Luftzufuhr durch Injektoren verzögert Geruchs- und Fäulnisbildung im Abwasser

Bis dato hatten die Betreiber nicht nur mit mangelhafter Energieeffizienz zu kämpfen. Auch die im Wasser mitgeschwemmten Festkörper wie Sand, Zweige oder Faserstoffe verstopften die Düsen und Pumpen der eingesetzten Wasserstrahler. Gleichzeitig konnten die verbauten Geräte mangels optimierter Ausrichtung auf die Beckengeometrie das Wasser nicht ausreichend durchmischen, sodass es an Wänden und Boden zu Ablagerungen mit einer starken Geruchsbildung kam. Daher wurde die HOMA Pumpenfabrik GmbH als langjähriger Experte im Bereich Einrichtungen aus dem Abwassermanagement mit der Lieferung und Montage von neuen Reinigungsgeräten beauftragt. Dank präzise angepasster Injektorstrahler sowie Tauchpumpen mit Einkanal-Laufrad bleiben seitdem keine Feststoffe mehr im Auffangbecken zurück und der Wartungsaufwand konnte stark reduziert werden. Aufgrund der guten Erfahrungen wurden im Jahr 2019 auch im Durchlaufbecken weitere Reinigungssysteme von HOMA installiert.

„Noteinsätze waren bei uns lange Zeit die Regel“, berichtet Sascha Velte, zuständiger Abwassermeister für die Regenauffanganlage von Nastätten. „Neben gewöhnlichem Schmutzwasser wird bei starken Niederschlägen auch Regenwasser von Straßen und Plätzen aus der Umgebung zu uns abgeleitet, um Kanalisation und Kläranlage nicht zu überlasten. Daher mussten wir häufig Noteinsätze und Reparaturen vornehmen, weil dieses Mischwasser Müll, Äste oder Hygieneartikel mitgeschwemmt hatte, die wiederum Pumpen und Wasserstrahler verstopften.“ Im Jahr 2018 entschieden sich die Verbandsgemeinde-Werke Nastätten als Betreiber der Anlage zu einer Modernisierung der in die Jahre gekommenen, störanfälligen Wasserstrahler und Pumpen. Um Störfälle durch Festkörper zukünftig zu minimieren und gleichzeitig den auftretenden Ablagerungen entgegen zu wirken, beauftragten die Stadtwerke die Experten der HOMA Pumpenfabrik GmbH. Das Unternehmen aus Neunkirchen-Seelscheid konnte hier aufgrund umfangreicher Erfahrungen unter anderem mit Kläranlagen und Wassermanagement-Systemen eine maßgefertigte Lösung anbieten.

„Das Hauptproblem bei den bis 2018 installierten Wasserstrahlern war, dass sie nicht ausreichend auf die längliche Form des Auffangbeckens zugeschnitten waren“, erklärt Velte. „Bei rechteckigen Becken ist es besonders schwierig, jeden Bereich bis in den hintersten Winkel zu erreichen, sodass die im Wasser zirkulierenden Feststoffe in der Schwebe bleiben und sich nicht am Boden absetzen beziehungsweise die Pumpen verstopfen.“ Denn durch organische Bestandteile im Wasser können sich schlammartige Ablagerungen bilden, die bei Leerung des Beckens schnell zu einem faulenden Geruch führen, der sich auch in der Nachbarschaft bemerkbar macht. Daher mussten die teils mineralischen Ablagerungen regelmäßig in manuellen Säuberungsaktionen beseitigt werden, was viel Zeit in Anspruch nahm. Gleichzeitig stellte diese geballte Entsorgung von Feststoffen eine hohe Belastung für die nachgelagerte Kläranlage dar und überforderten dort die Pumpen und Rechen.

Exakter Zuschnitt auf Beckengeometrie verhindert Ablagerungen
Nachdem HOMA bereits in ähnlichen Projekten Erfahrungen mit Becken gemacht hatte, deren Länge die Breite um das Dreifache übersteigt, konnte der Pumpenexperte problemlos ein passendes Konzept anbieten. „Der Plan bestand darin, zwei Injektor-Strahlrohrsysteme des Typs BR 100 so zu positionieren, dass in dem sehr langen aber schmalen Becken die Strömungskeulen eine hohe Durchmischung garantieren und es gleichzeitig zu keiner Beeinträchtigung der Rückströmung kommt“, so Alfred Kleu, Leiter Anwendungsmanagement bei der HOMA Pumpenfabrik GmbH. „Zusätzlich wurden die zwei Abwasser-Tauchmotorpumpen mit Einkanal-Laufrad der Reihe MXS mit Ansaugrohren am Pumpensaugflansch ausgerüstet, sodass die Pumpen das Medium möglichst lange aus der Ablaufrinne ansaugen können, um ein dauerhaftes Abpumpen zu gewährleisten.“

Indem die Ingenieure von HOMA einen der beiden Injektoren mit einem präzise vermessenen Rohrverlängerungsstück circa in der Mitte des Beckens und den anderen am Ende positionierten, wurde sichergestellt, dass die Strahler den gesamten Beckeninhalt durchwirbeln und bauartbedingt mit Luft versetzen können. Durch eine am Druckstutzen der Pumpe angeflanschte Injektordüse wird das Medium gedrückt und so beschleunigt, dass über ein vertikales Rohr eine Saugwirkung (Unterdruck) entsteht und so Luft zugeführt wird. Das Luft-Wasser-Gemisch wird durch das Strahlrohr mit hoher Geschwindigkeit parallel zum Beckenboden herausgedrückt. Somit bilden sich keinerlei Ablagerungen, die unangenehme Gerüche erzeugen oder aufwendige Säuberungsarbeiten erforderlich machen. Die PermaCool-Funktion (Kühlmantel) der eingesetzten MXS-Pumpen sorgt außerdem bei völlig aufgetauchtem Motor für einen sicheren Dauerbetrieb (S1) ohne thermische Überlast.

Verzopfungsresistente Laufräder für unterbrechungslosen Betrieb
“Neben der besonderen Beckengeometrie haben wir uns auch mit der Problematik möglicher Verzopfungen an den Laufrädern in den Pumpen auseinandergesetzt“, berichtet Florian Steiner, Beratung und Vertrieb Abwassertechnik bei HOMA. „Da neben Beimengungen wie zum Beispiel Blätter, Stöcke, Sand etc. auch faserige Festkörper wie weggespülte Hygieneartikel im Mischwasser vorkommen, mussten die eingesetzten Pumpen möglichst resistent gegen Verstopfungen durch die sich häufig bildenden zopfartigen Stränge sein.“ Die in Nastätten montierten MXS-Pumpen bieten hier den Vorteil, dass ihre geschlossenen Einkanal-Laufräder große Kugeldurchgänge aufweisen, durch die Feststoffe problemlos hindurchgelangen können. Somit treten auch keine Pumpenausfälle durch Ansammlungen von Faserstoffen – sogenannte Verzopfungen – auf und die ehemals notwendigen Wartungseinsätze im Rückhaltebecken bleiben aus.

„Neben den reduzierten Wartungseinsätzen verzeichnen wir seit Montage der neuen Injektoren auch geringere laufende Kosten“, erklärt Velte. „Da die Pumpen einen Wirkungsgrad von 80 Prozent aufweisen und die Leistung gleichzeitig nicht durch auftretende Pumpenausfälle abnimmt, ist der Stromverbrauch signifikant gesunken.“ Damit konnte die gewünschte Optimierung der Reinigungssysteme in Bezug auf Energieeffizienz wie auch den ökologischen Fußabdruck vollständig erreicht werden. In Kombination mit dem nahezu wartungsfreien Betrieb ergeben sich dadurch außerdem deutliche Kosteneinsparungen.

„Bei der Zusammenarbeit mit HOMA hat uns vor allem die lösungsorientierte Herangehensweise überzeugt“, erklärt Velte abschließend. „Während unsere alten Geräte kaum auf das Becken und die Konsistenz des Wassers zugeschnitten waren, lieferte HOMA einen präzisen Plan mit langlebigen Pumpen, die gegen alle Arten von Feststoffen geschützt sind. Daher entschieden wir uns auch im Jahr 2019, das benachbarte Durchlaufbecken mit dem gleichen Injektorstrahlsystem auszustatten.“