Tyskt avloppsreningsverk minskar fosforbelastningen med 97,5 %

• Strikt gräns för miljöutsläpp uppfylls av tillförlitlig dosering av järnkloridsulftat

En uppgradering av utrustning för kemikaliedosering vid ett avloppsreningsverk i Tyskland ger hög prestanda när det gäller fosforavskiljning säger Thomas Klobuczynski, industriell försäljningsingenjör, Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS), Tyskland.

Avloppsreningsverket (WWTP) som betjänar staden Hessisch-Lichtenau i Tyskland tar ett innovativt tillvägagångssätt för kemikaliedosering i en tillämpning för fosforavskiljning. Två membranpumpar som från början användes för att dosera järnsulfat har ersatts med en enda peristaltisk Qdos CWT-pump från WMFTS, den första i landet.

Fürstenhagens avloppsreningsverk betjänar 18 500 personekvivalenter i Werra-Meissner-distriktet i delstaten Hessen.

Det primära behandlingssystemet för avloppsvatten innehåller ett mekaniskt förreningssystem med sil och sandfång, en luftningstank med uppströms avnitrifiering och nedströms nitrifiering, med återcirkulation. Det finns två sekundära reningsbassänger och en slambehandlingsenhet.

Järndosering

Kemisk dosering med fällningsmedlet järnkloridsulfat (FeClSO4) krävs i det biologiska reningssteget för enhetlig fosforreduktion, eftersom fosforbelastningen varierar stort vid anläggningens inlopp. Miljöbestämmelser innebär att utsläpp av renat avloppsvatten till floden Losse är strikt begränsad till 0,70 milligram per liter (mg/L) totalt fosfat, i genomsnitt 0,50 mg/L totalt fosfat per år och 0,20 mg/L (orto-fosfat).

Enpunktsdosering används för att leverera fällningsmedlet där kemikaliedoseringspumpen drar järnkloriden från en 25 m3 lagringstank. Därefter transporteras den till doseringspunkten, cirka 30 m bort.

Enligt operatören är det avgörande att doseringen utförs konsekvent dygnet runt men de två äldre membranpumparna som utförde uppgiften kördes alternerande, var opålitliga och krävde ofta service.

Driftschefen för avloppsreningen Marco Quehl säger ”Vi behöver dosera en konstant grundmängd av fällningsmedel samtidigt som mängden måste öka automatiskt i linje med fosforbelastningen vid inloppet.

”Den nya Qdos CWT-tekniken är helt enkelt den bästa när det gäller att dosera fällningsmedel i vår anläggning. Det finns inget behov för någon annan att komma till mig med andra lösningar.”

Marco Quehl, driftschef för avloppsvatten

Korrosionsutmaning

Enligt Quehl var det största problemet med membranpumparna att det frätande järnkloridsulfatet lämnade rester av järn på pumpventilerna vilket resulterade i dålig tätning mot ventilsätena och konstanta mindre läckor.

”Detta krävde frekventa mindre underhållsarbeten, och efter en genomsnittlig driftstid på cirka 12 månader, då de två membranpumparna kördes alternerande, var vi tvungna att byta ut pumphuvudet, eller till och med hela pumpen", säger han. "När man även överväger den nödvändiga städningen visade det sig vara tidskrävande och dyrt i längden.”

De flesta kemikaliedoseringspumpar behöver regelbundet underhåll för att förbli i drift. Detta kan ta en pump ur drift i flera timmar, vilket ofta kräver en reservpump för att ge processkontinuitet. Det tar också full uppmärksamhet av minst en utbildad tekniker på plats.

Tidsbesparingar

Det är inte nödvändigt att ta isär några pumphuvuden i Watson-Marlows Qdos-serie. I stället tar man helt enkelt bort pumphuvudet som en komplett enhet och klickar en ny på plats. Hela åtgärden tar mindre än en minut vilket ger betydande fördelar i form av tidsbesparingar och hälsa och säkerhet på plats eftersom underhållspersonalen inte kommer i kontakt med några kemikalier.

”Vi hade redan positiva erfarenheter av att använda Watson-Marlow Qdos-slangpumpar för dosering av järnkloridsulfat och andra kemikalier vilket är varför vi gick med på att testa CWT-pumpen i anläggningen," säger Quehl.

Den nya Qdos CWT-pumpen är världens första peristaltiska pump utan slang, vilket representerar en stegvis förändring i den mekaniska konstruktionen av peristaltiska pumpar. Pumpen genomgick sitt första anläggningstest vid Fürstenhagens reningsverk som en del av en långvarig testperiod.

Minskad belastning

Medan ett konventionellt peristaltiskt slang komprimeras platt via plastisk deformation, innehåller Qdos CWT-pumphuvudet ett EPDM-element som komprimeras elastiskt mot ett PEEK-spår. Detta minskar spänningar och utmattning i materialet, ger betydligt längre livslängd, minskat underhåll och mindre störningar i anläggningen.

Pumpen är självsugande och det finns inget vätskeåterflöde, även när pumpen inte är i drift. Detta förhindrar även gasbubblor, så det finns ingen risk för avbrott och inget behov av ytterligare utrustning som tryckhållande ventiler, luftutloppsventiler eller hållpumpar.

Driftschefen Bernd Sennhenn säger ”Qdos CWT-pumpen installerades för 12 månader sedan och har kört felfritt sedan dess. Pumpen kunde installeras som en direkt ersättning av en membranpump.”

Efter att ha reflekterat över testperioden vid Fürstenhagens reningsverk, säger Quehl: "Qdos CWT-pumpen har varit i drift i mer än 8 000 timmar och doserat totalt nästan 90 000 liter fällningsmedel utan något behov av underhåll.

”Jämfört med membranpumpar doserar Qdos CWT-pumpen också jämnare och med lägre pulsation, vilket skyddar rörsystemet och kopplingar. Det finns inget behov av pulsationsdämpare.”

Kontinuerlig drift

Uppgraderingen av doseringspumparna har gett anläggningen avsevärda besparingar i tid och kostnader. Qdos CWT-pumpen har varit i körts med i genomsnitt 75 % av dess maximala kapacitet vilket demonstrerar dess förmåga och tillförlitlighet vid högre prestandaområden.

Tillförlitligheten hos Qdos CWT ligger i dess tekniska konstruktion. Vätskekontaktelementet utsätts för låga stressnivåer, och även om en andra doseringspump hålls som reserv i Fürstenhagen för att säkerställa driftstillgängligheten behövs den praktiskt taget inte.

På grund av den övergripande tillförlitligheten och funktionen hos Qdos CWT-pumphuvudet har Fürstenhagen-anläggningen uppnått en minskning av fosfatbelastningen på 97,5 % under året.

”Den nya Qdos CWT-tekniken är helt enkelt den bästa när det gäller att dosera fällningsmedel i vår anläggning. Det finns inget behov för någon annan att komma till mig med andra lösningar.” avslutade Quehl.

Läs mer om Qdos CWT-teknik