Die Rauchgaswäsche sorgt dafür, dass die Abgase den Kamin der Verbrennungsanlagen gemäß der 17. BImSchV verlassen können. „Unsere Anlage dient prinzipiell der physikalischen und chemischen Reinigung von Prozesswässern, die in der Rauchgasreinigung bei den Sonderabfall- und Abwasserkonzentratverbrennungsanlagen sowie der Klärschlammverbrennung anfallen“, erklärt Michael Schulte, Betriebsmeister beim Chemieparkbetreiber Currenta GmbH & Co. OHG. Deswegen müssen sie, bevor sie in die hauseigene Kläranlage geleitet werden, separat gereinigt werden. Bis 2017 erfüllten zwei Kammerfilterpressen mit je 150 Kammern über viele Jahre zuverlässig diese Aufgabe, was aber mit viel Personal- und Wartungsaufwand verbunden war.
Zuverlässige Filtration auch bei schwankender Beschaffenheit der Abwässer
„Die größte Herausforderung für die Filtration sind die stark unterschiedlichen Abwässer und Bedarfsspitzen – ein Ergebnis des breiten Spektrums an Sonderabfällen“, so Schulte. „Selbst bei schwankender Suspensionszufuhr ist bei unserer AF-Serie ein optimales Filtrationsergebnis stets sichergestellt, da sich über eine SPS mit Visualisierung alle gängigen Beschickungspumpen abhängig von Druck und Menge regeln lassen“, erläutert der Geschäftsführer der Aquachem GmbH, James Babbé.
In anschließenden Versuchsreihen mit Probedurchläufen direkt vor Ort, für die eigens Testautomaten aufgebaut wurden, konnte dies bestätigt werden. „Seit über 60 Jahren haben wir Filterpressen im Betrieb: Das ist eine robuste Technik, die funktioniert hat, aber sehr kostenintensiv war – in Bezug auf Filter, Personal und Energiekosten“, führt Schulte aus. „Doch die angebotenen Pressen von Aquachem funktionieren anders als reguläre Modelle: Die Beschickung und Entleerung laufen komplett automatisiert ab, sodass die Maschine rund um die Uhr selbsttätig filtriert und keinerlei Eingreifen des Personals vor Ort notwendig ist.
Reduktion auf 88 Kammern
Im Anschluss an die erfolgreichen Tests entwickelte Aquachem in Zusammenarbeit mit Currenta einen Aufbau, der alle Anforderungen erfüllte. „Das war ein stark iterativer Prozess“, bemerkt Schulte. Babbé, der an diesem Projekt aktiv mitarbeitete und als erster Ansprechpartner für Currenta fungierte, entschloss sich letztendlich dafür, acht der standardisierten Anlagen mit jeweils elf Platten einzusetzen, die die alten Pressen mit 300 Kammern ersetzen sollten. „Diese Anzahl genügt selbst bei extremen Lastspitzen, die etwa an zehn Tagen im Jahr anfallen. Das wird durch unsere sich selbst anpassende Programmierung möglich: Die Automaten verfügen über drei Modi, die sich in ihrer Verarbeitungsgeschwindigkeit unterscheiden. Werden vordefinierte Grenzniveaus erreicht, wechselt das Programm automatisch in den nächsthöheren“, beschreibt Babbé das Vorgehen. Fallen die Werte wieder, kommen die langsameren Modi zum Einsatz, durch die die Maschinen bei gleichzeitig geringerem Energieaufwand geschont werden und so langlebiger sind.
Die Anlage ist seit Oktober 2017 in Betrieb. Da die Membranfilterpressen von Aquachem komplett eingehaust und mit abgedichteten Filterplatten ausgestattet sind, wird das Austreten von Suspension vermieden und es kann nicht zu Schäden an Mensch und Maschine kommen. Als weitere Sicherheitsmaßnahme wird vor jedem Zyklus eine Dichtheitsprüfung durchgeführt.
Einsparungen über den gesamten Prozess hinweg
Viele der Arbeitsschritte, die an den alten Pressen manuell durchzuführen waren, sind nun nicht mehr nötig. So werden nicht nur Personalkosten eingespart, sondern auch die mechanische Belastung auf die Filtertücher reduziert, sodass die Tücher seltener ersetzt werden müssen. Bei den Aquachem-Pressen erfolgt der Austausch in der Regel präventiv, und zwar sobald das erste Tuch defekt ist, da alle gleichmäßig belastet wurden und ungefähr zur selben Zeit verschlissen sind. Dadurch muss die Maschine nur einmal stillstehen statt jedes Mal wieder, wenn ein einzelnes Tuch zerreißt.
Durch einen höheren Trockensubstanzgehalt des Filterkuchens von bis zu 55 Prozent, fällt auch weniger abzulagernde Filterkuchenmenge an. Dies hat zur Folge, dass die Kosten für Transport und Deponierung niedriger ausfallen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kuchen mithilfe einer Kuchenwäsche weniger lösliche Stoffe enthalten und deswegen die vorgeschriebenen Eluatwerte weit unterschritten werden. Aufgrund der flexiblen Anpassung der Filtermaschinen an den Bedarf und die zyklische Arbeitsweise können zudem die Transportmulden besser ausgelastet werden, sodass auch hier weniger Ausgaben für die Abfuhr der Kuchen anfallen.
Messgerät zur Überwachung des Flockungszustands
Eine angemessene Dosierung von Flockungsmitteln ist essentiell: „Wenn zu wenig Flockungsmittel beigefügt wird, steigt die hydraulische Belastung an den Entwässerungsgeräten, so dass die Leistung abnimmt“, weiß Babbé. Wird andererseits zu viel hinzugegeben, können die Filtertücher „verkleistern“, die Feststoffe schwimmen bei der vorgeschalteten Sedimentation auf und gelangen so in das Klarwasser. Darüber hinaus fällt durch die schlechtere Filtration eine erhöhte Menge Filterkuchen oder Abfall an, was sich in übermäßigen Transport- und Entsorgungskosten niederschlägt.
Um die Flockung zu überwachen, kommt deshalb bei Currenta ein von Aquachem selbstentwickeltes Messgerät zum Einsatz: der iFloc. Dessen Hauptelement 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. Über das definierte Niveau der Zelle kann mittels Abstandsmessung durch einen 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. „Dadurch konnten wir bisher etwa 50 Prozent Reinigungskosten einsparen. Auch der Verbrauch von Flockungsmittel konnte um ungefähr ein Drittel reduziert werden“, fügt Schulte hinzu.
Betriebssicherheit durch Remote-Überwachung
Da die Rauchgaswäsche mit 24 Stunden am Tag und 365 Tagen im Jahr im Schichtbetrieb nie unterbrochen wird, war die Verfügbarkeit von großer Bedeutung. Um dies zu gewährleisten, spielen nicht nur der selbsttätige Betrieb der Pressen und das Abfangen unterschiedlicher Arten und Mengen von Suspension eine Rolle, sondern auch die Überwachung von einem Kontrollraum aus, um wichtige Kennwerte und Einstellungen aus der Ferne anpassen zu können. Zusätzlich kann sich jederzeit über einen nicht mit dem zentralen Netzwerk verbundenen Online-Zugang ein Mitarbeiter von Aquachem zuschalten.
„Bei Aquachem hatten wir von Anfang an das Gefühl, dass es nicht nur darum geht, Pressen zu verkaufen, sondern darum, eine verfahrenstechnische Aufgabe im Interesse des Kunden zu lösen“, bewertet Schulte die Zusammenarbeit abschließend.
Weitere Informationen unter: www.currenta.de und www.aquachem.de
