Funktionsbeschreibung von



Verkrustungen, vor allem die durch mineralische Fällungsprodukte in Rohrleitungssystemen der Abwasser- sowie Trinkwasseranlagen entstehen, sind ein Dauerproblem der Anlagenbetreiber.
In Kläranlagen sind besonders Pumpen, Zentrifugen, Wärmetauscher sowie die Rohrleitungssysteme im Faulbereich und extrem ist die Schlammbehandlung betroffen.
Die dort anzutreffenden Prozessbedingungen sorgen dafür, dass die organischen Bestandteile des Rohschlammes größtenteils zu Methan und Kohlensäure umgesetzt werden. Das hier vorherrschende Ammonium und das Bicarbonat, sowie die vorhandene Wasserhärte führen zur eindeutigen Kalkübersättigung.
In der Nachfaulung kommt es durch Luftzutritt zur Ausgasung von Kohlendioxid und damit zur Calcitübersättigung.
Bei Anlagen mit chemischer Fällung oder bei erhöhter biologischer Phosphatelimination entstehen zusätzlich noch die Sorgen bereitenden schwerlöslichen Eisenhydroxide bzw. das Magnesium-Ammonium-Phoshat (MAP).
Im Dauerbetrieb führen alle diese kationischen schwerlöslichen Salze zu fest anhaftenden Verkrustungen, damit zu Querschnittsverengungen und schlussendlich zur Verstopfung der betroffenen Leitungen und Aggregate bis zum Ausfall der Anlage.




Nur der Einsatz härtester Chemie, oder eine starke mechanische Beaufschlagung durch geeignete Hilfsmittel schaffen hier Abhilfe.
Der Einsatz von chemischen Lösungsmitteln ist nicht unproblematisch; permanentes Spülen mit Säuren und Basen greift die Oberflächen in den Innenteilen der Anlagen oft über Gebühr und unkontrollierbar an. Es entsteht zusätzlich teuer zu entsorgender Sondermüll - und ist aus heutiger Sichtweise weder ökonomisch noch ökologisch verantwortbar.
Nicht selten zerstören sich plötzlich ablösende größere Brocken der Verkrustungen die Einzelaggregate.
Die hohe mechanische Beanspruchung der Rohrinnenseiten sorgt für eine vorzeitige Materialermüdung. Die durch die chem. Reinigung bzw. durch die heftige mechanische Ausräumung stattgefundene Oberflächenveränderung (erhöhte Rauhigkeit) sorgt nunmehr zukünftig für ein stark beschleunigtes Anhaften der Reagenzien und damit zwangsweise zu vermehrten Reinigungszyklen, bis hin zum Austausch und schließlich zum vollständigen Ersatz der betroffenen Anlagenteile.
Erhöhte Rohrleitungswiderstände, erhöhte Rauhigkeitsbeiwerte, eine sich permanent erhöhende Isolierwirkung z.B. bei Wärmetauschern führen zu inakzeptablen Energieverlusten.



Eine präventive Maßnahme zur bedeutenden Verminderung der Verkrustung durch Fällungsprodukte stellt die Methode der physikalischen Abwasserbehandlung dar.

Die physikalische Wasserbehandlung

Seit 1902 werden magnetische Verfahren in der Wasserbehandlung eingesetzt. Die Fa. Siemens hat 1902 das Permanentmagnet-Verfahren zum Patent angemeldet.

Dr. Claus Kronberg, Claremont, Kalifornien, hat die Wirkung von Permanentmagneten ausführlich untersucht und die Ergebnisse in der Zeitschrift „Raum und Zeit“ veröffentlich. Als wesentliches Ergebnis stellte er fest, dass der Permanentmagnet seine optimale Wirkung bei einer Fließgeschwindigkeit von 2m/sec hat. Bei langsamer fließendem Wasser und auch bei höheren Fließgeschwindigkeiten verliert der Permanentmagnet sehr stark an Effizienz.
Im Anlagenbau und in der Verfahrenstechnik ist deshalb der Einsatz von Permanentmagneten nicht sinnvoll.


Abb. Gegenüberstellung der Wirksamkeit Permanentmagnet /
Gutachterlich bestätigte Auswertung gemäß ÖVGW-Richtlinie W 35

Mit der Patenterteilung 1994, über induktiv erzeugte elektromagnetische Felder, an Dipl.-Ing. Hartmut Schulte, wurde die industrielle Herstellung von Apparaturen und Induktoren als komplette Behandlungseinheiten bis zu Nennweiten DN 1000 erfolgreich realisiert und haben sich in der Praxis bewährt. Nennweiten über DN 1200 sind in der Erprobung.

Diese Anlagen zur physikalischen Abwasserbehandlung werden unter der angemeldeten Marke weltweit vertrieben.
Das besondere an dieser neuen Technik ist, dass ein variables Frequenzspektrum, eine sich ständig ändernde Frequenz und alternierende, modulierte Magnetfelder über Induktoren in das Medium eingetragen werden. Die Induktoren werden so angesteuert, dass die erforderlichen hohen Ströme zur Erzeugung des Magnetfeldes sicher und energiesparend geregelt werden. Der Energiebedarf einer mittleren Anlage (DN 200) beträgt weniger als 100 Watt/Stunde.


Abb. Induktoren auf der Rohrleitung

 
Für eine bestimmte Fließgeschwindigkeit ist eine bestimmte Induktionsfrequenz erforderlich. Die benötigten Frequenzen werden im erzeugt, der Prozessor ist patentrechtlich geschützt.
Die für die Fließgeschwindigkeit erforderlichen Frequenzen werden von dem Prozessor ständig „durchgescant“ und über Ausgangsverstärker auf die Induktoren gegeben.


Abb. Darstellung des Frequenz modulierten AC-Stroms

 

Wasser hat ein „Gedächtnis“

Der durch den erzeugte Zustand ist instabil, 2 Tage nach Abschaltung des Gerätes nimmt der erzeugte Zustand ab, die „Haftfähigkeit“ der kationischen Salze nimmt wieder zu (siehe untere Abb.).




Um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen, die magnetische Induktion verändert nicht die stöchiometrische Zusammensetzung des ursprünglichen Abwassers, sondern verhindert lediglich, aber doch entscheidend, die Konklusion größerer Molekülgruppen untereinander; die für die Startphase der Kristallisation verantwortliche Ausgangssituation.

Der Vollständigkeit halber muss erwähnt werden, dass auch organische Verbindungen, wie z.B. Fette, eher in Lösung bleiben und sich keine harten Verfestigungen bilden, wenn die organisch belasteten Abwässer magnetisch induktiv beaufschlagt wurden.

Welche chemisch - physikalischen Mechanismen hierfür verantwortlich sind, konnte bis heute noch nicht wissenschaftlich nachgewiesen werden.


Einsatzmöglichkeiten von in Kläranlagen:


Weitere Einsatzmöglichkeiten von in der Abfallwirtschaft sind beispielsweise:

  • Deponieanlagen : Sickerwasserreinigung
  • Müllverbrennungsanlagen : Rauchgaswäsche, Wärmetauscher, Neutralisation

 

Die folgenden Argumente sprechen für den Einsatz von :

  • sehr hohe Reduzierung der bisherigen Betriebskosten
  • kein Stillstand der Anlagen durch Reinigung der Rohrnetze und Aggregate
  • keine Entsorgungskosten
  • Einsparung bzw. Verzicht auf Chemikalien
  • Einsparung von Energiekosten (thermisch/elektrisch)
  • umweltfreundliches Verfahren
  • genaue Auslegung und Anpassend an die jeweiligen Betriebs- und Anlagenverhältnisse.
  • eine sehr hohe Flexibilität, da der Prozessor die magnetische Induktion genau auf die vorhandene Strömungsgeschwindigkeit und Durchflussmenge einstellt, d.h. die Anlage wird immer im bestmöglichen Wirkungsgrad betrieben
  • Einbau der Induktoren durch einfache Umwicklung der Rohrleitung bei laufendem Betrieb, ohne Auftrennung des Rohrleitungssystems

  • der ist nahezu wartungsfrei

  • alle einschlägigen EU-Normen, EMV-Vorschriften werden erfüllt und sind durch entsprechende Gutachten belegt.
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