MESSTECHNIK & ANALYTIK

Für Pumpstationen und Becken

Kompakte Radarsensoren 

Seit Ende der 1990er-Jahre hat Wallonisch-Brabant, die kleinste Provinz Belgiens, verstärkt in die Abwasserbehandlung investiert, sei es in das Sammelsystem, die Kläranlagen oder das Kanalnetz. Heute verfügt Wallonisch-Brabant über 36 Kläranlagen mit einer Gesamtkapazität von 628.000 Einwohnergleichwerten. InBW (Intercommunale du Brabant Wallon) kümmert sich um die Abwasserentsorgung der dortigen 27 Gemeinden im Auftrag der SPGE (Société Publique de Gestion de l'EauI).

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VEGA Grieshaber KG

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VEGA-Sensoren sind in mehreren Kläranlagen zu finden, etwa in Nivelles, Bomal oder Tubize, und kommen dort an unterschiedlichen Stellen zum Einsatz. Unabhängig davon, ob die Füllstand- und Drucksensoren im Becken, in offenen Gerinnen, am Filter oder Rechen zum Einsatz kommen, müssen diese genau, robust und unkompliziert arbeiten. Schließlich werden über diese viele Prozesse in den Abwasseranlagen automatisch gesteuert. Sensoren müssen sich daher einfach montieren lassen und sich im Betrieb weder von Vibration, Kondensat, Staub, Schmutz, Schlamm oder Faulgasen beeindrucken lassen. 

Der Abwasserspezialist InBW arbeitet seit zehn Jahren mit dem Sensor- und Messgeräthersteller zusammen. Bis vor drei Jahren setzte man bei der Füllstandmessung häufig auf das Ultraschallmessprinzip, war aber immer auf der Suche nach einer besseren Lösung. Zum einen sind Ultraschallsensoren von der Temperatur abhängig, da sich die Schalllaufzeit mit der Temperatur ändert. Zum anderen beeinflussen starker Nebel, Wind oder Regen die Ultraschallmessung ebenso wie Anhaftungen oder Verschmutzungen. Selbst Spinnweben können für ungenaue Messwerte sorgen, da diese die Zuverlässigkeit des Messsignals stören und die Blockdistanz erhöhen. 

Mit dem kompakten Radarfüllstandsensor Vegapuls C 21 fand man das erste Mal einen Sensor, der die Anforderungen hinsichtlich Leistung und Einfachheit bei der Anwendung erfüllte und vor allem auch kostenmäßig interessant war. Der Vegapuls C 21 misst zuverlässig den Füllstand in Anwendungen, in denen eine hohe Schutzart erforderlich ist. Neben ihrer Unabhängigkeit von Temperaturschwankungen und weiteren Umwelteinflüssen sind Radarsensoren unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Alles Faktoren, die bei Ultraschallfüllstandmessgeräten häufig zu Störungen führen. Der kompakte Radarsensor Vegapuls C 21 ist damit für Anwendungen in der Abwassertechnik geeignet und liefert seit seiner Markteinführung vor zwei Jahren in Pumpstationen, Regenüberlaufbecken oder für die Pegelüberwachung zuverlässige Messwerte.

Die kompakte Serie misst bei 80GHz und besitzt dadurch eine sehr gute Signalfokussierung. Damit lassen sich Mess- und Störsignale besser trennen – die Messung wird um ein Vielfaches einfacher und genauer als bei anderen Messverfahren. Herzstück der neuen Sensorserie ist dabei ein von VEGA neu entwickelter Radar-Mikrochip, der speziell für die Anforderungen in der Füllstandmessung optimiert wurde. Dank der kleinen Bauform sind nun sehr kompakte Sensoren möglich. Die Vegapuls-Serie C 11, C 21 und C 22 besitzt einen festen Kabelanschluss und ist in der Schutzart IP66/IP68 ausgeführt. Viele Anwender schätzen vor allem die direkte Anbindung zum Beispiel an eine SPS, da es Ultraschallgeräte oft nur in Verbindung mit großen Steuergeräten gibt. 

Viele Verantwortliche aus der Abwassertechnik sind zudem von der Effizienz, der Einfachheit und Vielseitigkeit des Sensors angetan, so auch die Betreiber von InBW. Mittlerweile kommen die Sensoren in den Gemeinden Bomal, Nivelles und Tubize zum Einsatz. Bomal ist typisch für das Szenario der Abwasseranlagen in Wallonisch-Brabant. Die Station befindet sich am Einlauf in den Grand Gette, einem Fluss in einem Einzugsgebiet mit sehr ländlichem Charakter. Das Schmutzwasser aus dem kommunalen öffentlichen Kanalisationsnetz mündet zunächst zusammen mit dem Regenwasser in einen sieben Kilometer langen Sammler entlang der Grande Gette. Die Menge ist höchst unterschiedlich: An trockenen Tagen liegt die Wassermenge bei 92,5 Kubikmeter pro Stunde, bei Gewitter kann diese aber auch schon einmal über 200 Kubikmeter betragen. Das Abwasser gelangt anschließend über eine Druckstation in die Anlage. Mithilfe von drei frequenzgesteuerten Unterwasserpumpen wird dieses in die Vorbehandlungsrinne gehoben.

In der mechanischen Vorreinigung werden Schwimmstoffe mit Rechen oder Sieben entfernt. Die nachfolgenden Verfahrensstufen werden so vor Ablagerung, Verstopfung oder Abrasion geschützt. Im Grobrechen werden Feststoffe mit einem Durchmesser von mehr als 25 Millimeter ausgesiebt, in der Rechengutpresse komprimiert und anschließend entsorgt. Der Feinrechen entfernt die kleineren Reststoffe aus dem Wasser. Der Radarsensor Vegapuls C 21 zeigt die Differenz des Wasserpegels vor und hinter dem Rechen an. Über die Differenzmessung des Wasserpegels vor und hinter dem Rechen wird der Verschmutzungsgrad ermittelt und die Reinigung des Rechens initiiert. Da der Sensor verschleiß- und wartungsfrei arbeitet, kann sich der Anwender auch über Jahre auf das Ergebnis verlassen. Danach gelangen die Abwässer in Reinigungsbecken. Nach der biologischen Behandlung fließt das gereinigte Wasser in die Grande Gette. 

Ein anderer Einsatzort: Bevor der Klärschlamm in den Verarbeitungsprozess geschickt wird, wird er in großen Tanks oder Becken entwässert und eingedickt. Dadurch reduziert sich die zu behandelnde Schlammmenge und der Gehalt an Trockensubstanz wird erhöht. Die Schlammmenge im Vorlagenbehälter wird mit einer kontinuierlichen Füllstandmessung permanent überwacht, um eine optimale Zufuhr sicherzustellen. Mittlerweile messen zwölf Vegapuls C 21 die Schlammhöhen in verschiedenen Behältern. Der behandelte und verwertete Schlamm wird per Lkw abtransportiert, um in der Landwirtschaft wiederverwertet zu werden. Auf diese Weise entstehen quasi keine Verluste, und das Recycling wird wirkungsvoll unterstützt.

Über das Vegadis 82 im Feldgehäuse, das für raue Umgebungen konzipiert wurde, lassen sich alle Messwerte sicher anzeigen. Das Steuergerät und Anzeigeinstrument Vegascan 693 erlaubt die Datenaufzeichnung von bis zu 200.000 Messwerten bei Geräten mit digitaler Schnittstelle. Damit lassen sich Messergebnisse aus Füllstand-, Pegel- und Prozessdruckmessungen auf einfache Weise zusammenführen und für Steuerungen, Visualisierungen oder die Datenfernübertragung via E-Mail und SMS verwenden. 

Darüber hinaus kommt noch der hydrostatische Druckmessumformer mit keramischer Messzelle Vegawell 52 zum Einsatz, um kontinuierlich den Füllstand in den Absetzbecken zu erfassen. Im Sandfang wird der Grenzschalter Vegavib 62 eingesetzt. Sein Vorteil: Die glatte Oberfläche des Schwingstabes, ohne Ecken und Kanten, verhindert ein Festsetzen oder Verklemmen von Schüttgut und ist optimal zu reinigen.

Für den Betreiber InBW war angesichts der weiten Entfernungen zwischen den Anlagen entscheidend, dass die Sensoren sehr lange und zuverlässig funktionieren und falls sie doch mal ausfallen sollten, schnell ausgetauscht werden können. Nur mit robusten und langlebigen Sensoren, die Wind und Wetter trotzen, ist dies möglich. Viele der Messstellen im Abwasserbereich sind sehr schlecht zugänglich. Daher schätzt man die Möglichkeit, die Geräte über Bluetooth einzustellen oder den Sensor zu kalibrieren, außerordentlich.

Autor


Jürgen Skowaisa

Produktmanagement Füllstand


Wasserinfrastruktur

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