stesag - 4654 Lostorf, 4537 Wiedlisbach, 7310 Bad Ragaz
 
Abwasser Vorbehandlungsanlage, ARA Oberes Kiesenthal
 
Kunde:

HOLINGER AG, Ingenieurunternehmen, CH-4601 Olten
im Auftrag von „ARA Oberes Kiesental“, CH-3510 Freimettigen

Baujahr: 2004

Aufgaben:

  • Projektierung der Elektrischen Steuerung
  • Ausarbeitung der Elektrounterlagen
  • Anfertigung des Elektrosteuerschrankes
  • Erstellen der Software zu SPS
  • Bildgestaltung für die Visualisierung
  • Inbetriebsetzung
Besondere Ansprüche:

Anspruchsvolle Niveauregulierung im Pumpensumpf in Abhängigkeitvon der Fracht (CSB-Konzentration * Zulaufmenge) oder Pegelstand –Konstanthaltung.
Drehzahlregulierung der beiden leistungsstarken Drehkolbengebläse zwecks Sauerstoffkonstanthaltung im Wirbelreaktor (O2-Regulierung) oder Regulierung in Abhängigkeit der anfallenden Zulaufmenge.

 
 
Wirbelreaktor mit dem Zulaufpumpwerk.

Das Abwasser gelangt vom Abwasserkanal (im Vordergrund, mit Platten abgedeckt) via Umstellweiche in den Pumpensumpf. Für die Beschickung des Wirbelreaktors sind zwei drehzahlgeregelte Pumpen mit unterschiedlichen Fördermengen installiert. Die SPS-Niveauregelung hält im Pumpensumpf das Niveau konstant auf dem gewünschten Wert. Die gut sichtbaren Durchflussmesser registrieren die Fördermengen, welche mehrfach als Regelparameter dienen.

 

Die Gebläsestation

Der Sauerstoffeintrag erfolgt über zwei Gebläseeinheiten, welche mittels HITACHI-Frequenzumrichter und -SPS die gewünschte Luftmenge fördern.

Zwei mögliche Führungsgrössen bestimmen die geregelte Luftmenge:

  • Der gewünschte Sauerstoff-Sollwert im Wirbelreaktor
  • Die gesamte Zulaufmenge vom Zulaufpumpwerk
   
Der Wirbelreaktor (System Kaldnes)

Der Reaktor ist mit einem Kunststoff-Trägermaterial gefüllt. Der sich auf den grossen spezifisch geformten Teilchen ansiedelnde Biofilm sorgt für die notwendige Leistung zur Erreichung der geforderten Abbauleistung. Es siedeln sich Mikroorganismen an, welche die angebotenen Nährstoffe des Abwassers und den eingetragenen Sauerstoff zu ihrer Synthese und Stoffwechseltätigkeit nutzen.

   
Das Zulaufpumpwerk

Das Pumpwerk besteht aus vertikalen Cantileverpumpen, welche in den neu erstellten Pumpensumpf eintauchen. Die Niveaumessung im Pumpensumpf schaltet und regelt die Pumpen entsprechend den Ingenieurvorgaben, dem so genannten Pumpenregime. Dabei ermöglichen die unterschiedlichen Pumpenleistungen eine sparsame und flexible Handhabung während den unterschiedlichen Belastungszeiten mit entsprechendem Laufzeitausgleich. Die Niveaumessung dient gleichzeitig als Trockenlaufschutz für die Pumpen.

Pumpenregelungnach CSB-Fracht:

Am Leitsystem kann Mittels Vorwahl eine CSB-Frachtregelung aktiviert werden. Dabei wird die CSB-Fracht im Zulauf der Biologischen Stufe der ARA ausgeregelt. Dadurch wird erreicht, dass eine möglichst gleich bleibend Belastung auf die Biologie geführt wird und sich ein stabiler Betrieb in der ARA-Biologie einstellt.

Die Zulaufmengen werden erfasst und können als Regelparameter für die Gebläse eingesetzt werden. Ferner werden die Werte an das Leitsystem übertragen und dienen als Basis für die Betriebskostenabrechnung.

 

Das Bild zeigt den Vorort-Steuerschrank im geschützten Untergeschoss in unmittelbarer Nähe der Gebläsestation. Ein manueller Eingriff in die Steuerung ist Vorort mit konventionellen Mittel möglich. Im Steuerschrank ist eine separate Energiemessung mit Kompensation für den Prozess untergebracht.
 
HITACHI-SPS

Kommunikation angepasst an die unterschiedlichen Bedürfnisse:

  • CPU-LINK im SPS-Verbund
  • ETHERNET zum Leitsystem
  • Seriell zu PC für SPS-Vorortprogrammierung

Ein imposanter Befehlssatz, kombiniert mit einer anwenderfreudlichen Programmiersoftware, erlaubt alle notwendigen Funktionen wie PID-Regelung, Arithmetik, etc. äusserst einfach und effizient zu programmieren.

Die Hauptsache aber ist die exzellente Zuverlässigkeit, welche diese Geräte auszeichnet.

 
Frequenzumrichter

Drehzahlregelung der 30kW-Gebläse und der Pumpen auf kleinstem Raum mit Frequenzumrichter der intelligenten HITACHI-Familie.

Wichtige Argumente wie:

  • Zuverlässiger Motorschutz
  • Automatische Spannungskontrolle
  • Laufüberwachung
  • Drehzahl-Rückmeldung
  • Erfassung Stromaufnahme

kommen bei dieser Applikation voll zur Geltung.

 
 
Alle notwendigen Anlagedaten sind auf dem Leitsystem ersichtlich. Die Vorwahl von Betriebsarten und andere manuelle Zugriffe zum Prozess sind gezielt und bedienerfreundlich realisiert. Diese Seite des PLS zeigt den Prozess in der Übersicht.
 

Alle Regler können in ihrer Funktion und Arbeitsweise überwacht und kontrolliert werden. Der Zugriff zu allen relevanten Parameter für die Regulierung ist gewährleistet. Die gewünschten Daten wie Niveau, Temperatur, O2-Wert, CSB-Konzentration und Zulauffracht können in Kurvenform historisch visualisiert werden.