Berliner Wasserbetriebe rüsten Anlage zur Flockungsfiltration KW Waßmannsdorf nach
Auf die Pumpentechnik kommt es an!
Phosphate bewirken in vielen Gewässern eine Eutrophierung, die vor allem den Sauerstoffgehalt im Wasser sowie die gesamte Wasserqualität negativ beeinflusst. Die Folge hiervon ist meist ein erhöhtes Algenwachstum, insbesondere in stehenden Gewässern.
Die im Wasser unerwünschten Stoffe, wie Phosphat, Stickstoff, Kalium oder Schwefel können auf verschiedene Art und Weise in Gewässer gelangen. Oft geschieht das auch durch die Einleitung von geklärtem Abwasser aus Abwasserreinigungsanlagen. Um dem entgegenzuwirken hat die EU neue Wasserrahmenrichtlinien herausgegeben, die einer Überdüngung offener Gewässer entgegenwirken soll.
Das hat natürlich auch Auswirkungen auf Klärwerke, die sich den neuen Rahmenbedingungen anpassen müssen. Die Berliner Wasserbetriebe haben beim Ausbau bzw. der Erweiterung des KW Waßmannsdorf diesen Vorgaben eine besondere Beachtung zukommen lassen.
Seit 2017 wurden zwei zusätzliche Reinigungslinien, Anlagen zur erweiterten Stickstoff- und Phosphateliminierung sowie ein groß dimensionierter Mischwasserspeicher errichtet. Die wachsende Einwohnerzahl im Großraum Berlin sowie steigende Ansprüche an die Wasserqualität gaben den Ausschlag für diese Investitionen.
Die Ausgangslage
Das KW Waßmannsdorf verfügt über einen konventionellen Aufbau bezüglich der Abwasserreinigung. Es werden die üblichen Verfahrensschritte gegangen: Aerobe/Anaerobe Abwasserbehandlung mit anschließender Nachklärung.
Beachtenswert sind hierbei die anfallenden Wassermengen: rund 230.000 m³/Tag bei Trockenwetter, wobei hier Spitzenwerte von 4 m³/s anfallen können. Bei Regenwetter können die Abwassermengen auf 6 m³/s steigen.
Seit April 2017 ist (zur Bewältigung dieser Aufgabe) das KW um zwei auf insgesamt zehn Beckenlinien erweitert worden. Die Tageskapazität ist damit um 50.000 m³ auf insgesamt 230.000 m³ gewachsen.
Die Lösung
Um die EU-Wasserrahmenbedingungen einzuhalten, wurde am bisherigen „Aufbereitungsende“, also bei der Nachklärung, eine neue zusätzliche Anlage errichtet: die Flockungsfiltration.
Von der Nachklärung wird nun das vorbehandelte Abwasser über eine Klarwasserstation und offene Zuläufe der Flockungsfiltration zugeführt. Diese besteht aus vier Straßen mit jeweils 5 Sandfiltern.
Vor der Einspeisung in die Filterstrecken wird als Fällmittel Eisen III zugegeben. Auf diese Weise werden unerwünschte Inhaltsstoffe, also in erster Linie Phosphate bzw. Phosphor, aber auch Mikroplastik und andere Feststoffe, abgeschieden. Mit diesem Verfahrensschritt wird beispielsweise Phosphat von 0,5 mg/l auf 0,1 mg/l reduziert.
Die Wasserqualität hat sich nach dem Behandlungsschritt also deutlich verbessert. Die strengen Ablaufanforderungen können sicher eingehalten werden.
Eingesetzte Pumpentechnik für die Rückspülung der Sandfilter:
Rückspülung der 20 Filterkammern
4 NKG 500-450-500, 132 kW, 8-polig (1 Pumpe Redundanz)
Grundlastpumpe für die Rückspülung
2 NKG 350-300-305, 45 kW, 6-polig
Betriebswasserpumpen für die Einspeisung ins Betriebswassernetz
3 NKG 300-250-350, 11 kW, 6-polig
Beschickung der Absetzbecken
4 NKG 300-250-350, 18,5 kW, 6-polig
Für die Verbringung des abgesetzten Rückspülschlamms aus dem Absetzbecken in den Zulauf der Klärwerks
2 NKG 150-125-315, 30 kW, 4-polig
Rückspülung der Filterstrecken
Die Sandfilter verfügen über zwei in der Korngröße unterschiedliche Filterschichten sowie zwei Stützschichten. Diese Aufbauweise hat sich in vielen ähnlichen Einsatzbereichen bewährt. Insbesondere Phosphat kann auf diese Weise deutlich reduziert werden.
Damit die Filterstrecken optimale Arbeit leisten können, müssen sie in regelmäßigen Abständen rückgespült werden. Das ist ein Vorgang, der auf den ersten Blick wenig Beachtung findet. Bei genauer Betrachtung ist dies jedoch ein komplizierter Verfahrensschritt in dem große Wassermengen in kurzer Zeit bewegt werden müssen.
Im KW Waßmannsdorf befinden sich in den vier Straßen der Filterstrecke insgesamt 20 Sandfilter (5 pro Straße). Beim Rückspülvorgang wird immer nur ein Filter erfasst, alle anderen können unbeeinträchtigt weiterarbeiten. Das Rückspülwasser gelangt in ein Absetzbecken – hier läuft alles auf, was aus der Rückspülung kommt.
Die abgesetzte Phase (also überwiegend Schlamm) geht wieder in den Einlauf der Kläranlage. Die klare Phase hingegen geht in den Zulauf der Filtration. Um diese Arbeitsschritte bewältigen zu können ist eine hochwertige, energieeffiziente Pumpentechnik erforderlich.
In der Pumpentechnik kommt es heute – mehr denn je – darauf an die richtige Pumpe für den jeweiligen speziellen Einsatzfall zu finden. NKG-Normpumpen bieten sich hierfür besonders an.
Bei diesen Pumpen handelt es sich um einstufige, normalsaugende Kreiselpumpen mit Spiralgehäuse in Prozessbauweise. Sie verfügen über einen axialen Saugstutzen und einen radialen Druckstutzen sowie eine waagerechte Welle. Die Hauptabmessungen sowie die Bemessungsleistung entsprechen der ISO 2858. Die Prozessbauweise der NKG-Pumpen ermöglichen den Ausbau des Motors, der Motorlaterne und des Laufrades ohne dass das Pumpengehäuse von den Rohrleitungen getrennt werden muss. So können auch die größten Pumpen unter, Zuhilfenahme eines Krans, von einer einzigen Person gewartet werden. Alle Pumpen sind vor Auslieferung statisch ausgewuchtet und auf dem Prüfstand „nass“ geprüft. Bei der hier eingesetzten Pumpentechnik kommen noch weitere Besonderheiten in den Focus.
Um die hydraulische Effizienz zu steigern wurden bei allen Pumpen NKG 500 bis NKG 350 das Gehäuse und das Laufrad zur Effizienzsteigerung mit einem hochwertigen thermoreaktiven Epoxydpulver beschichtet. Das sorgt für eine glatte Oberfläche und gilt als äußerst widerstandsfähig. Die Energieeffizienz kann hiermit bis 2% gesteigert werden.
Alle „übrigen“ Pumpen verfügen über eine Kataphorese-Beschichtung, auch bekannt als kathodische Tauchlackierung (KTL).
Hintergrund hierfür war die Bewertung der Angebote. Diese erfolgte anhand einer Gesamtkostenrechnung über einen Zeitraum von 12 Jahren. Die Investitionskosten spielen im Vergleich zu den anfallenden Energiekosten nur eine untergeordnete Rolle. Dies gilt im Übrigen auch für die Servicearbeiten.
Betrachtet man die Gesamtkostenrechnung, so fällt sofort auf, dass der Schlüssel zu diesem Projekt in der energetischen Optimierung liegt.
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