iFloc von Aquachem ermittelt für die Zugabe von Flockungsmittel zur Reinigung von Abwässern in kurzen und regelmäßigen Abständen mehrere relevante Parameter wie Dichte, Schlammvolumen und Sinkgeschwindigkeit der Flocken.

Ob das Mischungsverhältnis bei der Zugabe von Flockungsmittel zur Reinigung von Abwässern verändert werden muss und in welchem Maß, entscheidet der zuständige Mitarbeiter meist erfahrungsbasiert: Ist er jedoch anderweitig beschäftigt oder trifft eine Fehlentscheidung, ist es für nachträgliche Korrekturen bereits zu spät.

Zugabe des Flockungsmittels automatisierbar
Bei Über- oder Unterdosierung gelangen die Feststoffe bei der Sedimentation in den Klarlauf, verursachen Störungen an den nachgeschalteten Anlagen und führen zu einer Überschreitung der Grenzwerte. Des Weiteren setzen sich die Filtergewebe zu, wodurch eine Reinigung erforderlich wird. Um dies zu vermeiden und eine präzisere Dosierung zu ermöglichen, hat Aquachem das Messgerät iFloc entwickelt, das auf der diesjährigen IFAT in München ausgestellt wird. Es ermittelt in kurzen und regelmäßigen Abständen mehrere relevante Parameter wie Dichte, Schlammvolumen und Sinkgeschwindigkeit der Flocken. Über die SPS kann das Gerät darüber hinaus mit der Gesamtanlage verknüpft werden, sodass sich die Zugabe des Flockungsmittels vollständig automatisieren lässt. So wird nicht nur die Prozesssicherheit erhöht, es sind darüber hinaus auch Flockungsmitteleinsparungen von bis zu 50 % möglich.
„Werden Flockungsmittel konstant und unabhängig von der vorhandenen Feststofffracht zugegeben oder lediglich optisch überprüft, kann es schnell zu Fehldosierungen kommen“, erklärt James Babbé, Geschäftsführer von Aquachem. Wenn zu wenig Flockungsmittel beigefügt wird, steigt die hydraulische Belastung an den Entwässerungsgeräten, so dass die Leistung abnimmt. Wird andererseits zu viel hinzugegeben, können die Filtertücher „verkleistern“ und die Feststoffe schwimmen auf und gelangen so in Klarwasser. Darüber hinaus fällt durch die schlechtere Filtration eine erhöhte Menge Filterkuchen oder Abfall an, was sich in übermäßigen Transport- und Entsorgungskosten niederschlägt. Viele der derzeit üblichen optischen Messgeräte, die die Dosierung regeln sollen, sind jedoch inakkurat sowie mediumberührend und deswegen leicht anfällig für Störungen. Um die Prozesssicherheit zu erhöhen und gleichzeitig die Messungen verlässlicher zu machen, hat die Firma Aquachem nun ein berührungsloses laserbasiertes Messgerät entwickelt: den iFloc.

Fünf Parameter für mehr Prozesssicherheit
„Die Idee für den iFloc entstand zufällig: Für Versuche zur Flockung hatte ich einen Behälter mit Suspension befüllt und für die Flockung Polymer zudosiert. Als ich ihn mit einem Laserpointer beleuchtete, machte ich die Beobachtung, dass der Lichtstrahl durch das Wasser drang und erst von den Flocken zurückgeworfen wurde“, erinnert sich Babbé. Damit war die Grundlage für die Entwicklung eines vom Medium unberührten Messgeräts geschaffen, auf die mehrere Testreihen folgten, die das Ergebnis bestätigten. Inzwischen hat der iFloc Markt­reife erlangt: Erste Modelle sind bereits im Einsatz und bewähren sich im Dauerbetrieb.
Das Hauptelement des iFlocs ist eine Mess­zelle, in die in regelmäßigen Abständen geflockte Suspension gepumpt wird. Oberhalb dieses Behälters ist der Laser angebracht, der senkrecht in das Medium leuchtet. Da er dabei nicht mit dem Fluid in Berührung kommt, besteht keinerlei Risiko, dass er durch heiße, ätzende oder korrosive Stoffe im Abwasser beschädigt oder durch Ablagerungen blind wird. Über das definierte Niveau der Zelle kann mittels Abstandsmessung durch den Laser sowohl die Sinkgeschwindigkeit als auch das Schlammvolumen nach Imhoff bestimmt werden. Außerdem werden die Dichte – mithilfe einer Druckmessung am Boden – die Leitfähigkeit und die Temperatur ermittelt. Dank dieser fünf Parameter lassen sich eindeutige Aussagen über die Flockung treffen, sodass die Zugabe des Flockungsmittels bedarfsabhängig reguliert werden kann. Auf diese Weise werden nicht nur Störungen vermieden, auch die Belastung der Filteranlagen wird geringer. Das hat zur Folge, dass die Zykluszeiten der Filterautomaten insgesamt kürzer ausfallen, wodurch die Belastung der Maschinen geringer wird bei einer gleichzeitigen Zunahme der Standzeiten. „In der Vergangenheit sorgte die unsachgemäße Über- oder Unterdosierung des Flockungsmittels häufig für Probleme bei den nachgeschalteten Entwässerungsaggregaten“, berichtet Babbé. „Der Filterautomat kann nur effizient und gut arbeiten, wenn die Dosierung optimal eingestellt ist, so dass der Filterkuchen nicht zu feucht oder klebrig ist. Aus diesem Zusammenhang heraus haben wir mit den Versuchen zur Dosierung des Flockungsmittels begonnen und den iFloc entwickelt.“

Halbierung des Flockungsmitteleinsatzes
Der iFloc ist bei Temperaturen von bis zu 80 °C einsetzbar. Damit bei höheren Temperaturen die aufsteigenden Dämpfe das Messergebnis nicht beeinträchtigen, wurde am oberen Ende eine Düse angebracht, die mit einem permanenten Luftstrom die aufsteigenden Dämpfe entfernt. Über die SPS lässt sich in Abhängigkeit der Messwerte sowohl die Dosierung des Flockungsmittels automatisiert regeln als auch der Zulauf in die nachgeschalteten Eindicker und Behälter. „Wenn festgestellt wird, dass die eintreffende Menge von den nachfolgenden Prozessstufen nicht abgefangen werden kann, wird sie reduziert und der Überschuss ausgeschleust oder im Kreis gefahren. Früher mussten in diesen Fällen die Anlagen ausgeschaltet werden; jetzt kann auf solche Situationen präzise reagiert werden“, bestätigt Babbé.
Infolge der bedarfsgerechten Dosierung lassen sich zudem bis zu 50 % Flockungsmittel sparen. Auf diese Weise kann nicht nur die Filtereffizienz deutlich gesteigert werden, es entfällt auch ein Großteil der Kosten für das Hilfsmittel.