Fallstudie: RWI-8000

HINTERGRUND

In Kläranlagen kommt es aufgrund der komplexen chemischen Reaktionen im Wasserreinigungsprozess häufig zu Betriebsstörungen, die die Effizienz der Anlage weiter auf ein kritisches Niveau senken. Eine häufige Ursache ist die schnelle Bildung von felsenfestem blauem Zement, der als Struvitkristalle bekannt ist und alle Metalloberflächen während der Schlammentwässerung betrifft.

DIE HERAUSFORDERUNG

Auf der ARA Wüeri in Regensdorf, Schweiz, wird der anfallende Schlamm nach der Faulung in einer Zentrifuge entwässert. Nach der CO2-Entgasung fördert die Veränderung der Zusammensetzung und der physikalisch-chemischen Eigenschaften die Bildung von Struvitablagerungen auf allen metallischen Oberflächen während dieses Prozesses schnell. Darüber hinaus ist die Skalierung von Struvit schnell und heimlich und führt zu einem unterschätzten Risiko eines Ausfalls und zu erheblichen Auswirkungen auf die Betriebskosten. Zahlreiche Tests mit Chemikalien zur Verhinderung oder Beeinträchtigung der Kesselsteinbildung in und nach Abbildung 1: Entwässerungszentrifuge der Zentrifuge konnten das Problem nicht beseitigen.

ARA Wüeri hat sich mit einer Forschungsgruppe der FHNW und Toray Membrane Europe AG (TMEU) zusammengetan, um die Skalierung zu untersuchen und eine Lösung zu finden. TMEU hat ROPUR RWI®-8000 eingeführt, eine innovative Wasseraufbereitungschemikalie, die speziell auf Struvitablagerungen abzielt. Das Team würde die Wirksamkeit des Kesselsteininhibitors testen, um den stabilen Betrieb der Anlage aufrechtzuerhalten und die versteckten Wartungskosten im Zusammenhang mit dem Austausch von Geräten zu minimieren.

Abbildung 1: Entwässerungszentrifuge
Abbildung 2: ARA Wüeri Zentrifuge mit Ablagerungen
Abbildung 3: ARA Wüeri Zentrifuge ohne Ablagerungen

ENTWÄSSERUNGSVERFAHREN

Gelöstes CO2 wird im Zentrifugenbereich aggressiv freigesetzt, weil:

  1. Das eingespritzte Tensid (Entfeuchtungsmittel) reduziert die Löslichkeit von CO2 in Wasser leicht;
  2. Die lokale Mikrokonzentration des Salzes (wenn sich TS-Partikel von der Flüssigkeit trennen) löst einen instabilen Zustand im gelösten CO2-Gas aus;
  3. Die mechanischen Bewegungen der Zentrifuge (Druckänderungen) optimieren den Gasaustausch (O2 und N2 sättigen die Flüssigkeit und stoßen das CO2 aus) und die CO2-Freisetzung.
Abbildung 4: Schematische Darstellung eines Zentrifugenentwässerungsprozesses

INNOVATION

Das ROPUR RWI®-8000 wurde unter Verwendung modernster Analysetechniken wie der laserfokussierten Strahlenreflexionsmessung entwickelt, die in Echtzeit die Anzahl der Partikel zählen, aber auch die Partikel nach ihrer Größe segmentieren kann. Aktuelle Schlammproben aus der ARA Wüeri in Regensdorf wurden durch Zugabe von einigen Dosen (in ppm) ROPUR RWI®-8000 analysiert.
Nach der Dosierung reduzierte sich die Anzahl der Partikel sofort um 99,4%. Die gleiche Methode wurde angewandt, um die optimale Dosierungsrate für ROPUR RWI®-8000 zu ermitteln, was zu Dosierungen zwischen 25 und 50 ppm führte.
Die Kläranlage der ARA Wüeri setzt ROPUR RWI®-8000 täglich mit großem Erfolg für die Schlammentwässerung ein. Es verhindert effektiv, dass sich Struvitkalk in der Zentrifuge und den anschließenden Mutterlaugenleitungen festsetzt oder zementiert. Außerdem wurden die Reinigungskosten um das Vierfache gesenkt, wie in den Abbildungen 5 und 6 unten dargestellt.

Abbildung 5: Vor der Dosierung von ROPUR RWI®-8000
Abbildung 6: Nach der Dosierung von ROPUR RWI®-8000

ROPUR RWI®-8000: DIE IDEALE REFERENZ

Basierend auf der neuesten Generation von Ionenfängermolekülen, die schon bei geringer Dosierung wirksam sind, zeigen Laborstudien, dass ROPUR RWI®-8000 die Struvitbildung vier Stunden lang nach der Dosierung verhindert, so dass der Entwässerungsprozess effizient ablaufen kann. Im Vergleich zu ähnlichen Chemikalien auf dem Markt zeigte ROPUR RWI®- 8000 bei einer Dosierrate von 25 und 50 ppm die beste Effizienz, wie in den Abbildungen 7 und 8 dargestellt.

Darüber hinaus zeigt ROPUR RWI®-8000 auch bei großen pH-Abweichungen eine gute Leistung und minimiert Probleme mit dem verbleibenden CO2/Hydrogencarbonat-Ion in der Mutterlauge. Studien haben außerdem gezeigt, dass ROPUR RWI®-8000 alle potenziellen Struvitpartikel in einer Größe von nur 10 μm hält, was eine bemerkenswerte Leistung ist. Die Anwender berichten von erheblichen Kosteneinsparungen und einer Vereinfachung des Abwasserbehandlungsprozesses.

Abbildung 7: Partikelzahlen im Bereich zwischen 10 und 100 μm im Laufe der Zeit in SWW, das 25 mg/L Antiscalantien der Wettbewerber A, B und ROPUR RWI®-8000 enthielt; vertikale gestrichelte Linien stellen den Zeitpunkt dar, an dem 12M NaOH zur pH-Einstellung dosiert wurde.
Abbildung 8: Partikelzahlen im Bereich zwischen 10 und 100 μm im Laufe der Zeit in SWW, das 50 mg/L Antiscalantien der Wettbewerber A, B und ROPUR RWI®-8000 enthielt; vertikale gestrichelte Linien stellen den Zeitpunkt dar, an dem 12M NaOH zur pH-Einstellung dosiert wurde.

Als PDF herunterladen: RWI-8000 Fallstudie.pdf

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