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Pulverfördertechnik verbessert die Filtration in einer Entsalzungsanlage

TAMPA, FL, USA — Die 2787 Quadratmeter große Tampa-Bay-Meerwasserentsalzungsanlage produziert bis zu 94,6 Millionen Liter Trinkwasser pro Tag und ist damit die größte Anlage dieser Art in Nordamerika. Seit März 2007 hat die Anlage über 11 Milliarden Liter Meerwasser aus der Tampa Bay zu Trinkwasser entsalzt.

Im Jahr 2005 wurde die Anlage jedoch stillgelegt, da sie die erwartete betriebliche Nachhaltigkeit nicht erfüllen konnte. Tampa Bay Water, die für die Anlage zuständige Regierungsbehörde, beauftragte American Water und Acciona Agua über ihre Betriebspartnerschaft American Water-Pridesa, eine Gruppe, die weltweit mehr als 50 Entsalzungsanlagen geplant und gebaut hat, mit der Durchführung der notwendigen Abhilfemaßnahmen.

Zu den vielen Verbesserungen des Unternehmens gehört die Aufrüstung mit einer Anschwemmfiltration mit einem Schüttgutfördersystem für Kieselgur. Dies hat sich als entscheidend für die Wiederinbetriebnahme der Anlage als wichtige Trinkwasserquelle für die Region Tampa Bay erwiesen.


Umkehrosmose macht Meerwasser trinkbar

Entsalzungsanlagen basieren auf der Umkehrosmose (RO), bei der Wasser unter hohem Druck durch semipermeable Membranen gepresst wird, die das Salz aus dem Meerwasser zurückhalten. Damit die RO effizient ist, muss das Meerwasser vorbehandelt werden, um unerwünschte Partikel zu entfernen. Im Zuge der Sanierung der Tampa-Anlage verbesserte American Water Acciona Agua die Vorbehandlung durch Koagulation und Flockung, optimierte den Betrieb der bestehenden Sandfilter und installierte ein Kieselgur-Filtersystem, um vor der Osmose mikroskopische Materialien aus dem Wasser zu entfernen, berichtet Nacho Lopez, Bauleiter des Tampa-Projekts.

DE ist ein Silika-Pulver (hydratisiertes Siliziumdioxid), das aus den Zellwänden von Phytoplankton, den sogenannten Diatomen, besteht. Als Schicht auf die Druckseite von Filterelementen aufgebracht, fängt DE Partikel im Mikrometerbereich ein, die herkömmliche Filtermedien sonst einfach passieren würden. Stromaufwärts des Filters wird dem Meerwasser DE-Pulver zugegeben, das eine Wolke von DE-Partikeln bildet, die das Filtermedium mit einer dünnen DE-Schicht bedeckt, die feste Verunreinigungen zurückhält. Wenn die Ansammlung von Verunreinigungen zunimmt, was durch Druckerhöhungen angezeigt wird, wird der Filter rückgespült, woraufhin dem Wasser eine neue Dosis DE zugegeben wird, um das Filtermedium erneut zu beschichten.

Die Tampa-Bay-Anlage verbraucht 1814 bis 2722 kg Kieselgur pro Tag, das in 408-kg-Big-Bags angeliefert wird. Diese werden in einem temperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Bereich gelagert, um eine Verdichtung des Materials zu verhindern. Wenn der RO-Prozess DE erfordert, bewegt ein Kran einen Big-Bag aus dem Lager zu einem von zwei Big-Bag-Wiegesystemen, die das DE einem 1136-l-Tank zuführen, wo es mit Wasser auf eine Konzentration von 5% in Suspension gebracht wird. Die Suspension wird dann durch Schlauchpumpen in das Salzwasser vor dem Filter dosiert.


Das System handhabt das DE staubfrei

Die von Flexicon Corp., Bethlehem, PA, hergestellte DE-Schüttgutförderanlage besteht aus zwei identischen Systemen, die die Reinigung und Wartung beider Systeme ohne Unterbrechung der DE-Förderung vom Big-Bag zum Verdünnungstank ermöglichen, von wo aus das Material zum Einsatz kommt.

Die beiden Systeme bestehen aus je einer Big-Bag-Entleereinheit mit Gewichtsverlust-Chargensteuerung und einem integrierten flexiblen Schneckenförderer.

Die Big-Bag-Entleereinheiten belegen einen Platz von 1,5 m2. Vier vertikale Verlängerungspfosten sind auf eine Gesamthöhe von 4,35 bis 5,8 m einstellbar, um Big-Bags von 914 bis 2134 mm Höhe aufzunehmen. Diese Big-Bag-Entleerer verfügen über FLOW-FLEXER™-Big-Bag-Walkeinrichtungen, die die gegenüberliegenden Bodenkanten des Big-Bags periodisch anheben und senken, um das Material darin zu lockern und den Materialfluss in den Big-Bag Stutzen zu fördern. Wenn der Big-Bag leichter wird, verlängert sich der Hub der pneumatischen Big-Bag-Walkeinrichtungen und erzeugt eine steile „V"-Form, um die Entladung des Materials zu fördern.

Auch ein SPOUT-LOCK™-Klemmring*, der eine hochintegrative, dichte Verbindung mit dem Big-Bag Stutzen herstellt, und ein TELE-TUBE™-Teleskoprohr, das einen kontinuierlichen Zug nach unten auf den Big-Bag ausübt, während er sich entleert und länger wird, fördern den Fließprozess.

Oberhalb des Klemmrings befindet sich ein POWER-CINCHER™-Durchflussregelventil*, dessen gebogenen Gelenkstangen den Big-Bag Stutzen konzentrisch umschließen, so dass der Bediener den Materialfluss durch den Stutzen nach Lösen der Verschlusskordel steuern sowie teilweise entleerte Big-Bag leckage- und staubfrei schließen, lösen und erneut anschließen kann.

Das DE fließt vom Big-Bag durch den Big-Bag Stutzen in einen 1,8 m3 großen Auffangtrichter, der den gesamten Inhalt eines Big-Bags aufnehmen kann, wodurch sich die Laufzeit von Austrageeinheiten mit kleinen Überlaufbehältern effektiv verdoppelt.

Das geschlossene System wird durch eine Öffnung im Trichterdeckel zu einem Staubsammler entlüftet, der die verdrängte Luft und den Staub absaugt und die leeren Big-Bag vor dem Abbinden und Entfernen staubfrei leersaugt, wodurch ein manuelles Luftausdrücken und die damit verbundene Staubbildung entfallen. Die Rückstrahl-Filterreinigung macht das Vakuumsystem höchst effizient und verlängert gleichzeitig die Lebensdauer des Filters.

Der Trichter entlädt in einen Einlassadapter, der einen flexiblen Schneckenförderer vom Modell 1250 mit DE beschickt. Ein auskragender Arm am Schüttgut-Austragerahmen trägt das Auslaufende des 4,6 m langen, um 30 Grad geneigten Förderrohres. Am Auslaufende dreht ein Getriebe mit einem 0,75-kW-Motor die flexible Schnecke und treibt DE durch das Kunststoffrohr mit 67 mm Außendurchmesser.


Die Gewichtsverlustdosierung ermöglicht die genaue Dosierung von DE

Wenn der DE-Verdünnungstank seinen Inhalt entladen hat, signalisiert eine Füllstandsanzeige der das Wiege-Dosiersystem steuernden SPS, einen Wiegezyklus einzuleiten, indem sie einen der flexiblen Schneckenförderer aktiviert. WägeZell unter den Ecken des Entleererrahmens mit dem Förderer übertragen die laufende Gewichtsabnahme an die SPS, die die Fördergeschwindigkeit unmittelbar vor Erreichen des genauen Chargengewichts erst verlangsamt und dann komplett stoppt. „Basierend auf der Gewichtsabnahme zeigt die SPS auch an, wann der Bediener den nächsten vollen Big-Bag DE in den Entleerer laden muss", sagt Lopez.

Die Gewichtsabnahmeinformationen werden auf einem LCD-Bildschirm angezeigt, der Teil eines Bedienzentrums ist, das eine Tastatur, eine speziell entwickelte Software und einen Wechselrichter mit einstellbarer Geschwindigkeitssteuerung sowie eine Reversiereinrichtung des Förderbandantriebs beinhaltet.

Bei Vollauslastung versorgt die Anlage die Region Tampa Bay mit rund 10 Prozent ihres Trinkwassers.


* Patentiert oder zum Patent angemeldet.

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Zwei Big-Bag-Entleerer entladen und transportieren 1814 bis 2722 kg Kieselgur pro Tag in das DE-Filtersystem der Entsalzungsanlage Tampa Bay. Der Kran stellt einen Hubrahmen mit dem Big-Bag auf den Austragerahmen ab.
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Ein BAG-VAC™-Staubsammler, der am Rahmen der Big-Bag-Entleereinheit montiert ist, saugt Luft und Staub ab und kollabiert leere Säcke staubfrei, bevor sie abgenommen und entfernt werden. Der Big-Bag hängt in einem Hubrahmen.
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Der Trichter mit einem Fassungsvermögen von 1,8 m3 fasst den Inhalt eines 408 kg schweren Big-Bags, so dass das Kieselgur unbeaufsichtigt über den flexiblen Schneckenförderer in den Tank gelangen kann. WägeZell unter dem Austragerahmen übertragen Gewichtsverlustinformationen an eine SPS, um eine genaue Chargenübertragung zu erreichen.
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Am Auslaufende der flexiblen Schnecke fließt DE durch einen Übergangsadapter in den 1136-l-Tank, in dem das DE mit Wasser in Suspension gebracht wird.
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