Durchschnittlich verbraucht jeder Einwohner täglich etwa 126 Liter Frischwasser im Haushalt. Die Abwasserreinigung erfolgt in den jeweiligen Kläranlagen der Stadt oder Gemeinde. Im Gruppenklärwerk Gaggenau wird das Schmutzwasser von rund 30.000 Einwohnern aufbereitet. Das Klärwerk setzt nun seit zwei Jahren direkt am Abzug des Vorklärbeckens eine Messsonde des Mikrowellenmessexperten proMtec Theisen GmbH ein, die exakte Messergebnisse im Hinblick auf die Dichte und die Konzentration des Schmutzwassers ermöglicht. Die Masse des zu transportierenden Schlamm-Wasser-Gemisches konnte dabei um gut 20 Prozent reduziert werden, was für das Klärwerk eine enorme Effizienzsteigerung bedeutet.
„Bevor wir die Messsonde von proMtec im Einsatz hatten, haben wir die Dichte und die Konzentration der eingesetzten Materialien optisch gemessen“, berichtet Uwe Veith, Klärmeister der Kläranlage Gaggenau, die zum Abwasserverband Murg gehört. Mithilfe des optischen Messverfahrens kann der gelöste Sauerstoff im Wasser bestimmt werden. Die Technologie beruht dabei auf gepulstem blauen Licht, das lange Standzeiten, einen minimalen Wartungsaufwand und vor allem hohe Präzision ermöglicht. „Wir mussten das Verfahren jedoch zu oft eichen als dass es uns langfristig von großem Nutzen gewesen wäre“, erklärt Veith.
Der fetthaltige Schlamm erschwert zudem eine optische Messung deutlich. Da das Vorklärbecken lediglich mit einer geringen Geschwindigkeit durchströmt wird, kann sich bereits hier Schlamm mit einem hohen spezifischen Gewicht absetzen. Der abgesetzte Schlamm ist jedoch pumpfähig und wird zusammen mit dem Fett aus dem Fettfang der weiteren Schlammbehandlung zugeführt.
µ-ICC 2.45 compact am Abzug des Vorklärbeckens installiert
Auf der Suche nach einer besseren und präziseren Lösung ist der Klärmeister schließlich im Internet auf die Mikrowellentransmissionsmesstechnik der proMtec Theisen GmbH gestoßen, mit deren Hilfe der Schlammtransport optimiert werden kann. Ausschlaggebend war neben dem geeigneten Produkt auch die Nähe der Firma mit Sitz in Ettlingen.
Seit zwei Jahren ist nun direkt am Abzug des Vorklärbeckens zur Messung der Dichte des Primärschlamms das Mikrowellenmessgerät µ-ICC 2.45 Compact angebracht. Das Gerät ist als Einkanal-Messsystem speziell für Einzelanwendungen konzipiert. Es wird direkt an den Leitungen angebracht und misst dort inline das jeweilige Medium.
Um ein genaues Messergebnis zu gewährleisten, wird ein Mikrowellenoszillator, der elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz erzeugt, verwendet. Dieses Signal wird über einen Sensor in der Rohrleitung durch den Klärschlamm geführt. Da die Mikrowelle von den im Schlamm eingelagerten, freien Wassermolekülen absorbiert wird, verringert sich zum einen ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit und zum anderen wird sie proportional zum Wassergehalt gedämpft. Mikrowellen-Phasenverschiebung und Dämpfung werden gemessen, bewertet und daraus die Feststoffkonzentration berechnet, sobald die Mikrowelle den Empfangssensor auf der gegenüberliegenden Seite der Messgeometrie erreicht hat.
„Die Mikrowelle reagiert sehr sensitiv auf den Wassergehalt des zu erfassenden Schlamms, wodurch eine exakte Erfassung der Trockenmasse des Mediums möglich wird“, erläutert Karl-Heinz Theisen, Geschäftsführer der proMtec Theisen GmbH, die Vorteile dieser Messung. Gerade bei der Klärschlammaufbereitung spielt Wasser eine erhebliche Rolle. Da die Mikrowellen durch das hohe dielektrische Verhalten von Wasser stark absorbiert werden, kann die Trockenmasse des Mediums – unabhängig von mechanischer Verschmutzung, optischer Durchlässigkeit und Partikelgrößen der eingebetteten Trockenmassenanteile – exakt erfasst werden.
Einbau innerhalb zweier Flansche ermöglicht schnellen Ausbau zur Reinigung
„Die Messeinheit besteht aus Serienkomponenten beziehungsweise -bausteinen, die zusammen mit dem an die Gegebenheiten angepassten Rohrleitungsabschnitt eine auf den Kunden zugeschnittene Lösung ergeben“, berichtet Theisen. Zur Auslegung eines Mess-systems muss der Anwender nur Angaben zur Rohrleitungsdimension, zum Produkt, zur Temperatur, dem gewünschten Messbereich und der gewünschten Messgenauigkeit mitteilen. Da in Gaggenau bereits eine bestehende Anlage mit funktionierenden Rohrleitungen und Anschlüssen vorhanden war, dauerte die Installation der Messeinheit nur zwei Stunden.
„Über ein halbes Jahr haben wir die Sonde in einem Test laufen lassen“, so Veith. „Die Ergebnisse haben uns sofort überzeugt: Es ist wesentlich weniger Abgleich nötig als vorher, sodass keine Vergleichsmessungen mehr durchgeführt werden müssen. Zudem lässt sich die Sonde leicht ausschrauben und reinigen, was bei uns aufgrund der Fettablagerungen regelmäßig nötig ist.“
proMtec würde sogar eine selbstreinigende Sonde anbieten, die in Gaggenau jedoch nicht eingebaut wurde, weil der Ausbau zur Reinigung einfach ausgeführt werden kann. Der größte Vorteil für das Klärwerk besteht jedoch darin, dass nun 20 Prozent weniger Schlamm-Wasser-Gemisch in das zehn Kilometer entfernte Klärbecken nach Rastatt transportiert werden muss, wo der Schlamm beider Klärwerke gemeinsam weiterbehandelt wird.
www.pro-m-tec.de