Moderne Konzepte für die Abwasserförderung müssen vielfältige Anforderungen erfüllen: Eine hohe Zuverlässigkeit durch die redundante Ausführung von Pumpen ist ebenso wichtig wie der gesicherte Betrieb bei Starkregenereignissen. Unter dem Strich muss der Abwassertransport energieeffizient und damit ressourcenschonend sein. Neben diesen komplexen Aspekten sind Anlagenbetreiber aber auch mit grundlegenden Herausforderungen durch diverse Störstoffe wie Feuchttücher konfrontiert.
Diese Tücher sind Teil der täglichen Hygiene und landen häufig nach Gebrauch im Abwasser. Einmal in der Kanalisation angelangt, werden Hygieneartikel zum Problem für die Technik. Aufgrund der enthaltenen Fasern lösen sich Feuchttücher nicht einfach auf, sondern verzopfen und verstopfen so Pumpen, Armaturen und Leitungen. Die installierte Technik ist darauf nicht ausgelegt. Die regelmäßige Störungsbeseitigung an Pumpen gehört daher für das technische Personal zur Routine. Die Folge: hohe Kosten für Wartungsarbeiten.
Um diese Probleme zu beherrschen, sind im Abwasserstrom positionierte Zerkleinerer eine Möglichkeit. Diese Geräte zerkleinern grobe Feststoffe und schützen so die Pumpen und verhindern Betriebsstörungen.
Anforderungen in der Gemeinde Wonnegau
Ein Beispiel für dieses Szenario ist die Verbandsgemeinde Wonnegau in Rheinland-Pfalz, zu der die Stadt Osthofen und weitere zehn Ortsgemeinden gehören. Das anfallende Abwasser aus der Gemeinde wird teilweise gesammelt und zur Kläranlage Worms geleitet. Mit einer Ausbaugröße von 180.000 EW (Einwohnerwert) verfügt diese über genügend Kapazitäten, um das Abwasser aus der Verbandsgemeinde zu klären.
Für den Transport des Abwassers nach Worms wurde in Osthofen ein in den 1980-er Jahren errichtetes Pumpwerk kontinuierlich erweitert. Daran angeschlossen sind circa 8.000 Einwohner, drei Altenheime, drei Kindergärten und ein Gewerbegebiet. Die Pumpstation hebt das Abwasser mittels trocken aufgestellter Pumpen auf Straßenniveau an. Danach fließt es im Freigefälle zur Kläranlage Worms. Die Anlage ist mit drei Kreiselpumpen für die Schmutzwasserförderung sowie mit vier weiteren Mischwasserpumpen ausgerüstet. Aufgrund der speziellen örtlichen Gegebenheiten müssen große Pumpkapazitäten für Regenfälle vorgehalten werden. Zusätzlich sind in einem Nebengebäude vier große Regenwasserpumpen untergebracht. Diese heben bei Starkregen das anfallende Wasser an, das dann über einen Graben in ein Regenwasserrückhaltebecken fließt.
Der Großteil des Schmutzwassers wird von der kleinsten der drei Kreiselpumpen befördert. Sie arbeitet mit einer Förderleistung von 30 l/sec (ca. 108 m3/h) und wird mit einem 5,5 kW starken Motor angetrieben. Die Pumpe wird mit einer Ultraschall-Pegelerfassung gesteuert und läuft, je nach anfallender Wassermenge, mit kurzen Unterbrechungen im Schnitt etwa 20 Stunden am Tag.
Feuchttücher verstopfen Pumpen
Hygieneartikel und besonders Feuchttücher lösten bei der Hauptpumpe wiederholt Betriebsstörungen aus. Um Verstopfungen zu beheben, musste diese durchschnittlich ein bis zwei Mal pro Woche geöffnet werden. Im Rahmen der Wartung entfernten zwei Mitarbeiter jeweils etwa 50 Liter verzopftes Material aus der Pumpe und den Rohrleitungen. Das beschäftigte sie unter Berücksichtigung aller Vorbereitungs- und Nebentätigkeiten rund 2 Stunden.
Um Probleme und Störungen an der Pumpe durch Feuchttücher und andere Störstoffe langfristig zu beheben, installierte die Verbandsgemeinde einen Zweiwellen-Zerkleinerer. Das Gerät musste drei Anforderungen erfüllen: Die Wartung sollte durch eigenes Personal möglich sein, ebenso der Wechsel von Teilen am Zerkleinerer. Um in die bisherige Steuerung nur bedingt einzugreifen und den Umbau der vorhandenen Schaltschränke zu umgehen, war eine eigenständige Steuerung Voraussetzung. Außerdem machten die engen Räume der Pumpstation genau passende Geräteabmessungen erforderlich, um im vorhandenen Platz sowohl die Installation wie auch Service und Wartung zu ermöglichen.
Wartung vor Ort
Die eingesetzten Zerkleinerer XRipper XRP des Herstellers Vogelsang kann das Betriebspersonal direkt vor Ort warten und benötigt dafür weder umfangreiches Spezialwerkzeug noch eine eigene Schulung. Für Wartungs- oder Servicearbeiten lässt sich die gesamte Antriebseinheit samt Wellen und der Zerkleinerungswerkzeuge per Kettenzug nach oben aus dem Gehäuse heben. Die eigentliche Wartung kann dann außerhalb der engen Räume erfolgen. Teile wie Ripper-Rotoren und Dichtungen können durch die gute Zugänglichkeit schnell gewechselt werden.
Die Steuerung des Zweiwellen-Zerkleinerers erfolgt durch einen mitgelieferten Schaltschrank. Wenn die Pumpe startet und stoppt, hat dies direkte Auswirkungen auf den Zerkleinerer. Sollte es zu Störungen kommen, werden beide Geräte automatisch abgestellt. Wie von der Verbandsgemeinde vorausgesetzt, musste nur minimal in die vorhandene Steuertechnik eingegriffen werden.
Präventive Wartung durch Zerkleinerung
Der XRipper zerkleinert im Abwasser enthaltene grobe und großvolumige Störstoffe, wie Feuchttücher und Hygieneartikel, auf eine unproblematische Größe. Das schont die Abwasserpumpe und wendet Ausfälle durch Blockaden und Service-Betriebsunterbrechungen ab. Die niedrige Drehzahl und das große Drehmoment ermöglichen dem Gerät, auch mit einer geringen Antriebsleistung Verstopfungen, Blockaden oder Schäden an der Pumpe zu vermeiden.
Die Zerkleinerungswerkzeuge im Inneren des Geräts sind aus einem Block Spezialstahl gefertigt. Durch ihren monolithischen Aufbau wird das Drehmoment gleichmäßig auf ganzer Länge von der Welle auf die Rotoren übertragen. Dadurch sind höhere Belastungen und eine kraftvollere Zerkleinerung möglich. Die nötigen Toleranzen sind deutlich geringer als bei Systemen mit einzelnen Schneidscheiben, wodurch das Zusammenspiel der einzelnen Schneidkanten präziser wird.
Einen weiteren positiven Effekt hat die monolithische Konstruktion auf den Zeitbedarf für Servicearbeiten, da das Personal bei einem Teilewechsel nur wenige Einzelteile austauschen muss. Die berührungslose Funktionsweise der Zerkleinerungswerkzeuge im Geräteinneren sorgt für eine reduzierte Stromaufnahme und einen minimierten Verschleiß an den Rotoren, wenn keine Feststoffe im Abwasser enthalten sind. Daraus resultieren langfristig geringere Betriebskosten.
