I sandfælden på spildevandsanlægget i Poppenweiler ved byen Ludwigsburg i Tyskland er separationseffektiviteten for sand, fedt og olie blevet forbedret ved at anvende en frekvensstyret MINK klokompressor fra Busch Vacuum Solutions. Dette var muligt uden ændringer af sandfældens geometri.
Poppenweiler-rensningsanlægget har en kapacitet på 31.000 personenheder (PE), og er en del af de interne driftsaktiviteter for Ludwigsburgs kommunale spildevandsafdeling, som også omfatter rensningsanlæg i Eglosheim (18.500 PE) og Hoheneck (167.000 PE). Rensningsanlægget blev taget i brug i 1976 og blev markant udvidet og moderniseret fra 1994 til 1996. Begrundelsen herfor var, at det gamle rensningsanlæg ikke længere opfyldte kravene til rensning, primært med hensyn til nedbrydning af kvælstof og fosfor. Samtidig blev byerne Affalterbach og Marbach-Siegelhausen også tilkoblet Poppenweilers rensningsanlæg. I dag råder rensningsanlægget til 31.000 PE, samt over et areal på 342 hektarer.
Den 15 meter lange sandfælde (Fig. 1) fra 1976 er stadig i brug. Den blev ikke udvidet ved udbygninger og moderniseringer i 1990’erne og havde således nået sin maksimale kapacitet. Dette kom tydeligt til udtryk ved sandaflejringer i den primære bundfældningstank og i beluftningstankene. Derfor begyndte Walter Eichinger, driftschef for Ludwigsburgs tre kommunale rensningsanlæg, at se sig om efter en løsning, der kunne forbedre sandfældens separationskapacitet så rentabelt som muligt.
Baseret på retningslinjerne fra DWA (German Association for Water, Wastewater and Waste) beregnede Helmut Riegraf, projektchef for Ludwigsburgs kommunale spildevandssystemer, de nødvendige dimensioner for en sandfælde, som ville give optimal separation af sand og opslæmmede materialer som olie og fedt fra opløste organiske materialer. Beregningen viste, at sandfælden skulle være mindst tre meter længere for at reducere flowhastigheden og opnå optimal separation. En udvidelse af sandfældetanken ville være forbundet med store ombygningsomkostninger og nedetid, og derfor tænkte Walter Eichinger og Helmut Riegraf på muligheden af at optimere spildevandscirkulationen med iltning.
De ønskede at ændre den turbulente kinetiske energi, der opstod fra spildevandets rotationshastighed, ved at ændre luftvolumenflowet. Således ville de anvende flowhastigheden til at påvirke spildevandets vertikale cirkulation, opstået ved iltning og den fremadgående strømning.
Den allerede installerede kapselblæser kunne ikke justeres og producerede et konstant volumenflow med et overtryk på 0,5 bar. På dette tidspunkt valgte Walter Eichinger at kontakte Busch. Busch anbefalede, at der blev installeret en MINK klokompressor (Fig. 2) med et eksternt drev med variabel hastighed. Denne kompressor genererer ligeledes et konstant overtryk på 0,5 bar, men volumenflowet kan justeres med en frekvensomformer, så det kan justeres præcis til kravene til den eksisterende sandfælde. Ved at udnytte klokompressorens funktions princip kan den justeres inden for et stort område fra 20 til 60 Hertz uden at påvirke det genererede overtryk.
Med den nye MINK klokompressor fra Busch testede Walter Eichinger anlægget over flere uger for at finde frem til den mest optimale separationseffektivitet, ved forskellige Hertz. Til slut konkluderede han, at de bedste resultater fremkom ved at køre kompressoren ved 35 Hertz, og at dette stort set var uafhængigt af spildevandets forurening eller flowhastigheden. Når spildevands volumen er høj, skal intervallerne for udsugning af sand simpelthen forøges. MINK klokompressoren er monteret i den gamle kapselblæsers akustiske indkapsling, selv om den støjer markant mindre. Frekvensomformeren er monteret på væggen og let tilgængelig, så hastigheden, om nødvendigt, nemt kan ændres ved tryk på en knap.
Denne løsning tilfører præcis den mængde luft, der skal bruges, via adskillige dyser, der er anbragt langs med sandfælden (Fig. 3) i en dybde af 2,9 meter. Den roterende bevægelse, som dyserne frembringer i spildevandet, er nu kontrolleret af cirkulationshastigheden, således at sand og andre mineralske partikler bundfældes i tankens kanal. Samtidig forbliver de organiske materialer tilbageholdt og ledes videre fra sandfælden til iltningstankene via det primære tank, hvor de skal bruges til denitrificering. En for svagt roterende bevægelse på grund af utilstrækkelig iltning kan medføre uønskede aflejringer af organiske materialer i form af slam i tankens bund og tankens kanal. Separation af olier, fedt og andre opslæmmede materialer blev også forbedret, således at de svømmer ovenpå i fedtfælden og kan skummes.
Herved var det muligt at øge kapaciteten af den godt 40 år gamle sandfælde med relativt lave omkostninger, således at der ledes så lidt sand og andre mineralske materialer som muligt ind i og bundfælder sig i de mekaniske og organiske behandlings trin. Dette forbedrede også hele rensningsanlæggets funktionalitet og pålidelighed.
Walter Eichinger noterede også en anden fordel ved den nye MINK klokompressor sammenlignet med den gamle kapselblæser. klokompressoren er mere energieffektiv og udstyret med en energiklasse IE3-motor, som alene giver en energibesparelse på ca. 33%.
Vedligehold er begrænset til et årligt olieskift, som udføres af en Busch servicetekniker, efter indgåelse af en “Warrenty Plus” serviceaftale, hvor garantien på pumperne så samtidig blev forlænget.
