Besondere Abwässer erfordern besondere Rührwerke

Rührwerke aus Super-Duplex durchmischen Chemieabwässer

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19.04.2018 Wenn sich Schwebstoffe aus Chemieabwässern in Tanks absetzen, wird eine aufwendige, teure Reinigung notwendig. Der Chemiekonzern Covestro setzt daher am Standort Brunsbüttel seit 2015 zwei Rührwerke von Landia ein.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Um Sedimente zu entfernen, müssen Abwassertanks aufwendig befahren und gereinigt werden.
  • Der Einsatz besonders widerstandsfähiger Rührwerke verhindert, dass sich Ablagerungen überhaupt erst bilden können.
  • Das Beispiel von Covestro in Brunsbüttel zeigt, wie die Rührlösung individuell auf den jeweiligen Einsatz angepasst werden kann.

POPTR-I bei Covestro

Das Rührwerk wird seitlich durch die Tankwand installiert – unabhängig davon, aus welchem Material diese besteht. Bilder: Landia

Grafik_POPTR-I_Motor

Die Antriebseinheit befindet sich außerhalb des Mediums – so bleibt der Motor selbst bei heißen Fluiden kühl.

Grafik_POPTR-I_Rührwerk

Der Drei-Blatt-Propeller ist unter einem speziellen Winkel angebracht, der für eine optimale Durchmischung sorgt.

Im 420 ha großen Industriepark Brunsbüttel fallen kontinuierlich biologisch abbaubare, jedoch sehr aggressive und schwermetallhaltige Chemieabwässer an. Bevor die werkseigene Kläranlage diese gemäß Wasserhaushaltsgesetz aufbereiten kann, wird das unbehandelte, bis zu 40 °C warme Abwasser zunächst in zwei Puffertanks mit einem Fassungsvermögen von je 1.500 m³ zwischengespeichert. Dort verhindern die Rührwerke durch eine kontinuierliche Durchmischung, dass sich im Tank Ablagerungen bilden. Sie sorgen gleichzeitig dafür, dass das Abwasser in einem gleichmäßigen Mischungsverhältnis in die Kläranlage gelangt.

Chemieabwässer sind äußerst aggressiv

Der Schwerpunkt der Produktion in Brunsbüttel liegt auf der Chemikalie Diphenylmethandiisocyanat (MDI). Diese ist ein Vorprodukt für harten Schaumstoff, der in der Dämmung von Gebäuden oder Kühlgeräten zum Einsatz kommt. Bei der MDI-Herstellung entstehen Abwässer, deren pH-Wert zwischen 1 und 12 schwankt ‒ je nachdem, wieviel Natriumhydroxid, Chlorwasserstoff oder Ammonium enthalten ist. Das Medium ist einphasig und nicht brennbar, enthält jedoch Anteile von Anilin, Nitrobenzol oder o-Dichlorbenzol im Rahmen der jeweiligen Wasserlöslichkeit. Hinzu kommen gelöste Schwermetalle – darunter Zink, Kupfer und Nickel – sowie ein Salzgehalt von bis zu 6 g/l.

Die beiden Puffertanks mit einem Durchmesser von jeweils 15 m und einer Höhe von 8,5 m dienen abwechselnd als Befüll- und Entleerbehälter. Bei einem Füllstand von 95 % werden die Zulaufventile des einen Tanks geschlossen und die des anderen geöffnet. Ab einer Überdeckung des Tankbodens von ca. 2 m schaltet sich das Rührwerk automatisch ein – und wenn die Füllhöhe diesen Wert beim Entleeren unterschreitet, wieder aus. Erst nachdem Mitarbeiter das Abwasser beprobt und für geeignet befunden haben, dürfen sie es der biologischen Kläranlage zuführen.

Rührwerk aus widerstandsfähigem Material

Die schwankende Abwasserqualität macht ein besonders zuverlässiges Rührwerk erforderlich. Daher sind dessen mediumsberührende Teile ‒ Flansch, Getriebegehäuse und Propeller ‒ in dem Spezialwerkstoff Super-Duplex 1.4547 ausgeführt. Dies ist für eine lange Lebensdauer der gesamten Anlage entscheidend. Die Rührwerke, die zuvor in Brunsbüttel installiert waren, waren zudem wenig energieeffizient und hatten eine zu geringe Schubkraft. Auch diese Probleme lösen die Nachfolgermodelle.

Das Rührwerk ist mit einer Motorleistung zwischen 5,5 bis 18,5 kW erhältlich – auf Wunsch auch in Ex-Ausführung. Aufgrund der niedrigen Drehzahl von maximal 300 min-1 eignet es sich besonders für viskose Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil und einem Gesamtvolumen von bis zu 6.000 m³/h. Das Rührwerk wird seitlich durch die Tankwand installiert ‒ unabhängig davon, aus welchem Material diese besteht. Da sich die Antriebseinheit also außerhalb des Mediums befindet, bleibt der Motor selbst bei heißen Fluiden kühl. Außerdem können Wartung und Instandhaltung auch bei gefülltem Tank erfolgen, ohne das Rührwerk herausheben zu müssen.

Speziell auf den jeweiligen Einsatz angepasst

Die Rührwerke werden gezielt an die jeweilige Aufgabe angepasst. Auch die Auslegung der Geräte in Brunsbüttel erfolgte im engen Austausch zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer. In den Tanks war bereits jeweils ein Mannloch vorhanden. Daher mussten zwar spezielle Flansche gefertigt werden, bauliche Veränderungen an dem bereits genehmigten Lagertank waren aber nicht notwendig. Durch einen speziellen Anstellungswinkel können die Rührwerke das Abwasser optimal durchmischen. Zudem verbessert ein an den 11-kW-Motor angepasster Drei-Blatt-Propeller mit einem Durchmesser von 770 mm die Energieeffizienz und die Schubkraft.

Ein Prozessleitsystem steuert und überwacht alle Parameter und meldet der Messwarte am Display die Abweichungen von den Sollwerten genauso wie den Motorlauf sowie mögliche Leckagen. Darüber hinaus detektieren PTC-Thermistoren kritische Temperaturschwankungen. Ein spezielles Schmiersystem mit Ölbehälter inklusive Fühler dient zum manuellen Fetten der Propeller-Nabe. Eine Leitfähigkeitsmessung erkennt, wenn sich Wasser im Öl befindet, und schaltet das Rührwerk gegebenenfalls ab. Für die Betriebssicherheit sorgt ein baugleiches Rührwerk, das als Back-up im Industriepark Brunsbüttel lagert.

Heftausgabe: Mai/2018
Sarah Schulz,  freie Redakteurin, für Landia

Über den Autor

Sarah Schulz, freie Redakteurin, für Landia
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