Fallstudie
Flüssigphasen-H2S-Sensor senkt Chemikaliendosierung um 50%
Der SulfiLoggerTM H2S-Sensor hat seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, die H2S-Management-Aktivitäten zu optimieren und die Betriebskosten zu senken. Ein dänischer Abwasserbetrieb nutzte das kontinuierliche Signal eines SulfiLoggerTM -Sensors als direkten Steuereingang für die Dosierung von Eisensalzen. Durch die dynamische Anpassung der Chemikaliendosierrate an die Echtzeit-H2S-Sensordaten verbesserte sich die Effektivität des Dosiersystems, während der Chemikalienverbrauch um 50 % sank.
Hintergrund
Schwefelwasserstoff (H2S) verursacht schwerwiegende Probleme in Sammelsystemen, wenn das Abwasser über lange Strecken gepumpt wird. Um den Geruch nach faulen Eiern einzuschränken und den vorzeitigen Verfall von Anlagen zu verhindern, fügen Versorgungsunternehmen dem Abwasser oft Neutralisationsmittel zu. Ohne einen dynamischen Überblick über die H2S-Konzentrationen im Abwasser bleibt die optimale Dosierrate der Chemikalien jedoch unbekannt. Dieser Mangel an Informationen bedeutet, dass es entweder zu Unter- oder Überdosierungen und zeitraubenden Optimierungen kommen wird.
Herausforderung
Ein dänischer Abwasserbetrieb wollte die Dosierung von Eisensulfaten (FeSO4) am Ende der Druckleitung optimieren, um den Verbrauch von Chemikalien zu reduzieren und um mögliche H2S-bedingte Geruchs- und Korrosionsprobleme im Sammelsystem besser zu bekämpfen.
Lösung
Am Ende der Druckleitung wurde ein autarkes Dosiersystem installiert, bestehend aus einem SulfiLoggerTM H2S-Sensor, einer Dosierpumpe und einem Chemikalienbehälter. In diesem Aufbau wurde das Echtzeit-H2S-Signal des SulfiLoggerTM -Sensors als dynamischer Steuereingang für die Dosierpumpe verwendet. Durch die Messung direkt im Rohabwasser am Ende der Druckleitung im Brunnen konnte der SulfiLoggerTM -Sensor Veränderungen in der Zusammensetzung des Abwassers rasch erkennen und so schnell reagierende Chemikalien in genau der richtigen Menge zugeben. Die Dosierrate war proportional zum H2S-Signal.
Um die Auswirkung der Dosieranordnung zu messen, wurde ein zusätzlicher SulfiLoggerTM -Sensor in einem Abwasserschacht 1,2 km flussabwärts im Freispiegelsystem installiert. Anhand dieser beiden Messpunkte wurden verschiedene Dosierstrategien implementiert und miteinander verglichen.
Der SulfiLogger™-Sensor lieferte kontinuierlich H₂S-Daten an eine Chemikaliendosierpumpe (1), die die Rate der Chemikalieneinspritzung dynamisch proportional zum Sensorsignal anpasste (2). Mit einem zweiten SulfiLogger™-Sensor, der 1,2 km weiter stromabwärts im Abwasser Daten erfasste, wurde die Wirksamkeit des Systems gemessen und mit anderen Ansätzen verglichen.
Wirksamkeit der H2S-Minderung
Chemikalienverbrauch
Ergebnisse
Mit der dynamischen, sensorgesteuerten H2S-Dosierung wurde der Chemikalienverbrauch optimiert und alle stromabwärts auftretenden H2S-Probleme vollständig entschärft, da nur noch vernachlässigbare H2S-Werte beobachtet wurden.
Mit einer konstanten Dosierstrategie, selbst bei Verwendung der doppelten Tagesmenge an Chemikalien, die für die sensorgesteuerte Dosierstrategie verwendet wurde, war die Dosierung nicht in der Lage, die H2S-Spitzen über 1mg/L vollständig zu neutralisieren.
Ohne jegliche Dosierung wurde der Großteil des am Ende der Druckleitung festgestellten gelösten H2S 20 Minuten später zur stromabwärts gelegenen Verifizierungsstelle transportiert, wo die Geruchs- und Korrosionsprobleme fortbestehen würden.
Die Fallstricke einer konstanten Dosierung
Die konstante chemische Dosierung – die vorherrschende Strategie bei der Dosierung von Eisensalzen – ist ein einfacher, aber ineffizienter Ansatz zur H2S-Reduzierung. Das grundlegende Problem dieser Strategie ist, dass H2S eine dynamische Größe ist – keine Konstante – und da sich die Zusammensetzung des Abwassers ändert, ist eine konstante Dosierung über lange Zeiträume des Tages zu hoch, aber auch nicht in der Lage, die Wirkung von H2S-Spitzen vollständig zu neutralisieren. Die Strategie der konstanten Dosierung berücksichtigt auch keine Veränderungen in der H2S-Menge, die durch Faktoren wie Pumpenbetriebseinstellungen, wechselnde Jahreszeiten, unterschiedliche Temperaturen und starke Niederschläge verursacht werden.
Einsparungspotenzial
Die sensorgesteuerte H2S-Dosierstrategie verbesserte die Effektivität des Dosiersystems und minimierte so die Auswirkungen von Korrosions- und Geruchsproblemen, während gleichzeitig 50 % weniger Chemikalien im Vergleich zu einer konstanten Dosierstrategie verbraucht wurden. Diese Fallstudie hat bewiesen, dass eine dynamische, sensorgesteuerte Dosierstrategie – unter Verwendung des SulfiLoggerTM-Sensors – Versorgungsunternehmen in die Lage versetzen kann, die Effektivität des H2S-Managements zu optimieren und Kosten zu senken.
Der SulfiLogger™-Sensor misst direkt im Rohabwasser im Zulauf des Brunnens.
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