In dem 420 ha großen Industriepark, den die Bayer-Tochter Covestro AG in Brunsbüttel betreibt, fallen kontinuierlich biologisch abbaubare, jedoch sehr aggressive und schwermetallhaltige Chemieabwässer an. Bevor diese gemäß Wasserhaushaltsgesetz in der werkseigenen Kläranlage aufbereitet werden, wird das unbehandelte, bis zu 40 °C warme Medium zunächst in zwei Puffertanks mit einem Fassungsvermögen von je 1.500 m³ zwischengespeichert. Dort muss für eine kontinuierliche Durchmischung gesorgt werden, da sich die mitgeführten Schwebstoffe sonst am Tankboden absetzen und eine aufwändige, teure Reinigung erforderlich machen würden. Um dies zu vermeiden, setzt Covestro seit 2015 zwei baugleiche, trocken aufgestellte Rührwerke der Landia GmbH aus Super Duplex 1.4547 ein. Die Modelle vom Typ POPTR‑I verhindern zuverlässig, dass sich im Tank Ablagerungen bilden und sorgen gleichzeitig dafür, dass das Abwasser der Kläranlage in einem gleichmäßigen Mischungsverhältnis zugeführt werden kann.
Der Schwerpunkt der Produktion in Brunsbüttel liegt auf der Herstellung der Chemikalie Diphenylmethandiisocyanat (MDI), die für harten Schaumstoff, etwa zur Dämmung von Gebäuden oder Kühlgeräten, benötigt wird. Der pH-Wert der dabei entstehenden Abwässer schwankt zwischen 1 bis 12 ‒ je nachdem, wieviel Natriumhydroxid, Chlorwasserstoff oder Ammonium enthalten sind. Das Medium ist einphasig und nicht brennbar, enthält jedoch im Rahmen der jeweiligen Wasserlöslichkeit Anteile von Anilin, Nitrobenzol oder o‑Dichlorbenzol. Hinzu kommen gelöste Schwermetalle, beispielsweise Zink, Kupfer und Nickel, sowie ein Salzgehalt von bis zu 6 g/l.
Aggressives Medium erfordert Spezial-Werkstoff
Die beiden 1.500 m³ fassenden Puffertanks mit einem Durchmesser von jeweils 15 m und einer Höhe von 8,5 m, in denen das anfallende Abwasser zwischengespeichert wird, dienen abwechselnd als Befüll- und Entleer-Behälter. Bei einem Füllstand von 95 Prozent werden die Zulaufventile des einen Tanks geschlossen und die des anderen geöffnet. Ab einer Überdeckung des Tankbodens von ca. zwei Metern wird automatisch ein Rührwerk zu- beziehungsweise analog beim Entleeren wieder ausgeschaltet. Erst nachdem das Abwasser beprobt und gemäß §7a WHG für gut befunden wurde, darf es mengengeregelt der biologischen Kläranlage zugeführt werden. „Ohne kontinuierliche Durchmischung würden sich die mitgeführten Schwebstoffe am Boden absetzen. Um dieses Sediment in regelmäßigen Abständen zu entsorgen, müsste der Behälter aufwändig entleert, befahren und gereinigt werden“, berichtet Cord Cassens, Experte für Abwasseraufbereitung und Vertriebsleiter bei der Landia GmbH.
Aufgrund der schwankenden Abwasserqualität ist ein besonders zuverlässiges Rührwerk erforderlich, dessen mediumsberührende Teile ‒ Flansch, Getriebegehäuse und Propeller ‒ in dem Spezialwerkstoff Super-Duplex 1.4547 ausgeführt sind. „Die hohe chemische Beständigkeit beziehungsweise Haltbarkeit dieses Materials ist angesichts des aggressiven Mediums entscheidend für eine lange Lebensdauer der gesamten Anlage“, betont Cassens. Da es bei den bisher installierten Rührwerken Probleme mit mangelnder Energieeffizienz sowie einer zu geringen Schubkraft gab und der Ursprungslieferant keine Nachfolgemodelle in der geforderten Werkstoffqualität liefern konnte, führte Covestro 2015 eine Marktanalyse durch, um diese zu ersetzen. Landia war als einziger Hersteller in der Lage, dem Materialwunsch des Chemiekonzerns zu entsprechen.
Speziell angepasstes Rührwerk für effiziente Durchmischung
Je nach Bedarf ist das flexibel einsetzbare POPTR‑I mit einer Motorleistung zwischen 5,5 bis 18,5 kW erhältlich, auf Wunsch auch in Ex-Ausführung. Aufgrund der niedrigen Drehzahl von maximal 300 U/min eignet es sich besonders für viskose Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil und einem Gesamtvolumen von bis zu 6.000 m³/h. Da das Rührwerk seitlich durch die Tankwand installiert wird ‒ unabhängig davon, aus welchem Material diese besteht ‒ und sich die Antriebseinheit außerhalb des Mediums befindet, bleibt der Motor selbst bei heißen Fluiden kühl. Gleichzeitig hat diese Konstruktion den Vorteil, dass Wartung und Instandhaltung bequem bei gefülltem Tank erfolgen können, ohne das Rührwerk herausheben zu müssen. Die Auslegung des POPTR‑I für die spezielle Anwendung in Brunsbüttel erfolgte im engen Austausch zwischen Landia und dem Auftraggeber.
„Unsere Rührwerke werden gezielt an die jeweilige Aufgabe angepasst“, erläutert Cassens die Philosophie von Landia. Da für die Aufnahme des Rührwerks ein bereits vorhandenes Mannloch vorgesehen war, mussten etwa spezielle Flansche gefertigt werden. So konnten die Rührwerke eingebaut werden, ohne bauliche Veränderungen an dem bereits genehmigten Lagertank vornehmen zu müssen. Die Installation erfolgte unter einem speziellen Winkel, der eine optimale Durchmischung gewährleistet. Indem ein an die Motorleistung von 11 kW angepasster Drei-Blatt-Propeller mit einem Durchmesser von 770 mm verbaut wurde, konnten Energieeffizienz und Schubkraft verbessert werden. Die Lackierung erfolgte in Lichtgrau (RAL7035), der Standardfarbe für technisches Equipment in Brunsbüttel.
Seit der Inbetriebnahme laufen die Rührwerke einwandfrei. „Durch die solide Konstruktion und die hohe Qualität der verwendeten Dichtungen sind eine lange Lebensdauer sowie eine sichere Bedienung gewährleistet“, so Cassens. Die Steuerung und Überwachung der Parameter ist bei Covestro vollautomatisch über ein Prozess-Leit-System inklusive Motorlauf- und Leckagemeldung geregelt. Abweichungen von den Sollwerten werden der Messwarte am Display gemeldet. Darüber hinaus detektieren von Landia installierte PTC-Thermistoren kritische Temperaturschwankungen. Ein spezielles Schmiersystem mit Ölbehälter inklusive Fühler dient zum manuellen Fetten der Propeller-Nabe. „Diese Lösung erschien den Verantwortlichen als ausreichend, da ein Mangel bei den regelmäßigen Rund- und Kontrollgängen auffallen würde. Außerdem erkennt die Leitfähigkeitsmessung, wenn sich Wasser im Öl befindet und schaltet das Rührwerk gegebenenfalls ab“, erklärt Cassens. Als Back-up ist ein weiteres, baugleiches Rührwerk im technischen Lager von Covestro, Brunsbüttel vorhanden. So ist die Betriebssicherheit zu jedem Zeitpunkt gegeben.
