Nå introduserer denne løsningen den nøyaktige mengden luft som trengs med flere dyser, som er festet langs hele lengden av sandfellen (fig. 3) på 2,90 meters dybde. Den rullende bevegelsen de forårsaker i avløpsvannet reguleres nå av sirkulasjonshastigheten på en slik måte at sand og andre mineralmaterialer setter seg i tankens sandfellekanal. Samtidig forblir de organiske materialene suspendert og forlater sandfellen til luftetankene via hovedseparatoren, der de trengs til denitrifisering. For svak rullende bevegelse på grunn av utilstrekkelig lufting kan føre til uønskede avleiringer av organisk materiale, i form av slam i bunnen av tanken og i sandfellekanalen. Separasjonen av oljer, fett og andre suspenderte materialer ble også forbedret, slik at de flyter på toppen av fettfellen og kan skummes.

På denne måten var det mulig å øke kapasiteten til den over 40 år gamle sandfellen til en relativt lav kostnad, slik at så lite sand og annet mineralmateriale som mulig kan komme inn i og sedimentere i de nedstrøms mekaniske og organiske behandlingstrinnene. Dette forbedret også funksjonaliteten og påliteligheten til hele renseanlegget for avløpsvann.

Walter Eichinger la også merke til en annen fordel med den nye MINK klokompressoren: Sammenlignet med den tidligere rotasjonsblåseren er klokompressoren mer energieffektiv og utstyrt med en IE3 energisparende motor, noe som gir energibesparelser på ca. 33 %. Vedlikehold er begrenset til et årlig oljeskift, som utføres av en servicetekniker fra Busch.