Kläranlage erzielt Phosphor-Gesamtabbauquote von 97,5 Prozent

Qdos CWT-Pumpe vor Ort

Für die Dosierung des Fällmittels Eisen-III-Chlorid-Sulfat (FeClSO₄) zur Phosphateliminierung setzt die Hauptkläranlage in Hessisch-Lichtenau auf die innovative Dosierpumpe Qdos CWT™ von Watson-Marlow – die weltweit erste Pumpe mit Conveying Wave Technology (CWT™). Diese Weiterentwicklung des peristaltischen Förderprinzips bietet alle Vorteile von Schlauchpumpen, wie hohe Präzision und einfache Wartung, gleichzeitig aber auch eine erheblich längere Betriebslebensdauer. In Hessisch-Lichtenau beweist die Pumpe dies bereits seit 18 Monaten – trotz Dauerbetrieb im oberen Leistungsbereich.

Mit 18.500 EW ist die Kläranlage Fürstenhagen, die Hauptkläranlage der Stadt Hessisch-Lichtenau. Für die Phosphorelimination kommt Eisen-III-Chlorid-Sulfat zum Einsatz. Da die Phosphor-Fracht im Zulauf stark schwankt und gleichzeitig strenge Einleite-Grenzwerte von 0,70 mg/l gesamt Phosphat, 0,50 mg/l gesamt Phosphat im Jahresmittel, sowie 0,20 mg/l (Ortho-Phosphat) gelten, wird eine leistungsfähige und flexible Dosieranlage für die chemische Fällung benötigt.

Durchgeführt wird eine Ein-Punkt-Simultanfällung im Ablauf der Biologischen Stufe. An der 2017 installierten Dosieranlage wird das Fällmittel von Dosierpumpen aus einem großen Vorratstank (25m³) angesaugt und zum circa 30 Meter entfernten Dosierpunkt gefördert. Früher kamen dafür Membrandosierpumpen zum Einsatz.

Allerdings erwies sich diese Pumpenart als zu wartungsanfällig und wenig zuverlässig. „Bei der Fällmitteldosierung setzen wir auf eine permanente Grunddosierung, je nach Phosphorfracht im Zulauf wird die Dosiermenge dann automatisch gesteigert“, beschreibt Abwassermeister Marco Quehl. Die Dosierpumpen müssen also eine 24/7-Zuverlässigkeit bieten. Größtes Problem bei den Membranpumpen: „Durch das korrosive Fällmittel kam es zu Eisenverkrustungen an Ventilen und Membransitzen, mit ständigen kleineren Leckagen, häufigen Wartungseinsätze und einer durchschnittlichen Einsatzzeit von ungefähr einem Jahr, bevor der Pumpenkopf oder die komplette Membranpumpe ersetzt werden musste.“ Inklusive anfallender Reinigung eine aufwändige und auf Dauer auch teure Angelegenheit.

Aufgrund dieser Erfahrungen entschloss man sich zum Test einer Qdos CWT™ Dosierpumpe. Bei dieser Pumpe handelt es sich um eine Weiterentwicklung der erfolgreichen Qdos Dosierpumpenbaureihe von Watson-Marlow. Weltweit erstmals kommt die innovative Conveying Wave Technology (CWT) bei diesem Modell zum Einsatz.
Die peristaltische Förderung wird erstmals nicht durch einen klassischen Pumpenschlauch, sondern durch den Einsatz eines einzigartigen „Fluid Contact Element“ erzeugt. Dieses besteht aus einem innovativen EPDM-Element, das gegen ein PEEK-Track wirkt. Die Flüssigkeit wird zwischen dem EPDM-Element und dem PEEK-Track eingeschlossen, die Drehung eines exzentrisch gelagerten Rotors verdrängt die Flüssigkeit nach vorne, gleichzeitig öffnet sich das Element an der Einlassseite und neues Medium wird angesaugt.

Das Fluid Contact Element erfüllt so dieselbe grundlegende Funktion wie der Pumpenschlauch in einer traditionellen Schlauchpumpe und bewahrt die Vorteile des peristaltischen Prinzips: Maximale Fördergenauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Dosierung von Chemikalien selbst bei Schwankungen der Umgebungstemperatur oder Druckbedingungen sowie Wegfall teurer und wartungsintensiver Zusatzgeräte, wie Ventile oder Dichtungen. Außerdem werden Gaseinschlüsse verhindert, es droht anders als bei Membranpumpen kein Abriss des Förderstroms. Gleichzeitig bietet Qdos CWT dank werkzeuglosem, schnellem und einfachem Pumpenkopfwechsel die einfache und unkomplizierte Wartung wie alle Modelle der Qdos Baureihe.

Allerdings vereint CWT diese Eigenschaften mit deutlichen Vorteilen bei der Lebensdauer gegenüber Pumpen mit herkömmlichen Pumpenschläuchen. Denn das Design des Fluid Contact Element ist sehr robust und im Betrieb nur sehr geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese Vorteile machen Qdos CWT zur idealen Lösung für eine Vielzahl von Dosieranwendungen.

„Die neue CWT Technologie ist für die Fällmitteldosierung in unserer Anlage wirklich top – mit anderen Lösungen braucht man mir gar nicht mehr zu kommen.“

Marco Quehl, Abwassermeister

Sie fördert bis zu 500 ml/min bei einem Druck bis zu 7 bar, maximaler Druck und maximale Dosierleistung lassen sich dabei problemlos kombinieren. Die Durchflussregelung beträgt 5.000: 1 mit einer Genauigkeit von ±1 Prozent und einer Wiederholgenauigkeit von 0,5 Prozent. Neben der Schutzklasse IP66 und zahlreichen unterschiedlichen Steuerungsoptionen verfügt Qdos CWT standardmäßig über eine dreijährige Garantie.

Ihre erste Einsatzprobe in Hessisch-Lichtenau erhielt die Pumpe im Rahmen eines Langzeittests: „Bei der Dosierung von Eisen-III-Chlorid-Sulfat, aber auch anderen Chemikalien haben wir bereits gute Erfahrungen mit den Qdos Schlauchpumpen von Watson-Marlow gemacht, daher waren wir mit einer Erprobung einverstanden“, berichtet Marco Quehl.

Mit großem Erfolg, wie auch Betriebsleiter Bernd Sennhenn bestätigt. „Die Qdos CWT wurde vor 18 Monaten als direkter Ersatz einer Membranpumpe installiert, seitdem läuft sie ohne Probleme.“

Die Pumpe ist selbstansaugend und ein Rückfluss des Mediums selbst im Stillstand ausgeschlossen. Dadurch werden Gaseinschlüsse zuverlässig verhindert, die Kläranlage könnte dadurch auf Zusatzausrüstung wie Druckhalte- und Entlüftungsventile, Vorlagenpumpen und -behälter verzichten. „Qdos CWT dosiert im Vergleich zu Membranpumpen auch deutlich gleichmäßiger und pulsationsärmer, Rohrleitungen und Verbindungen werden geschont, Pulsationsdämpfer sind überflüssig“, ergänzt Marco Quehl und präsentiert einige Zahlen, die die beeindruckende Langlebigkeit der Qdos CWT Dosierpumpe untermauern: „Seit 18 Monaten läuft Qdos CWT praktisch im Dauerbetrieb, mittlerweile sind wir bei mehr als 11.000 Betriebsstunden und einer Gesamtdosierleistung von mehr als 123.000 Litern Fällmittel angekommen, alles noch mit dem ersten Pumpenkopf und ohne jede Wartung.“ Besonders beeindruckend: Die Pumpe läuft nicht nur im Dauerbetrieb, sondern auch durchschnittlich mit 75 Prozent ihrer maximalen Kapazität, also in einem hohen Leistungs- und Drehzahlbereich, was zwangsläufig auch mit einer hohen Beanspruchung der Komponenten einhergeht.

Ermöglicht wird diese Zuverlässigkeit durch das innovative Design der CWT Technologie, durch die das Fluid Contact Element nur sehr wenig mechanisch belastet wird. Eine zweite Dosierpumpe als Reserve ist aktuell zwar vorhanden, wird aber praktisch nicht benötigt. Denn anders als bei Membranpumpen kann der gekapselte und leckagesichere Pumpenkopf der Qdos CWT mit wenigen Handgriffen als ganzes Bauteil getauscht werden – dafür werden nur wenige Minuten benötigt – und die Pumpe steht wie neu wieder zur Verfügung.

„Ein griffbereiter Ersatzkopf für die Pumpe reicht eigentlich vollkommen aus, um hinsichtlich Anlagenverfügbarkeit immer auf der sicheren Seite zu sein“, sagt Marco Quehl. Denn dank der hohen Zuverlässigkeit der Dosierpumpe erzielt die KA Fürstenhagen im Jahresmittel beim Phosphor eine beeindruckende Gesamtabbauquote von 97,5 Prozent. Da überrascht es wenig, dass das Gesamtfazit des Abwassermeisters mehr als positiv ausfällt. „Die neue CWT Technologie ist für die Fällmitteldosierung in unserer Anlage wirklich top – mit anderen Lösungen braucht man mir gar nicht mehr zu kommen.“

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