Project van DC Water: bouw van een ENRF-installatie

Stikstofverwijdering met een ENRF-installatie

De installatie “Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant”, met een oppervlakte van meer dan 60 hectare en een stroomgebied van ongeveer 1.875 km², bevindt zich in Washington DC.De laatste maatregel om het proces van de stikstofverwijderingsinstallatie van Blue Plains uit te breidenbereikt de grens van wat technisch haalbaar is. Het stikstofgehalte wordt zodanig verminderd dat het gezuiverde afvalwater in de Potomac River en de Chesapeake Bay kan worden afgevoerd. Het doel van het project was te voldoen aan de nieuwe eis van de EPA (U.S. Environmental Protection Agency/Amerikaanse milieu-autoriteit). Volgens deze autoriteit moet het stikstofgehalte in het afvalwater worden teruggebracht tot ongeveer 1,8 miljoen kg per jaar.

De stikstofverwijdering in Blue Plains is een tweefasenproces waarbij het afvalwater van de tweede afvalwaterreinigingsfase eerst wordt genitrificeerd in de bestaande 12 nitrificatie/denitrificatie-reactoren en volledig wordt gedenitrificeerd in de nieuw gebouwde bassins van de stikstofverwijderingsinstallatie.

Een nieuw hoogwaardig pompstation vormde de kern van de uitbreidingsmaatregel voor de stikstofzuiveringsinstallatie. De specificatie voor het pompstation voorzag in een 24-uursbedrijf (24/7) met een geplande levensduur van minstens 20 jaar. De geselecteerde pompen moesten robuust en uiterst betrouwbaar zijn.

DC Water

De installatie “Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant (AWTP)” in Washington DC is de grootste en modernste zuiveringsinstallatie ter wereld. De zuiveringsinstallatie van Blue Plains is ontworpen voor het verwerken van maximaal 370 miljoen gallon (ongeveer 1.400 miljoen liter) afvalwater per dag en biedt voldoende capaciteit voor de behandeling van het verzamelde afvalwater van de grootstedelijke regio Washington DC. Aangezien het gezuiverde afvalwater in de rivier de Potomac wordt afgevoerd, moet de installatie voldoen aan de strengste "stikstofnormen" ter wereld.

Levering van pompen die voldoen aan de strenge eisen van de EPA

Azir Khan, projectingenieur van KSB, beschrijft de achtergrond van het project. "Wij moesten eerst aan DC Water bewijzen dat onze pompen producten zijn met een lange staat van dienst. Daartoe konden wij verwijzen naar soortgelijke installaties in andere delen van de wereld, waar de aanbevolen pompen jarenlang probleemloos hebben gefunctioneerd. De pompen die wij aanbevelen zijn de buisschachtpompen uit de Amacan P-serie en de pompen van het type Amarex KRT. Dit zijn de grootste buisschachtpompen die ooit door een pompfabrikant zijn gebouwd."

KSB kon niet alleen laten zien hoe krachtig deze pompen zijn, maar was ook het enige bedrijf dat de pompen in de fabriek onder bedrijfsomstandigheden kon testen. Er moest aan een aantal zeer strenge criteria worden voldaan voordat KSB als leverancier van DC Water werd geaccepteerd.

Volgens de specificatie van de hoogwaardige pompen werden de voordelen van de samenwerking met KSB duidelijk voor DC Water; zo deed KSB voorstellen voor alternatieve installatieconcepten. Het optimaliseren van de configuratie van de installatie leverde aanzienlijke energiebesparingen op; tot 200.000 dollar per jaar aan bedrijfskosten. KSB beschikte ook over de benodigde technische middelen om de ingenieurs te ondersteunen bij het optimaliseren van het pompstation.

Door het aantal pompen te verminderen, kan ook het totale oppervlak van het pompstation worden verkleind. Daarnaast werden uitgebreide hydraulische berekeningen uitgevoerd om een pompkarakteristiek te bepalen die nodig is voor verschillende toerentallen.

Bedrijfsvereisten en geleverde producten:

• 7 pompen uit de Amacan P-serie. Maximaal debiet van 179 mgd (miljoen gallons per dag ~ 805 miljoen liter per dag); maximale opvoerhoogte van 12 meter.
• Voor de vereisten van dit project is de instelhoek van de waaierschoepen gewijzigd en zijn de motoren speciaal gewikkeld.
• 4 permanent geïnstalleerde dompelpompen van het type Amarex KRT.
• Meerdere verplaatsbare pompen van het type Amarex KRT.

Geoptimaliseerde pompen van het type Amacan P en Amarex KRT

KSB heeft veel moeite gedaan om de prestaties van haar pomptechnologie en de projectkennis te demonstreren.

"De pompen zijn speciaal geoptimaliseerd voor het project. Hiertoe werden de meest geschikte motoren voor de toepassing geselecteerd en werd een hydraulisch systeem gebruikt dat precies aan de vereisten van het project voldeed. De pompen uit de serie Amacan P en Amarex KRT draaien bij piekbelastingen op het hoogste efficiëntiepunt, wat van groot belang is voor zowel het project als voor de levensduur van de pompen", aldus Azir Khan.

Bij afvalwaterzuivering en watervoorziening worden de pompen uit de serie Amacan P en Amarex KRT van KSB als echte werkpaarden beschouwd. Ze worden wereldwijd in vele toepassingen gebruikt, waar ze moeten voldoen aan de strengste eisen op het gebied van waterbeheer. In de zuiveringsinstallatie van Blue Plains bevinden zich zeven Amacan P-pompen van het type Amacan P op verschillende locaties (afb. 1) in de voor denitrificatie bestemde retourslibbekkens, die worden gebruikt voor het afwateren, het verpompen van spoelwater en het transport van slib en chemicaliën in geval van een leidingbreuk. Vier dompelpompen uit de serie Amarex KRT zijn geïnstalleerd in twee afwateringspompstations voor de retourslibtanks bestemd voor denitrificatie. Ze worden gebruikt voor verschillende transporttaken, zoals het verpompen van troebel water en spoelwater voor het reinigen van de bodem van het bassin en voor het transporteren van regenwater.

Twee andere dompelpompen uit de Amarex KRT-serie worden gebruikt voor het transporteren van spoelwater, dat ook met chemicaliën verontreinigd kan zijn. Ook werden verplaatsbare dompelpompen uit de serie Amarex geleverd, die op verschillende plaatsen in de denitrificatie-installaties kunnen worden gebruikt om slib en troebel water te verpompen. De belangrijkste functie is het afwateren van de denitrificatie-installaties en nabeluchtingsbassins wanneer deze buiten bedrijf worden gesteld.

De dompelpompen uit de serie Amacan P worden overal ter wereld gebruikt in de industrie en de landbouw, maar ook in overloopeenheden voor regenwater, hoogwaterbeveiliging en zuiveringsinstallaties. De pomp uit de serie Amacan P is een natte pomp met één stroomrichting in blokuitvoering met axiale waaier, waarvan de waaier zich in een buisas bevindt en in water is ondergedompeld. Elk van de pompen heeft een maximaal debiet van 179 mgd (miljoenen gallon per dag ~ 678 miljoen liter per dag) en een maximale opvoerhoogte van 12 meter; samen leveren ze 895 mgd (miljoenen gallon per dag ~ 3.388 miljoen liter per dag). Het hydraulisch systeem trilt nauwelijks en de inlaatribben en het grote inlaatmondstuk zorgen voor een wervelvrije stroming. Dit zorgt voor hydraulische optimalisatie van de pomp. De slanke motor vermindert de verliezen in de buisschacht en zorgt zo voor efficiëntie.

De pomp uit de serie Amarex KRT is een veilige, betrouwbare en energie-efficiënte oplossing voor uiteenlopende verpompingstaken in industriële en gemeentelijke afvalwaterprocessen (afb. 2). Om maximale veelzijdigheid en flexibiliteit voor de verschillende toepassingen te garanderen, biedt KSB deze pomp aan in een verscheidenheid aan materialen. Speciaal aangepaste hydraulische systemen met hoge bedrijfszekerheid dankzij grote vrije doorgangen zorgen voor een optimale rendabele verpomping van alle soorten vloeistoffen. De dompelpompen uit de serie Amarex KRT worden gebruikt voor het verpompen van onbehandeld afvalwater en in zuiveringsinstallaties. In tegenstelling tot watervoorzieningspompen moeten pompen voor het verpompen van onbehandeld en gezuiverd afvalwater 24 uur per dag werken, wat een aanzienlijke werklast met zich meebrengt.

"Na een aanbestedingsprocedure werden we vooraf geselecteerd voor het project", zegt Azir Kahn. "KSB was niet alleen in staat om Blue Plains de meest geschikte, betrouwbare pomptechniek met een lange levensduur te bieden, maar leverde de klant ook besparingen op door lagere bouwkosten en lagere jaarlijkse bedrijfskosten."

"We moesten eerst aan DC Water bewijzen dat onze pompen producten zijn met een lange staat van dienst. [...][W]e kunnen verwijzen naar soortgelijke installaties in andere delen van de wereld waar [onze] [...] pompen jarenlang probleemloos hebben gewerkt. [...] [W]e raadden [...] onze pompen uit de serie Amacan P [...] en Amarex KRT aan." 

- Azir Khan, projectingenieur, KSB.

Locatie: Blue Plains, Washington DC, USA

Klant: DC Water (water- en afvalwaterautoriteit van het Amerikaanse district Columbia), Washington DC, VS

Gebruikte producten

7 pompen uit de serie Amacan P. Maximaal debiet van 179 mgd (miljoen gallons per dag ~ 678 miljoen liter per dag); maximale opvoerhoogte van 12 meter.
Voor de vereisten van dit project is de instelhoek van de waaierschoepen gewijzigd en zijn de motoren speciaal gewikkeld.

4 permanente dompelpompen uit de serie Amarex KRT.

Meerdere verplaatsbare pompen uit de serie Amarex KRT.