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Home Top-Thema Chemie

Rühr­wer­ke sor­gen für kon­ti­nu­ier­li­che Durch­mi­schung von Abwässern

5. September 2017
in Chemie
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Damit sich keine Ablagerungen bilden, wird der Tankinhalt mit einem effizienten und robusten Rührwerk der Landia GmbH in Bewegung gehalten. Aufgrund des schwierigen Mediums sind Flansch, Getriebegehäuse und Propeller in dem Spezialwerkstoff Super-Duplex 1.4547 ausgeführt. Foto: Landia GmbH

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.

Da für die Auf­nah­me des Rühr­werks ein bereits vor­han­de­nes Mann­loch vor­ge­se­hen war, muss­ten spe­zi­el­le Flan­sche gefer­tigt wer­den, um kei­ne bau­li­chen Ver­än­de­run­gen an dem geneh­mig­ten Lager­tank vor­neh­men zu müs­sen. Da sich die Antriebs­ein­heit außer­halb befin­det, kön­nen War­tung und Instand­hal­tung bequem bei gefüll­tem Tank erfol­gen ohne das Rühr­werk her­aus­he­ben zu müs­sen. Foto: Lan­dia GmbH

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.

Die Instal­la­ti­on an der Sei­ten­wand des Tanks 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. Foto: Lan­dia GmbH

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.

Damit sich kei­ne Abla­ge­run­gen bil­den, wird der Tank­in­halt mit einem effi­zi­en­ten und robus­ten Rühr­werk der Lan­dia GmbH in Bewe­gung gehal­ten. Auf­grund des schwie­ri­gen Medi­ums sind Flansch, Getrie­be­ge­häu­se und Pro­pel­ler in dem Spe­zi­al­werk­stoff Super-Duplex 1.4547 aus­ge­führt. Foto: Lan­dia GmbH
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