Flotationsanlage / Flotationsanlagen

Beschreibung:

Wir konstruieren, fertigen, liefern und montieren komplette Flotationsanlagen als auch Flotationselemente und Komponenten oder Ersatzteile sowie Komponenten zur Anlagenverbesserung und Optimierung.

Wir liefern Schweißkonstruktionen gemäß DIN 18800-7, Druckbehälter gemäß AD-HP0, Behälter mit Wassergefährdenden Stoffen gemäß WHG § 19 l und Rohrleitungen für Gas- und Wasserleitungen ebenfalls gemäß AD-HP0 oder den geltenden Richtlinien bei gesonderten Anforderungen.

Wir arbeiten ausschließlich mit geprüften Schweißern mit Schweißerprüfung und Verfahrensprüfungen für verschiedenste Werkstoffe und Schweißverfahren wie WIG, MIG, MAG, E-Hand und Roboterschweißungen.

Selbstverständlich bieten wir ebenfalls die Prüfung der Schweißnähte an, beispielsweise durch Durchstrahlung wie Röntgen oder Ultraschall.

Für manche Anwendungen ist es notwendig, mit externen Prüfern oder Inspektoren zusammenzuarbeiten. In diesem Fall empfehlen wir die SLV (Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mannheim).

Besondere Vorteile:

• Individuelle Ausführung gemäß Kundenwunsch
• Komplette Berechnung und Dimensionierung nach Kundenanforderung

Die folgenden Werkstoffe stehen zur Verfügung:

• Stahl-verzinkt oder Beschichtet
• Typische Edelstähle wie beispielsweise V2A (1.4301) oder V4A (1.4404 / 1.4571)
• 1.4828 bei Temperaturen bis 800°C und 1.4841 bis zu 1100°C
• Aluminium
• Werkstoffe für besondere Anforderungen wie Duplex, Hastelloy, Incolloy oder andere

Die folgenden Optionen stehen zur Verfügung:

• DAF-VKx = mit „x“ Vorbehandlungskammern oder separaten Tanks
• DAF-BR = mit Bodenräumer
• DAF-AS = mit Austragsschnecke
• DAF-ST = mit Schlammsammeltrichtern
• DAF-DA = mit Druckaufsättigung mit Druckbehälter- und Injektorsystem
• DAF-KA = komplett funktionsfähige Kompaktanlage im Seecontainer

Funktionsprinzip der Flotation:

Die Flotation ist ein wichtiges Grundverfahren der mechanischen Flüssigkeitsabtrennung, das im Bereich der Abwassertechnik und Schlammbehandlung immer häufiger erfolgreich eingesetzt wird. Dabei unterscheidet man je nach Gasblasengröße und der Art ihrer Erzeugung die Begasungs-, Elektro- und Entspannungsflotation. Von diesen Verfahren werden mit der Entspannungsflotation in der Abwasserreinigung die besten Ergebnisse erzielt.

Bei der Entspannungsflotation wird das Abwasser oder ein Teilstrom des Klarwassers in der Regel bei einem Druck von 4 bis 6 bar mit Luft gesättigt und anschließend über die Entspannungsarmaturen in das Flotationsbecken geleitet. Nach der Entspannung auf Atmosphärendruck perlt die überschüssige Luft in Form feiner Blasen aus. Die Gasblasen bilden in der Kontakt- und Mischzone mit dem Feststoff ein Agglomerat, das an die Oberfläche des Beckens steigt. Der flotierte Feststoff wird dann durch eine geeignete Räumvorrichtung abgenommen und ausgeschleust.

Für den erfolgreichen Einsatz dieser Technologie müssen folgende Kernstücke der Entspannungsflotation beachtet werden:

• Hohe Luftsättigung von Abwasser und Druckwasser
• Erzeugung einer optimalen Gasblasenspektrums
• Anlagerung der Gasblasen an die Feststoffteilchen
• Geometrie und Strömungsstruktur des Flotationsbeckens

Die Luftzugabe zum Abwasser und Druckwasser kann durch Einblasen in ein Mischrohr oder in eine Mehrphasenpumpe, mit Hilfe einer Blasensäule oder eines Abstromreaktors, über einen Injektor oder in einen Druckkessel erfolgen. Durch eine Kombination der verschiedenen Systeme ist es möglich mit geringem Energieverbrauch den erfolgreichen spezifischen Lufteintrag zu erzielen. Die Systeme können sowohl bei der Vollstrom-, Teilstrom- als auch bei der Klarwasserbelüftung eingesetzt werden. Die Anlagerung der Gasblasen an die Feststoffteilchen kann durch die elektrostatischen und chemischen Bindungen oder durch Einlagerungen und Einbau in das Gefüge von Flocken erfolgen. Die komplizierten Anlagerungsmechanismen werden von den Oberflächeneigenschaften der Feststoffteilchen stark Beeinflusst. Dabei ist speziell die Oberflächenladung der Teilchen bzw. Flocken zu beachten.In der Praxis erfolgt die Dimensionierung der Flotationsbecken sowohl auf der Basis der Klärflächenbelastung als auch der Durchflusszeit. Die Durchflusszeit sollte für eine sichere Abtrennung zwischen 15 und 45 min liegen. Bei der Klärflächenbelastung muß man die unterschiedlichen Definitionen, bezogen auf die Oberfläche des Flotationsraums, beachten:

• Die Strömungsstruktur im Flotationsbecken ist von entscheidender Bedeutung für die Belastbarkeit der Anlage. Sie wird durch die Geometrie des Beckens, die Anordnung des Zu- und Ablaufs sowie die Einbauten bestimmt.
• Bei der Entspannungsflotation liegt die Gasblasengröße normalerweise im Bereich eines mittleren Durchmessers von 40 bis 60 µm. Die experimentellen Untersuchungen mit einer Druckwassermenge bis 20 m³/h haben ergeben, dass im Allgemeinen die Bildung von feinen Gasblasen mit steigendem Sättigungsdruck und niedriger Oberflächenspannung gefördert wird, wie aus dem folgenden Bild zu ersehen ist. Von entscheidender Bedeutung auf das erzielte Gasblasenspektrum sind aber auch die eingesetzten Entspannungsarmaturen. Hierzu stehen Ventile, Düsen und Blenden-Regelschieber zur Verfügung.

• Hydraulische Flächenbeschickung Zulauf zur Flotation + Druckwasser
• Abwasser-Flächenbeschickung Zulauf zur Flotation
• Feststoff-Flächenbelastung Feststoffmenge zur Flotation

Die Bemessungsgrößen sind von der Steig- und Horizontalgeschwindigkeit des Gasblasen/Feststoff-Komplexes im Flotationsraum abhängig. Die Größe der Steiggeschwindigkeit des Feststoffs ist neben den Flotationseigenschaften von dem Sättigungsdruck und der Druckwassermenge abhängig. Da diese beiden Größen während des Flotationsprozesses verändert werden können, werden sie als Steuergrößen bezeichnet.

Allgemeine Funktionsbeschreibung: (siehe Darstellung auf der nachfolgenden Seite)

Das Abwasser-Schlamm-Gemisch tritt am Kopf der Flotation in die Einlaufkammer ein, die der Strömungsberuhigung und -vergleichmäßigung dient. Aus der Einlaufkammer tritt das Abwasser-Schlamm-Gemisch durch eine über die Breite der Flotationszelle reichende Öffnung in die Kontakt- und Mischzone ein. In dieser Zone erfolgt die Zumischung des Druckwassers. Für dessen Aufbereitung wird der aus dem Klarlauf entnommene Teilstrom von den Druckwasserpumpen (Pos 2) über den Injektor in den Druckwasserbehälter (Pos 1) gefördert. Dabei wird das Druckwasser bei einem Überdruck von p = 5 bar weitgehend mit Luft (Pos 3) gesättigt.

Aus dem Druckwasserbehälter wird das Druckwasser dem Flotationsbecken zugeführt. Die Zugabe erfolgt von unten in die Kontakt- und Mischzone. Dort, praktisch direkt am Eintritt, erfolgt die Entspannung auf den Umgebungsdruck in speziellen Entspannungsorganen (Pos 4). Durch diese schlagartige Entspannung wird die zuvor gelöste Luft in Form sehr kleiner Luftblasen frei. Durch die Luftblasen entsteht eine milchige Trübung des entspannten Druckwassers. Die Turbulenz, erzeugt durch die Einleitung des Abwasser-Schlamm-Gemisches, des Druckwassers sowie durch die aufsteigenden Blasen führt zur innigen Vermischung. Hierbei lagern sich die Luftblasen an die Schlammflocken an und steigen mit diesen an die Wasseroberfläche.

In der Flotationszone (Pos 5) erfolgt die eigentliche Trennung des Abwasser-Schlamm-Gemisches. Aufgrund der großen Fläche stellt sich in der Flotationszone eine gleichmäßige, sehr langsame Abwärtsströmung des Wassers ein. Die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schlammflocken ist dabei größer als die Abwärtsströmung des Wassers.

Nach der Trennung vom Wasser, wird der Flotatschlamm an der Oberfläche nun in einem zweiten Schritt weiter entwässert, so daß er auf 3 bis 5 % eindickt. Mit Hilfe des Flotatschlammräumers (Pos 6) wird er in die Flotatkammer (Pos 7) geräumt.

Das jetzt weitgehend von ungelösten Teilchen getrennte Wasser strömt unter einem Tauchwehr hindurch in die Klarwasserkammer (Pos 8) und von dort über ein höhenverstellbares Wehr in die Klarwasserrinne.

Funktionsschema einer Hochleistungs-Flotationsanlage / P&I Flow Chart of a DAF-System:

Die nachfolgend dargestellte Prinzipskizze zeigt die wesentlichen Grundkomponenten und Elemente einer Hochleistungs-Flotationsanlage ohne Vor- und Nachgeschaltete Prozesse.

 Die Anlage besteht aus / The system consists of:

Vorteile der Entspannungsflotation:

Die Entspannungsflotation (DAF) ist ein Hochleistungs-Trennverfahren in der Abwasserreinigung, welches sich im Wesentlichen durch die folgenden Vorteile gegenüber der Sedimentation auszeichnet:

Wesentlich höhere Flächenbelastung der Becken und damit geringerer Platzbedarf.

Niedrige Investitions- und Betriebskosten.

Bessere Abwasserqualität.

Aktive Schlammabtrennung durch Steuerung der Aufstiegsgeschwindigkeit und damit Erhöhung der Flexibilität der Anlage bei sich ändernden Betriebssituationen durch Steigerung der Druckwassermenge.

Hoher Feststoffgehalt des Vor- und Überschußschlamms und damit Senkung der Kosten der Eindickung und Entwässerung.

Allgemeine Vorteile von DAF-Systemen in der Nachklärung:

• Kein Schwimmschlammproblem.
• Kürzere Schlammverweilzeiten in der Nachklärung.
• Keine Verschiebung der Biomasse bei Regenwetter in die Nachklärung.
• Keine zusätzliche Überschußschlammeindickung (bei Einsatz als Nachklärung).
• Sichere Einhaltung der Ablaufwerte

Besondere Vorteile des Hochleistungs-Flotations-Systems:

Extrem hohe Abwasserflächenbelastung von bis zu 15 m³/m²/h und dadurch noch geringerer Platzbedarf.

Extrem hohe Feststoffflächenbelastung von bis zu 30 kg/m²h.

Extrem hoher Sättigungsgrad des Druckwassers mit Luft von bis zu über 90%, bei einem Druck von 4-5 bar durch Injektor/Druckkessel-System.

Hohe Entgasung des Druckwassers auf Atmosphärendruck in der Flotationsanlage durch schlagartigen Druckabbau.

Erzeugung eines optimalen Gasblasenspektrums im Bereich von 20 bis 80 mm durch spezielle Dispersionsventile.

Hoher Haftvorgang der Gasblasen an die Feststoffe in der Kontakt- und Mischzone durch Energieeintrag des Druckwassers.

Gegenstromschlammräumung und dadurch höhere Betriebssicherheit.

Hohe Flexibilität der Anlage bei sich ändernden Betriebsbedingungen durch Steuerung und Regelung der Druckwassermenge

Individuelle Ausführung gemäß Kundenwunsch

Die folgenden Werkstoffe stehen zur Verfügung:

• Stahl-verzinkt oder beschichtet
• Typische Edelstähle wie beispielsweise V2A (1.4301) oder V4A (1.4404 / 1.4571)
• Werkstoffe für besondere Anforderungen wie Duplex, Hastelloy, Incolloy oder andere

Die folgenden Optionen stehen zur Verfügung:

• DAF-VKx = mit „x“ Vorbehandlungskammern oder separaten Tanks
• DAF-BR = mit Bodenräumer
• DAF-AS = mit Austragsschnecke
• DAF-ST = mit Schlammsammeltrichtern
• DAF-DA = mit Druckaufsättigung mit Druckbehälter- und Injektorsystem
• DAF-KA = komplett funktionsfähige Kompaktanlage im Seecontainer

Nachrüstung & Optimierung bestehender Anlagen

• Leistungssteigernde Umbauten nach dem Hochleistungs-Flotationssystem an vorhandenen alten Flotationsanlagen:
• Ersatzteillieferungen/Optimierung für Flotationsanlagen ehemaliger Hersteller ADKA, Sveen-Pedersen, Savalla und anderer.
• Verwendung von Sonderwerkstoffen nach Sonderwunsch oder technischer Notwendigkeit z.B. für chloridhaltige Abwässer oder andere höchst aggressive Stoffe.
• Überprüfung der Flotationsanlage vor Ort, mit Verbesserungsvorschlägen und einem Untersuchungsbericht.
• Nachrüstung von Bodenschaberwerken, Schrittschaberwerken usw.
• Erhöhung der Sättigung des Druckwassers durch Umbau des Druckwasserbehälters
• Energieeinsparung durch Reduzierung des Druckwasserbedarfs
• Einbau spezieller Entspannungsarmaturen
• Verbesserung der Anlagerung der Gasblasen an die Feststoffe durch Optimierung der Kontakt- und Mischzone
• Optimierung der Rohrleitungsführung und Auslegung der Druckwasserleitung
• Automatisierung des Druckwasserbehälters
• Reduzierung der Hilfsstoffverbräuche
• Renovierung und Auskleidung defekter Flotationsbecken

Allgemeine Leistungsdaten unserer Flotationsanlagen / General operation data of our DAF-systems:

Hydraulische Oberflächenbelastung: 6 – 10 m³ x m-2 x h-1

Hydraulic surface load:

Feststoff Oberflächenbelastung: 20 – 30 kg x m-2 x h-1

Solid surface load:

Feststoffkonzentration des flotierten Schlamms: 30 – 60 kg x m-3

Solid concentration of the floated sludge:

Abfiltrierbare Stoffe im Flotatwasser: < 10 mg x l-1

Filterable substances of effluent:

Feststoffkonzentration des flotierten Schlamms: 50 – 80 W x m-3

Power consumption:

Wir möchten noch darauf hinweisen, dass wir diese Leistungsdaten auch bei Großanlagen erreichen.

We would like to point out that we are even able to reach this performance at large-scale systems.

Leistungsübersicht & Lieferumfang

• Verfahrensentwicklung und Auslegung der Anlagen in Zusammenarbeit mit dem Steinbeis-Transferzentrum Umweltverfahrenstechnik und Wasserwirtschaft in Meschede.
• Planung, Bau und Inbetriebnahme.
• Lieferung von kompletten Flotationsanlagen, nach dem B&S-System mit Injektor und Druckwasserbehälter, Hochdruckpumpe, Kompressor, Regelarmaturen und den verbindenden Rohrleitungen, inklusive Schaltschrank.
• Standardisierte und preisgünstige Kompakt-Flotations-Anlagen.
• Lieferung von individuellen Anlagen entsprechend den spezifischen Wünschen und Vorgaben unserer Kunden.
• Lieferung von Anlagen und Aggregaten zur Vorreinigung.
• Lieferung von kompletten Filtersystemen.
• Wir kümmern uns um die Biologie und die Weiterverarbeitung des Schlamms und erweitern die Anlage je nach Kundenwunsch bis hin zur Biogasgewinnung und Stromerzeugung und verringern dadurch die Amortisationszeit der gesamten Anlage.
• In Zusammenarbeit mit dem Steinbeis-Transferzentrum geben wir Ihnen die Verfahrensgarantie für die gesamte Anlage und Prozesse, falls gewünscht und beauftragt.
• Lieferung schlüsselfertiger Anlagen mit CE geprüfte Sicherheit und kompletter Dokumentation.
• Vermietung und Betreuung von mobilen Versuchs- und Pilotanlagen.