4 ZOPFSTOFFE
4 ZOPFSTOFFE UmweltJournal /September 2018 Teil 1: Millionenschäden durch Feuchttücher Wie Feuchttücher zu Kanalmonstern werden Betreiber von Kanalisationssystemen wie Abwasserverbände oder Kommunen sehen sich seit einiger Zeit mit einer neuen Herausforderung konfrontiert: Immer mehr Hygieneartikel und kosmetische Einwegprodukte landen nicht etwa in der Mülltonne, sondern in der Toilette, und damit in der Kanalisation. Obwohl diese Dinge dort eigentlich nichts zu suchen haben, finden die Betreiber in Kanälen und Kläranlagen große Mengen von Einweg-Putztüchern, Wattestäbchen, Tampons und Slipeinlagen, Verbandsmaterial, Kleidung und andere Textilien. Das größte Problem sind jedoch die Massen an Feucht- und Babypflegetüchern. Die Verbände und Kommunen müssen daher einen sehr hohen Aufwand betreiben, um die störungsfreie Funktion der Kanalisation zu gewährleisten, sind aber gleichzeitig dazu aufgefordert, die Abwassergebühren so niedrig wie möglich zu halten. Insbesondere der Absatz von Feuchttüchern ist in den letzten Jahren stark gestiegen (etwa 200 Prozent). Fanden sie früher fast ausschließlich bei der Babypflege Verwendung und wurden zusammen mit den Windeln im Hausmüll entsorgt, sind Feuchttücher heute ein Teil der alltäglichen Hygiene und werden nach Gebrauch immer öfter in die Toilette geworfen. So gelangen Einzigartige Polyurethan - Membrane Verzopfungen durch nicht zersetzte Fasern - ein immer größeres Problem in der Abwasserreinigung. immer mehr Fasern mit immer weniger Abwasser in die Kanalisation. Obendrein zersetzen sich die Tücher nur sehr langsam oder gar nicht – eine Kombination, die unweigerlich zu Verstopfungen der Pumpen in der Kanalisation führt. Dementsprechend größer ist der Wartungsaufwand auf Seiten der Betreiber, sodass auch die Abwassergebühren für Kleinere Blasen für geringeren Verbrauch die Verbraucher steigen. Dass gesetzliche Vorschriften die Entsorgung von Feuchttüchern und Ähnlichem über die Toilette verbieten, ist den wenigsten Verbrauchern bewusst. Hinweise zu der pflichtgemäßen Entsorgung im Hausmüll sind entweder so unauffällig, dass der Verbraucher sie schnell übersieht, oder sie fehlen gänzlich. Bis zu 20 Jahre Lebensdauer Die sieben Stufen der Spülbarkeit Stattdessen finden sich auf vielen Feuchttücher-Verpackungen Angaben zur Spülbarkeit. Diese basieren auf einem vom europäischen Verband der Vlieshersteller (Edana) initiierten, freiwilligen Test hinsichtlich der Herunterspülbarkeit von Feuchttüchern in Toiletten. Diese „sieben Stufen der Spülbarkeit“ erfassen jedoch nach Meinung von Experten nicht die ganze Feuchttücher-Problematik und die Auswirkung auf die Kanalisation, da der Test nach dem Abwasserrohr der Toilette endet. Ob und wie schnell sich die mit vielen Fasern durchzogenen Pflege- und Feuchttücher in der Kanalisation zersetzen, wird nach Expertenurteil unzureichend berücksichtigt. Bekannt ist: Wie lange Feuchttücher benötigen, um sich zu zersetzen, hängt stark vom Typ des Vlieses ab. Eines ist jedoch sicher: Immer mehr nicht zersetzte Feuchttücher verzopfen sich und führen zu Verstopfungen an Pumpen oder gelangen vollkommen intakt bis zur Kläranlage. Die Aufenthaltszeit in der Kanalisation ist viel zu kurz, als dass sich größere Zersetzungserscheinungen ergeben könnten. Und das Phänomen macht nicht bei Feuchttüchern Halt. Es werden in zunehmendem Maß auch andere Hygieneartikel sowie Kleidung und Textilien über das Abwasserrohr entsorgt. Die niedrigen Preise von Alltagsartikeln führen zu einer verkürzten Nutzungsdauer, ihr Wert wird zu gering geschätzt. Vor allem Unterwäsche oder auch Putzlappen und Aufnehmer werden weggespült statt weggeworfen – eine zusätzliche Faserfracht in der Kanalisation, mit der herkömmliche Abwassertechnik schnell überfordert ist. Fasern als Ursache für Verstopfungen Die wenigsten Hygieneartikel und Textilien lassen sich aber einfach absondern. Insbesondere Feuchttücher aber sind ein Problem für die Technik in der Kanalisation, da sie zum Verzopfen neigen. Die so entstehenden Störstoffzöpfe allerdings lösen sich keinesfalls von alleine wieder auf. Stattdessen fallen technische Komponenten regelmäßig aus, weil Pumpen, Armaturen und Abwasserrohre verstopft sind. Die große Aufmerksamkeit der Medien für das Feuchttücher-Problem mag auf Panikmache hindeuten, tatsächlich aber gehört die wöchentliche bis tägliche Störungsbeseitigung zur Routine. Hennig Werker, Leiter der Abwasserbetriebe Köln, beziffert den Aufwand bei circa 500.000,00 Euro jährlich für die Reinigung der Pumpen in den fünf Kläranlagen der Stadt. Als Hauptursache werden Feuchttücher genannt. Die Berliner Wasserbetriebe beziffern die durch die Feuchttücher-Problematik verursachten Kosten sogar auf bis zu 800.000 Euro pro Jahr. Deutschlandweit muss wohl mit einem hohen zweistelligen Millionenbetrag gerechnet werden. Eine Lösung: Zweiwellen- Abwasser-Zerkleinerer Verhindern lassen sich Verzopfungen von Feuchttüchern häufig nur, wenn sie – bevor sie an die erste Pumpe gelangen – zerkleinert werden. Eine wirtschaftliche Variante für den zuverlässigen Schutz vor Verstopfungen von Pumpen und Abwasserrohrleitungen bieten Zweiwellen-Zerkleinerer wie der XRipper von Vogelsang. Der XRipper basiert auf einem berührungslosen Funktionsprinzip, weshalb der Leistungsbedarf im Leerlauf minimal ist. Dank niedriger Drehzahlen stehen für die Zerkleinerung große Drehmomente zur Verfügung. Das ermöglicht diesen Geräten, auch mit einer geringen Antriebsleistung Verstopfungen von Pumpen oder Abwasserrohrleitungen zu verhindern. Für viele Betreiber amortisiert sich die Investition in eine solche Technik daher in relativ kurzer Zeit. Die Stromaufnahme und damit die Betriebskosten der Pumpen sinken und kostenintensive Wartungs- und Feuchttücher und andere Hygieneartikel sowie Kleidung setzen den Einrichtungen in Kläranlagen enorm zu. Eine Lösung: Der XRipper Zweiwellen-Zerkleinerer, vor dem Auslauf eines offenen Abwasser-Sammelschachtes. Fotos: vogelsang Serviceeinsätze entfallen. Vor allem Notfalleinsätze in der Nacht und an Feiertagen aufgrund von verstopften Pumpen kommen Abwasserbetriebe andernfalls teuer zu stehen. Wo und wie leistungsstarke Zweiwellen-Zerkleinerer für Abwassersysteme erfolgreich eingesetzt werden zeigt das UmweltJournal in seiner kommenden Ausgabe im Themenschwerpunkt „Technik in der Kläranlage“.
September 2018/ UmweltJournal ZOPFSTOFFE 5 Keine Probleme mit Verzopfungen im Pumpwerk Markt Grassau Pumpe mit „großen freien Durchgängen für Feststoffe“ In einem Pumpwerk im oberbayerischen Grassau waren bis Ende 2014 Tauchpumpen aus den 1980er Jahren im Einsatz, die Anfang 2015 ausgetauscht wurden. Um das Abwasser effizienter zu fördern und dem zunehmenden Problem mit Verzopfungen entgegenzuwirken, entschied sich der Gemeinderat für einen Austausch der alten Modelle gegen neue Pumpen aus der EffTec-Baureihe von HOMA. Diese sind besonders für schwierige Einsatzbedingungen – beispielsweise eine erhebliche Feststoffbelastung – geeignet. Die Pumpen, die wir bis 2014 im Pumpwerk im „ Erlenweg eingesetzt haben, waren bereits etwa 30 Jahre alt und im Vergleich zu heutigen Pumpenmodellen nicht mehr besonders effizient“, so Sebastian Stephan vom Wasserwerk Grassau. „Um auf den neuesten Stand der Pumpentechnik zu kommen und das Abwasser hier die nächsten Jahre optimal entsorgen zu können, hat sich der Gemeinderat daher für die Erneuerung des Pumpwerks entschieden.“ Nachdem es vor dem Austausch der Pumpen an den alten Aggregaten einen erkennbaren Anstieg von Problemen mit Verzopfungen gegeben hatte, fiel die Wahl zunächst auf Freistromradpumpen, die in dieser Hinsicht als besonders unauffällig gelten. Nach der Installation der neuen Modelle kam es jedoch wieder zu Schwierigkeiten mit Verstopfungen. „Unserer Einschätzung nach lag das an der hohen Feststoffkonzentration und der relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Pumpe“, erklärt Markus Steimel, Leiter Service und Projektverantwortlicher bei HOMA. Generell beobachten die Mitarbeiter des Pumpenherstellers in jüngster Zeit eine Zunahme von Problemen mit verzopften Pumpen, was auf immer geringer werdende Fremdwasseranteile in den Abwasserkanälen und eine Zunahme von nicht-zersetzbaren Feststoffen – insbesondere Feuchttüchern – zurückzuführen ist. „Gerade bei Freistromradpumpen wird in Verbindung mit geringer Fließgeschwindigkeit durch den Zentrifugaleffekt eine Trennung des schwereren Wassers von den leichten Feststoffen begünstigt. Das führt letztlich zu den Verzopfungen“, so Steimel. Einkanalräder mit großen Kugeldurchgängen HOMA empfahl den Einsatz von Pumpen aus der EffTec-Baureihe. „Diesen neu entwickelten Pumpentypus haben wir bereits vor dem Projekt in Grassau in verschiedenen Pumpwerken mit erheblicher Feststoffbelastung eingesetzt und konnten dabei seine Zuverlässigkeit insbesondere unter schwierigen Einsatzbedingungen unter Beweis stellen“, erläutert Steimel. Für diese Baureihe wurde der gesamte Motor neu konzipiert. So sorgt beispielsweise das spezielle Design dafür, dass sich der Kühlmantel nicht mit Feststoffen zusetzen kann. Insbesondere die wesentlichen Komponenten jeder Kreiselpumpe, das Laufrad und das Pumpengehäuse, wurden komplett neu entwickelt. Um angesichts der veränderten Beschaffenheit des Abwassers mit immer mehr Feststoffen zuverlässig arbeiten zu können, verwendet die neue Baureihe ausschließlich geschlossene Einkanalräder mit großen Kugeldurchgängen, das heißt großen freien Durchgängen für Feststoffe: „Mit Hilfe von Strömungssimulationen haben wir ein Laufrad geschaffen, das nahezu ideale Strömungsbedingungen ohne störende Verwirbelungen generiert. Dadurch werden auch Faserstoffe optimal durch die Pumpenhydraulik geleitet und die Gefahr der Verzopfung auf ein Minimum reduziert“, erklärt Steimel. „Seit die Einkanalrad-Pumpen im Januar im Erlenweg eingebaut worden sind, hat es keine Probleme mit Verstopfungen mehr gegeben“, so Sebastian Stephan. „Nach dem Austausch ist auch der Stromverbrauch nun merklich gesunken.“ „Um auf den neuesten Stand der Pumpentechnik zu kommen, der hohen Feststoffkonzentration Herr zu werden und das Abwasser hier die nächsten Jahre optimal entsorgen zu können, hat sich der Gemeinderat daher für die Erneuerung des Pumpwerks entschieden.“ Sebastian Stephan vom Wasserwerk Grassau am Pumpwerk im Erlenweg. Die neuen Pumpen aus der EffTec-Baureihe von HOMA sind besonders für schwierige Einsatzbedingungen – beispielsweise eine erhebliche Feststoffbelastung – geeignet und wurden in Grassau nun erstmals in Trockenaufstellung eingesetzt. Fotos: Homa 30% Kostensenkung im ersten Jahr im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssystemen VLT® AQUA DRIVE FC 202 Flexibel, modular und anpassungsfähig. Beste Wahl für alle Wasseranwendungen. Tägliche Lastschwankungen in der Wasserversorgung machen eine moderne Drehzahlregelung aller Pumpen, Ventilatoren und Gebläse wirtschaftlich notwendig. Danfoss Drives bietet Ihnen das umfangreichste Portfolio im Markt. Antriebe von 1,1 kW bis 5,3 MW sorgen für optimale Prozesse und minimierte Kosten. Besuchen Sie uns auf der SPS IPC Drives 2018 in Halle 3A, Stand 430 Weitere Informationen finden Sie unter: drives.danfoss.at Danfoss Gesellschaft m.b.H. · Danfoss Drives Telefon: +43 720 548 000, E-Mail: cs@danfoss.at Danfoss_AZ_VLT_AQUA DRIVE_2018_275x196,5_A.indd 1 05.07.18 10:07
