Hier beim Water Magazin sind wir ständig auf der Suche nach Projekten, die Herausforderungen auf eine Weise bewältigt haben, von der auch andere profitieren könnten. Wir haben uns auf die Durchflussmessung in einer kleinen Kläranlage (WwTW) in Cornwall konzentriert und mit den wichtigsten Projektteilnehmern gesprochen …
Kleine Kläranlagen stellen Mess- und Regeltechniker häufig vor erhebliche physische Herausforderungen. In einer Anlage in Fowey im Südwesten Englands wurde nun von einem Wasserversorgungsunternehmen, einem Bauunternehmer, einem Messgeräteanbieter und einem Inspektionsunternehmen eine konforme Durchflussmessanlage installiert.
Der Durchflussmesser der Kläranlage Fowey musste im Rahmen eines Instandhaltungsprogramms ausgetauscht werden. Aufgrund der beengten Verhältnisse am Standort war dies eine Herausforderung. Daher wurden innovativere Lösungen als Alternative zu einem 1:1-Austausch in Betracht gezogen.
Ingenieure von Tecker, einem MEICA-Auftragnehmer für South West Water, prüften daher die verfügbaren Optionen. „Der Kanal liegt zwischen zwei Belüftungsgräben, und es gab nicht genügend Platz, um den Kanal zu verlängern oder umzuleiten“, erklärt Ben Finney, Projektingenieur bei Tecker.
Hintergrund
Präzise Abwasserdurchflussmessungen ermöglichen Kläranlagenbetreibern einen effizienten Betrieb – sie optimieren die Behandlung, minimieren Kosten und schonen die Umwelt. Daher hat die Umweltbehörde in England strenge Leistungsanforderungen an Durchflussüberwachungsgeräte und -strukturen für Kläranlagen gestellt. Der Leistungsstandard legt die Mindestanforderungen für die Selbstüberwachung des Durchflusses fest.
Der MCERTS-Standard gilt für Anlagen, die gemäß der Umweltgenehmigungsverordnung (EPR) lizenziert sind. Diese Verordnung verpflichtet Prozessbetreiber zur Überwachung von Abwasser- oder Gewerbeabwasserströmen sowie zur Erfassung und Dokumentation der Ergebnisse. MCERTS legt Mindestanforderungen für die Selbstüberwachung des Durchflusses fest, und die Betreiber haben Messgeräte installiert, die den Lizenzanforderungen der Umweltbehörde entsprechen. Die Wales Natural Resources Licence kann auch vorsehen, dass das Durchflussüberwachungssystem von MCERTS zertifiziert wurde.
Systeme und Strukturen zur geregelten Durchflussmessung werden in der Regel jährlich überprüft. Die Nichteinhaltung der Vorschriften kann verschiedene Ursachen haben, beispielsweise Alterung und Erosion der Kanäle oder das Fehlen der erforderlichen Genauigkeit aufgrund von Durchflussänderungen. So kann beispielsweise lokales Bevölkerungswachstum in Verbindung mit zunehmender Niederschlagsintensität aufgrund des Klimawandels zu Überschwemmungen von Wasserbauwerken führen.
Durchflussüberwachung der Kläranlage Fowey
Auf Teckers Wunsch hin besuchten Ingenieure den Standort und in den letzten Jahren hat die Popularität der Technologie stark zugenommen.“ „Das liegt oft daran, dass Durchflussmesser schnell und einfach in beschädigte oder alternde Kanäle eingebaut werden können, ohne dass größere Kapitalarbeiten erforderlich sind.“
„Die vernetzten Durchflussmesser wurden innerhalb eines Monats nach der Bestellung geliefert und in weniger als einer Woche installiert. Im Gegensatz dazu dauert die Organisation und Durchführung von Reparatur- oder Austauscharbeiten an Spülbecken länger; sie sind teurer; der normale Betrieb der Anlage wird beeinträchtigt und die Einhaltung der MCERTS-Vorschriften kann nicht garantiert werden.“
Eine einzigartige Ultraschall-Korrelation, die die Geschwindigkeit einzelner Strömungsabschnitte auf verschiedenen Ebenen kontinuierlich messen kann. Diese regionale Durchflussmesstechnik liefert ein in Echtzeit berechnetes 3D-Strömungsprofil und ermöglicht so wiederholbare und überprüfbare Durchflusswerte.
Die Geschwindigkeitsmessung basiert auf dem Prinzip der Ultraschallreflexion. Reflexionen im Abwasser, wie Partikel, Mineralien oder Luftblasen, werden mit Ultraschallimpulsen unter einem bestimmten Winkel abgetastet. Das resultierende Echo wird als Bild bzw. Echomuster gespeichert. Wenige Millisekunden später wird ein zweiter Scan durchgeführt. Das resultierende Echomuster wird gespeichert und durch Korrelation/Vergleich der gespeicherten Signale kann die Position eines eindeutig identifizierbaren Reflektors bestimmt werden. Da sich die Reflektoren mit dem Wasser bewegen, können sie an verschiedenen Stellen im Bild identifiziert werden.
Mithilfe des Strahlwinkels lässt sich die Partikelgeschwindigkeit berechnen und somit aus der zeitlichen Verschiebung des Reflektors die Abwassergeschwindigkeit ermitteln. Die Technologie liefert hochpräzise Messwerte, ohne dass zusätzliche Kalibrierungsmessungen erforderlich sind.
Die Technologie ist für den Betrieb in einem Rohr oder einer Rohrleitung ausgelegt und ermöglicht einen effizienten Betrieb in den anspruchsvollsten und umweltschädlichsten Anwendungen. Die Einflussfaktoren wie die Form der Senke, die Strömungseigenschaften und die Rauheit der Wand werden bei der Durchflussberechnung berücksichtigt.
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Veröffentlichungszeit: 29. November 2024