Schlammentwässerung Hochleistungszentrifuge 1998 - 2014
Geschichte der Klärschlamm Entwässerung
Siebbandpresse 1987 - 1998
Die Planung der ersten Entwässerungsanlage beginnt im Betriebsjahr 1985 / 1986.
Im Betriebsjahr 1987 wird mit der Inbetriebnahme der Siebbandpresse, der Firma Von Roll AG, ein zweiter Verwertungsweg der Schlammbehandlung .
Die Entwässerungsanlage erreicht, nach verschiedenen Flockungsmittel Versuchen, Entwässerungswerte von: 26 - 30 % TR.
Die Beschickungsleistung der Anlage ist 150 - 296 kg Trockenrückstand / Stunde.
Die Siebbandpresse wird in den folgenden 11 Betriebsjahren nur während den Wintermonaten betrieben. In der übrigen Zeit kann der Faulschlamm in flüssiger Form von unseren Landwirten als Düngemittel verwertet werden.
Ergebnis der Energetische Grobanalyse 1997
Eine Hochleistungs Dekantierzentrifugen Trommel kann verglichen werden, mit einem Absetzbecken das kein Ende hat.
Der Räumerschild des Absetzbecken ist leicht schräg gestellt und besitzt auf beiden Seitenlängen eine Überfallkante. Auf der Feststoffeseite ist zusätzlich zur Überfallkante ist eine Tauchwand angeordnet die den Abfluss des überstehenden Zentratwasser verhindert. Auf der Entlastungseite Zentratwasser besteht die Überfallkante aus in der Höhe auswechselbaren Wehrscheiben, Diese müssen zirka in ihrer Höhe zirka in der Mitte der der Tauchwand und der Überfallkante Feststoffe eingestellt.
Im Absetzbecken bewegen sich die Feststoffteilchen, die schwerer als die Flüssigkeit sind, durch die Schwerkraft zum Boden.
Die Feststoffteilchen bilden am Grund des Beckens eine Sediment oder Feststoff-Phase
Bei der Dekanterzentrifuge erfolgt die Trennung der Feststoff-Phase und Flüssig-Phase mit Hilfe der Zentrifugalbeschleunigung. In der sich drehenden Trommel der Zentrifuge bewegen sich die Feststoffteilchen, die eine höhere Dichte aufweisen und somit schwerer als die Flüssigkeit sind, mittels Zentrifugalkraft nach aussen. Sie bilden ein Sediment an der inneren Wand der Zentrifugentrommel. In der Zentrifuge entstehen bei Drehzahlen von 2'900 - 3'250 U/ min-1 Zentrifugalkräfte von ungefähr 3'000 G auf. Im Gegensatz zum Gravitationswert 1 G im Absetzbecken, geht die Trennung der Feststoffteilchen von der Flüssigkeit viel schneller und effizienter vonstatten.
Vor der Auftragserteilung der neuen Entwässerungsanlage zeigt uns die Firma Alfa Laval AG, im Gelände der ARA Untermarch mit ihrer mobilen Zentrifuge Vorort, die Wirkung der Zentrifuge an unserem Faulschlamm.
Siebbandpresse 1987 - 1998
Begründung für dieses Vorgehens ist:
Im Feld 3: befindet sich die Gebäudetechnik und die Einspeisung.
Im Feld 2: kann der bestehende Leistungs übernommen werden.
Im Feld 1: wird alles alles rückgebaut.
Nach zwei Sitzungen mit der Lieferfirma Alfa Laval AG erstellt unser Betriebselektriker:
Die Beschreibung der Schrittketten Ablaufsteuerung für das SPS Programm Faulschlammentwässerung.
Die Planung und die Erstellung des Elektroschemas für:
Anpassungen der Zuleitung Hauptverteilung ARA nach UV 400 FAS-Entwässerung Feld 3.
Planung der Austauschsignalisation von und nach Kommandoraum (UV 100 Mechanische Reinigung)
Planung der Austauschsignale von und nach VK Faulturm (UV 300 Schlammbehandlung)
zum Kommandoraum der neuenfür die neue Anlage und deren Ausführung mit dem CAD Programm von Megacad inklusive Elektroinstallation erfolgt durch das eigene Betriebspersonal.
Einzig die Programmierung der Vorort SPS übergibt er seinem früheren Arbeitgeber der Firma Ruoss Elektrotechnik AG.
Die Planung und CAD Zeichnung für das Layout des neuen Prozessblindschaltbildes ist eine Eigenleistung. Die bestehenden Schaltanlagefelder 1 + 2, der Siebbandpresse, werden ebenfalls mit Eigenleistungen erledigt
Der Beginn einer Erfolgsgeschichte
Nach der Auswertung der Versuchswoche
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Der Zweckverband erteilt:
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Auftrag Grobplanung
⇒ an Alfa Laval AG -
Lieferung und Montage:
⇒ Entwässerungsanlage ⇒ «Dekantierzentrifuge» -
Lieferung und Montage:
⇒ Förderanlage ⇒ Schmutz & Hartmann -
Lieferung und Montage:
⇒ Muldenbefüllung ⇒ Schmutz & Hartmann -
Organisation:
⇒ Installationen ⇒ Mechanischer Teil
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Die Betriebsvorstand entscheidet:
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Unser Betriebselektriker
⇒ Übernimmt die ⇒ Elektroplanung -
Planung und Erstellung
⇒ Elektroschema ⇒ mit MegaCAD -
Planung und Erstellung:
⇒ Layout Prozess ⇒ Blindschaltbild -
Planung und Erstellung:
⇒ Umbau Vorort ⇒ Schaltanlage -
Planung und Erstellung:
⇒ Funktionsbeschreibung ⇒ «Programm SPS» -
Planung Schnittstellen:
⇒ HV, Kommandoraum ⇒ «Alarmierung» -
Planung Schnittstellen:
⇒ Schlammbehandlung ⇒ «Schlammtransfer»
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Anpassungen der Schaltanlagen
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UV 400 FAS Entwässerung
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Schaltanlage VK die aus 3 Felder bestehende nicht teilbare Schaltanlage wird nicht entsorgt wird
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⇒ Listenpunkt 5 ⇒
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Sortierter Listen Punkt 2
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⇒ Listenpunkt 5 ⇒
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⇒ Listenpunkt 5 ⇒
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Sortierter Listen Punkt 3
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⇒ Listenpunkt 5 ⇒
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⇒ Listenpunkt 5 ⇒
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Die aus drei Feldern bestehenden Schaltanlage wird wie folgt rückgebaut. Der Apparaterost im Feld 1 wird komplett rückgebaut. Das Mosaikblindschaltbild das in einem Einbaurahmen oben in der Türe von Feld 1 platziert ist, wird ausgebaut und dem Abnehmer der alten Anlage, für den Neuaufbau der Siebbandpresse in der ARA oberes Sihltal, mitgeliefert. Ebenfalls mitgeliefert werden die unter dem Mosaikbild direkt in der Türe angeordneten Steuerschalter.
Der Leistungsteil von den zwei Schlammbeschickungspumpen, der Flockungshilfsmittelpumpe, der Aufbereitungsanlage Flockungshilfsmittel, das Rührwerk im Faulschlamm Vorlagebehälter und der Trübwassergalgen Antriebsmotor kann übernommen werden. Die Steuerrelais und die Steuerungsverdrahtung Der Einbaurahmen des Mosaikblindschaltbild Das Prozessblindschaltbild für die neue Entwässerungsanlage wird umfangreicher, kann an der gleichen Stelle nach unten und oben durch Vergrösserung des Ausschnittes realisiert werden.
Das neue Prozessblindschaltbild im neuen Blindschaltbild der Blechplatte Der Ausschitt des Mosaikblindschaltbildes wird nach dem Bedarf der neuen Anlage etwas vergrössert. Das neue Prozessablaufbild wird von unserem Betriebselektriker geplant mit dem CAD gezeichnet und für die Herstellung, im DXF Format der Blechbearbeitungsfirma in unserem Einzugsgebiet zur Ausführung übergeben. zur Herstellung auf und das neue Blindschaltbild wird von unserem Betriebselektriker urch 2 Blechtafeln ersetzt.
Auf der oberen Platte im Feld 1 wird das neue Blindschaltbild angeordnet. Das Blindschaltbild ist die Visualisierung der Messtechnik. Jederzeit kann der aktuelle Betriebszustand überblickt werden.
Auf der unteren Platte ist das Bedienpaneal und die nötigen Steuerschalter und Amperemeter angeordnet.
Im Feld 1 + 2 werden die neue SPS, Steuerrelais und die Motorschutz Schalter und Motor Schütze eingebaut.
Im Feld 3: Gebäudetechnik bleibt ausser der Vergrösserung der Einspeisung praktisch alles bestehen.
Hochleistungszentrifuge mit Wirbelstrombremse 1998 - 2014
Nach 11 Betriebsjahren im Betriebsjahr 1998 wird die Anlage aus Kapazitätsgründen durch eine Hochleistungszentrifuge ersetzt. Mit diesen Verfahren ist ein Abscheidungsgrad (ABS) von 95 - 98% erreichbar. Die Beschickungsleistung der Anlage wird verdoppelt und entspricht 370 - 600 kg Trockenrückstand pro Stunde.
Als Erinnerung die Schaltanlage der Faulschlammentwässerung Aussenansicht
Feld 1: Blindschaltbild oben und Bedienung und Steuerschalter mitte
CAD Zeichnungen mit Bildprogramm bearbeitet: Jo Mächler Lachen
am 28.05.1998
Als Erinnerung die Schaltanlage der Faulschlammentwässerung Innenansicht
Feld 1: SPS Steuerung Feld 2: Leistungteil und FU Feld 3: Gebäudetechnik
CAD Zeichnungen mit Bildprogramm bearbeitet: Jo Mächler Lachen
am 28.05.1998
Faulschlammentwässerung
Die Hochleistungszentrifuge (Dekanter) wird zur Entwässerung des anfallenden Faulschlammes der ARA Untermarch eingesetzt. In der Zentrifuge wird mit dem physikalischen Gesetz der Fliehkraft der Abtrennvorgang mit Hilfe der Technik beschleunigt. Nach dem Startbefehl der Entwässerungsanlage wird als erstes der Dickschlammschieber für 5 Sekunden geöffnet. Dies ist zum einen eine Funktionskontrolle und zum Andern eine Massnahme der Betriebserfahrung. Diese Betriebserfahrung entstand aus der Feststellung dass, nach dem Stopbefehl der Anlage zuerst der Zulauf ausgeschaltet wird. Als nächstes öffnet die Sollzeit das Spülventil und damit wird die Trommel mit Brauchwasser gespült. Durch das Spülen entleert sich die Trommel und das Drehmoment der Austragschnecke sinkt auf den Sollwert Dickstoffschieber «schliessen». Nach dem erreichen des Sollwert von 2'900 - 3'230 Umdrehungen pro Minute erzeugt die Zentrifuge ein vielfaches der Erdanziehungskraft. Der geringfügig schwerere Feststoffanteil des Faulschlammes wird mit Hilfe von beigefügtem Flockungshilfsmittels vom Wasser getrennt. Im Innern der Zentrifugentrommel befindet sich die Austragsschnecke, diese dreht während dem Startvorgang mit der gleichen Drehzahl wie die Trommel. In dieser Situation haben die Schneckenwendel keine Bewegung in die Richtung Auswurf. Bei der Entwässerung des Faulschlammes wird Flockungshilfsmittel zugemischt.
Wenn die Trommel mit der Austragschnecke den Drehzahlsollwert erreicht hat schaltet nach 5 Sekunden die Flockungsmittelpumpe ein. Nach weiteren 20 Sekunden schalten die Faulschlammpumpen ein. Zum gleichen Zeitpunkt beginnt der Regelkreis der Differenzdrehzahl zum Drehmomentswert zu arbeiten. Die zugeführte Schlmmmenge bewirkt dass der Drehmomentwert steigt. Der Regelkreis erhöht die die Differenzdrehzahl der Austragschnecke zur Trommeldrehzahl. Der schwerere Feststoffanteil (ausgeflockter Schlamm) wird durch die Fliehkraft nach aussen an die Trommel gedrückt. Dort erhöht das die zunehmende Feststoffmenge den Drehmomentswert an der Austragschnecke. Diese Austragschnecke hat die Aufgabe die sich stetig aufbauende Feststoffschicht in den konusförmigen Teil der Zentrifugen Trommel zu transportieren. Die Austragsschnecke rotiert in der Trommel mit 2.5 - 17 Umdrehungen langsamer als die Trommel. Daraus entsteht eine Vorwärts Bewegung in Richtung Austragszone der Feststoffanteile.
Der Drehzahlunterschied wird mit dem Drehmomentswert gebildet und es entsteht ein Sollwert für Drehzahl der Austragschnecke. Wenn sich das Drehmoment der Austragschnecke durch die erhöht, wird mit dem Regelkreis die Differenzdrehzahl der Trommel zur Austragschnecke ebenfalls erhöht. Das Erhöhen der Differenzdrehzahl bewirkt, dass die Austragchneckenwendel schneller in die Richtung der Auswurfbuchsen bewegen. Fur eine kurze Zeit bewirkt dies eine weitere Erhöhung des Drehmomentwert der Austragschnecke. Dies geschieht solange, bis durch das Abräumen des an der Trommelwand angepressten Feststoffes der Drehmomentswert wieder kleiner wird. Technisch geschieht dies mit der Regelung der Drehzahl der Austragschnecke gegenüber der Trommeldrehzahl mit der Wirbelstrombremse.
Dem Faulschlammzulauf wird Flockungshilfsmittel (Katjonisches Polymere) zudosiert, um eine ausreichende Abscheidung (ABS 95-98%) zu erzielen. Vom Auswurfbehälter wird der eingedickte Schlamm mit 5 Trogförderschnecken zur Transport Mulde gefördert.
An der gegenüberliegenden Seite der Zentrifugentrommel befinden sich Wehrscheiben. Das vom Schlamm abgetrennte Zentratwasser wird, durch das stetig neu zugeführte Faulschlamm- und FlockungsHilfsmittel Gemisch, über die Wehrscheiben entlastet. Das abgetrennte Wasser das nur noch einen geringen Anteil Feststoffe enthält (0.05-0.25%TR) wird Zentrat genannt. Das Zentrat wird als interner Rücklauf dem Zulauf der ARA zurückgeleitet.
Funktionsablauf der Alfa Laval Faulschlammentwässerung
Animation Dekanter Alfa-Laval Zentrifuge
Einlauf des Faulschlamm- und Flockungsmittel
Animation Dekanter Alfa Laval Zentrifuge
Austragschnecken Funktion
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