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Technik &Management

Technik &Management Leittechnik So arbeiteteineKläranlage Zunächst wird das Abwasser aus der Kanalisation über das Hubwerk (1) andie Erdoberfläche befördert. Dort beginnt die mechanische Reinigung des Wassers. Dazu durchläuft eszunächst den Rechen (2), der das Wasser von groben Verunreinigungen wie Ästen, Steinen und ähnlich groben Schmutz trennt. Dies ist notwendig, damit die nachgelagerten Pumpen keinen Schaden nehmen. Das so angesammelte Rechengut wird anschließend gereinigt, entwässert und danach kompostiert oder verbrannt. Vom Rechen aus gelangt das Wasser in den Sandfang (3). Dort lagern sich Sand und kleines Geröll ab. Eingeblasene Luft verwirbelt das Wasser im Becken, sodass sich diese Feststoffe amBeckenboden absetzen. Bei modernen Kläranlagen wird das Sandfanggut entnommen, gereinigt und zum Beispiel im Straßenbau wiederverwertet. Danach gelangt das Wasser in die Vorklärbecken (4). Die geringe Fließgeschwindigkeit dort führt dazu, dass die absetzbaren Stoffe, die etwa ein Drittel der Gesamtverschmutzung bei Hausabwasser ausmachen, als Schlamm (Sediment) zur Beckensohle sinken. Die restlichen zwei Drittel nicht absetzbarer Stoffe gelangen in den biologisch wirkenden Kläranlagenteil. Der am Beckenboden angesammelte Primärschlamm wird dann zur Ausfaulung in die Faultürme (6) gepumpt. Das Gas, das sich dort bildet (ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid) wird in einem Gasbehälter (7) gespeichert. Bei modernen Anlagen wird daraus etwa in einem Blockheizkraftwerk (8) Energie erzeugt, die zur Deckung des eigenen Energiebedarfs der Kläranlage dient. Nach der mechanischen Reinigung schließt sich eine biologische an. InBelüftungs- und Belebungsbecken (5) 1 Abwasser aus der Kanalisation 2 1 2 3 4 Hubwerk Rechen Sandfang Vorklärbecken 3 4 5 3 4 5 6 Verschmutzungsgrad des Wassers 5 6 7 8 Belebungsbecken Faultürme Gasbehälter Blockheizkraftwerk 9 7 9 9 9 Nachklärbecken 8 Wasser Schlamm werden die gelösten organischen Abwasserinhaltsstoffe mit Hilfe von Mikroorganismen und Luftzufuhr durch ihren Stoffwechsel abgebaut. Das führt zu einem Abbaugrad von 90 bis 98 Prozent. Auch die Stabilisierung des Schlamms in den Faulbehältern wird durch Mikroorganismen erreicht, das heißt die enthaltenen organischen Substanzen werden mineralisiert, damit anschließend biochemische Prozesse nur noch verlangsamt ablaufen, und es bei der Wiederverwertung des Klärschlamms nicht zu starker Geruchsbelästigung kommt. Bevor das Wasser wieder dem Vorfluter, einem oberirdischen Gewässer, zugeführt wird, muss es abschließend noch ein Nachklärbecken (9) durchlaufen. In diesem setzt sich der Überschussschlamm ab, der sich zuvor gebildet hat. Ein Teil davon wird als Rückführschlamm wieder indas Belebungsbecken eingeleitet. Der restliche Teil gelangt in Verbindung mit dem Primärschlamm in den Faulturm. Gas Engineering und im Schaltschrankbau entgegen. Während im Innenbereich derKläranlagemeist auf zentrale Verteilungen gesetzt wird, kommen imAußenbereich anden Klärbecken kleine Unterverteilermit dezentralenPeripheriestationen inden Schaltkästen zum Einsatz. In großen Kläranlagen werden bis zu 18 000 Datenpunkte physikalisch erfasst und bearbeitet. Für solch große Mengengerüste eignen sich die dezentralen Peripheriestationen Simatic ET 200Mmit Profinet. Innerhalb einerStation können bis zu zwölf IO-Baugruppen gesteckt werden. Dies bedeutet, dass sobis zu 96 analoge beziehungsweise 384 digitale Signale erfasst oder ausgegeben werden können, beim Einsatz der 64-kanaligen Digitalbaugruppensogar biszu768. DieseKanaldichte trägt entscheidend dazubei,die Anzahl derKopfbaugruppenund dernotwendigen Busverkabelung starkzureduzieren. Internationaler Standard Kläranlagenhaben eine große räumliche Ausdehnung. Die Steuerungstechnik ist sowohl zentral in Gebäuden als auch dezentral verteilt über die einzelnen Klärbecken installiert. Profinet erlaubt hier ein beliebiges Mischen von Übertragungsmedien. Während imInnenbereich meist auf konventionelle Verkabelung mittels Kupferkabeln gesetztwird, kommenimFreibereich häufig Glasfaserkabel zumEinsatz.Diese ermöglichendeutlichgrößere Entfernungen und stellen gleichzeitig ein effektives Blitzschutzkonzept dar. UmDaten von weit entfernten Pumpstationen einzusammeln –oft liegen sie mehrere Kilometervom Klärwerk entfernt –wird die drahtloseÜbertragung verwendet. Profinet ist weltweit als Standard anerkannt und hat sich inpraktisch allen industriellen Bereichen durchgesetzt. Das kommt Hofmockel zugute: Das Unternehmenerhält sehrviele Aufträge von öffentlichen Auftraggebern, die oft das einzusetzende Bussystem vorschreiben. Immer häufiger wählen die Kommunen dabei Profinet, weil seine hohe Verbreitung und Akzeptanz 46 UmweltMagazin Januar -Februar2012

sowie seine Zukunftssicherheit einen hohen Investitionsschutz garantieren. Während neue Anlagen praktisch ausschließlichmit dieser Technik realisiert werden,müssenauchbestehende Anlagen modernisiertund erweitert werden. Literatur [1] http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserverbrauch#Entwicklung_in_Deutschland http://de.wikipedia.org/wiki/Was ser#Wasserverbrauch www.destatis.de/jetspeed/portal/cms/ Sites/destatis/Internet/DE/Presse/ pm/2009/10/PD09__377__322.psml [2] www.bmu.de; 2011 Hier kann Profinet einen weiteren wesentlichen Vorteil ausspielen. Das Proxy-Konzept für Kommunikationsschnittstellenerlaubteine transparente und nahtlose Integrationinbestehende Anlagen. Beispielsweise steht von Siemens dazu ein IE/PB-Link zur Verfügung, der esgestattet, eine vorhandene Profibus-Installation mit einer neuen zukoppeln. Hinzu kommt, dass das Engineering für beide Systemepraktischidentischist und mit der EngineeringsoftwareStep7,erfolgt. Fazit Der schonendeund nachhaltige Umgang mit Wasser stellt eine der größten Herausforderung dar. Ein Bussystem wie Profinethilftnicht nur,Kläranlagen effizient zu steuern, sondernträgt auch selbst zu einem schonenden Umgang mit Ressourcenbei.IndemLeitungslängen verkürzt und Messwerte konzentriert eingesammelt werden, reduziert sich das eingesetzte Material drastisch. Dass Umweltschutz keineswegs kostspielig sein muss, zeigt sich darin, dass neben der Materialersparnis auch gut 15 Prozent an Engineering- und Inbetriebnahmezeiteneingespart werden. Dipl.-Ing. (FH) Norbert Brousek, Siemens AG, Industrial Automation Systems, Nürnberg Sonderdrucke – ein werbewirksames Marketing- und PR-Instrument Ist in einer unserer Fachzeitschriften ein Beitrag von Ihrem Unternehmen erschienen? Dann nutzen Sie doch die Möglichkeit, von diesem Beitrag einen attraktiven Sonderdruck erstellen zu lassen. • Sonderdrucke werden individuell nach Ihren Wünschen gestaltet • Ihr Logo und Ihre Kontaktdaten können eingefügt werden • Fremdanzeigen und Fremdtexte werden entfernt • Sonderdrucke sind kostengünstig und lassen sich vielseitig einsetzen (z.B. auf Ihrem Messestand, für Kunden und Mitarbeiter etc.) Profitieren Sie vom Imagetransfer und dem hohen Renommee unserer Fachzeitschriften. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein unverbindliches Angebot. Informieren Sie sich jetzt: Kornelia Grund Telefon: 0211/6103-369, Fax: 0211/6103-300 E-Mail: grund@technikwissen.de Springer-VDI-Verlag GmbH & Co. KG, VDI-Platz 1, 40468 Düsseldorf, Internet: www.technikwissen.de UmweltMagazin Januar -Februar2012 47

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