Schlauchtechnologie zum Fördern von Polymeren für effiziente Entwässerung

Ein neues Pumpsystem löst Probleme mit Korrosion und Viskosität bei der Verwendung von Polyacrylamid.

Von: Rob Martindale, Watson-Marlow Fluid Technology Solutions

Im Rahmen des Little Traverse Bay Environmental Project im Norden von Michigan (USA) behandelt das Umweltberatungsunternehmen Pescador LLC das Grundwasser mit einem Nischenpolymer. Als sich Membrandosierpumpen bei der Förderung dieser Chemikalie als unzureichend erwiesen, arbeitete das Unternehmen mit Watson-Marlow Fluid Technology Solutions zusammen und installierte eine neue, wartungsarme und hochgenaue Pumplösung.

Verwendung von Polymeren in der Entwässerung: Viskosität und Korrosion

Polyacrylamid (PAM) wirkt als Flockungsmittel. Im Verfahren von Pescador zieht dieses anionische Polymer eine große Anzahl winziger organischer Partikel an, die in der Lösung schwimmen, und konzentriert sie als größere Flocken. Einmal auf diese Weise gesammelt, können die Flocken mittels Flotation mit gelöster Luft (engl. „Dissolved Air Floatation“, DAF) an die Oberfläche gebracht werden, wo sie abgeschöpft werden.

PAM und andere Polymere stellen jedoch eine Herausforderung für herkömmliche, handelsübliche Pumpsysteme dar. Der Einsatz von Membrandosierpumpen führte bei Pescador zu Ausfallzeiten und hohen Kosten. “Wir hatten ständig mit Problemen bei der Wartung zu kämpfen,” berichtet der Betriebsleiter von Pescador, Ryan Wcisel. “Die Pumpen waren ständig verstopft, die Dosierung war nicht sehr genau und es war schwierig, die Geräte optimal zu betreiben.” Die Chemikalie greift Schläuche aus normalem Santopren an, und bei hochviskosen Polymeren wie an diesem Standort werden Pumpen, die nicht speziell für eine solche Aufgabe ausgelegt sind, schnell unbrauchbar. 

Auf der Suche nach einer Lösung mit geringerem Wartungsaufwand wandte sich Pescador an Watson-Marlow Fluid Technology Solutions. Häufig wenden sich die Kunden an Watson-Marlow, wenn sie Probleme mit einer Nischenchemikalie haben oder eine höhere Genauigkeit benötigen. Unsere Fachleute schlugen ein neues Produkt vor, die Qdos ReNu PU-Pumpe.

Die Qdos 20 ReNu PU, die bei der DAF-Anwendung vor Ort installiert wurde, hat über zwei Jahre gehalten und ist nie ausgefallen (bei 0,015 USGPH im Dauerbetrieb), bevor sie aufgrund einer geringfügigen Kalibrierungsabweichung ersetzt wurde.

Spezialschläuche für Polymere

Das Herzstück der Lösung ist eine neue Schlauchtechnologie, die die chemische Verträglichkeit von Qdos erhöht. Die speziell für Polymere entwickelten Schläuche sind resistent gegen aliphatische Kohlenwasserstoffe, so dass die Chemikalien das Schlauchmaterial nicht so angreifen, wie es sonst der Fall wäre. Eine Schlauchpumpe schützt nicht nur den Pumpenkopf, sondern auch die Chemikalie selbst. Polymere sind anfällig für mechanische Beschädigung. Wird die Chemikalie vor der Anwendung aufgerührt und gemischt, wirkt sie nicht wie vorgesehen. Während des stark scherenden Pumpvorgangs einer Membranpumpe kommen die beweglichen Teile der Pumpe mit dem Polymer in Berührung, wodurch dieses beschädigt wird und es zu Verstopfungen und Festfressen kommt. Als Schlauchpumpe kann die Qdos20 ReNu PU Polymere in einer kontrollierten und sehr scherungsarmen Bewegung fördern, ohne die Chemikalie zu beschädigen oder aufzurühren. Die Watson-Marlow-Technologie schützt also die Chemikalie, die Pescador in den Prozess einbringt.

Heute setzt Pescador vier dieser Pumpen ein, eine für das DAF-System und drei an Zentrifugeneinheiten. Betriebsleiter Wcisel nennt als Hauptvorteile der innovativen Pumpe: Benutzerfreundlichkeit und einfache Wartung, Dosiergenauigkeit und Rückmeldefunktionen.

Die Qdos 20 ReNu PU besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Antrieb mit der Steuerung der Pumpe, und einem separaten Pumpenkopf, der das einzige Verschleißteil der Pumpe ist. Dies macht die Qdos zu einer einfach zu installierenden Lösung, während für Membrandosierpumpen vier oder fünf Zusatzsysteme (Gegendruckventile, Pulsationsdämpfer, Schmutzfänger, Schwimmerschalter) erforderlich sind, mit jeweils eigenen Wartungsplänen. So erwiesen sich beispielsweise die Rückschlagventile der ursprünglichen Membrandosierpumpe von Pescador angesichts der hohen Viskosität als unzureichend. Mit der Qdos Pumpe entfällt auch die Notwendigkeit einer gefluteten Ansaugung, auf die die Membrandosierpumpe angewiesen war.

Dieses konsolidierte System ist außerdem vollständig geschlossen, was eine wesentliche Verbesserung bei der Reduzierung von Leckagen darstellt. Das verwendete Polymer ist eine sehr schmierige Chemikalie. Jede Leckage zieht einen langwierigen und komplizierten Reinigungsprozess nach sich, und beim Versuch einer Reinigung mit Wasser quillt das Polymer auf, was zu noch mehr Reinigungsaufwand führt. Bei einer Membranpumpe konnte dies leicht ein bis zwei Stunden Reinigungszeit nach einem Austritt der Chemikalie in Anspruch nehmen. Beim Qdos 20 ReNu PU-System befindet sich der Spezialschlauch innerhalb des abgedichteten Gehäuses (ReNu-Technologie) des Pumpenkopfes, so dass im Falle einer Leckage der Pumpenkopf alle austretenden Flüssigkeiten auffängt. Diese Eigenschaft ist besonders nützlich, wenn es sich um gefährliche oder teure Chemikalien handelt, da nur eine begrenzte Menge austreten kann. Außerdem entfällt das gesamte Verfahren zur Beseitigung von ausgetretenen Flüssigkeiten; stattdessen lässt sich der Pumpenkopf innerhalb von zwei Minuten austauschen, und zwar ohne Werkzeug.

Darüber hinaus bietet die Qdos 20 ReNu PU eine hervorragende Dosiergenauigkeit. Die Pumpe hat eine Genauigkeit von ±1 % – so werden die durch Überdosierung entstehenden Kosten für Chemikalien gesenkt, die Prozessleistung verbessert und die Transportkosten für Nebenprodukte gesenkt. Ferner kann sich beim Fördern von Polymeren deren Viskosität ändern. Die Qdos 20 ReNu PU-Pumpe ist so ausgelegt, dass sie eine konstante, genaue Dosierung bei variabler Viskosität gewährleistet. “Die Genauigkeit der Dosierung ist nach unserer Erfahrung mit nichts anderem vergleichbar,” sagt Wcisel. Die neue Schlauchtechnologie sorgt nicht nur für mehr Genauigkeit, sondern auch für höhere Fördermengen.

Darüber hinaus verbessert das intelligente Benachrichtigungssystem der Pumpe die Effizienz im Betrieb. Wenn der Schlauch bricht oder das Ende seiner Lebensdauer erreicht ist, benachrichtigt die Qdos 20 ReNu PU den Anwender. Außerdem unterstützt sie eine flexible Chargensteuerung und meldet dem Bediener, wenn ein Vorratsbehälter fast leer ist. “Eine der nützlichsten Funktionen, die wir bei keinem anderen Gerät gefunden haben, ist der Alarm für den anstehenden Austausch des Pumpenkopfes, sagt Wcisel. Zusammen mit einer einfach zu bedienenden Schnittstelle mache dies die Pumpen sehr benutzerfreundlich.

Innovatives Pumpsystem reduziert Ausfallzeiten und Wartungsaufwand bei der Abwasseraufbereitung

Betreiber von Wasseraufbereitungsanlagen mit Einsatz von Polymeren im Entwässerungsprozess können Kosten und Ausfallzeiten senken, indem sie auf eine Spezialpumpe mit maßgeschneiderter Schlauchtechnologie umsteigen. Der Einsatz von Polymeren bei der Aufbereitung von Primärschlamm, biologischem Schlamm, Mischschlamm und Faulschlamm nimmt weltweit zu. Bei der nächsten Generation von Umwelt- und Industrieentwässerungsanlagen werden polymerspezifische Pumpsysteme eine entscheidende Rolle spielen.

Qdos Dosierpumpe