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Mehrphasenpumpen für energieeffiziente Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung

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Mehrphasenpumpen sind dynamische Mischer, die zwei Aufgaben erfüllen: Zum einen werden Flüssigkeiten mit Gasen angereichert, zum anderen wird dieses Flüssigkeits-Gas-Gemisch transportiert. Dabei findet während des Druckaufbaus in der Pumpe eine Durchmischung und eine ausgezeichnete Gassättigung statt. Durch nachgeschaltete Lösestrecken kann diese Gassättigung weiter gesteigert werden.

Typische Anwendungen sind:

  • Druckentspannungsflotation mit einem Drucksättigungssystem gemäß VDMA-Einheitsblatt 24430, Ausgabe März 2010
  • Belüftung (Bioreaktoren)
  • Ozonisierung
  • Öl-Wasser-Separation
  • Kalkfallen in der Papierindustrie
  • Rohstoffgewinnung (etwa Kupferextraktion)

Die Pumpencharakteristik ist im Wesentlichen durch die Höhe des Gasanteils im Fördergut bestimmt. Die Höhe des Gasanteils beeinflusst Förderstrom, Förderhöhe und die erforderliche Antriebsleistung der Pumpe. Steigende Gasanteile führen tendenziell zu abnehmenden Förderströmen und Pumpendrücken, aber auch zu fallenden Anschlussleistungen für den Pumpenantrieb. Auch die Betriebsweise entspricht nicht der gängigen Lehrmeinung: Die Mehrphasenpumpen werden saugseitig leicht eingedrosselt, um Gasanteile selbsttätig ansaugen zu können. Bei Standardkreiselpumpen führt dies unweigerlich zur Kavitation.

Druckentspannungsflotation

Um möglichst viel Flotat einzufangen, müssen möglichst feine und gleichmäßig verteilte Mikroblasen erzeugt werden. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Abwassers und dem Sättigungsdruck werden mit Mehrphasenpumpen Dispersionen mit Blasengrößen zwischen 30 und 50 μm erzielt. Die maximale Löslichkeit etwa von Luft in Wasser ist im Wesentlichen vom Sättigungsdruck, der Wassertemperatur und der Wasserqualität abhängig. Der Lösegrad eingetragener Luft beträgt im Zusammenspiel mit den anderen Anlagenkomponenten bis zu 100 %. Das Förderverhalten der Pumpe ist auch bei wechselnden Fördermengen und Luftanteilen stabil, so dass eine exakte Pumpenregelung und Anpassung an den betrachteten Prozess möglich wird.

Zusammenfassend führen Prozesssicherheit, Energieeffizienz und vor allem die Vereinfachung des Anlagenkonzepts und damit einhergehend die Reduzierung störanfälliger und wartungsintensiver Anlagenkomponenten zu einer breiten Akzeptanz des innovativen Mehrphasenkonzepts.

Quelle (Artikel): Holdhof, Dr. J.: Mehrphasenpumpen für energieeffiziente Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, in: VDMA (Hrsg.): Wasser- und Abwassertechnik, 10. Auflage, 2012, VDMA Verlag GmbH, Frankfurt am Main, S. 24-25.

Bildquelle : Volker Kraus / pixelio.de

Gebhart, Peter
Gebhart, Peter
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