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AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 1 WTOS – Optimierungslösungen zur Abwasserbehandlung Water Treatment.

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1 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 1 WTOS – Optimierungslösungen zur Abwasserbehandlung Water Treatment Optimization Solutions

2 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 2 Was ist der optimale O 2 -Sollwert in der Belebung? Wie hoch ist das optimale Belüftungsvolumen / die Belüftungszeit? Was ist die optimale Rezirkulation? Wie hoch ist die optimale Dosierung von Fällmitteln und Polymeren? Wie hoch ist das optimale Schlammalter? Wie halte ich Ablaufwerte ein? Fragen, die sich Anlagenbetreiber täglich stellen

3 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 3 Vom Messwert zum Sollwert WTOS – Optimierungslösungen zur Abwasserbehandlung Prozess-Messtechnik Basisdaten für Regelungsprozesse PROGNOSYS Messwertanalyse als Grundlage moderner Automatisierung Echtzeit-Regelung Berechnung optimaler Sollwerte in Echtzeit

4 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 4 HACH LANGE WTOS: Die Antwort auf diese Fragen DS-RTC Optimiert Primärschlamm- abzug Reduzierte Kosten für Schlammbehandlung SRT-RTC Regelt Schlammalter Minimale Energiekosten für Belüftung SD-RTC Optimiert Schlamm- entwässerung Reduziert Polymerverbrauch P-RTC Optimiert Phosphat- elimination Reduzierter Fällschlamm und Chemikalien- kosten N/DN-RTC Optimiert intermittierend e (De)nitrifikation Reduzierte Kosten für Belüftung und garantierte Einhaltung von Ablaufwerten

5 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 5 HACH LANGE WTOS P-RTC Echtzeitregelung und -steuerung der Phosphatelimination P-RTC Optimiert Phosphat- elimination Reduzierter Fällschlammanfall und Chemikalien- kosten

6 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 6 Fragen, die sich Anlagenbetreiber täglich stellen Wie hoch ist die optimale Fällmitteldosierung? Wie kann der Fällschlamm minimiert werden? Wie hoch ist die minimale Dosiermenge? Wie halte ich P ges Ablaufwerte ein?

7 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 7 HACH LANGE WTOS P-RTC Modul für Phosphatelimination (P-RTC) Minimaler Fällmittelverbrauch Reduzierter Anfall von Fällschlamm Zuverlässige Regelung / Steuerung basierend auf validierten Messwerten Einfache Integration in vorhandene Anlagenstrukturen P-RTC Optimiert Phosphat- elimination Reduzierter Fällschlamm und Chemikalien- kosten

8 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 8 WTOS Stand Alone Lösungen sind einfach zu installieren PHOSPHAX sc SC 1000 Eingabe der RTC Parameter Signalvalidierung Alle SC1000 Kommunikations- möglichkeiten RTC Berechnung der Sollwerte in Echtzeit Schnittstelle zur Dosierpumpe Dosierpumpe Bsp: P-RTC Komponenten

9 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 9 …und nutzen alle SC 1000 Kommunikationsmöglichkeiten PHOSPHAX sc SC1000 Eingabe der RTC Parameter Signalvalidierung Alle SC1000 Kommunikations- möglichkeiten RTC Berechnung der Sollwerte in Echtzeit Schnittstelle zur Dosierpumpe Dosierpumpe Bsp: P-RTC Komponenten Nutzen aller SC 1000 Kommunikationsmöglichkeiten Profibus/Modbus zur SPS und SCADA für Parametrierung und Datenaustausch GSM / GPRS Fernverbindung unterstützt Installation, Optimierung und Service

10 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 10 P-RTC Steuerungs- und Regelungsoptionen Belebungs- becken PO 4 -P Messung Dosierstelle Regelung Belebungs- becken Dosierstelle PO 4 -P Messung Belebungs- becken Steuerung Belebungs- becken P ges Messung Dosierstelle PO 4 -P Messung

11 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 11 P-RTC Steuerungs- und Regelungsoptionen Belebungs- becken PO 4 -P Messung Dosierstelle Regelung Belebungs- becken Dosierstelle PO 4 -P Messung Belebungs- becken Steuerung Belebungs- becken P ges Messung Dosierstelle PO 4 -P Messung

12 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 12 P-RTC-Steuerungsmodul Abwasser Fällmittel Dosier- pumpe Fällungsprozess Q Fällmittel Voraussetzung Online PO 4 -P- und Mengenmessung [Q] Vorteile Schnelle Reaktion auf Lastschwankungen Einfach einzustellen PO 4 -P X Q Fällmittel PO 4 -P Fracht Q Berechnung der Fällmittelmenge Q Pr = SF· 55,8/30,9 ·1/ · 1/G FE ·PO 4 -P ·Q · ß

13 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 13 ß- Wert bei der chemischen Phosphatelimination Definition des ß-Werts (ATV) ß = mol Me / mol P ges P ges im Zulauf des Fällungsreaktors ß = 1,5 Empfohlen für Limit von P ges =2 mg/l ß > 1,5 Notwendig für Werte P ges < mg/l ß < 1 Fällung in der biologischen Stufe Umsetzung im P-RTC ß = mol Me / mol PO 4 -P PO 4 -P Dosierstelle Daraus ergeben sich höhere ß-Werte

14 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 14 1,051,50 ß- Wert in Abhängigkeit vom PO 4 -P - Eliminationsgrad ß [mol Me/mol PO 4 -P]

15 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 15 ß- Wert in Abhängigkeit vom PO 4 -P – Eliminationsgrad – Bsp. Fällung im Zulauf NKB Beta Wert

16 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 16 Applikationsbeispiel Steuerung Technische Daten Kläranlage Ausbaugröße: EW Zulauf: m 3 /Tag, m 3 /Tag (max) P ges Zulauf (min/mittel/max): 3,43 / 8,46 / 16,74 mg/l P ges Ablauf: 0,8 mg/l Dosierstelle:Ablauf Belebung Fällmittel: FeCl 3 Max. Dosierrate: Max. 120l/h Ø Dosierrate:45l/h Dosierstrategie:konstante Dosierung

17 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 17 Steuerung der PO 4 -P Konzentration Deutlich geringere Dosiermenge Einhaltung der Grenzwerte

18 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 18 Steuerung der PO 4 -P Konzentration Manuelle Dosierung [l/h] Einsparung Fällmittel:3,700 EUR/Monat Investition P-RTC+PHOSPHAXsc: 21,000 EUR Verbrauchskosten:700 EUR/Jahr Rückzahlungsdauer:7 Monate 50% Einsparung

19 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 19 P-RTC Steuerungs- und Regelungsoptionen Belebungs- becken PO 4 -P Messung Dosierstelle Regelungen Belebungs- becken Dosierstelle PO 4 -P Messung Belebungs- becken Steuerungen Belebungs- becken P ges Messung Dosierstelle PO 4 -P Messung

20 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 20 Abwasser Fällmittel Dosier- pumpe Fällungsprozess Q Fällmittel PO 4 -P Sollwert P-RTC Regelung nach der PO 4 -P - Konzentration Vorteil Hohe Prozesskontrolle Voraussetzung Online PO 4 -P-Messung Sollwert w = Limit - c TS · c P,TS - Sicherheit

21 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 21 Abwasser Fällmittel Dosier pumpe Fällungsprozess Q Fällmittel PO 4 -P Sollwert P-RTC Regelung der PO4-P Konzentration inkl. Mengenmessung Q Fällmittel PO 4 -P Fracht X Q Voraussetzung Online PO 4 -P- und Mengenmessung [Q] Sollwert w = Limit - c TS · c P,TS - Sicherheit Vorteil Hohe Prozesskontrolle

22 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL Zeit 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Ortho-PO 4 -P Ablaufwerte mit WTOS Zufluss m 3 /h PO 4 -P mg/l Grenzwert Pges Ortho-PO 4 -P Ablaufwerte Weiter mit Klick Fällmittel-Einsparpotenzial mit WTOS WTOS-Sollwert Typische Zulaufganglinie einer Kläranlage Phosphat-Ablaufwerte(+ P-RTC) Stopp Großer Sicherheitsabstand mit hohem Fällmittelverbrauch

23 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 23 Applikationsbeispiel Regelung Technische Daten Kläranlage Ausbaugröße: EW Zulauf: m 3 /Tag,TW m 3 /Tag RW P ges Zulauf (mittel im August): 5.1 mg/l P ges Ablauf: 1 mg/l Dosierstelle:Ablauf Belebung Fällmittel: FeAL Max. Dosierrate: Max. 18.5l/h Ø Dosierrate 2009:5,5 - 6 l/h Dosierstrategie:Messung PO 4 -P Zweipunktregelung

24 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 24 Regelung der PO 4 -P Konzentration, schnelle Reaktion auf Belastungsspitzen

25 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 25 Regelung der PO 4 -P Konzentration, schnelle Reaktion auf Belastungsspitzen

26 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 26 Regelung der PO 4 -P Konzentration Problemloses Einhalten der Ablaufwerte Signifikante Reduzierung der Fällmittel- und Schlammentsorgungskosten Ø Dosierung [l/h] Einsparung

27 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 27 Ergebnis Einfache Installation Sichere Einhaltung des Sollwerts Geringer Fällmittelverbrauch 5l/h Einsparung ca % im Vergleich zur Zweipunktregelung bei stabiler Einhaltung des vorgegebenen Sollwerts

28 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 28 PROGNOSYS Messwertanalyse und Rückfallebenen für hohe Prozessstabilität

29 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 29 Nutrients Indikatoren Messwert-Indikator: Bewertet Qualität des Messsignals Service-Indikator: Information wann und welcher Service erforderlich ist Prozessstabilität mit PROGNOSYS Prognosys Software-Anwendung Service-Indikator Reagenzienwechsel in 6 Tagen Letzte Kalibrierung Referenzsignal Steilheit der Sonde Reagenzienvorrat Letzter Service % % % Verlässlich Zweifelhaft Nicht nutzbar Measurement Indicator

30 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 30 Rückfallebenen und Ganglinien (P-RTC) 100% % % Verlässlich Zweifelhaft Nicht nutzbar Measurement Indicator PO 4 -P Online Messwerte Durchfluss PO 4 -P Rückfallebenen: Gespeicherte historische Ganglinien Durchfluss

31 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 31 Parameter Einstellbare Parameter

32 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 32 Technische Daten Prozentuale Gewichtung der WochentageWochentag[%] 2-h-Werte der ZulaufkonzentrationPO 4 -P Zulauf[mg/l] 2-h-Werte der Zulaufmenge (Gesamt)Q zu [m³/h] Profile Programm VorauswahlProg MindestdosiermengeDos min[l/h] Faktor für Zulauf - StörgrößenaufschaltungfQ Vorhaltezeit des PD-ReglersTd[min] Verstärkungsfaktor des PD ReglersfP Phosphat-Sollwert im Ablauf des ReaktorsPO 4 -P Sollwert[mg/l] Regelungsparameter Programm VorauswahlProg Minimale DosierungDos min[l/h] P-Anteil der biologisch entfernt wirdBio-P[%] Korrektur der Steuerung Corr[%] Phosphat-Sollwert im Ablauf des ReaktorsPO 4 -P Sollwert[mg/l] Steuerungsparameter Steuer- und Regelungsparameter

33 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 33 Technische Daten Parameter für angeschlossene Geräte Pumpenbereich [l/h]Förderbereich der angeschlossenen Pumpe PO4-StromeingangStromschleife oder mA StufenAnzahl der Pumpen einer Dosierstelle Q zu [m³/h]Übertragungsbereich der Zulaufmessung Q zu -StromeingangStromschleife oder mA Parameter für Fällmittel- und Dosierpumpensteuerung Me[g/l]Gehalt des Fällmittels an Metall AMU[Da]Atomgewicht des Metalls (Dalton) Zz[s]Stellzykluszeit mEZ[s]Minimale Einschaltdauer der Pumpe

34 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 34 WTOS – Optimierungslösungen zur Abwasserbehandlung Prozess-Messtechnik Basisdaten für Regelungsprozesse PROGNOSYS Messwertanalyse als Grundlage moderner Automatisierung Echtzeit-Regelung Berechnung optimaler Sollwerte in Echtzeit Sichere Ablaufwerte Nachhaltige Kosten- senkung Einfache Installation

35 AMERICAN SIGMA BÜHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL 35 Fragen?


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