Ablagerung schwermetallhaltiger Schwebstoffe verhindert

In dem 420 ha gro­ßen Indus­trie­park, den die Bay­er-Toch­ter Cove­stro AG in Bruns­büt­tel betreibt, fal­len kon­ti­nu­ier­lich bio­lo­gisch abbau­ba­re, jedoch sehr aggres­si­ve und schwer­me­tall­hal­ti­ge Che­mie­ab­wäs­ser an. Bevor die­se gemäß Was­ser­haus­halts­ge­setz in der werks­ei­ge­nen Klär­an­la­ge auf­be­rei­tet wer­den, wird das unbe­han­del­te, bis zu 40 °C war­me Medi­um zunächst in zwei Puf­fer­tanks mit einem Fas­sungs­ver­mö­gen von je 1.500 m³ zwi­schen­ge­spei­chert. Dort muss für eine kon­ti­nu­ier­li­che Durch­mi­schung gesorgt wer­den, da sich die mit­ge­führ­ten Schweb­stof­fe sonst am Tank­bo­den abset­zen und eine auf­wän­di­ge, teu­re Rei­ni­gung erfor­der­lich machen wür­den. Um dies zu ver­mei­den, setzt Cove­stro seit 2015 zwei bau­glei­che, tro­cken auf­ge­stell­te Rühr­wer­ke der Lan­dia GmbH aus Super Duplex 1.4547 ein. Die Model­le vom Typ POPTR-I ver­hin­dern zuver­läs­sig, dass sich im Tank Abla­ge­run­gen bil­den und sor­gen gleich­zei­tig dafür, dass das Abwas­ser der Klär­an­la­ge in einem gleich­mä­ßi­gen Mischungs­ver­hält­nis zuge­führt wer­den kann.

Der Schwer­punkt der Pro­duk­ti­on in Bruns­büt­tel liegt auf der Her­stel­lung der Che­mi­ka­lie Diphe­nyl­me­t­han­di­iso­cya­nat (MDI), die für har­ten Schaum­stoff, etwa zur Däm­mung von Gebäu­den oder Kühl­ge­rä­ten, benö­tigt wird. Der pH-Wert der dabei ent­ste­hen­den Abwäs­ser schwankt zwi­schen 1 bis 12 ‒ je nach­dem, wie­viel Natri­um­hy­droxid, Chlor­was­ser­stoff oder Ammo­ni­um ent­hal­ten sind. Das Medi­um ist ein­pha­sig und nicht brenn­bar, ent­hält jedoch im Rah­men der jewei­li­gen Was­ser­lös­lich­keit Antei­le von Ani­lin, Nit­ro­ben­zol oder o-Dichlor­ben­zol. Hin­zu kom­men gelös­te Schwer­me­tal­le, bei­spiels­wei­se Zink, Kup­fer und Nickel, sowie ein Salz­ge­halt von bis zu 6 g/l.

Aggres­si­ves Medi­um erfor­dert Spe­zi­al-Werk­stoff
Die bei­den 1.500 m³ fas­sen­den Puf­fer­tanks mit einem Durch­mes­ser von jeweils 15 m und einer Höhe von 8,5 m, in denen das anfal­len­de Abwas­ser zwi­schen­ge­spei­chert wird, die­nen abwech­selnd als Befüll- und Ent­leer-Behäl­ter. Bei einem Füll­stand von 95 Pro­zent wer­den die Zulauf­ven­ti­le des einen Tanks geschlos­sen und die des ande­ren geöff­net. Ab einer Über­de­ckung des Tank­bo­dens von ca. zwei Metern wird auto­ma­tisch ein Rühr­werk zu- bezie­hungs­wei­se ana­log beim Ent­lee­ren wie­der aus­ge­schal­tet. Erst nach­dem das Abwas­ser beprobt und gemäß §7a WHG für gut befun­den wur­de, darf es men­gen­ge­re­gelt der bio­lo­gi­schen Klär­an­la­ge zuge­führt wer­den. „Ohne kon­ti­nu­ier­li­che Durch­mi­schung wür­den sich die mit­ge­führ­ten Schweb­stof­fe am Boden abset­zen. Um die­ses Sedi­ment in regel­mä­ßi­gen Abstän­den zu ent­sor­gen, müss­te der Behäl­ter auf­wän­dig ent­leert, befah­ren und gerei­nigt wer­den“, berich­tet Cord Cas­sens, Exper­te für Abwas­ser­auf­be­rei­tung und Ver­triebs­lei­ter bei der Lan­dia GmbH.

Auf­grund der schwan­ken­den Abwas­ser­qua­li­tät ist ein beson­ders zuver­läs­si­ges Rühr­werk erfor­der­lich, des­sen medi­ums­be­rüh­ren­de Tei­le ‒ Flansch, Getrie­be­ge­häu­se und Pro­pel­ler ‒ in dem Spe­zi­al­werk­stoff Super-Duplex 1.4547 aus­ge­führt sind. „Die hohe che­mi­sche Bestän­dig­keit bezie­hungs­wei­se Halt­bar­keit die­ses Mate­ri­als ist ange­sichts des aggres­si­ven Medi­ums ent­schei­dend für eine lan­ge Lebens­dau­er der gesam­ten Anla­ge“, betont Cas­sens. Da es bei den bis­her instal­lier­ten Rühr­wer­ken Pro­ble­me mit man­geln­der Ener­gie­ef­fi­zi­enz sowie einer zu gerin­gen Schub­kraft gab und der Ursprungs­lie­fe­rant kei­ne Nach­fol­ge­mo­del­le in der gefor­der­ten Werk­stoff­qua­li­tät lie­fern konn­te, führ­te Cove­stro 2015 eine Markt­ana­ly­se durch, um die­se zu erset­zen. Lan­dia war als ein­zi­ger Her­stel­ler in der Lage, dem Mate­ri­al­wunsch des Che­mie­kon­zerns zu ent­spre­chen.

Spe­zi­ell ange­pass­tes Rühr­werk für effi­zi­en­te Durch­mi­schung
Je nach Bedarf ist das fle­xi­bel ein­setz­ba­re POPTR-I mit einer Motor­leis­tung zwi­schen 5,5 bis 18,5 kW erhält­lich, auf Wunsch auch in Ex-Aus­füh­rung. Auf­grund der nied­ri­gen Dreh­zahl von maxi­mal 300 U/min eig­net es sich beson­ders für vis­ko­se Flüs­sig­kei­ten mit hohem Fest­stoff­an­teil und einem Gesamt­vo­lu­men von bis zu 6.000 m³/h. Da das Rühr­werk seit­lich durch die Tank­wand instal­liert wird ‒ unab­hän­gig davon, aus wel­chem Mate­ri­al die­se besteht ‒ und sich die Antriebs­ein­heit außer­halb des Medi­ums befin­det, bleibt der Motor selbst bei hei­ßen Flu­i­den kühl. Gleich­zei­tig hat die­se Kon­struk­ti­on den Vor­teil, dass War­tung und Instand­hal­tung bequem bei gefüll­tem Tank erfol­gen kön­nen, ohne das Rühr­werk her­aus­he­ben zu müs­sen. Die Aus­le­gung des POPTR-I für die spe­zi­el­le Anwen­dung in Bruns­büt­tel erfolg­te im engen Aus­tausch zwi­schen Lan­dia und dem Auf­trag­ge­ber.

Unse­re Rühr­wer­ke wer­den gezielt an die jewei­li­ge Auf­ga­be ange­passt“, erläu­tert Cas­sens die Phi­lo­so­phie von Lan­dia. Da für die Auf­nah­me des Rühr­werks ein bereits vor­han­de­nes Mann­loch vor­ge­se­hen war, muss­ten etwa spe­zi­el­le Flan­sche gefer­tigt wer­den. So konn­ten die Rühr­wer­ke ein­ge­baut wer­den, ohne bau­li­che Ver­än­de­run­gen an dem bereits geneh­mig­ten Lager­tank vor­neh­men zu müs­sen. Die Instal­la­ti­on erfolg­te unter einem spe­zi­el­len Win­kel, der eine opti­ma­le Durch­mi­schung gewähr­leis­tet. Indem ein an die Motor­leis­tung von 11 kW ange­pass­ter Drei-Blatt-Pro­pel­ler mit einem Durch­mes­ser von 770 mm ver­baut wur­de, konn­ten Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Schub­kraft ver­bes­sert wer­den. Die Lackie­rung erfolg­te in Licht­grau (RAL7035), der Stan­dard­far­be für tech­ni­sches Equip­ment in Bruns­büt­tel.

Seit der Inbe­trieb­nah­me lau­fen die Rühr­wer­ke ein­wand­frei. „Durch die soli­de Kon­struk­ti­on und die hohe Qua­li­tät der ver­wen­de­ten Dich­tun­gen sind eine lan­ge Lebens­dau­er sowie eine siche­re Bedie­nung gewähr­leis­tet“, so Cas­sens. Die Steue­rung und Über­wa­chung der Para­me­ter ist bei Cove­stro voll­au­to­ma­tisch über ein Pro­zess-Leit-Sys­tem inklu­si­ve Motor­lauf- und Lecka­ge­mel­dung gere­gelt. Abwei­chun­gen von den Soll­wer­ten wer­den der Mess­war­te am Dis­play gemel­det. Dar­über hin­aus detek­tie­ren von Lan­dia instal­lier­te PTC-Ther­mis­to­ren kri­ti­sche Tem­pe­ra­tur­schwan­kun­gen. Ein spe­zi­el­les Schmier­sys­tem mit Ölbe­häl­ter inklu­si­ve Füh­ler dient zum manu­el­len Fet­ten der Pro­pel­ler-Nabe. „Die­se Lösung erschien den Ver­ant­wort­li­chen als aus­rei­chend, da ein Man­gel bei den regel­mä­ßi­gen Rund- und Kon­troll­gän­gen auf­fal­len wür­de. Außer­dem erkennt die Leit­fä­hig­keits­mes­sung, wenn sich Was­ser im Öl befin­det und schal­tet das Rühr­werk gege­be­nen­falls ab“, erklärt Cas­sens. Als Back-up ist ein wei­te­res, bau­glei­ches Rühr­werk im tech­ni­schen Lager von Cove­stro, Bruns­büt­tel vor­han­den. So ist die Betriebs­si­cher­heit zu jedem Zeit­punkt gege­ben.