TECHNIK IN DER
TECHNIK IN DER KLÄRANLAGE 18 UmweltJournal /November 2018 Integrierte Managementsysteme Entlastung von Kläranlagen DI Dr. Rudolf Kanzian In die Wiener Hauptkläranlage gelangen mehr als 6.300 Liter Abwasser pro Sekunde, das ergibt täglich mehr als 100.000 Kilogramm Schmutzstoffe. Das Abwasser in Kläranlagen durchläuft meist eine mechanische und ein bis zwei biologische Reinigungsstufen. Damit möglichst gering belastetes Abwasser eingeleitet wird, sind entsprechende rechtliche Regelungen vorgesehen. In der Industrie müssen Emissionsgrenzwerte aufgrund der Abwassermissionsverordnungen (AEV) für verschiedene Branchen eingehalten werden, das Wasserrechtsgesetz regelt Grundlegendes zur Wasserentsorgung. Auf EU-Ebene sind die Industrieemissionsrichtlinie (2010/75/EU), die Wasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG) und Kommunale Abwasserrichtlinie (91/271/EWG) ausschlaggebend. Aber können heutige Kläranlagen allen Schadstoffen im Abwasser erfolgreich entgegenstehen? Bei der Abwasserbehandlung kann je nach Behandlungsart bereits ein hoher Protzentsatz an verschiedensten Stoffen gefiltert werden, jedoch längst nicht alle und längst sind nicht alle kommunalen Kläranlagen dafür ausgerüstet. Immer komplexere Stoffe und Mikroschadstoffe sind Inhaltsstoffe in alltäglichen Produkten, wie Arzneimittel, Pflegeprodukte oder Haushaltschemikalien und gelangen durch den Konsumenten ins Abwasser. Ist die Technik in den Kläranlagen nicht ausreichend, gelangen Schadstoffe in die Oberflächengewässer und beeinträchtigen die Wasserqualität. Besonders Mikroschadstoffe können Organismen schädigen, wie auch zurück in die Nahrungskette gelangen und den Menschen schädigen, abhängig von der Bioakkumulation, Persistenz und Toxizität. Arzneimittel gelangen durch Ausscheidung oder Restbestände ins Abwasser und können nur unvollständig bis gar nicht gereinigt werden. Beim kommunalen Hauswasser ist neben dem Stand der Technik der Kläranlagen also auch die Industrie und der Konsument gefragt. Diese bestimmen mit, welche Produkte in den Abwasserkreislauf eingebracht werden und in welchem Maße sie diesen Eintrag reduzieren können, etwa durch Substitution von Produkten mit Mikroplastik (Waschmittel, Reinigungs- und Pflegemittel, kosmetische Produkte wie Peelings, synthetische Chemiefasern bei Textilien). In der Industrie wurden nach einer Empfehlung des Europäischen Dachverbands der Kosmetikindustrie bereits über 4000 Tonnen Mikroplastik in Kosmetika durch alternative Stoffe ersetzt. Gesetzliche Regelungen dazu gibt es allerdings noch nicht. Während produzierende Gewerbe nicht nur auf die unbedingte Einhaltung von Grenzwerten gemäß den AEV und ähnlichen Vorschriften achten sollten, können auch die Eigenschaften des Produkts im Abwasser sowie der Nutzung von Mikroschadstoffen hinterfragt werden. Auf gesetzlicher Ebene könnte eine verstärkte Berücksichtigung des Gewässerschutzes bei Zulassungsverfahren von Chemikalien, Pflanzenschutzmittel und Arzneimitteln veranlasst werden. DI Dr. Rudolf Kanzian Sabine Partel, B.S.c. KANZIAN ENGINEERING & CONSULTING GmbH – KEC office@kec.at Drei Beispiele für Bekämpfung von Kosmetikartikeln im Kanal Verzopfungen: Zerkleinerer beugen vor Verstopfungen und Verzopfungen aufgrund von Wisch- und Kosmetiktüchern, Wattestäbchen und Textilien sorgen immer häufiger für Störungen in Kanälen und Pumpsystemen. Und damit für Schäden, die in die Hunderttausende gehen. Im letzten Heft thematisierte das UmweltJournal bereits die Problemstellung. Nun soll mit dem XRipper von Vogelsang eine mögliche Lösung für den effizienten Anlagenschutz vorgestellt werden. Der Zweiwellen-Zerkleinerer konnte in einigen Abwasseranlagen bereits erfolgreich eingesetzt werden – drei Beispiele werden hier vorgestellt: Beispiel Nummer Eins ist die Evangelische Stiftung Neinstedter Anstalten im Landkreis Harz. Das Sozialwerk kümmert sie sich vor allem um behinderte und psychisch kranke Menschen. Das Abwasser der Neinstedter Anstalten, es fallen stündlich etwa 40 Kubikmeter an, fließt in die öffentliche Kanalisation. Dabei kam es vermehrt zu Störungen bis hin zu Beschädigungen an Pumpen im öffentlichen Abwassernetz aufgrund von groben Verunreinigungen, zum Beispiel durch Kleidungsstücke. Diese konnten durch Etiketten den Neinstedter Anlagen zugeordnet werden. Die ZwV Wasserversorgung und Abwasserentsorgung Ostharz, die das öffentliche Abwassernetz betreut, verpflichtete die Neinstedter Anstalten dazu, die „Störstoffe“ selbst zu beseitigen oder zu zerkleinern. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen entschieden sich diese für die Installation eines Zerkleinerers. Auf der Suche nach einem geeigneten Gerät fiel die Wahl im Jahr 2009 auf den XRipper XRS186-130Q von Vogelsang. „Seitdem haben wir Ruhe“, so Frederec Preuß, Betriebsingenieur der Neinstedter Anstalten. Bei anschließenden Kontrollen durch den Zweckverband kam es zu keinen weiteren Problemen und die optimale Zerkleinerung der Feststoffe wurde bestätigt. Beispiel 2: Die Verbandsgemeinde Wonnegau in Rheinland-Pfalz besteht aus der Stadt Osthofen und zehn Ortsgemeinden. Das Abwasser aus der Kommune wird teilweise zur Kläranlage Worms geleitet. Mit einer Ausbaugröße von 180.000 EW stellt diese genügend Kapazitäten zur Verfügung, um das Abwasser aus der Verbandsgemeinde zu klären. Für die Förderung des Abwassers nach Worms steht in Osthofen ein Pumpwerk bereit, das in den 1980er Jahren errichtet und fortlaufend erweitert wurde. Hygieneartikel und insbesondere Feuchttücher lösten bei der Hauptpumpe wiederholt Betriebsstörungen aus. Um Verstopfungen zu beheben, musste diese durchschnittlich ein bis zwei Mal pro Woche geöffnet werden. Zwei Mitarbeiter mussten bei der Wartung jeweils 50 Liter verzopftes Material aus Pumpe und Rohrleitungen beseitigen und waren inklusive aller Vorbereitungs- und Nebentätigkeiten zwei Stunden im Einsatz. Verzopfungen vor und nach der Behandlung durch einen Zweiwellen-Zerkleinerer. Der XRipper XRP von Vogelsang in Wonnegau, Rheinland-Pfalz, spart die Gemeinde Arbeitszeit von über 200 Stunden jährlich für Wartung. Um Probleme und Störungen an der Pumpe durch Feuchttücher und andere Störstoffe langfristig zu beheben, installierte die Verbandsgemeinde einen Zweiwellen-Zerkleinerer, den XRipper XRP von Vogelsang. Seit der Installation des Zerkleinerers sorgt dieser für einen Betrieb der Hauptschmutzwasserpumpe ohne Unterbrechungen. Und – die Maßnahme lohnt sich für die Verbandsgemeinde. Dem Mehrverbrauch an Strom durch den Zerkleinerer steht die Reduzierung der Stromaufnahme der Kreiselpumpe gegenüber. Dank des störungsfreien Betriebs spart die Gemeinde Arbeitszeit von über 200 Stunden jährlich für Wartung. Beispiel 3: Fotos: Vogelsang Fotos: Vogelsang Die zum Lippeverband gehörende Kläranlage Dulmen ist auf 55.000 EW ausgelegt. Über ein Pumpwerk ist der Ortsteil Merfeld angeschlossen. Bis Mitte der 1990er Jahre reinigte eine kleine Kläranlage das Abwasser des Stadtteils lokal. Nach dem Rückbau der Anlage entstand auf dem Gelände eine Pumpstation. Das Pumpwerk könnte reibungslos seinen Dienst verrichten, wenn nicht Textilien und Hygieneartikel im Abwasser wären: Immer wieder kam es hierdurch zu Betriebsstörungen der Pumpen. Eine weitere Problemquelle ist eine kleine Ferienhaussiedlung. Die Abwässer werden vor Ort gesammelt und dann pneumatisch zum zehn Kilometer entfernten Pumpwerk in Merfeld gedrückt. Da die Domizile meist nur am Wochenende genutzt werden, sammeln und konzentrieren sich oft Störstoffe im Schacht und werden dann durch Druckluft in geballter Form nach Merfeld gefördert. Neben Feuchttüchern lösten in der Pumpstation häufig Putzlumpen Verstopfungen aus. Aber auch Handtücher, Unterwäsche und Nylonstrumpfe sorgten in den Pumpen für Irritationen. Mindestens einmal pro Woche rückten zwei Mitarbeiter aus, um die Störungen zu beseitigen. Auf der Suche nach einer Lösung wurde Klarmeister Wissing auf den Zerkleinerer XRipper XRC-SIK von Vogelsang aufmerksam. Dank seiner monolithischen Ripper- Rotoren beherrscht dieser Zerkleinerer selbst hartnäckige Störstoffe sicher. Der Zerkleinerer passte zu den engen räumlichen Gegebenheiten vor Ort und lies sich mit geringem Aufwand unkompliziert vor dem Einlauf im offenen Pumpensumpf installieren. Pumpen und Zerkleinerer laufen seitdem reibungslos; Textilien und Hygieneartikel müssen nicht mehr von den Mitarbeitern geborgen und entsorgt werden. „Seit Einsatz des Zerkleinerers gab es nicht eine einzige Verstopfung“, stellt Klarmeister Wissing fest. Für Service- und Wartungsarbeiten kann der Zerkleinerer über ein Schienensystem mit Hilfe eines Krans vor dem Auslass positioniert und dann herausgezogen werden. Eine Wartung war bisher jedoch nicht erforderlich. Auch finanziell rechnet sich die Übernahme des Zerkleinerers für den Lippeverband. Der Investition steht die Ersparnis der wöchentlichen Wartung gegenüber. Selbst unter Berücksichtigung der Energie- und sonstigen zu erwartenden Betriebskosten inklusive Verschleißteile rechnet sich die Maßnahme innerhalb weniger Jahre. ANWENDUNGEN Ÿ Hauptsammler Ÿ Abwasserleitungen Ÿ Regenwasserleitungen Ÿ Klärbecken MwStop RÜCKSTAU SICHERUNG MwStop Rückstauventile schützen wirksam vor Rückstau, Überflutung und Geruchsbelästigung VORTEILE Ÿ Extrem geringer Druckabfall Ÿ Ohne bewegliche Teile Ÿ Für alle Materialien und Größen Ÿ Einfachster Einbau Ÿ Lange Lebensdauer Ÿ Praktisch wartungsfrei www.mta-messtechnik.at MwStop DN150 STANDARD Bügelmontage DN100 - DN1800
November 2018/ UmweltJournal ABLUFTTECHNIK 19 Aktive Luftfilterung im Arbeitsbereich Clean Option: Arbeitsschutz für die Müllarbeiter Schimmelpilze, Viren und Feinstäube (Bioaerosole) sind seit Jahrzehnten als Gesundheitsgefährdung von Müllarbeiter bei der Abfallsammlung in der Diskussion. Da der Arbeitsschutz, hier speziell der Atemschutz für die Müllwerker am Sammelfahrzeug von hoher Bedeutung ist, bietet Zöller-Kipper eine wirksame Lösung für das Problem an. Clean Option: so heißt das System des Mainzer Herstellers Zöller-Kipper zur aktiven Luftfilterung bei Müllfahrzeugen. Es wird an Abfallsammelfahrzeugen vom Typ Hecklader eingebaut. Das System besteht aus Filterelementen für Grob- und Feinstaub sowie einem Aktivkohleelement zur Beseitigung von Gerüchen. Ein gängiger Radiallüfter erzeugt einen leichten Unterdruck am Heckteil beziehungsweise im Schüttungsbereich des Abfallsammelfahrzeuges, also direkt im Arbeitsbereich des Müllwerkers. Die abgesaugte Luft wird dabei über einen Zyklon-Filter zur Abscheidung des Grobstaubs und ein integriertes Filterelement (Feinstaubfilter, Aktivkohle) geführt. Die Zyklon-Filtereinheit verfügt über eine aktive Absaugung zur Erhöhung der Abscheiderate des Staubes, was die Filterstandzeit spürbar verlängert. Unterstützt wird der Absaugvorgang durch links und rechts im Heckteil integrierte Blasschienen, die eine Art Luftvorhang erzeugen. Die hintere Umgebung wird auf diese Weise praktisch abgeschottet und die kontaminierte Luft kann zuverlässiger in das Heckteil des Sammelfahrzeuges abgesogen werden. Die Ausrichtung der Blasschienen ist für eine optimierte Einstellung justierbar ausgeführt. Ein Verwirbeln der kontaminierten Luft vom Heckteil in den Außenbereich wird so ebenfalls deutlich reduziert. Das bedeutet, dass die Luft am hinteren Bereich des Müllfahrzeuges sauberer ist, als die restliche Umgebungsluft. Das System wird in die Steuerung des Lifters integriert und darüber angesteuert. Feldtests bei Anwendern bestätigen Wirksamkeit Clean Option ist für neue Abfallsammelfahrzeuge der Kirchhoff Ecotec Gruppe sowie als Nachrüstsatz für Bestandsfahrzeuge lieferbar. Tour begleitende Messungen der CO2 und MVOC (microbial volatile organic compounds) Anteile bestätigen die hohe Wirksamkeit des Systems. Dabei ermittelten die Messungen indirekt die Schimmelpilzkonzentration durch messen der freigesetzten organischen Reaktionsprodukte (unter anderem Gerüche), die beim Pilzwachstum entstehen. Die Messungen wurden in unterschiedlichsten Arbeitsumgebungen, wie ländlicher Raum, Innenstadt sowie bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen durchgeführt. Im Sommer wird das Wachstum und die Vermehrung von Wärme liebenden Schimmelpilzen schon durch die erhöhten Außentemperaturen und die hohe Luftfeuchtigkeit unterstützt. Daher verschimmelt der Bioabfall besonders schnell und bereits bei der Lagerung in der kleinen Biotonne in der häuslichen Küche kann es zu erhöhten Schimmelpilzkonzentrationen kommen. Bei jeder Öffnung der Biotonne können daher Tausende bis Millionen von Pilzsporen freigesetzt werden. Ob in Neumünster, Bergisch Gladbach oder Ingolstadt ein halbes Dutzend Anwender probierte das System Clean Option in den unterschiedlichsten Typen von Hecklader-Sammelfahrzeugen aus. Mit diesen Betriebserfahrungen konnte Clean Option intensiv in unterschiedlichen Betriebsumgebungen in der Praxis getestet werden. Mit den gesammelten Erfahrungen wurde das System nochmals optimiert. Augenmerk lag besonders auf den erreichbaren Wartungsintervallen für die Filter. Es zeigte sich, dass diese sehr stark von dem Betriebsumfeld, wo gesammelt wird, abhängig sind. AL-KO: „Profi“ Absaugung bei Kocherhans Mehr Absaugung - weniger Energie und Lärm Die Firma Kocherhans AG stellt seit über 60 Jahren Qualitätsprodukte für Innenausbau, Küchen und Möbel her. Um dem hohen Qualitätsanspruch der Firma auch weiterhin gerecht zu werden, wurde investiert: in leistungsfähigere Maschinen für die Schreinerei und in modernste Absauganlagen der AL-KO Absaugtechnik für mehr Energieeffizienz, geringste Schallemissionen und beste Raumluftqualität. Leistungsfähigere Maschinen stellen höhere Ansprüche an eine hocheffiziente Absaugtechnik. Auch die bestehende Filteranlage der Firma Kocherhans AG im schweizerischen Kreuzlingen war den Herausforderungen nicht mehr gewachsen. Zu hohe Betriebskosten für Aufwand und Unterhalt hätten ein ökonomisches Arbeiten nicht mehr gewährleistet. Die Lösung: eine Reinluftfilteranlage namens AL-KO Profi Jet. „Die Firma Kocherhans AG war auf der Suche nach einer Reinluftfilteranlage auf dem neuesten Stand der Technik. Entscheidende Kriterien waren dabei Energieeffizienz, geringe Lärmbelastung sowie natürlich die Leistungsfähigkeit. In all diesen Punkten überzeugte die AL-KO Profi Jet auf Anhieb”, so Simon Häußermann, Bereichsleiter bei Fuchs Aadorf, Partner der AL-KO Therm GmbH für die Absaugtechnik in der Schweiz. Die Anschaffung machte sich schnell bezahlt. Obwohl die Leistung bei Druck und Volumenstrom von 27.000 auf 45.000 Kubikmeter pro Stunde erhöht wurde, konnten Stromverbrauch und -spitzen um 30 Prozent gesenkt werden. Ebenso reduzierte sich dank der Differenzdrucküberwachung der Druckluftverbrauch signifikant, was nur ein Vorteil der innovativen AL-KO Opti Jet Filtertechnologie ist. Ein weiterer ist ihre hervorragende Abreinigung: Erreicht der Verschmutzungsgrad der Filter eine definierte Schwelle, aktiviert sich die Filterreinigung vollautomatisch während des Betriebs. Auf diese Weise passt sich die Stillstandsabreinigung dem Produktionsprozess an, was eine sehr hohe Filterstandzeit garantiert. Und das bei einem Reststaubgehalt von weniger als 0,1 Milligramm pro Kubikmeter. Diese reine Luft kann zu 100 Prozent in die Schreinerei zurückgeführt werden, was wiederum beste Luftqualität für die 60 Mitarbeiter der Kocherhans AG verspricht. Weniger Lärm inklusive Die optimierten Arbeitsbedingungen setzen sich in der Lärmemission fort. Simon Häußermann erklärt: „Die AL-KO Profi Jet basiert auf einem modularen Baukastensystem aus massiv verzinkten Stahlprofilen mit Aluminium-Druckgussecken an den Knotenpunkten sowie Verkleidungspaneelen aus pulverbeschichtetem Stahlblech. Dazwischen liegt eine Isolierung aus Steinwolle. Dementsprechend leise ist die Anlage und kann sogar im Mehrschichtbetrieb eingesetzt werden.” Außerdem sichert dieser Aufbau der Kocherhans AG eine 100-prozentige Wärmerückgewinnung und damit deutliche Einsparungen bei den Heizkosten. Selbst die anfallenden Späne werden energieeffizient entsorgt. Das Material wird in der Filteranlage gepuffert und anschließend getaktet in das anliegende Silo gefördert, sodass der Abtransport nur im Bedarfsfall erfolgt. Energieeffizient werden die entsorgten Späne als Brennstoff für die Heizung verwertet. 1: Innovative Absaugtechnologie: Das Schweizer Unternehmen Kocherhans AG setzt auf die Reinluftfilteranlage AL-KO Profi Jet. 2: Die zusätzliche Dämmung ermöglicht geringe Lärm-Emissionswerte und Wärmerückgewinnung. 1a 2 1 a und b: Clean Option ist für neue Abfallsammelfahrzeuge der Kirchhoff Ecotec Gruppe sowie als Nachrüstsatz für Bestandsfahrzeuge lieferbar. Die Ausrichtung der Blasschienen ist für eine optimierte Einstellung justierbar ausgeführt. 2: Systemskizze Clean-Option 1 2 1b Grafik: Tassima Fotos: AL-KO Therm GmbH Fotos: ZÖLLER-KIPPER
