ABNAHMEMESSUNGEN FÜR BELÜFTUNGSSYSTEME UND

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Tobias Michel
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1 ABNAHMEMESSUNGEN FÜR BELÜFTUNGSSYSTEME UND RÜHRWERKE Ergebnisse des von der KAN geförderten Projektes Messungen an Belüftungssystemen Messungen an Rührwerken 1/23

2 Messungen an Belüftungssystemen Ausschreibung In Ausschreibungen wird gefordert Sauerstoffzufuhr [kg/h] (Normbezeichnung: SOTR) Sauerstoffertrag [kg/kwh] (Normbezeichnung: SAE) Rahmenbedingungen müssen definiert werden Becken (Messort) Wassertiefe Gebläseeinstellung (Luftvolumenstrom, Leistungsaufnahme, Drehzahl, etc.) Prüfinstitut Unabhängiger Prüfer Vom Lieferanten beauftragt? Vom Bauherrn beauftragt? 2/23

3 Messungen an Belüftungssystemen Versuchstechnik (1) Grundlage der Messungen ÖNORM EN Messung der Sauerstoffzufuhr in Reinwasser in Belüftungsbecken von Belebungsanlagen (Ausgabe ) Sauerstoffzufuhr, Sauerstoffertrag Für Messungen in belebtem Schlamm gilt die ÖNORM M5889 Messung der Sauerstoffzufuhr von Belüftungseinrichtungen in Belebungsanlagen in belebtem Schlamm (Ausgabe ) Ergänzungen findet man im in Deutschland gültigen DWA- M209 Messung der Sauerstoffzufuhr von Belüftungseinrichtungen in Belebungsanlagen in Reinwasser und in belebtem Schlamm (Ausgabe April 2007) 3/23

4 Messungen an Belüftungssystemen Versuchstechnik (2) Vorgangsweise bei der Messung Anheben oder Absenken des Sauerstoffgehaltes Belüftung einschalten Registrieren der Veränderung des Sauerstoffgehaltes Auswerten des Konzentrationsverlaufes ergibt den 20 Belüftungskoeffizienten Sauerstoffgehalt c s Desorption Absorption Zeit 4/23

5 Messungen an Belüftungssystemen Vorbereitungen (1) Ausschreibungsangaben durcharbeiten - VORBESPRECHUNG Beckengeometrie (Änderungen?) Belüftungssystem (Gebläse, Belüfter) Produktwechsel Änderungen der Garantiewerte und Randbedingungen ( es muss VOR der Messung exakt definiert sein, welche Garantiewerte unter welchen Bedingungen zu erreichen sind!) Terminfestlegung Fertigstellung der Bauwerke, Maschinen- und Elektrotechnik Jahreszeit, Wetter 5/23

6 Messungen an Belüftungssystemen Vorbereitungen (2) Versuchsmethodik, Chemikalienbeschaffung und Lagerung Reinwasserfüllung Zugänglichkeit der Becken (Sondenanbringung, Chemikalieneinbringung Einstellung des Belüftungssystems (Wer ist verantwortlich?) Luftverteilung (gleichmäßige Luftverteilung kann NICHT vorausgesetzt werden!) mehrere Becken gleichzeitig messen Drehzahl, Wassertiefe, Luftvolumenstrom, Leistungsaufnahme, etc. 6/23

7 Messungen an Belüftungssystemen Durchführung (1) Information aller auf der Anlage (Baustelle!) tätigen Personen über die Messungen. Störungsfreier Ablauf (z.b. Stromausfall) Sicherheit (Reinsauerstofftank, offenen Schaltschränke, fehlende Gebläseabdeckungen, etc.) Zeitplan (Hilfspersonal) Kontrolle der Randbedingungen Zugänglichkeit der Becken, Chemikalieneinbringung Wassertiefe, Abdichtung Luftverteilung, Leistungsmessung Probelauf Belüftungssystem 7/23

8 Kontrolle und Einstellung der Wassertiefe an einem Kreiselbelüfter 8/23

9 Messungen an Belüftungssystemen Durchführung (2) Aufbau und Funktionstest der Messeinrichtungen Sauerstoffsonden (Kabel geschützt verlegen) Datenregistrierung (Störeinflüsse) Leistungsmessung Luftvolumenstrommessung Gebläseparameter (Drehzahl, Drücke, Temperaturen, Luftfeuchte) Einbringung der Chemikalien Vorversuche, Sicherheit, etc. 9/23

10 Messungen an Belüftungssystemen Messung Vorlaufzeit Belüftungssystem (Getriebe) Chemikalienzugabe und Einmischung Bei großen Becken schwierig! SAUERSTOFFGEHALT Randbedingungen Leistungsaufnahme (Gebläse, Oberflächenbelüfter, Rührwerke) Betriebsparameter Gebläse Wassertiefe Versuchsdauer nicht zu kurz! 10/23

11 Messungen an Belüftungssystemen Auswertung (1) Belüftungskoeffizient (mittels PC Programm) Auswertung unmittelbar nach Messung, um noch korrigierend eingreifen zu können! Einfluss des Wetters niedriger Luftdruck, hohe Temperatur und hohe Luftfeuchte verursachen deutlich höhere Antriebsleistung des Gebläses für den gleichen Luftmassenstrom (10-20%!) Messunsicherheiten Messwertstreuung Eigenschaft der Messmethode Wenn vertraglich ausgeschlossen, muss Lieferant mit einem Zuschlag auslegen. 11/23

Messungen an Belüftungssystemen Auswertung (2) Einfluss des Salzgehaltes (Abdampfrückstand, Leitfähigkeit) Die Sauerstoffzufuhr steigt mit

12 Messungen an Belüftungssystemen Auswertung (2) Einfluss des Salzgehaltes (Abdampfrückstand, Leitfähigkeit) Die Sauerstoffzufuhr steigt mit steigendem Salzgehalt. Umrechnung (z.b. auf Abdampfrückstand 1000 mg/l) sollte zugelassen werden. QUELLE: 12/23

13 Messungen an Belüftungssystemen Auswertung (3) Umrechnung auf andere Randbedingungen (in engen Grenzen, auf Basis der Annahme einer konstanten Sauerstoffausnutzung) Wassertiefe (Einblastiefe) Luftvolumenstrom VERSUCHSBERICHT: Nachvollziehbar mit Skizzen, Beckenabmessungen, Sondenpositionen, Einstellung des Belüftungssystems, Leistungsmessung, Volumenstromermittlung, Angabe aller Messwerte und Auswertungen in Tabellenform. 13/23

14 Messungen an Rührwerken Arbeitsanweisungen, Empfehlungen Die ISO (August 2007): Prüfung der Leistungsfähigkeit von Tauchmotorrührwerken (Schubmessung). Dient zum Vergleich verschiedener Rührwerke. Sie ist für die Prüfung, ob die Aufgaben erfüllt werden nicht geeignet. Im Regelwerk der DWA (M131) wird empfohlen: Sohlgeschwindigkeit größer 0,15 m/s für leichten Schlamm Sohlgeschwindigkeit größer 0,30 m/s für schweren Schlamm Leistungseintrag je nach Beckengröße und form von 1 bis 5 W/m³. DWA Merkblatt: Systeme zur Belüftung und Durchmischung von Belebungsanlagen in Ausarbeitung 14/23

15 Messungen an Rührwerken Aufgaben Prüfung, ob die gestellten Anforderungen erfüllt werden: Ablagerungen vermeiden und Schlamm in Schwebe halten Mischung von Abwasser und Mikroorganismen (z.b. bei der Denitrifikation), Vermeidung von Toträumen und Kurzschlussströmungen Einbringen einer gerichteten Umlaufströmung in Umlaufbecken Verfahrenstechnik (Simultane Nitrifikation Denitrifikation, Einfluss auf die Sauerstoffzufuhr) 15/23

16 Rührwerke Entfernen von Ablagerungen 16/23

17 Messungen an Rührwerken Methodik Kontrolle auf Ablagerungen (eigentlich zu spät!) Messung der Strömungsgeschwindigkeit Punktförmige Strömungsgeschwindigkeit Mittelwerte (Wichtig für Verfahrenstechnik) Mindestwerte über gewisse Zeit (z.b. In 10 % der Messzeit muss ein Mindestwert von 30 cm/s überschritten werden.) Messung der Feststoffverteilung Mit Feststoffsonden oder gravimetrischer TS Messung (Probenahme mit Pumpen) Messung des Durchmischungsverhaltens Markierungsversuche (Tracerversuche) mit oder ohne Durchfluss 17/23

18 Messungen an Rührwerken Vorbereitung (1) Sinngemäß gelten die selben Aussagen wie bei den Belüftungssystemen. Die Garantiewerte sind bei Rührwerken in der Regel nicht exakt formuliert, daher kommt einer Vorbesprechung mit der eindeutigen Festlegung was, wo und wie gemessen werden soll, große Bedeutung zu. 18/23

19 Messungen an Rührwerken Vorbereitung (2) Garantiewert: Strömungsgeschwindigkeit Zahlenwert Messposition, Querschnitt oder Sohlströmung Betriebszustand: Mit oder ohne Belüftung Horizontalströmung in Umlaufrichtung oder Strömungsvektor im Raum Mittelwert Medianwert Spitzenwert Messunsicherheit Garantiewert: Trockensubstanzverteilung Messpositionen Gravimetrisch oder mit Feststoffsonden Messunsicherheit Stabilität des Anlagenbetriebes (z.b. TS im Rücklaufschlamm) 19/23

20 Messungen an Rührwerken Durchführung (1) Kontrolle der Randbedingungen Zugänglichkeit der Becken (Brücken erforderlich!) Reale Betriebsbedingungen (Zulaufmenge, Rücklaufschlamm, Rezirkulationsströme) Stabiler Betrieb konstante Belüftung (Regelung ausschalten!) 20/23

21 Messungen an Rührwerken Messbrücken 21/23

22 Messungen an Rührwerken Durchführung (2) Aufbau der Messeinrichtungen Stabile Befestigung erforderlich (Strömungskräfte) Keine Beeinflussung der Strömung Versetzen der Messsensoren notwendig Während der Messungen Kontrolle auf Verzopfungen Hoher Zeitaufwand für Profilaufnahme 22/23

23 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 23/23

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