Unter Druck - Frequenzumrichter steuern Schlammentwässerung

Kläranlagen sorgen zwar für sauberes Wasser, doch der anfallende Schlamm ist ein Problem. Vielerorts wird er noch durch Aufbringen auf die Felder als Düngemittel verwendet und so entsorgt. Mit einer Senkung der Grenzwerte für Schadstoffe im Schlamm entfällt dieser Entsorgungsweg. Für alternative Verwertung muss der Schlamm entwässert werden. Für kleine Kläranlagen bietet Huber Technology mit den von Danfoss Frequenzumrichtern gesteuerten Schneckenpressen der Serie RoS3 Q eine kostengünstige Lösung.

16.03.2006 Besonders kleine Anlagen sehen sich einem Entsorgungsproblem von Klärschlamm gegenüber. Bei Feststoffmengen von etwa drei Prozent ist ein Abtransport zur Verwertung oder Entsorgung ohne vorherige Entwässerung wirtschaftlich nicht vertretbar. Zu diesem Zweck stehen den Betreibern mobile Lösungen zur Verfügung, die von entsprechenden Dienstleistern für bestimmte Zeiten gebucht werden können. Die Nachteile sind erheblich. Es müssen Zwischenlager gebaut werden, in denen der Schlamm zwischen den Entwässerungszyklen lagern kann. Die große Menge des bei der punktuellen Entwässerung anfallenden Filtrats bringt die biologische Abwasserreinigung vielfach zum Kippen. Eine Zwischenspeicherung ist aufgrund fehlenden, da teuren Speichers ebenfalls nur in seltenen Fällen möglich. Eine Alternative stellt die kontinuierliche Schlammentwässerung mit einer an die anfallende Schlammmenge angepassten Entwässerungslösung dar.
 
Huber Technology hat dafür die Schneckenpressen der Serie RoS3 Q entwickelt, die bei kleineren Kläranlagen für eine kostengünstige und betriebssichere Entwässerung sorgen soll. Die äußerst kompakte Anlage hat mehrere Vorteile:

Sie reduziert die Belastung der Kläranlage durch Filtrat, so dass die Biologie nicht überlastet wird.

Sie arbeitet als geschlossenes System ohne Aerosol- und Geruchsausbreitung.

Aufgrund der kompakten und geschlossenen Bauweise kann eine Anlagenaufstellung als komplette Einheit in einem Gebäude oder isolierten Container erfolgen.

Die niedrige Drehzahl der Schneckenpresse sorgt für einen geringen Verschleiß und vermeidet Vibrationen und Lärmbelästigung der Umwelt.

Der jährliche Wartungsaufwand ist aufgrund der Edelstahlkonstruktion gering; die Lebensdauer dagegen lang.

Der vollautomatische Betrieb senkt den Betriebsaufwand und damit die benötigte Manpower.

Positiv fallen bei Betreibern von Kläranlagen auch die geringen Investitionskosten sowie die Einsparungen bei Energieaufwand und benötigten Speicherlösungen für Filtrat und Schlamm ins Gewicht.

Die Entwässerung erfolgt in drei Schritten. Die waagerecht liegende Schneckenpresse besitzt eine konische Schneckenwelle mit zylindrischen Sieben. Sie teilt sich in die drei Bereiche Einlauf- und Antriebszone, Eindick- und Entwässerungszone sowie Presszone mit pneumatischem Gegendruckkonus auf. Im ersten Schritt wird das freie Überstandswasser über eine große freie Siebfläche bei geringem Vordruck durch die Beschickungspumpe möglichst schnell aus dem Schlamm entfernt. Im zweiten Schritt wird durch die konische Schneckenwelle das Volumen in den Schneckenwendeln reduziert und der Schlamm nach außen an das Sieb gedrückt und so entwässert, wobei die Filterkuchendicke kontinuierlich reduziert wird. Im dritten Schritt wird durch einen pneumatischen Gegendruckkonus am Auswurf das Restwasser aus dem Schlamm gepresst. Abhängig von der Art und Konsistenz des Schlammes können hier mehrere Bar Druck aufgebracht werden, gesteuert als Funktion des aufgenommenen Motorstroms. Die freie Siebfläche des Lochsiebes ist hier sehr gering, um eine hohe Abscheideleistung zu erreichen.
 
Mittels Drehzahlverstellung des Antriebs der Förderschnecke kann der Betreiber die Verweilzeit in der Schneckenpresse und somit die Filtrationszeit den jeweiligen Anforderungen des zu entwässernden Schlammes anpassen. Auf die Förderwendel aufgesetzte Bürsten reinigen permanent die Siebe von innen. Von außen sorgt eine starr oberhalb des drehenden Siebkorbs befestigte Spritzdüsenleiste in Intervallen für deren Reinigung. Während der Spülung wird die Beschickung der Presse gestoppt und die Drehrichtung der Welle umgekehrt. Dabei wird das "schwimmend" gelagerte Sieb mitgenommen und kann durch die Spitzdüsenleiste komplett gereinigt werden.

Für den Antrieb der Schneckenwelle nutzt Huber Technology Danfoss Bauer Getriebemotoren. Je nach Anforderung und Ausführung der Maschine werden Flachgetriebe der Baugröße BF60 bzw. BF70 oder Kegelradgetriebe vom Typ BK70 eingesetzt.

Die Steuerung der Drehzahl übernimmt ein Danfoss Frequenzumrichter der Serie VLT 2800. Die Schneckenpressen arbeiten im Drehzahlbereich von 1 bis 3 Umdrehungen pro Minute. Bei Inbetriebnahme wird eine optimale, aus der Zusammensetzung des Schlamms und den lokalen Gegebenheiten resultierende Drehzahl als Arbeitspunkt eingestellt. Der Betreiber braucht dann nur noch kleine Abweichungen als Folge von Änderungen der Zusammensetzung auszugleichen. Dies geschieht schnell und einfach direkt am Display des Frequenzumrichters.
 
Der Vorteil des Frequenzumrichters liegt in der stufenlosen Regulierung der Motordrehzahl und dem komfortablen Abgleich des Arbeitspunkts der Anlage. Alle Antriebe in der Prozesskette können somit von einem Leitstand aus gesteuert werden. In früheren Zeiten mussten dazu diverse Stellgetriebe von Hand angepasst werden, was lange Wege innerhalb der Kläranlage zur Folge hatte.

Die Umrichter der Serie VLT 2800 werden mit Leistungen von 0,37 bis 18,5 kW und Ausgangsspannungen von 1 x 220-240 V bis 3 x 380-480 V angeboten. Alle Geräte werden mit IP-20-Gehäuse geliefert, weshalb sie sich ideal für den Schaltschrankeinbau in Bereichen mit hohen Schutzanforderungen eignen. Für eine Regelung steht ein integrierter PID-Regler zur Verfügung, der optional die Steuerung der Entwässerungspresse übernehmen kann.
 
Die eingebaute Bedieneinheit zeigt alle Daten auf einem sechsstelligen LED-Display an. Als Ergänzung stehen drei Leuchtanzeigen für Spannung, Warnung und Alarm zur Verfügung. Das Parameter-Setup lässt sich unmittelbar über die eingebaute Bedieneinheit oder eine optionale LCP2-Bedieneinheit mit vierzeiligem Display ändern. Lokale Änderungen der Parameter erfolgen über Tasten am Display. So lässt sich im konkreten Fall die Drehzahl und damit die Verweilzeit in der Presse in den vorgegebenen Grenzen optimal an den Feststoff-Anteil und die daraus resultierende Entwässerungszeit anpassen.

Auch für kleine Kläranlagen bieten sich heute moderne Lösungen zur kontinuierlichen Schlammentwässerung an. Die Schneckenpresse der RoS3 Q-Serie von Huber Technology mit ihrem umrichtergesteuerten Antrieb stellt eine kostengünstige Lösung dar. Aufgrund der Einsparungen und des effizienten Betriebs amortisiert sie sich schnell. Ausführliche Unterlagen und Anwendungshinweise für die kompakten Frequenzumrichter gibt es beim Hersteller.

Unternehmen, Behörden + Verbände: Danfoss GmbH
Autorenhinweis: Dipl.-Ing. Peter Leinberger, Danfoss GmbH

www.danfoss-sc.de/drives



Copyright: © Deutscher Fachverlag (DFV)
Quelle: März 2006 (März 2006)
Seiten: 2
Preis inkl. MwSt.: € 0,00
Autor: Peter Leinberger

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