"Der Pulsmonitor" der Wasseraufbereitung: Das unverzichtbare Durchflussmessgerät

In der weiten und komplexen "Stadt" der Wasseraufbereitung erfüllt verschiedenste Ausrüstung ihre jeweiligen Aufgaben und arbeitet gemeinsam dafür, dass Rohwasser zu sauberem Wasser und Abwasser zu gereinigtem Wasser wird. Wenn Pumpen das Herz und Rohrleitungen die Blutgefäße sind, dann sind Durchflussmessgeräte die "Pulsmessgeräte", die im gesamten System verteilt sind. Sie messen kontinuierlich und präzise den "Herzschlag" des Wasserflusses – die Durchflussmenge – und liefern dadurch die grundlegendsten und wichtigsten Datengrundlagen für die Prozesssteuerung, Kostenrechnung und Umweltschutz.

Wo genau im gesamten Prozess der Wasseraufbereitung also sind Durchflussmessgeräte erforderlich? Wir können der Reise des Wassers folgen, um dies herauszufinden.

I. Quellkontrolle: Wasseraufnahme- und Zuflussstadien
Rohwassereinzugsstellen: Unabhängig davon, ob Wasser aus Flüssen, Seen oder Stauseen entnommen wird, müssen Durchflussmesser an den Auslassleitungen der Einzugs-Pumpstationen installiert werden. Die Gründe hierfür sind:

Messung der gesamten Wasseraufnahme: Dies ist die wesentliche Grundlage für Abrechnungen zwischen Wasserwerken und Wasserquellen-Verwaltungsstellen sowie grundlegende Daten zur statistischen Erfassung des regionalen Gesamtwasserverbrauchs.

Steuerung des Pumpenbetriebs: Durchflussdaten ermöglichen die Optimierung des Ein- und Ausschaltens sowie der Drehzahlregelung der Pumpen, wodurch Energieeinsparungen und Verbrauchsreduzierung erreicht werden.

Zulauf zum Wasserwerk/Abwasserwerk: Das erste Tor, durch das das Wasser das Behandlungswerk betritt. Hier fungieren Durchflussmesser als „Wächter“.

Grundlage für die Prozesssteuerung: Die Zuflussrate ist der Bezugswert zur Anpassung aller nachfolgenden Parameter des Behandlungsprozesses (wie Chemikaliendosierung, Belüftungsvolumen und Schlammabfuhr). Die Kenntnis, „wie viel Wasser hereinkommt“, bestimmt, „wie viel Chemikalie zugegeben werden muss.“

Warnung vor Überlastung: Sehr hohe momentane Durchflussraten (z. B. bei starkem Regen) können das Behandlungssystem überlasten. Durchflussmesser können rechtzeitige Warnungen geben und helfen, Betreibern ein frühzeitiges Vorbereiten zu ermöglichen.

II. Präzision im Prozess: Kernbehandlungs- und Dosierungsstufen
Dies ist der Bereich, in dem Durchflussmesser am weitesten verbreitet sind und in dem die Anforderungen am genauesten sind. Sie wirken sich direkt auf die Behandlungswirksamkeit, den Betriebsstabilität und die Kostenkontrolle aus.

Chemische Dosierung: Bei der Wasseraufbereitung ist die Zugabe von Chemikalien wie Flockungsmitteln, Desinfektionsmitteln (z. B. Chlor) und Säuren/Basen (zur pH-Regulierung) erforderlich. Die Dosierung dieser Chemikalien muss präzise proportional zur Zulaufgeschwindigkeit erfolgen.

Verhältnisregelung: Das Signal des Durchflussmessers wird an die Dosierpumpe (Mengenpumpe) übertragen, wodurch eine „Dosierung gemäß Durchfluss“ ermöglicht wird. Dies gewährleistet die Behandlungswirksamkeit (Vermeidung von Unterdosierung) und verhindert Verschwendung sowie Sekundärverschmutzung (Vermeidung von Überdosierung). In diesem Bereich werden üblicherweise hochpräzise elektromagnetische oder Massedurchflussmesser eingesetzt.

Schlammbehandlungsleitung:

Schlammrückführung: Die Rückführung von Belebtschlamm aus dem Boden des Absetzbeckens an das Vorderende des Biobeckens ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der mikrobiellen Konzentration. Zur Steuerung des Rückführverhältnisses und zur Sicherstellung eines stabilen und effizienten biologischen Systems werden Durchflussmesser benötigt.

Überschussschlammabfuhr: Die periodische Ableitung des im System vermehrten Überschussschlamms erfordert Durchflussmesser, um die Ablaufmenge präzise zu steuern und Auswirkungen auf das Systemgleichgewicht durch Über- oder Unterförderung zu vermeiden.

Schlammförderung und Entwässerung: Durchflussmessgeräte sind vor und nach dem Eintreten des Schlammes in Entwässerungsanlagen (z. B. Zentrifugen, Bandfilterpressen) erforderlich, um den Fortschritt zu überwachen und die Produktion zu berechnen.

Steuerung des Belüftungsvorgangs: In biologischen Behandlungsanlagen (z. B. AAO, Oxidationsgräben) ist die Menge der in das Abwasser gepumpten Luft oder Sauerstoff von entscheidender Bedeutung.

Luftdurchflussmessgeräte: Sie sind am Ausgangsrohr der Gebläse oder an den Belüftungszweigleitungen installiert und dienen dazu, die Belüftungsintensität zu überwachen, den Energieverbrauch zu optimieren (Belüftung ist eine der größten energieverbrauchenden Einheiten in einer Anlage) und sicherzustellen, dass Mikroorganismen über ausreichend Sauerstoff für Abbaureaktionen verfügen.

Filtration und Rückspülung:

Filterauslauf: Überwachung des Ausflussvolumens jedes Filters, um seinen Betriebszustand und seine Leistung zu beurteilen.

Rückspülwasser: Filter müssen in regelmäßigen Abständen mit sauberem Wasser oder einer Luft-Wasser-Mischung rückgespült werden, um die Filtrationskapazität wiederherzustellen. Durchflussmesser werden eingesetzt, um die Intensität und Dauer des Rückspülens zu steuern und eine unzureichende Reinigung oder Wasserverschwendung zu verhindern.

III. Endkontrolle: Auslauf- und Verteilstufen
Auslaufstelle des Klärwerks: Dies ist ein gesetzlich vorgeschriebener Installationspunkt und die „Abschlussnote“ des Wasseraufbereitungsprozesses.

Einhalteskontrolle der Einleitung: Die zuständigen Umweltbehörden berechnen die Gesamtmenge der eingeleiteten Schadstoffe anhand der Abflussrate und der Schadstoffkonzentrationen (z. B. chemischer Sauerstoffbedarf, Ammonium-Stickstoff). Diese Daten sind entscheidend für die Umweltüberwachung und Gebührenerhebung.

Leistungsbewertung: Statistiken zur tatsächlichen täglichen behandelten Wassermenge der Anlage sind wichtige Indikatoren zur Beurteilung der Betriebseffizienz und der Behandlungskapazität.

Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser (Recyclingwasser): Für aufbereitetes Wasser, das nach einer fortgeschrittenen Behandlung an Verbraucher geliefert wird (z. B. für Bewässerung, Spülungen, industrielle Kühlung), sind Durchflussmesser zur Handelsabrechnung und Nutzungskontrolle erforderlich.

Trinkwassertransport und Netzdistribution: In städtischen Wasserversorgungsnetzen werden Durchflussmesser weithin an Hochpumpstationen, in messbaren Teilnetzen (DMA) und an den Anschlüssen großer Verbraucher installiert.

Netzabgleich und Leckagekontrolle: Durch den Vergleich von Zufluss- und Abflussraten in verschiedenen Bereichen können Rohrleitungsleckagen schnell lokalisiert und bewertet werden, wodurch das Nicht-Einnahme-Wasser reduziert wird.

Wasserversorgung (Disposition): Auf Basis von Echtzeit-Durchflussänderungen können Pumpen- und Anlagenkapazitäten wissenschaftlich gesteuert werden, um einen stabilen Versorgungsdruck sicherzustellen.

Wie wählt man den richtigen Durchflussmesser aus?
Die Anforderungen an Durchflussmesser variieren je nach Einsatzstufe. Wichtige Aspekte sind:

Medientyp: Handelt es sich um Trinkwasser, Abwasser, Schlamm oder Chemikalien? Wie hoch ist deren Korrosivität und Leitfähigkeit?

Genauigkeitsanforderungen: Dient es der Handelsabrechnung (hohe Genauigkeit) oder der Prozesssteuerung (mittlere Genauigkeit)?

Rohrdurchmesser und Durchflussbereich: Handelt es sich um einen großen Durchmesser mit geringer Strömungsgeschwindigkeit oder um einen kleinen Durchmesser mit hoher Strömungsgeschwindigkeit?

Installationsbedingungen: Steht eine ausreichende gerade Rohrstrecke zur Verfügung? Ist das Rohr vollständig oder nur teilweise gefüllt?

Häufige Arten von Durchflussmessern sind elektromagnetische Durchflussmesser (bevorzugt für leitfähige Flüssigkeiten), Ultraschall-Durchflussmesser (praktisch für Druckinstallationen), Wirbel-Durchflussmesser (für saubere Gase/Flüssigkeiten), Massendurchflussmesser (für hochpräzise chemische Messungen) und offene Kanal-Durchflussmesser (für Entwässerungskanäle in Anlagen).

Fazit
Zusammenfassend durchzieht das Vorhandensein von Durchflussmessern den gesamten Lebenszyklus der Wasseraufbereitung – von der Zufuhr eines Tropfens Rohwasser bis zur Abgabe eines Tropfens gereinigten Wassers. Sie sind die „Augen“ der Produktion, die „Waage“ für Kosten und der „Maßstab“ für den Umweltschutz. In der Ära des intelligenten Wassermanagements und der feinen Managementführung (refined management) sind präzise und zuverlässige Durchflussdaten zunehmend wichtiger geworden und liefern kontinuierlich den stärksten Datenimpuls für den effizienten, wirtschaftlichen und stabilen Betrieb dieser „Stadt des Wassers“.