Hochentwickelte Membranventile gegen toxische Stoffe

Umbau der Sickerwasserbehandlungsanlage „Alte Schanze“

Die Deponie „Alte Schanze“ wird seit 1979 als Haldendeponie für Hausmüll und hausmüllähnliche Gewerbeabfälle verwendet. 2014 begonnene Untersuchungen auf Vorkommen von PFT ergaben, dass die 1997 in Betrieb genommene Sickerwasser­behandlungsanlage die Grenzwerte zur Einleitung des Abwassers in die Kläranlage Sande deutlich überschritt. Daher war der Einsatz einer weiteren Reinigungsstufe erforderlich, in deren Aktivkohlefiltrationsanlage nun Membranventile von SISTO und Pumpen von KSB zum Einsatz kommen.

Abfallverwertungs- und Entsorgungsbetrieb Kreis Paderborn (A.V.E.)

Für die etwas mehr als 300.000 Einwohner und Gewerbetreibenden der 10 Städte und Gemeinden des Kreises Paderborn betreibt der A.V.E. das Entsorgungszentrum „Alte Schanze“. Die Deponie 8 Km südlich von Paderborn steht mit einer Deponiefläche von zirka 90 Hektar als modernes Entsorgungszentrum für Hausmüll und hausmüllähnliche Gewerbeabfälle zur Verfügung.

Besondere Werkstoffe

Der Einsatz einer Aktivkohlefiltrationsanlage ist nur sinnvoll, wenn die einzuhaltenden Grenzwerte von CSB (Chemischer Sauerstoff) und AFS (Abfiltrierbare Stoffe) schon vor der Aktivkohlestufe unterschritten werden können.

Die Untersuchungen des Abwassers haben auch gezeigt, dass das Wasser stark chloridangereichert ist. Bei der Material- und Auskleidungsauswahl aller Rohrleitungen, Armaturen und Pumpen kommen deshalb nur spezielle Kunststoffe und besondere Edelstähle für die mit der Flüssigkeit benetzten Anlagenteile in Frage. Dies gilt auch für die Auskleidung der Steuerventile.

Neue Klärtechnik

Das vom A.V.E. beauftragte Chemische und Veterinäruntersuchungsamt Ostwestfalen-Lippe fand zu hohe Konzentrationen von Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS). Die Werte überschritten den laut Empfehlung der TWK (Trinkwasserkommission) lebenslang gesundheitlich duldbaren Leitwert erheblich, was den Einsatz einer weiteren Reinigungsstufe erforderte.

Die Behandlung durch Adsorption an Aktivkohle in der zusätzlichen Reinigungsstufe entspricht in der Industrie und Sickerwasserbehandlung sowie in der Trinkwasseraufbereitung dem aktuellen Stand der Technik. Da für den Einsatz der Aktivkohlefiltrationsanlage die Grenzwerte von CSB und AFS viel zu hoch waren, musste eine Methode gefunden werden, im Ablauf des vorhandenen und bestehenbleibenden Lamellenklärers die Werte von CSB und AFS signifikant zu senken.

Um die besondere Klärtechnik zu verstehen, muss man ins Detail gehen:
Das neue Behandlungsschema sieht die Behandlung des Abwassers durch eine Flotationsanlage, eine Ozonanlage und sechs Festbettreaktoren (Deni- und Nitri-Stufe) mit nachfolgender Nachklärung vor. Dadurch können die CSB-Werte reduziert werden. Die AFS-Werte müssen mit zusätzlichen, vorgeschalteten Fuzzy-Filtern vor der Aktivkohlefiltrationsanlage reduziert werden.

Das filtrierte Wasser aus den Fuzzy-Filtern fließt im Freigefälle in den Vorlagebehälter der Aktivkohle. Vom Vorlagebehälter wird das anfallende Abwasser über zwei redundante Etabloc-Beschickungspumpen zum Anschlusspunkt an die Ventilbatterien der rollenden Seriensteuerung zwischen den Aktivkohleadsorbern gefördert. Mittels der Ventilbatterien kann eine rollierende Seriensteuerung der Aktivkohleadsorber aufgebaut werden. Die Steuerung erfolgt vollautomatisch mittels SPS und elektrisch betriebener SISTO-Membranventile.

Nach Durchlauf der vier in Reihe geschalteten Aktivkohleadsorber gelangt das anfallende Abwasser zum Ablaufspeicher. Vom Ablaufspeicher wird das Abwasser mittels zwei redundanter Etabloc-Ablaufpumpen Richtung Spülwasserspeicher bzw. wenn dieser gefüllt ist Richtung der Pumpstation über die vorhandene Kläranlagenablaufmessung (MID) gefördert.

Die Anlagenplanung sieht auch vor, dass eine Umfahrung sämtlicher Aktivkohleadsorber möglich ist. Hierfür besteht eine Verbindungsleitung von der Zulaufleitung zum Ablaufspeicher, die von zwei Membranventilen vom Typ SISTO-20 mit Elektroantrieb gesteuert wird.

Für die Steuerung der Anlagen wurden Membranventile mit ECTFE Beschichtung gewählt, da bei Membranventilen keine beweglichen Teile vom Fördermedium umspült werden. Dies ist bei Aktivkohleadsorbersteuerung besonders wichtig, da sich durch den hohen Chloridgehalt Salzablagerungen bilden und immer wieder Aktivkohle in die Ventilbatterien mit eingetrieben werden kann.

Das Öffnen und Schließen der Membranventile erfolgt in zeitlich größeren Abständen. Da Anlagenteile im Abwasserfluss liegen, können sich dort Ablagerungen bilden, jedoch gewährleisten die eingesetzten Membranventile jederzeit ein sicheres Öffnen und Schließen 

In Teilbereichen mit häufiger Betätigung haben die Membranventile einen Elektroantrieb und in Bereichen, in denen eine Betätigung nur im Rahmen von Wartungsarbeiten vorgesehen ist, sind Armaturen mit Handrad verbaut

Die Besonderheit von Membranventilen ist, dass alle mechanischen Bauteile außerhalb des medien-berührten Bereichs liegen. Das Betriebsmedium berührt lediglich die Innenoberfläche des Ventilkörpers und die Absperrmembrane und eine Wartung der beweglichen Teile fällt nicht an. 

Die verwendeten Membranventile der Baureihe SISTO-20 mit ihrem einzigartigen Dichtsystem, bestehend aus gekammerter und mittels Spirale abgestützter Membrane bieten absolute Dichtheit nach Außen und im Durchgang bei Betriebsdrücken bis 16bar! 

Neben den Membranventilen sind auch eine Reihe von Rückschlagklappen des Typ SISTO-RSK in der Anlage verbaut worden. Die SISTO-Rückschlagklappen sind mit einer korrossionsbeständigen Beschichtung aus ECTFE versehen. Die SISTO-RSK bieten im Förderbetrieb einen fast freien Durchgang und schützen durch Ihre vorgespannte Klappenscheibe zuverlässig vor Wasserschlag.

Zahlen I Daten I Fakten

Kunde: 
Abfallverwertungs- und Entsorgungsbetrieb Kreis Paderborn (A.V.E.)

Anlage:
Entwässerung Deponie

Projektdaten:

Rückschlagklappen:
- Ablaufpumpen: 2x Sisto-RSK-S PN 16 / DN 80
- Beschickungspumpen: 2x Sisto-RSK-S PN 16 / DN 125
- Notumlaufpumpe: 1x Sisto-RSK-S PN 16 / DN 50
- Spülwasserpumpe: 1x Sisto-RSK-S PN 16 / DN 200

Membranventil:
- Notumlaufpumpe: 2x Sisto-20 PN 16 / DN 50
- Ablaufpumpen: 4x Sisto-20 PN 16 / DN 80
- KA-Ablauf: 1x Sisto-20 PN 16 / DN 80
- Beschickungspumpe A-Kohle: 4x Sisto-20    PN 16 / DN 125
- Spülwasserpumpe: 4x Sisto-20 PN 16 / DN 200
- Spülwasseranschlussleitung: 8x Sisto-20 PN 16 / DN 125
- Ablauf KA: 2x Sisto-20 PN 16 / DN 80
- Ventilbatterie: 40x Sisto-20 PN 16 / DN 80
- Ventilbatterie: 2x Sisto-20 PN 16 / DN 125

Redundante Beschickungspumpen:
- 6x Etabloc in 1.4408

Redundante Ablaufpumpen:
- 2x KWP-F 65-50-201 in Noridur

Projektjahr:
2019