"Desi" bringt faulen Schlamm auf Touren ... - Die Wasserlinse

Abwasserreinigung
Anlagentechnik und
Messtechnik
Produkte
Analysen
LESEFORUM FÜR FACHLEUTE IM ABWASSERBEREICH
Genauigkeit von
Durchflussmessungen in der Praxis
Drastisches
Beispiel
einer ungeeigneten
Durchfluss-
Messstrecke
Durchflüsse genau zu messen ist eine häufig anzutreffende Forderung. Im ersten
Moment scheinbar kein Problem, finden sich doch dazu im Internet schnell über
100.000 Einträge. Auch in puncto Genauigkeit scheinen keine Wünsche offen zu
bleiben, von vielen Herstellern werden meist Genauigkeiten im 0,…-Bereich offeriert.
„Eine feine Sache, da kann ja nichts mehr schief gehen“ denkt der Kunde…
und irrt leider viel zu oft. In diesem Bericht werden die häufigsten Fehlerquellen
bei Durchflussmessungen untersucht und die scheinbare Genauigkeit von Messvorrichtungen
„unter die Lupe genommen“. Seite 6-8
Ein Fall für Edelstahl
Geldmangel in Kommunen
und Gemeinden kann
heute immer öfter beobachtet
werden. Dies könnte
in Zukunft vermehrt
dazu führen, dass anstatt
kostspieliger Neubaumaßnahmen verfahrenstechnisch
durchdachte Optimierungen an Kläranlagen
vorgenommen werden. Denn mit wenigen Einbauten
aus Edelstahl in bereits vorhandene Becken und dem
Verlegen einiger neuer Leitungen lässt sich unter Umständen
die Funktionalität
ganzer Anlagenteile
komplett umkrempeln.
Seite 5
Ausgabe 11/2010
TOP AKTUELL
"Desi"
bringt faulen
Schlamm auf
Touren
Erfahrungen des Klärwerks
Bruckmühl mit der
elektrokinetischen
Desintegration der SÜD-
CHEMIE AG. Die nun vorliegenden
ersten Betriebsergebnisse
haben
die Erwartungen mehr
als erfüllt. Seite 9
Klärwerk
Bruckmühl
Autoren für
Praktikerberichte gesucht!
www.die-wasserlinse.de
®

Vorgehensweise bei einer Messkampagne
Gute Vorbereitung sichert den Erfolg
Eine Abwassermesskampagne kann nur zielgerichtet
und ohne Probleme durchgeführt werden, wenn ein
klares Mess- und Überwachungskonzept zugrunde
liegt. In unserem Artikel wollen wir darstellen, wie
die BLASY + MADER GmbH von der Erstberatung bis
zur Erstellung des Berichts vorgeht.
Beratung und Angebot
Soweit der Kunde dies wünscht, erfolgt
eine umfassende Beratung zur
speziellen Problemstellung des Kunden
(Kläranlagenlastuntersuchung,
NAMP, GEP, Gebührenermittlung,
Indirekteinleiteruntersuchung o. ä.).
Im Gespräch wird das genaue Ziel
der Messung wie auch die Arbeitsteilung
zwischen BLASY + MADER
GmbH und Auftraggeber ermittelt,
die Lage der Messstellen besprochen,
die Datendichte, der Probenentnahmeplan,
der Umfang von
Auswertungen und der Inhalt des Erläuterungs-
und Ergebnisberichts
festgelegt. Anschließend kann ein
Angebot mit Untersuchungskonzept
erstellt werden.
2 Die Wasserlinse ® 11/2010
Schachtprobenentnahmegerät
Grundlagenermittlung, Vorbereitung
der Messung
Während einer Ortseinsicht werden
gemeinsam mit dem Kunden die genauen
Positionen der Mess- und Probenentnahmestellen
unter Berücksichtigung
von hydraulischen und von
Kanalnetzvorgaben die Mengenmessverfahren
und soweit erforderlich
der Einbauort von Probenentnahmegeräten
festgelegt.
Es werden Standorte von Niederschlagsmessstellen
und von Messsonden
vereinbart. Erforderlichenfalls
wird eine Kanalreinigung im Bereich
der Messstellen veranlasst. Bei
Messstellen auf öffentlichem Straßengrund
wird eine verkehrsrechtliche
Genehmigung beantragt und es
werden Regelpläne für evtl. erforderliche
Absperrungen festgelegt. Bei
Messstellen auf privatem Grund werden
Zutrittsgenehmigungen erforderlich.
Kurz vor dem Einbau erfolgt
eine Prüfung der Messgeräte in der
firmeneigenen Messstrecke.
Soweit erforderlich, werden die Geräte
(Mengenmessgeräte) justiert bzw.
kalibriert (Sonden und Multisonden).
Messstellenaufbau
Nach erfolgter Messstellensicherung
wird jede Messstelle unter Berücksichtigung
der Arbeitssicherheit eingerichtet.
Hierfür werden ein Rettungsdreibein,
Gaswarngeräte, die
persönliche Arbeitsschutzausstattung
und, soweit notwendig, ein Kanalbelüftungsgerät
eingesetzt.
Ein Einbautrupp besteht immer aus
zwei Technikern. Nach dem Geräteeinbau
erfolgt die Anpassung der
Messgeräte auf die spezifischen Verhältnisse
an der Messstelle bei unterschiedlichen
Gerinnefüllständen bzw.
unterschiedlichem Wasserandrang.
Füllstand und Fließgeschwindigkeit
werden erforderlichenfalls durch Direktmessung
oder mit einem zweiten
Messgerät (z. B. nach Möglichkeit
durch Erstellung eines Fließgeschwindigkeitsprofils
oder mit einem Tracerversuch)
überprüft.
Für den Einsatz automatischer Probenentnahmegeräte
wird die Einstellung
des Impulsteilers für die Mengenimpulse
und die Probendosierung
berechnet. Abschließend werden
Messstellenfotos erstellt. Bis zum
Start der Messung werden die Messstellen
im Probebetrieb gefahren.
Nivus Ultraschalldoppler
in Messschacht
®
Wird die Betreuung der Geräte während
der Messung vom Auftraggeber
durchgeführt (z. B. Kläranlagenpersonal),
so werden die Kollegen von
Mitarbeitern der BLASY + MADER
GmbH in die Gerätetechnik eingewiesen
und mit dem Probenentnahmeplan
sowie der Probenbeschriftung
vertraut gemacht. Anschließend
werden die Messgeräte für die Messung
an das Betriebspersonal übergeben.
Routineüberwachung der
Messstellen durch das Personal
der BLASY + MADER
GmbH
Bei durchflussproportionalem, mengenproportionalem
oder ereignisproportionalem
Betrieb von Probenentnahmegeräten
erfolgt mit der
Probenabfüllung eine tägliche Kontrolle.
Diese besteht aus der Protokollierung
von Datum und Uhrzeit,
Zählerstand, aktuellem Abfluss und
aktuellem Füllstand.
Bei durchflussproportionaler Probenentnahme
besteht die Überwachung
aus der Plausibilitätskontrolle der
Probenmenge, der Sicht- und Funktionsprüfung
der Probenentnahmeund
der Mengenmessgeräte, dem
Akkuwechsel bei batteriebetriebenen
Probenentnahmegeräten und der
Durchführung von Vergleichsmessungen
mit Vor-Ort-Messgeräten
beim Einsatz von Multisonden.
Beim Betrieb von Mengenmessgeräten
(z. B. Ultraschalldopplertechnik)
werden zusätzlich zum oben beschriebenen
Umfang im Wochenrhythmus
die folgenden Arbeiten notwendig:
Das Auslesen der Datenlogger
in den Mengenmessgeräten und
Sonden oder Multisonden,
die Nachführung der Mengenmessgeräte
unter Verwendung der
oben beschriebenen Methoden
und,
je nach Ladungszustand, der
Akkuwechsel bei batteriebetriebenen
Mengenmessgeräten.
Für Mengen- und Sonden-/Multisondenmessungen
mit Datenerfassung
über Logger wird von der BLASY +
MADER GmbH eine Datenerfassungsrate
von 95 % garantiert. Auf
Wunsch werden die Rohdaten während
der Messung zum Beispiel im
monatlichen Rhythmus über Email an
den Auftraggeber übermittelt.
Messstellenabbau
Der Abbau der Messstelle erfolgt erst
nach Freigabe durch den Auftraggeber.
Vor dem Abbau der Messstellen
werden sämtliche Logger abschließend
ausgelesen und die Daten geprüft.
Anschließend werden die aktuelle
Einstellung des Mengenmessgerätes
und die Einstellung wie auch
der Funktionszustand des automatischen
Probenentnahmegerätes überprüft
und dokumentiert.
Wenn die einwandfreie Funktion der
Geräte gewährleistet war, werden
die Geräte abgebaut, zur BLASY +
MADER GmbH transportiert, gereinigt
und die Mengenmessgeräte abschließend
wieder in der Messstrecke
überprüft.
Datenaufbereitung, Datenauswertung,
Berichterstattung
Nach der Rohdatenzusammenstellung
im Excelformat erfolgt eine
Plausibilitätsprüfung aller gewonnenen
Daten.
Für den Bericht werden Übersichtstabellen
sowie Tages-, Wochenoder
Monatsganglinien der folgenden
gemessenen oder berechneten
Daten erstellt: Füllstand, Überfallhöhe
(bei Messwehren), Fließgeschwindigkeit,
Durchfluss, Wassertemperatur,
pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit,
Konzentrationswerte aus Laboruntersuchungen
nach DIN, aus
Durchflussdaten und Analysen ermittelte
Frachtwerte, Niederschlagsdaten.
Die Erstellung einer Messwertstatistik,
Fremdwasserauswertung,
Auswertung von Niederschlagsereignissen
o. ä. erfolgt nach Bedarf.

Große Umfrage-Aktion 2009 –
Was interessiert unsere Leser?
Zunächst einmal HERZLICHEN DANK für die wirklich zahlreichen
Einsendungen und die umfassende Beantwortung der Fragen.
Ihre Antworten haben uns ein insgesamt
gutes Zeugnis ausgestellt und
wir freuen uns sehr über Ihre "Auszeichnung".
Wie angekündigt, präsentieren wir
Ihnen hier die wichtigsten Ergebnisse
unserer Leserumfrage 2009:
Die Wasserlinse stößt auf großes
Interesse und wird aufmerksam
gelesen, oft auch im Kollegenkreis
besprochen.
Hier ein
konkretes Beispiel
der Auswertung:
"Frage/Aussage:
"Die Wasserlinse
ist online verfügbar,
das ist mir ..."
Fortsetzung von Seite 10:
Im Bericht werden Veranlassung der
Messung, Auftrag und Messungsziel,
Wetter während der Messung, spezifische
örtliche Gegebenheiten, die
eingesetzten Mess- und Probenentnahmegeräte,
die verwendeten Geräteeinstellungen,
der Verlauf der
Messungen sowie die spezifischen
Ergebnisse der Messung(en) dargestellt
und bilanziert.
Messstrecke
Folgende Themen führen die
"Interessen-Hitliste" der Wasserlinse-Leser
an:
1. Stickstoffelimination
2. Schlammbehandlung
3. Abwasserbiologie
4. Betriebs- und Verfahrensoptimierung
5. neue Technologien
6. Messtechnik
darüberhinaus wurde u.a. das Thema
Energie mehrfach betont.
Auf Wunsch erfolgt die Präsentation
der Messergebnisse und der Bilanzierung
beim Auftraggeber.
Autoren:
Dipl.-Geol. Eckhard Hopf
Franz Pentenrieder
Staatl. Gepr. Umwelttechniker
Blasy + Mader GmbH
Umfang und Verständlichkeit
werden durchweg positiv beurteilt
Mit den Ergebnissen dieser Umfrage
ist eine gute Basis geschaffen, auch
zukünftig interessante Schwerpunkte
in der Wasserlinse zu setzen.
Wir sind stolz darauf, dass die Wasserlinse
"ankommt" und sind, auch
nach unserer breit angelegten Umfrage,
stets offen für Ihre Anregungen,
Meinungen und Kritik. Schreiben
oder mailen Sie einfach an die
Redaktion! Mit herzlichen Grüßen
Ihr Redaktionsteam der Wasserlinse
®
Wer kommt in die
"Wasserlinsen-Charts"?
Mit Ihrer Hilfe möchten wir eine
Liste der beliebtesten 10 Beiträge
der Wasserlinse zusammenstellen.
Welche Artikel aus der Wasserlinse
(egal welche Ausgabe)
haben Ihnen am besten gefallen?
Saeco Odea Go E.S.
Dunkelgrau/Silber
BLASY + MADER GmbH
Moosstraße 3
D-82279 Eching am Ammersee
Tel: +49 (0)8143 9 97-211
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em@il: e.hopf@blasy-mader.de
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Nennen Sie uns einfach die Titel
von bis zu 3 Beiträgen und senden
diese an die Redaktion – per Postkarte,
Fax, oder eMail. Unter allen
Einsendern wird diesmal der nächste
attraktive Kaffeeautomat ausgelost.
Einsendeschluß ist der
30.06.2010. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.
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11/2010 Die Wasserlinse ® 3

Teilstrombehandlung auf dem Klärwerk Landshut
Von der Nitrifikation zur Deammonifikation
mit dem Terra-N-Verfahren
Die Teilströme aus den Nacheindickern und der Schlammentwässerung werden
auf dem Klärwerk Landshut seit dem Jahr 1998 separat behandelt, um die Stickstoffbelastung
im Hauptstrom zu reduzieren. Die Teilstrombehandlung erfolgte
bisher durch das bentonit-gestützte Terra-N-Verfahren. Dabei wird die NH 4-
Fracht bis zum Nitrat bzw. Nitrit oxidiert. Nach einer Reihe von Versuchen konnte
nun eine Weiterentwicklung hin zu einer vollständigen Stickstoffelimination
über den Prozess der aeroben Deammonifikation erzielt werden. Die eigens
dafür konzipierte großtechnische Anlage nimmt derzeit (April 2010) ihren Betrieb
auf.
Bild 1:
zwei ehemalige
Reaktionseindicker
vor der Entwässerungshalle,
links
entsteht die neue
Teilstrom -
Deammonifikation
Das Klärwerk Landshut
in Zahlen
Ausbaugröße 260.000 EW
Baujahr/Inbetriebnahme
1989
aktuelle Auslastung
ca. 180.000 EW
zweistufige Anlage
(Belebung + Tropfkörper)
Terra-N Anlage:
• VBB = 260 m ³
• VNKB = 100 m ³
• Q = 240 m ³/d
• NH4-N = 1.000 - 1.100 mg/l
• NH4-N = 250 kg/d
• Raumbelastung: 1 - 1,5 kg
N/m ³xd ; bis zu 3 steigerbar
• Nitrifikationsleistung: 98-99%
In den Jahren 1999 bis 2001 waren
erste Aufälligkeiten hinsichtlich eines
Wechsels von einer vollständigen
Nitrifikation zur Nitrititation und umgekehrt
im provisorischen Terra-N-
Becken bemerkt worden.
Im Oktober 2001 wurde die neue
großtechnische Terra-N-Anlage mit
geplanter vollständiger Nitrifikation in
Betrieb genommen. Auch hier konnten
immer wieder kurzzeitige Wechsel
zur Nitritation beobachtet werden.
4 Die Wasserlinse ® 11/2010
Bild 3: Der zentrale
Sedimentationsbereich des
Deammonifikationsbeckens
Bild 2: rote Agglomerate = Planctomycerencluster
®
Durch einen mehrtägigen, fast kompletten
Ausfall der Belüftung in der
Terra-N-Anlage in den Monaten
Januar/Februar 2002 konnten sich
Ammonium-Oxidierer etablieren,
was eine stabile Nitritation zur Folge
hatte.
Dieser Umstand war die Voraussetzung
für die 2003/2004 stattgefundenen,
halbtechnischen Versuche zur
Deammonifikation in Zusammenarbeit
mit Frau Dr. Schüssler vom Ingenieurbüro
E&P (Engelhardt&Partner).
Zum Animpfen wurde eigener TK-
Schlamm verwendet, der, wie per
FISH-Methode nachgewiesen werden
konnte, einen Anteil an Planctomyceten
von ca. 4 % aufwies.
Nach anfänglichen Erfolgen musste
das Projekt aufgrund zeitlicher und
andauernder technischer Probleme
vorübergehend eingestellt werden.
Aus damals unbekannten Gründen
brach die Nitritation in der Terra-N-
Anlage zusammen und konnte dann
auch nicht wieder etabliert werden.
In Zusammenarbeit mit der SÜD-
CHEMIE AG, E&P sowie Frau Dr.
Baier von der Universität Hannover
wurde das Thema im Jahr 2007 erneut
aufgegriffen. In einem halbtechnischen
Versuch konnte eine stabile
Nitritation aufgebaut und nach einigen
Monaten der Aufwuchs der gewünschten
Planctomyceten verzeichnet
werden, wie Bild 2 deutlich zeigt
(rote Agglomerate = Planctomycetencluster).
Die dabei gesammelten Erkenntnisse
zur Nitritation/Deammonifikation
werden seit März 2009 auf der großtechnischen
Anlage umgesetzt. Der
Umbau des vorhandenen Reaktions-
Eindickers in eine Terra-D-Anlage zur
Deammonifikation wird seit Herbst
2009 betrieben und voraussichtlich
April 2010 beendet. In der nächsten
Ausgabe der Wasserlinse werden wir
über die Inbetriebnahme sowie erste
Betriebserfahrungen mit der Deammonifikationsbiologie
berichten.
Autor:
Albert Regiert
Abwassermeister
Stadtwerke Landshut
Abwasserbeseitigung-Klärwerk
Dirnau 2
D-84036 Landshut
Tel: +49 (0)8707/9 39 89-17
Fax:+49 (0)8707/1027
em@il: a.regiert@stadtwerke-landshut.de
Bild 4:
Belüfter der Teilstrombiologie

Ein Fall für Edelstahl
Geldmangel in Kommunen und Gemeinden kann
heute immer öfter beobachtet werden. Dies könnte
in Zukunft vermehrt dazu führen, dass anstatt kostspieliger
Neubaumaßnahmen verfahrenstechnisch
durchdachte Optimierungen an Kläranlagen vorgenommen
werden. Denn mit wenigen Einbauten aus
Edelstahl in bereits vorhandene Becken und dem
Verlegen einiger neuer Leitungen lässt sich unter
Umständen die Funktionalität ganzer Anlagenteile
komplett umkrempeln.
Ein gutes Beispiel hierfür ist der Anfang
des Jahres durchgeführte Umbau
der Kläranlage Landshut. Dort
wurde der vorhandene Schlammeindicker
zum Terra-D-Becken umgebaut.
Optional sollte es auch als
Terra-N ®-Becken genutzt werden
können. In diesem von der SÜD-
CHEMIE AG entwickelten Verfahren
wird mit einer Hochleistungsbiologie
gearbeitet. Diese kann unter anderem
das Ammonium in stark mit dieser
Stickstoffverbindung belasteten
Abwässern zu Nitrit oxidieren. Sie arbeitet
ähnlich wie das Belebungsverfahren
mit Belebungsbecken, Nachklärbecken
und Schlammrückführung,
nutzt dabei aber eine Biofilmtechnologie.
Der Biofilm wächst auf
sich frei im Becken bewegenden Teilchen
aus Bentonit. Die Trägersubstanz
wird durch die Belüftung in
Schwebe gehalten. Anschließend soll
dann im Terra-D-Becken das im bereits
bestehenden Terra-N ®-Becken
erzeugte Nitrit mit Ammonium zu elementarem
Stickstoff reagieren (siehe
dazu Wasserlinse 10/2009: Turbo in
der Abwassertechnik – Terra-N ®-
®
®
®
Verfahren nutzt Deammonifikation).
Im Terra-D-Becken werden die Bentonitteilchen
durch den Einsatz einer
Mischeinrichtung am Absetzen gehindert.
Bild 2: Anlagen gezielt um-
statt unkontrolliert ausbauen –
beispielsweise mit einem
Selektor aus Edelstahl
Bild 3: Verfahrenstechniker
der UAS und Anlagenbauer der
EDSTA beim gemeinsamen
Entwickeln neuer Lösungen
Bild 1: Edelstahleinbauten: Vom
Schlammeindicker zur Belebung
mit integrierter Nachklärung
Der Grund für den Einsatz dieses
Verfahrens ist die Behandlung des
anfallenden Zentratwassers im Teilstromverfahren.
Das hoch mit Ammonium-Stickstoff
belastete Prozesswasser
wird also nicht unbehandelt
in den Anlagenkreislauf zurückgeführt,
sondern separat im Teilstrom
behandelt und dann in die Hauptstrombiologie
zurückgeführt. Dazu
musste der Schlammeindicker in
eine Art Belebungsbecken mit integrierter
Nachklärung umgebaut werden.
Dies geschah mit dem Einbau
eines Edelstahltrichters, der als Nachkläreinheit
dient, und dem Verlegen
mehrerer neuer Rohrleitungen, die
zur Beschickung (z.B. Zentratzulauf)
oder zum Transport des Ablaufs aus
dem Becken verwendet werden. Der
Trichter besteht aus V2A-Edelstahl,
einem korrosionsbeständigen
Chrom-Nickel-Stahl.
Von den bereits vorhandenen Gebläsen
wurden auch neue Luftleitungen
aus V2A-Edelstahl zum umgebauten
Becken verlegt und Membranbelüfter
eingebaut, damit das Becken wahlweise
auch zur Nitrifikation verwendet
werden kann. Dies sorgt für eine
maximale Flexibilität bei der Betriebsweise
des Beckens.
Ausgeführt wurde dieser Umbau von
der Firma Edelstahl Anlagenbau,
kurz EDSTA, aus Zwiesel. Das 2007
gegründete Unternehmen entwickelte
sich aus der Abteilung Anlagenbau
der UAS Messtechnik GmbH.
Die EDSTA ist in erster Linie im Bereich
Rohrleitungs- und Anlagenbau
Auflistung verschiedener Zertifikate der EDSTA:
schweißtechnische
Standard Qualitätsanforderungen
nach
DIN EN ISO 3834-3
schweißtechnische
Voraussetzungen zur
Fertigung von Druckgeräten
gemäß
Druckgeräterichtlinie
97/23/EG
auf Kläranlagen und in der Glasindustrie
tätig, um nur die zwei wichtigsten
Aufgabenfelder der Firma zu
nennen. Druckregelstationen und
Brennertechnologien für die Glasindustrie
sind ebenso Bestandteil des
Lieferprogramms wie Kläranlagenausrüstung.
Die Optimierung einer Kläranlage
durch einen verfahrenstechnisch
durchdachten Beckenumbau mit
Edelstahl wäre öfter eine kostengünstigere
Alternative zum Neubau kompletter
Becken. Dies ist eine in der
UAS schon lange bekannte Tatsache.
So auch auf der Kläranlage Zellertal,
in der das Abwasser der Gemeinden
Arnbruck und Drachselsried
gereinigt wird. Um einen immer
wieder stattfindenden Schlammabtrieb
bei Regenereignissen zu beheben
wurde eine Erweiterung der
Nachklärung bzw. der Bau eines zusätzlichen
Nachklärbeckens vorgeschlagen.
Dann nahm sich die UAS
Messtechnik der Problematik an. Sie
konnte mit einem wesentlich kostengünstigeren
Maßnahmenpaket das
Schwimmschlammproblem der Kläranlage
nicht nur beheben, sondern
ermöglichte damit sogar nur eine
der beiden vorhandenen Straßen der
Kläranlage zu betreiben. Denn heute
ist der Betrieb einer Straße vollkommen
ausreichend, um die benötigte
Reinigungsleistung zu erbringen.
®
Bild 5: Vorbereitung der benötigten
Anlagenteile durch geprüfte
und zertifizierte Schweißer
Berechtigung, Druckgeräte
im Bereich
Rohrleitungen mit dem
CE-Zeichen zu kennzeichnen
Der auf Bild 2 gezeigte Selektor aus
V2A Edelstahl war ein Teil des auf
der Kläranlage Zellertal angewendeten
verfahrenstechnischen Maßnahmenpakets
(siehe dazu auch Wasserlinse
Ausgabe 5/2007: Probleme
auf Kläranlagen nachhaltig lösen).
Zugegeben, dieser Selektor ist nur
ein Teil der Maßnahmen, aber dennoch
unverzichtbar. Ohne ihn wäre
nämlich die Wirkung des verfahrenstechnischen
Gesamtpakets gefährdet.
Was hat das alles nun aber mit der
EDSTA zu tun, könnte man fragen?
Das Unternehmen verlegt doch "nur"
Rohrleitungen und macht maschinentechnische
Einbauten. Weit gefehlt.
Denn bei der EDSTA handelt es sich
keineswegs um eine "gewöhnliche
Schlosserei", wie man vielleicht vermuten
könnte. Durch die enge Zusammenarbeit
mit ihrer Muttergesellschaft,
der UAS Messtechnik GmbH,
hat die EDSTA einen fundierten fachlichen
Hintergrund im Bereich der
Abwassertechnik, was sie maßgeblich
von vielen anderen Anlagebau-
Betrieben unterscheidet und ihr ermöglicht
auch verfahrenstechnisch
anspruchsvollere Aufgaben zu übernehmen.
Dasselbe gilt auch für den
Bereich Automatisierung.
Gemeinsam mit Verfahrenstechnikern
und Spezialisten für Automatisierungstechnik
– allesamt Mitarbeiter
der UAS – entwickeln die Anlagenbauer
der EDSTA optimale Lösungen
für den Abwasserbereich oder die
Glasindustrie. Dieses Miteinander ermöglicht
ein für beide Seiten fruchtbares
Zusammenspiel von Planung
und Auslegung mit der praktischen
Ausführung und Umsetzung durch
die Anlagenbauer.
Bild 6: Vorgefertigte Gasdruckleitung
inkl. Sicherheitsabsperreinrichtung
Selbstverständlich handelt es sich bei
der EDSTA um einen Fachbetrieb,
der dank seiner geprüften und zertifizierten
Schweißer seinen Kunden
einen optimalen Rohrleitungs- und
Anlagenbau garantieren kann. Eine
TÜV-Zertifizierung bestätigt der ED-
STA die schweißtechnischen Voraussetzungen
zur Fertigung von Druckgeräten
gemäß Druckgeräterichtlinie
97/23/EG. Im Abwasserbereich sind
z. B. Luftleitungen vom Gebläseraum
zum Belebungsbecken Druckgeräte
gemäß oben genannter Richtlinie.
In der eigenen Werkstatt werden
die benötigten Anlagenteile so weit
wie möglich vorgefertigt und anschließend
auf der Anlage fachgerecht
montiert.
Bleibt noch zu hoffen, dass in Zukunft
Gemeinden und Kommunen
verstärkt die Gelegenheit wahrnehmen
von verfahrenstechnischem
Sachverstand bei erforderlichen Umbaumaßnahmen
an Kläranlagen zu
profitieren.
Kontakt:
UAS Messtechnik GmbH
Verfahrenstechnik, Wasser-,
Abwasserbehandlung
Prof.-Herrmann-Staudinger Str. 4
D-94234 Viechtach
Tel.: +49 (0)9922 500 943-13
Fax: +49 (0)9922 500 943-10
em@il: info@uas.de
www.uas.de
11/2010 Die Wasserlinse ® 5

Genauigkeit von Durchflussmessungen in der Praxis
Ein Erfahrungsbericht
Durchflüsse zu messen ist ein in der betrieblichen
Praxis schon immer vorhandener, aber in Zeiten der
Prozessoptimierung und Energieeffizienz aus Abrechnungs-
oder Kostengründen ein immer häufiger
geforderter Punkt. Im ersten Moment scheinbar kein
Problem, finden sich doch dazu bei der Suche im Internet
schnell über 100.000 Einträge. Auch in puncto
Genauigkeit scheinen keine Wünsche offen zu bleiben.
Von verschiedenen Herstellern werden ganz allgemein
Genauigkeiten offeriert, die schnell im 0,..%
Bereich liegen. "Eine feine Sache, da kann ja nichts
mehr schief gehen" – denkt der Kunde .... und irrt
leider viel zu oft!
1. Genauigkeiten /
Messunsicherheiten
Ein scheinbar einfaches Thema, das
schnell in der Praxis angesprochen
wird, ist die Frage nach der Genauigkeit
der im Einsatz befindlichen oder
der gewünschten Messung. Gern
werden hier Messunsicherheiten von
Datenblättern bekannter MID-Hersteller
in der Größenordnung von
0,5 oder 0,3 % genannt. Der messtechnisch
ungeübte Betreiber ist damit
der Meinung, das diese Messsysteme
in seiner Applikation, wo z. B.
Schmutzwasser zwischen 5 l/s im
Nachtabfluss und 200 l/s im Regenwetterfall
herrschen, diese Genauigkeiten
problemlos beherrschen. So
glaubt er in der als Beispiel genannten
Applikation, das sein Nachtabfluss
von 5 l/s laut Gerätedatenblatt
bei 0,5 % mit maximal +/- 0,025 l/s
Messabweichung erfasst und ausgegeben
wird. Die Praxis sieht allerdings
anders aus!
Hintergrund sind hier einige Missverständnisse,
die häufig unaufgeklärt
bleiben, da sie dem Messsystem zu
einer scheinbar geringeren Messunsicherheit
verhelfen. Die wichtigsten
sollen hier unkompliziert und ohne
große Formeln verständlich gemacht
werden.
Garantiefehlergrenze
Das ist der Fehler, der häufig genannt
wird. Ein Begriff, der suggeriert, dass
das Messsystem diese maximalen Abweichungen
garantiert.
Ein Blick in die DIN 19559 schafft
Aufklärung. Die Garantiefehlergrenze
Gg ist ein Wert, der für Kalibrierung
von Messgeräten auf geeigneten Prüfständen
gilt.
Das bedeutet: ideale Fließbedingungen
durch glatte Rohre und Kanäle
in Edelstahl und Kunststoff, lange Einlaufstrecken,
fest begrenzte Messbereiche,
definierte Temperaturen und
eine Prüfung mittels Trink- oder Rohwasser.
Bedingungen, die in der Praxis
üblicherweise nicht vorkommen.
Deshalb gibt es dort die Verkehrsfehlergrenze
6 Die Wasserlinse ® 11/2010
2
Diese unterteilt sich in Verkehrsfehlergrenze
unter Nennbedingungen
(Gvn) und gleichnamige unter Betriebsbedingungen
(Gvb). Bei der Verkehrsfehlergrenze unter
Nennbedingungen Gvn darf die zulässige
Abweichung des Messsystems
mindestens 2x den Wert der Garantiefehlergrenze
Gg betragen, und
auch dieses nur bei Einzelkalibrierung
des eingebauten Systems vor
Ort! Da diese in den seltensten Fällen
erfolgt – wer kalibriert schon ein
neues Messsystem – so gilt lt. DIN
19559 in diesem Fall als Verkehrsfehler
der Wert der Bauartkalibrierung:
Gvn = 4x Garantiefehlergrenze
Gg! Es geht aber noch weiter, denn der
Verkehrsfehler unter Betriebsbedingungen
Gvb ergibt sich aus
Gvb = f * Gvn Dieser Faktor f berücksichtigt das Kalibriermedium
auf der Teststrecke –
in diesem Fall üblicherweise Trinkwasser.
Der Faktor f ist bei Messungen
im Abwasser mit 2 (oder größer) anzusetzen.
Das bedeutet: In dem obigen
Fall werden aus den genannten
0,5 % Messunsicherheit laut Datenblatt
ganz schnell +/- 4 % zulässige
Abweichung in der Praxis, ohne dass
die Datenblattangaben verletzt werden!
1
Fehler
3
5
30
25
20
15
10
5
0
0
10
relativer Fehler (1 %)
auf den Endwert bezogener Fehler (0,1 %)
Summe relativer (1 %) + Endwert- (1,0 %) Fehler
20
30
®
Messfehler
40 50
Messwert
60
70
80
90
6
100
Abb. 1: relativer und
absoluter Fehler in Bezug zum
aktuellen Messwert
Abb. 2: typischer Fehlerverlauf
beim Betrieb von MID bei
unterschiedlichen Geschwindigkeiten
Abb. 3: nicht mehr überströmter
Geschwindigkeitssensor in einer
Messstrecke
Abb. 4: alte Rohrventuri mit
Schwimmer und mechanischem
Aufnehmer der Einstauhöhe im
Zulauf einer kleinen Kläranlage
Abb. 5: ausgebaute
verschlammte Venturi aus
einem Düker
Abb. 6: Echolot an einem
Dreieckwehr mit Schaumoberfläche
4

7
Drastisches Beispiel
einer ungeeigneten
Durchfluss-Messstrecke
8 9
Abb. 7: verschlammtes
und mit Anbackungen
versehenes Messrohr
Abb. 8: ungeeigneter
Einbau eines Sensors
in viel zu kurzer
Beruhigungsstrecke
Abb. 9: Messtrecke mit
Absätzen und Stößen
Abb. 10: ausgefahrener,
völlig verschlammter
Fließgeschwindigkeitssensor
im Zulauf einer
Kläranlage
Abb. 11: völlig ungeeignete
Messstelle mit
extremen Verwirbelungen
10
11
®
relativer Fehler
Dieses ist der auf den momentanen
Messwert bezogener konstanter
Fehler.
Error(RF) = Messwert x
Fehlerangabe
Endwertfehler
(absoluter Fehler):
Dieses ist der auf den Endwert bezogene
konstante Fehler.
Error(EF) = ( Endwert/
3. Eignung des Messsystems
Nicht jedes Durchflussmesssystem
eignet sich für jede Applikation. Neben
der physikalischen Eignung (Beachtung
von Schmutzfrachten, Fettanteilen,
Fließgeschwindigkeiten etc.)
können Messverfahren auch veraltet
oder aber völlig ungeeignet für die
Messaufgabe sein.
Abb. 4 zeigt z. B. eine noch funktionierende
Rohrventuri im Zulauf einer
Messwert) x
Fehlerangabe
kleinen Kläranlage. Der hinter der
Venturi entstehende Rückstau ist ein
Maß für die Durchflussmenge. Die-
Aus beiden ergibt sich der wirkliche ser Einstau wird hier noch mit einem
Fehler der Messung. Exemplarisch Schwimmer und Gestänge abgeta-
wurde dieses in Abb.1 mit einem anstet und über ein mechanisches Gegenommenen
relativen Fehler von triebe mit Kurvenscheibe auf ein
1 % und Endwertfehler von 0,1 % Potentiometer übertragen. Das kann
dargestellt.
heute jede Ultraschallmessung be-
Wie gut zu erkennen ist, steigt der
Endwertfehler prozentual bei geringen
Messspannen extrem an. Desrührungslos
genauer und zuverlässiger.
Das alte Messsystem gehört eigentlich
in ein technisches Museum.
halb sollte beim Erhalt der Angabe Der in Abb. 5 abgebildete magne-
der Messunsicherheit eines Durchtisch-induktive Durchflussmesser beflussmesssystems
immer die Frage fand sich im Düker eines Kanalnet-
nach dem relativen und dem Endzes. Nach erfolgter Fremdwassersawertfehler
stehen.
nierung im Kanalnetz sowie dem
2. Messbereiche
Wegfall diverser Industrie verringerte
sich die mittlere Wassermenge. Durch
Eine exakte Abschätzung des erfor- den Zwangseinstau der Dükerung
derlichen Messbereichumfangs zur sank die Fließgeschwindigkeit im MID
Auslegung des Messinstrumentes in den Nachtstunden immer so stark,
und der erforderlichen Messstrecke dass die erforderliche Schleppspan-
ist sehr wichtig. Einige Messverfahnung zum Transport der Sedimente
ren benötigen Mindestmengen, um nicht mehr ausreichte. Das führte zu
überhaupt arbeiten zu können. So ist einer regelmäßigen Versandung des
es z. B. für Venturi im Schmutzwas- MID mit immer mehr zunehmenden
serbereich unmöglich, Durchfluss- Messfehler (über 80 %) bis hin zum
mengen unter 5 l/s zu erfassen (DIN Totalausfall.
19559, Teil 2).
In der auf Abb. 6 sichtbaren Applika-
Beim Betrieb im unteren Bereich tion wurde ein Dreieckwehr einge-
steigt der Fehler der meisten Systeme baut. Das darüber installierte Echo-
physikalisch bedingt sehr stark an. lot sollte mittels des Prinzips der
(Die Einschränkung der gültigen Ge- Wehrmessungen berührungslos die
nauigkeit durch Angabe der Fehler- Einstauhöhe hinter dem Wehr erfasgrenzen
der Messsysteme ist in den sen und daraus die Menge berech-
Datenblättern meist aufgeführt, wird nen. Leider wurde nicht beachtet,
aber gern überlesen oder aber nicht dass das zu messende Medium zu
verstanden). Beim dauerhaften Be- starker Schaumbildung neigt – das
trieb im unteren Arbeitsbereich er- Ultraschallverfahren muss an dieser
füllt die Messeinrichtung unter Um- Stelle leider versagen.
ständen dann nicht mehr die in sie
gestellten Erwartungen bezüglich der
Genauigkeit.
Eine derart zur Verschmutzung neigende
Messtrecke wie in Abb. 7 wird
nicht nur nach geraumer Weile zum
Deutlich wird das z. B. an der Grafik Ausfall jeglicher Art von eingebauten
zur Genauigkeit von MIDs (Abb. 2). Sensoren führen, sondern die An-
Während diese Systeme bei korrekbackungen verringern auch allmähtem
Einbau und Betrieb bei Fließlich immer mehr den Fließquerschnitt.
geschwindigkeiten bis zu 1 m/s die Dieses führt bei gleichbleibender
Messabweichungen von 0,3 % hal- Durchflussmenge zu erhöhten Fließten,
so steigt diese unterhalb von geschwindigkeiten.
1 m/s relativ schnell stark an, um bei
etwa 20 cm/s über die Marke von
1 % zu schnellen und in unbekannte
Größen zu verschwinden (à gedükerte
MID bei Nachtabflüssen).
Da der Rohrquerschnitt bei voll gefüllten
Rohrmessstrecken als fester
Wert in die Berechnung eingeht, führt
die erhöhte Fließgeschwindigkeit zu
einem scheinbar immer mehr anstei-
Abbildung 3 zeigt einen nicht mehr genden Durchflusswert, bis letztend-
überströmten Fließgeschwindigkeitslich die Messung durch die zunehsensor.
Das System kann in diesem mende Sensorverschmutzung aus-
Fall die Fließgeschwindigkeit nicht
mehr erfassen und so die Menge
nicht mehr messen. Im idealen Fall
ist maximal noch eine Mengenbestimmung
über eine Q/h-Funktion
möglich, die natürlich zu wesentlich
höheren Messfehlern führt.
fällt.
11/2010 Die Wasserlinse ® 7

4. Hydraulische und
applikative Fehler
Egal welches Messsystem – ob Venturi
oder Wehr, MID oder "Kanalmaus"
– jedes Messsystem hat neben
generellen auch seine spezifischen
Einsatzbedingungen. Hier wurde und
wird vieles falsch gemacht. Aus der
Vielzahl der "Möglichkeiten" sollen einige
sehr markante aufgezeigt werden.
Mangelhafte und/oder zu
kurze Beruhigungsstrecken
Jedes Messverfahren benötigt eindeutige
physikalische Bedingungen.
Dazu gehört unter anderem auch
ein relativ ungestörtes oder gering
gestörtes Strömungsprofil. Bei zu
kurzen Beruhigungsstrecken ist dieses
nicht gegeben, die Unsicherheit
der eingebauten Messung steigt an
(Abb. 8).
Stöße, Kanten und Absätze erzeugen
hydraulische Störungen und Oberflächenwellen.
Werden Messstrecken,
wie auf Abbildung 9 zu sehen, unsauber
gefertigt, so kann an die Genauigkeit
der eingebauten Messung
vor allem im unteren Bereich keine
großen Anforderungen gestellt werden.
Falsche Einbauposition
Der in Abb. 10 kaum erkennbare
Fließgeschwindigkeitssensor wurde
auf dem Boden des Zulaufkanals einer
Kläranlage eingebaut. Allerdings
wurde die Ausführung des Bauwerkes
nicht beachtet – der ungeplant vorgezogene
Sandfang führte zu unbekannten
Schlammablagerungen von
über 100 cm und somit zum Totalausfall
der Messung.
Selbst der Versuch des Einbaus einer
Messeinrichtung wie auf Abb. 11
gezeigt muss aus Gründen der sichtbaren
extremen Störungen scheitern.
Die augenscheinliche chaotische
Strömung verbietet den Einsatz an
dieser Stelle.
Falsche Sensorpositionierung
Bei Messungen, die aus der Füllstandmessung
auf einen Durchfluss
zurückrechnen; so wie bei Wehren
und Venturi; ist eine korrekte Positionierung
der Messtechnik unerlässlich.
Beim Dreieckmesswehr auf Abb. 12
befindet sich der Ultraschallsensor
viel zu nahe an der Wehrkante. Dadurch
misst er die Überfallhöhe
schon im Bereich der Strahlabsenkung
und gibt so einen zu geringen
Messwert aus. Gleichzeitig beeinflussen
die zusätzlichen Einbauten
zusätzlich das korrekte Messergebnis.
8 Die Wasserlinse ® 11/2010
In Abb. 13 wurde der Sensor in der
Verziehung der Venturi eingebaut,
nicht wie gefordert vor der Venturi.
Dadurch kann er keinen Rückstau als
erforderliches Maß zur Berechnung
der Durchflussmenge erfassen.
Die erkennbare Wellenbildung in der
Venturi zeugt zusätzlich von einem
unkorrekten Einbau, wahrscheinlich
in einer unzulässigen Gefällestrecke.
Abb. 13: Wellenbildung
innerhalb einer Venturi
Fehlerhafte Montage
Diese Messung arbeitet vielleicht korrekt.
Nur: wie lange? Die sichtbaren
Verzopfungen am quer durch die
Strömung gespannten Sensorkabel
werden sich im Laufe der Zeit immer
mehr verstärken und der herrschende
Zug am Sensorkabel wird irgendwann
zum Kabelabriss und somit zur
Sensorzerstörung führen Abb. 14.
Abb. 14: Messstelle mit
unkorrekter Kabelverlegung
5. Fehlerhafte
Programmierungen
Auf Grund der Vielzahl der möglichen
Fehler bei den unterschiedlichsten
Messverfahren sollen hier
nur die wichtigsten, häufig vorkommenden
genannt werden:
falsche 0-Punkt-Einstellung bei
Venturi und Wehren
falsche Messbereichsendwerte
der Analogausgänge
zu kurze Impulszeiten der Relaisausgänge
(Summenimpulse)
unpräzise Abstimmung zwischen
korrespondierenden Messumformerein-
und Ausgängen (0/4-
20 mA, Messspannen)
fehlender oder falscher Offset
nicht abgeglichene 0-Punkte,
vor allem beim Einsatz von bei
Drucksensoren
®
Abb. 12: falsch positionierter
Sensor an einer
Dreieckwehrmessung
Fazit
Die Messunsicherheit eines eingesetzten
Systems hängt von einer Vielzahl
von Faktoren ab. Herstellerangaben
über Genauigkeiten von Geräten
sind dabei nur ein Punkt im
Gesamtsystem der Durchflussmessung.
Der Betreiber sollte bei vorhandenen
Systemen die regelmäßigen Kontroll-,
Wartungs- und Reinigungsintervalle
genau einhalten und sich mit Funktionsweise
und möglichen auftretenden
Fehlermöglichkeiten des Systems
auseinandersetzen (Nutzung
von Schulungen und Unterweisungen
durch den Messgerätehersteller).
Bei neuen Messstellen ist der kritischen
Auswahl des geeigneten Messsystems
große Wichtigkeit einzuräumen.
Informieren Sie sich im Vorfeld
von Planungen über die verschiedenen
Möglichkeiten und Verfahren.
Hinterfragen Sie Datenblätter und
informieren Sie sich über Messbereiche
und erforderliche Einsatzbedingungen
zur Erzielung der angegebenen
Genauigkeiten.
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Betriebsergebnisse des Klärwerks Bruckmühl mit der elektrokinetischen
Desintegration der SÜD-CHEMIE AG
"Desi" bringt faulen Schlamm auf Touren
Auf dem Klärwerk der Marktgemeinde Bruckmühl wurde im Dezember 2009
eine elektrokinetische Desintegration (kurz "Desi" genannt) in Betrieb genommen.
Damit wird Überschussschlamm vorbehandelt, um den Wirkungsgrad der
anaeroben Stabilisation im Faulturm zu erhöhen. Die nun vorliegenden ersten
Betriebsergebnisse haben die Erwartungen mehr als erfüllt.
Das Klärwerk Bruckmühl ist eine mechanisch-biologische
Kläranlage mit
anaerober Schlammstabilisierung,
Schlammentwässerung und anschließender
Schlammtrocknung.
Bisher wurde der anfallende Überschussschlamm
aus der biologischen
Stufe über ein Siebband mechanisch
entwässert und zusammen mit dem
Primärschlamm aus der Vorklärung
über einen Voreindicker in die Faulbehälter
gepumpt.
Desintegrationsanlage mit
Exzenterschneckenpumpe
Klärwerk Bruckmühl
Seit der Inbetriebnahme der elektrokinetischen
Desintegration sind die
beiden Schlammvolumenströme getrennt,
der Primärschlamm aus der
Vorklärung wird direkt in die Faulbehälter
gepumpt, während der mechanisch
eingedickte Überschussschlamm
zur weiteren Behandlung
in den Voreindicker gelangt.
Aus dem Voreindicker wird der eingedickte
Überschussschlamm mit
einer Exzenterschneckenpumpe auf
die Desintegrationseinheit gepumpt.
Diese besteht aus drei hintereinandergeschalteten
Aggregaten, von denen
aus der Schlamm wieder zurück
in den Voreindicker geführt wird. Dadurch
ist eine mehrmalige Desintegrations-Behandlung
des Schlamms
gewährleistet, die den Aufschlussgrad
nochmals erhöht.
Ist das Füllstandsmaximum im Voreindicker
erreicht, wird der elektrokinetisch
desintegrierte Schlamm in
den Faulbehälter gepumpt.
Schon alleine der optische Eindruck
des behandelten Schlamms hat sich
deutlich verändert, aus der flockigen
Struktur ist eine homogene Masse
entstanden, ein Beweis dafür, dass
Flockenverbände aufgebrochen werden.
Ebenfalls hat sich der Geruch des
Schlamms deutlich verändert, vom
üblichen "Belebtschlammgeruch" zu
einer "stinkenden Brühe", ebenfalls
ein Zeichen dafür, dass Zellinhaltsstoffe
aus der Zelle ausgetreten sind.
®
Bereits zwei Tage nach der Inbetrieb-
20%
nahme der elektrokinetischen Desintegration
nahm die Gasproduktion
deutlich zu, Spitzen von 40 % mehr
Gasanfall wurden aufgezeichnet.
Nach zwei Wochen stabilisierte sich
der Gas-Mehranfall dauerhaft bei
ca. 20 %.
D i e D e s i n t e g r a t i o n
Unter Desintegration versteht man im Allgemeinen die Zerkleinerung von Zellverbänden und Zellen durch äußere Einwirkung.
Dies kann auf physikalischem, chemischem oder thermischem Weg erfolgen, ebenso sind kombinierte Verfahren möglich.
Zellverbände werden aufgelöst und die Zellmembranen geschwächt oder ganz zerstört.
Die nachfolgenden Prozesse der anaeroben Schlammbehandlung laufen dadurch schneller und mit höherem Wirkungsgrad
(Steigerung der Gasausbeute) ab, die verbleibende ausgefaulte Schlammenge reduziert sich.
Durch den Zellaufschluss wird der zur Gasproduktion benötigte Kohlenstoff besser verfügbar. Außerdem erhöht die Freisetzung
des in den Zellverbänden gebundenen Zellzwischenwassers den erzielbaren Entwässerungsgrad des Faulschlamms.
Bei der elektrokinetischen Desintegration wird Schlamm einem starken elektrischen Feld ausgesetzt. Die hohen Feldstärken
bewirken eine Veränderung der Ladungsanordnung in der Zelle. Dadurch werden Zellverbände (Cluster) aufgetrennt.
Die Zellen erfahren durch Positionsänderungen im Rohrleitungssystem und damit wechselnde Entfernung zur zentralen
Elektrode eine dauernde Feldstärkenänderung. Die Ladungen innerhalb der Zellen müssen kontinuierlich neu angeordnet
werden – dies verstärkt den Effekt der Zelldestabilisierung.
Der zu behandelnde Schlamm – am besten eignet sich hierzu entwässerter
Ladungsverteilung in der
Desintegrationseinheit
Faultürme KA Bruckmühl
Elektrode
DC 30 KV
Rohrleitung
geerdet
Gasanfall Dez. 2009-Febr. 2010
Überschussschlamm – durchfließt ein spezielles Rohrleitungssystem, in dem ein
Hochspannungsfeld im Kilovolt-Bereich anliegt (zwischen 10 und 100 KV – in
Sonderfällen auch darüber). Durch den extrem geringen Energieverbrauch weist
die elektrokinetische Desintegration im Vergleich zu anderen Desintegrationsverfahren
einen höchst effizienten Wirkungsgrad auf.
Schon allein durch die Mehrproduktion
von Faulgas bzw. die dadurch
erhöhte Eigenenergiegewinnung
amortisieren sich die Kosten der Desintegrations-Anlage
innerhalb nur
eines Jahres.
Eine Reduktion des Polymerverbrauchs
bei der Schlammentwässerung um
20 % wurde ebenfalls festgestellt. Um
eine endgültige Bilanz der Schlammreduktion
zu erstellen, ist der Zeitraum
von 3 Monaten noch zu kurz,
ein positiver Trend ist aber bereits zu
erkennen.
Für die Marktgemeinde Bruckmühl
waren entscheidende Kriterien, dass
bei der elektrokinetischen Desintegration
der SÜD-CHEMIE AG keine
Wartungskosten anfallen und die Betriebskosten
vernachlässigbar sind.
Der Stromverbrauch einer Sondeneinheit
beträgt 10 W/h. Eine Vorbehandlung
des Schlamms (z. B. Zerkleinerung)
ist nicht notwendig.
Die Einbindung in das bestehende
Rohrleitungssystem sowie die Montage
und elektrische Installation der
Anlage verlief komplikationslos innerhalb
von nur 3 Tagen.
Autor:
Andreas Zacherl
SÜD-CHEMIE AG
Trink- und Abwasserbehandlung (PES)
Ostenriederstr. 15
D-85368 Moosburg
Tel: +49 (0)8761 82-612
em@il: andreas.zacherl@sud-chemie.com
www.sud-chemie.com
11/2010 Die Wasserlinse ® 9

Online-Messung von
Schwefelwasserstoff im
Abwasser
Sulfide stellen eine hoch problematische Stoffgruppe
in Abwassersystemen dar. Die Messung des Sulfidgehalts
in Echtzeit war bis vor kurzem nur unzureichend
oder aber gar nicht möglich. Im folgenden
wird eine Online-Spektrometersonde vorgestellt, mit
der Sulfidionen in der flüssigen Phase und daraus
resultierende Schwefelwasserstoffgehalte zuverlässig
bestimmt werden können.
Korrosion von Kanälen, Geruchsbelastung
und Toxizität: Sulfide sind
eine der Hauptursachen, die vielen
Betreibern von Kanalisationssystemen
Kopfzerbrechen bereiten. Online-
und in-situ-Messungen sind ein
wichtiges Werkzeug, um negative
Auswirkungen dieser Stoffgruppe unter
Kontrolle zu haben. Dieser Beitrag
beschreibt ein spektrometrisches
Verfahren zur Echtzeitüberwachung
des Schwefelwasserstoffgehalts in der
flüssigen Phase. Die Leistungsfähigkeit
dieses Verfahrens wurde bereits
mehrfach unter Beweis gestellt. Dabei
wurde deutlich, dass besonders
die Kombination aus UV/Vis-Spektrometrie
und pH-Messung eine
schnelle und genaue Überwachung
des Sulfidgehalts erlaubt.
Sulfide im Abwasser
Sulfide stellen eine hoch problematische
Stoffgruppe in Abwassersystemen
dar. Sulfide (bestehend aus
Schwefelwasserstoff (H2S), Bisulfid
- -
(HS-) und Sulfid (S2-)) entstehen beim
bakteriellen Abbau organischen Materials
unter anoxischen Bedingungen
(anaerobe Gärung). Solche Bedingungen
liegen normalerweise
beim Transport von Abwasser durch
Druckleitungen vor. Dort, wo keine
Belüftung stattfindet oder große zu
überbrückende Distanzen in Kanalsystemen
zu langen Transportzeiten
führen, können sich schnell anaerobe
Zustände entwickeln. Auch bei niedrigen
Temperaturen entstehen bei
typischen Durchlaufzeiten und CSB-
Konzentrationen signifikante H2S-Be lastungen.
Bild 1: Beispiel von Korrosion
in einem Kanal durch
Bildung von Schwefelsäure aus
Schwefelwasserstoff
10 Die Wasserlinse ® 11/2010
Das Vorkommen von Sulfiden im
Abwasser hat unangenehme Folgen:
zunächst einmal sind Sulfide biologisch
abbaubar, was zur Bildung von
Schwefelsäure führt.
Diese Säure ist der Hauptgrund für
Schäden (Korrosion) in Kanalsystemen
und Leitungen (Bild 1), wobei
sie sowohl Beton als auch Metall angreift.
Zersetzungsraten von mehreren
Millimetern pro Jahr sind hier
keine Seltenheit. Eine weitere negative
Eigenschaft von Schwefelwasserstoff
ist der sehr intensive und faulige
Geruch. Schon eine Konzentration
von 5 ppb kann vom Menschen
wahrgenommen werden. Davon abgesehen
handelt es sich auch um ein
hochgiftiges Gas, das bereits bei
Konzentrationen von 10 - 20 ppm
erste gesundheitsschädigende Auswirkungen
hat und bei 300 - 500
ppm zum Tode führt. Zahlreiche Zwischenfälle
bei Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten
in Kanalsystemen
können darauf zurückgeführt
werden.
Kontrolle von Sulfidbildung
Betreiber von Kanalisationssystemen,
die sich des problematischen Sulfidgehalts
ihrer Kanalnetze bewusst
sind, können diesen durch aktive
Kontrolle verringern. Die Bildung von
Sulfiden kann von vornherein durch
die Vermeidung anoxischer Bedingungen,
z. B. durch Belüftung oder
Sauerstoffanreicherung des Wassers,
verhindert werden. Eine andere Möglichkeit
ist die gezielte Dosierung
eines alternativen Substrats für Sulfid
bildende Bakterien in Abwässern,
die vornehmlich anaerober Gärung
unterliegen. Das gebräuchlichste
Alternativsubstrat ist hier Nitrat. Weitere
bekannte Methoden zur Verringerung
des Sulfidgehalts oder der
Population Sulfid bildender Bakterien
sind dosierte Zumischung von Eisensalzen
und eine Anpassung des pH-
Werts.
Messung und Überwachung
Um eine effektive Strategie zur Sulfidkontrolle
überhaupt anwenden zu
können, ist es nötig, die Sulfidkonzentration
online anzeigen zu können.
Bis vor kurzem war dies nur
durch die H2S-Messung in einem
sehr schmalen Bereich unmittelbar
über der Wasseroberfläche möglich.
Dies ist allerdings ein sehr indirektes
Verfahren und zuverlässige Mengenmessungen
erfordern das strikte Einhalten
kontrollierter Umgebungsbedingungen.
Alternativ werden Zufallsproben
im Labor analysiert, was für
die Online-Prozesskontrolle jedoch
nicht geeignet ist. Die In-situ Überwachung
gelöster Sulfide im Wasser
ist der erste Schritt auf jedem Weg,
der zur Verminderung oder Verringerung
von Geruchs- und Korrosionsproblemen
führt. Außerdem ist sie
für die Optimierung von Belüftungsund
Zumischungsmaßnahmen unter
Berücksichtigung wirtschaftlicher und
prozesstechnischer Gründe grundlegend
notwendig. Der Schlüssel zur
Online- und in-situ-Überwachung
von Sulfiden ist das vom pH-Wert gesteuerte
Gleichgewicht zwischen den
verschiedenen Verbindungen H2S, HS - -
und S -. 2 Im Abwasser sind typischerweise
lediglich Schwefelwasserstoff-
und Bisulfid-Ionen vorhanden.
Ist der pH-Wert bekannt, ist es möglich,
den Gesamtgehalt (nachfolgend
als Schwefelwasserstoff bezeichnet)
aus der Konzentration beider Verbindungen
zu berechnen. Die ausgeprägte,
eindeutige UV-Absorption
des Bisulfid-Ions bietet eine einfache
und sichere Möglichkeit der direkten
Messung in der flüssigen Phase: die
UV-Spektrometrie.
®
Der s::can spectro::lyser ist als voll
versenkbare Online-Spektrometersonde
für derartige Applikationen
ideal geeignet. Er misst das UV/Vis
Absorptionsspektrum, wodurch ein
breiter Parameterbereich abgedeckt
wird: Nitrat, Nitrit, Gesamtgehalt
und gelöste organische Verbindungen,
Gesamtfeststoffgehalt, Farbe
sowie produktspezifische chemische
Verbindungen oder Zusammensetzungen.
Zu dieser Liste kann jetzt
auch noch Schwefelwasserstoff gezählt
werden. Das starke und deutliche
Signal des Bisulfid-Ions bildet
den Hauptanteil dieses neuen Parameters.
In Abwasser mit stabilem pH
oder pH-Werten über 8 liefert die
optische Messung zuverlässige Messwerte
über den Schwefelwasserstoffgehalt.
Das vom spectro::lyser zur
Verfügung gestellte komplette Spektrum
lässt eine Mengenmessung zu,
die zudem noch frei von Querempfindlichkeiten
ist. Wenn sich der pH-
Wert ändert und unter 8 fällt, wie in
Abwasser meistens der Fall, genügt
ein einfacher s::can pH::lyser zusätzlich
zum s::can Mess-System, um
den Gesamtgehalt des gelösten
Schwefelwasserstoffs aus der Konzentration
der Bisulfid-Ionen und dem
pH-Wert zu berechnen.
Im Gegensatz zu anderen Technologien
gibt es keinerlei Querempfindlichkeiten
gegenüber folgenden Ionen:
Sulfat, Sulfit, Chlorid, Bromid
(bis Meerwasserkonzentration) und
Hydrogensulfat. Außerdem bietet
der spectro::lyser eine langzeitstabile
Messung ohne regelmäßige
Wartungs- oder Kalibrierungsarbeiten.
Die zweistrahlige Auslegung des
Spektrometers und ein hoch wirksames
Druckluft-Reinigungssystem gewährleisten
die Stabilität der Messung.
Wird die Schwefelwasserstoff-
s::can Messumformer
zur Visualisierung
der H 2S-Messwerte
bildung durch Zugabe von Nitratsalzen
reduziert, stehen mit dem
spectro::lyser zwei Parameter für
die optimale Prozesskontrolle zur
Verfügung: Nitrat und Schwefelwasserstoff.
Eindrucksvolle Resultate bei
der Kanalüberwachung
Die Schwefelwasserstoffmessung mit
pH-Gleichgewichtskorrektur wurde
auf zwei Anlagen des Gold Coast
City Council (Australien) eingesetzt,
die wechselnde Schwefelwasserstoffkonzentrationen
und unterschiedliche
Durchflussmengen aufwiesen. Beide
Messstellen wurden mit jeweils einem
s::can spectro::lyser und einem
pH::lyser ausgerüstet, um das UV/
Vis-Spektrum und den pH-Wert des
Schmutzwassers alle 30 Sekunden
aufzeichnen zu können.
Bei der ersten Anlage handelt es sich
um den Zulauf zur Kläranlage Elanora
mit einer 9,2 km langen Pumpendruckleitung
und einem Trockenwetterdurchfluss
von durchschnittlich
16 Mio. l/Tag. Die durch Untersuchungen
belegte Verweilzeit in der
Pumpendruckleitung beträgt ca.
3 - 4 Stunden. Der s::can spectro::lyser
wurde zusammen mit einem
pH::lyser in einer Durchflussnebenleitung
eingebaut. Bei der zweiten
Messstelle handelte es sich um
den Zulaufbereich der Kläranlage
Coombabah, welche über eine noch
weitaus längere Pumpendruckleitung
verfügt als die erste Anlage. Gesamtdurchfluss
und Schwefelwasserstoffbelastung
dieser Anlage setzen sich
aus insgesamt vier verschiedenen
Hauptleitungen zusammen, die an
diesem Punkt aufeinander treffen.

Die Verweilzeit in den verschiedenen
Hauptleitungen kann bis zu 4 Stunden
betragen. Der s::can spectro::
lyser und der pH::lyser wurden
hier mit Hilfe einer Edelstahlhalterung
direkt im Durchfluss des Sammelkanals
eingebaut. Um die Ergebnisse
der Online-Messungen überprüfen
zu können, wurden parallel
auf beiden Anlagen zusätzlich manuell
Proben entnommen. Vergleiche
zwischen Online-Resultaten und Ergebnissen
der Offline-Analysen zeigten
eine Genauigkeit von mehr als
±1,2 mg/l mit 95 % Messsicherheit
über einen Testbereich von 2 - 16
mg/l Schwefelwasserstoff und pH-
Werten von 7,1 bis 8,0. Es wurde
festgestellt, dass Sulfidkonzentrationen
und pH-Werte im Kanal im Minutentakt
schwankten (Bild 2), was
®
das Timing der Probenahme erschwerte.
Daher hat sich die OnlinepH-Messung
in Flüssigkeit mit insitu-pH-Sensoren
als wesentlich für
die genaue Bestimmung der Schwefelwasserstoffkonzentration
erwiesen.
Zusammenfassung
In diesem Beitrag wurde ein neuer
Anwendungsbereich für s::can Mess-
Systeme mit Spektrometersonden
und pH-Sensoren vorgestellt. Jetzt ist
es möglich, Schwefelwasserstoff in
Wasser genau und zuverlässig online
und in-situ zu messen. Dadurch
hat sich herausgestellt, dass Schwefelwasserstoffkonzentrationen
rasch
ansteigen können und die Werte allgemein
stark schwanken. Dies macht
die Notwendigkeit der Online-Messung
für einfachere Prozesskontrolle
noch deutlicher.
SÜDFLOCK ® – Team bekommt Verstärkung
Volle Kraft voraus mit mehr "PS"
Seit Februar 2010 kann das Team
der Trink- und Abwasserbehandlung
der SC AG auf eine "Personal-Stärke"
mehr bauen. Tobias Kahr (Jahrgang
1975) wird dabei das Vertriebsteam
der SC für Produkte und Verfahren
im bayerischen Raum verstärken.
Sein Studium absolvierte Tobias Kahr
an der FH München zunächst in physikalisch-chemischer
Technik, um kurz
darauf noch einen Masterstudiengang
in Mikro- und Nanotechnologie
anzuschließen. Er lebt mit seiner
Familie in der Nähe von Moosburg.
Bereits 2006 trat er bei SÜD-CHEMIE
AG in Moosburg an und engagierte
sich als Anwendungstechniker im Bereich
Trockenmittel. Ab Februar 2010
wird er nun als Ansprechpartner beim
Einsatz von SC-Produkten in der Trinkund
Abwasserbehandlung vor Ort
bereitstehen.
Dipl.-Ing. Tobias Kahr
Bild 2: Beispiel einer mit der Online-
Methode erhaltenen Messserie mit
eingearbeiteten Ergebnissen aus den
Laboranalysen. Stark schwankende
Sulfid- und pH-Werte demonstrieren
die Notwendigkeit häufiger Probenahmen
zur genauen Charakterisierung
der Konzentrationen.
Autoren:
Andreas Weingartner (President)
Dr. Joep van den Broeke (Senior Scientist)
scan Messtechnik GmbH
Brigittagasse 22-24
A-1200 Vienna
Tel.: +43 / 1 / 219 73 93
em@il: office@s-can.at
www.s-can.at
Daniela Sommer
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®
Messsonde
s::can spectro::lyser
in Edelstahlausführung
Wer hat gewonnen?
Es kann nur einen
Ihre Antworten haben uns ein insge- zeichnung".
samt gutes Sieger Zeugnis ausgestellt geben
und
Wie angekündigt, präsentieren wir
wir freuen uns sehr über Ihre "Aus-
Ihnen hier die wichtigsten Ergebnisse
Bei der Verlosung des Kaffeevollautomaten im Rahmen
unse-
unserer Umfrage in der letzten Wasserlinse gab es einen rer
glücklichen Gewinner an der Kläranlage Landau. Dort ist
Herr Hofbauer, seines Zeichens Abwassermeister, Leiter
der Anlage vor Ort. Frau Muckenschnabl von der UAS
Messtechnik GmbH übergab den Preis an Herrn Hofbauer,
bei dem die Freude groß war. Seine erste Reaktion:
"Die Maschine kommt gerade richtig. Die können wir gut
brauchen." Wir bedanken uns auch aufs herzlichste bei
allen anderen Lesern, die an unserer Umfrage teilgenommen
haben. Ihr Wasserlinsenteam
v.l.: Herr Hofbauer, Abwassermeister – Kläranlage Landau
und Frau Muckenschnabl – UAS Messtechnik GmbH
Leserumfrage 2009:
11/2010 Die Wasserlinse ® 11

Aktuelle Termine
Titel Ort Veranstalter Datum Anmeldung/Info
Landesverbandstagung Congress Center Leipzig DWA 02. - 03.06.2010 www.dwa-st.de/index.htm
Sachsen/Thüringen - Nord-Ost (CCL)
Weitergehende Arvena Kongress Hotel DWA 08.06.2010 Rosemarie Ullmann
Abwasserreinigung 95445 Bayreuth Tel.: +49 (0) 2242 872-119
www.arvena.de ullmann@dwa.de
9. Regenwassertage Bremen DWA 08. - 09.06.2010 www.regenwassertage.dwa.de
in Bremen
MSR-Spezialmesse Smidt-Arena, Bismarckstr. 125 Meorga GmbH 09.06.2010 www.meorga.de
Rheinland 51373 Leverkusen
12. Dresdner Abwassertagung Internationales Kooperation IB Schulz 22. - 23.06.2010 www.stadtentwaesserungmit
Ausstellung Congress Center und SEDD, Unterstützung dresden.de
Dresden des DWA-Landesverband
Sachsen/Thüringen
IFAT - Neue Perspektiven Neue Messe München Messe München GmbH 13. - 17.09.2010 www.ifat.de
für die Umwelt
Who-is-Who im Belebtschlamm Greding SÜD-CHEMIE AG 12.10.2010 SÜD-CHEMIE AG
Kerstin Fischer
Tel.: +49 (0) 8767 82-619
SÜD-CHEMIE AG seit Februar 2010 offizielles
Mitglied im Umweltcluster Bayern e.V.
Der Umweltcluster Bayern
ist ein Netzwerk der
Wirtschaft und Wissenschaft
auf dem Gebiet
der Umwelttechnologie.
Neben Technologieentwicklern aus
Industrie und Mittelstand umfasst das
Netzwerk auch Wirtschaftsorganisationen
und Institutionen aus Politik
und Verwaltung. Die Aufsichtsbehörden,
die im Umweltbereich die Rahmenbedingungen
setzen, sind ebenso
wie Kapitalgeber und öffentliche
Förderinstitutionen daran beteiligt.
12 Die Wasserlinse ® 11/2010
© jannet armstrong
Die Vernetzung dieser Gruppen erschließt
Synergien zur nationalen und
internationalen Stärkung des Wirtschaftszweiges-Umwelttechnologie.
Die SÜD-CHEMIE AG baut ihre Aktivitäten
im Geschäftsbereich Trinkund
Abwasserbehandlung stetig aus
und entwickelt sie weiter, sei es auf
dem Gebiet der Schlammbehandlung
durch Desintegration oder der
katalytischen Spurenstoffentfernung.
Die Mitgliedschaft in Branchennetzwerken
wie dem Umweltcluster Bayern
e.V. erschließt hierbei neue Möglichkeiten
hinsichtlich der Sondierung
neuer Märkte, der Suche geeigneter
Partner sowie der Kooperation und
des Erfahrungsaustauschs mit Forschungsinstituten.
Der Umweltcluster Bayern wird von
der Bayerischen Staatsregierung im
Rahmen der Allianz Bayern Innovativ,
Cluster-Offensive Bayern, gefördert.
Mehr Informationen zum
Netzwerk unter
www.umweltcluster.net
®
Wir über uns:
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bestehend aus den Firmen:
SÜD-CHEMIE AG
Abwasserbehandlung und
Anlagentechnik
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em@il: roswitha.buehl@sud-chemie.com
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