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Verfahrenstechnik 1/2020

Verfahrenstechnik 1/2020

TOP-THEMA I PUMPEN

TOP-THEMA I PUMPEN Robuste Technik mit smarten Features Pumpen und Systeme für analoge und digitale Wasserlösungen Die in der Wasser-/Abwasserindustrie eingesetzten Pumpen sind in erster Linie für eine hohe Zuverlässigkeit und Standfestigkeit konzipiert. Insbesondere das Fördern und Aufbereiten von Abwässern erfordern eine äußerst robuste Technik – der zuverlässige Betrieb auch unter rauen Umgebungsbedingungen und zuweilen rasch wechselnder Zusammensetzung des Abwassers steht im Vordergrund. Vom eher langweiligen Maschinenbauprodukt hat sich die Wertschätzung von Pumpen im Zuge der Entwicklungen rund um das Thema 4.0 deutlich gewandelt: Die Digitalisierung und die darauf basierenden technischen Features und neuartigen Geschäftsmodelle haben die Pumpe aus unterschiedlichen Gesichtspunkten zu einem hoch interessanten Produkt gemacht. Was bedeutet das für einen Pumpenhersteller? Mit der digitalen Transformation ist die Idee verbunden, dass Hersteller und Betreiber digital Daten sammeln und austauschen. Vernetzung ist das absolute Muss in der digitalen Transformation, deshalb sind die Anforderungen an die Intelligenz und die Konnektivität der Pumpen zentral wichtig. Grundfos hat dazu das Konzept der ISolutions entwickelt: Pumpenhydraulik, Antriebstechnik, Sensoren, MSR-Technik sowie spezifische Software sind aufeinan­ Technologie ausgerüstete Pumpen und Systeme an die Gegebenheiten der jeweiligen Abwasser-Infrastruktur angepasst werden können, um eine optimale Förderleistung, einen hohen Gesamtwirkungsgrad und ein Höchstmaß an Betriebssicherheit zu gewährleisten. Dazu basiert die Abwasserlösung entweder auf einer intelligenten, in das Pumpensystem integrierten Regeleinrichtung oder – bei größeren Abwasserpumpen – auf einer Steuerung, die in Kombination mit Motorschutzgeräten oder Frequenzumrichtern weitere Vorteile bietet: bspw. das Anpassen der Anlagenleistung an den tageszeitlich und saisonal schwankenden Bedarf. Zur Reduzierung der Betriebskosten eines Abwassernetzes können bspw. die SE/SL-Abwasserpumpen zum Einsatz kommen. Dank des S-tube-Einkanal-Laufrads muss kein Kompromiss zwischen großem freien Kugeldurchgang und hohem Wirkungsgrad eingegangen werden. Das Ergebnis: Geringe Verzopfungsneigung, mäßige Wartungskosten bei niedrigen Stromkosten. In der biologischen Reinigungsstufe von Klärwerken spielen Misch-, Rühr- und Umder abgestimmt. Funktechnik bzw. Ethernet-Bus machen die Pumpensysteme Industrie-4.0-ready. Auf diese Weise können smarte Pumpen spezifische Funktionalitäten ausführen, optional auch andere Prozessparameter über zusätzliche freie Schnittstellen mit überwachen. Auf der eigenen Online-Überwachungsund Steuerungsplattform ISolutions-Cloud sind für Kunden digital-basierende Geschäftskonzepte realisiert. Das Ergebnis sind effiziente Lösungen, die vollständig in das Kommunikationssystem integriert sind und mit jeder Leittechnikanlage oder mit einer Cloud-Lösung verbunden werden können. Ganzheitlich und anpassbar ISolutions ist ein ganzheitlicher Systemansatz, bei dem mit intelligenter MSR­ Autor: Dirk Schmitz, Leiter Kommunikation und PR, Grundfos GmbH, Erkrath 16 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2020

PUMPEN I TOP-THEMA Kernstück des Bioboosters ist eine Membranfiltereinheit mit rotierenden Keramikmembranen wälzprozesse eine wichtige Rolle. Hier bieten sich leistungsfähige Rührwerke, Strömungsbeschleuniger und Rezirkulationspumpen an, die sich durch hohe Zuverlässigkeit, einen niedrigen Energieverbrauch und Flexibilität auch unter beengten Raumverhältnissen auszeichnen. Hinzu kommt der selbstansaugende Strahlreiniger (Belüfter) Aerojet zur Aufrechterhaltung von sauerstoffabhängigen Aufbereitungsprozessen und zur Vermeidung von unangenehmen Gerüchen bei der Abwasserspeicherung. Strahlreiniger ermöglichen gleichzeitig die Durchmischung im Becken und den Sauerstoffeintrag in das Becken. Dezentrale Abwasserreinigung 2012 plante die schwedisch-dänische Molkereigenossenschaft Arla Foods, die Kapazität ihrer Produktionsanlage in Vimmerby (Südschweden) auszubauen. Eine erweiterte Produktion führt aber auch zu mehr Ab wasser – zunächst war das ein Nachhaltigkeit steht im Fokus erhebliches Problem: Weil die Abwasseraufbereitungs anlage der Gemeinde bereits voll ausgelastet ist, hätte der notwendige Ausbau der Kläranlage drei bis vier Jahre gedauert. Pär Bragsjö, Facility Manager von Arla Foods, fragte daraufhin bei Grundfos eine dezentrale modulare Biobooster-Kläranlage mit einer Leistung von 18 000 EGW an. Molkereiabwasser ist relativ schwer zu reinigen, doch der installierte Biobooster schafft das: „Die Leistung der Anlage ist mit täglich 400 statt 320 m³ Abwasser besser als erhofft – dennoch halten wir die Reinheitskriterien ein“, sagt Bragsjö. Das aufbereitete Wasser entspricht hinsichtlich des chemischen Sauerstoffbedarfs und des Stickstoff- und Phosphorgehalts den lokalen Abwasserkriterien oder übertrifft diese. Fotos: Grundfos www.grundfos.de Der Biobooster ist ein Konzept für modular aufgebaute, kleine dezentrale Kläranlagen mit einem Einwohnergleichwert ab 1 000 EGW. Einsatz finden diese Anlagen auch in der Nahrungsmittelindustrie. Kernstück ist der PBR (Pressurised Biofilm Reactor), eine Membranfiltereinheit mit rotierenden Keramikmembranen. Anders als Polymermembranen müssen Keramikmembranen nicht ausgewechselt werden. Die hinterlegten Steuer-Algorithmen sorgen dafür, dass die Membranen sich an den Klärschlamm und die Belastung anpassen. Auf der Grundlage des PBR-Reaktors verwendet die in Containern installierte Biobooster-Lösung ein spezielles Aufbereitungsverfahren, das die natürliche Reaktionsgeschwindigkeit von mehreren Wochen auf eine Dauer von nur wenigen Minuten senkt. Jeder Container besitzt eine spezifische Funktion – je nachdem, ob er der Voroder Nachbehandlung, der biologischen Behandlung, der Lagerung von Nebenprodukten, der Druckbeaufschlagung oder der Sauerstoffproduktion dient. Während ein PBR-Biobooster durch mechanische und biologische Behandlung des Abwassers eine Rückhaltung der organischen Belastung von rund 80 % erreicht, sichert der Einsatz des MBR-Bioboosters (Membrane Reactor) eine vollständige Rückführung des Wassers in hoher Qualität. Für Grundfos ist Digitalisierung ein Schlüssel zur Nachhaltigkeit und zum Klimaschutz – der Grundgedanke, bahnbrechende Lösungen für die weltweiten Wasserund Klimaherausforderungen zu entwickeln, steht im Mittelpunkt aller Aktivitäten. Auch in der ersten Hälfte des Jahres 2019 wurden hierbei Fortschritte erzielt: In den ersten sechs Monaten hat das Unternehmen den eigenen Energieverbrauch um 11 % und den Wasserverbrauch um 10 % im Vergleich zum Vorjahreszeitraum reduziert. Vor allem aber konnte wieder zahlreichen Kunden zu erheblichen Energieeinsparungen verholfen werden, und Menschen in Not konnten mit sauberem Trinkwasser versorgt werden. „Ich bin sehr stolz darauf, dass wir unsere Dynamik und unseren positiven Einfluss auf die Wasser- und Klimaveränderungen der Welt weiterentwickeln“, sagt der Konzernpräsident Mads Nipper (Bild). „Diese Entwicklung stimmt uns zuversichtlich, dass wir auf dem Weg zu unseren Zielen 2025 und 2030 erfolgreich sein werden. Unser Engagement und unsere Nachhaltigkeitsziele bilden die Grundlage für unsere Strategie 2025.“ Bis 2025 will das Unternehmen die eigenen CO 2 -Emissionen und den eigenen Wasserverbrauch halbieren (Basis: 2008), bis 2030 will Grundfos klimapositiv sein und darüber hinaus dazu beitragen, 300 Millionen Menschen in Not sicher mit Trinkwasser zu versorgen. Durch Wassereffizienz und Wasseraufbereitung ist es das Ziel, bis dahin 50 Milliarden m 3 Frischwasser eingespart zu haben. VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2020 17