Application Note | Water & Wastewater

Flow monitoring in the partially filled discharge of a rainwater retention basin. Managing water discharge into a mixed water drainage system. Electromagnetic flow measurement of water loads in Ex zone 1. Automated discharge control by way of a structure with overflow.

Hintergrund: Ein Betreiber eines kommunalen Abwassersystems in Süddeutschland nutzt ein Mischwasserentwässerungssystem, durch das sowohl Haushaltsabwässer als auch Regenwasser zu einer kommunalen Kläranlage über ein Mischwasserauffangsystem geleitet werden. Der Zulauf zur Kläranlage muss insbesondere bei hohem Regenwasseraufkommen überprüft und entsprechend geregelt werden, da eine Überflutung der Randgebiete durch die Kläranlage erhebliche Umweltschäden verursachen kann. Um überschüssige Niederschlagsmengen nach Bedarf abzuleiten, verlässt sich der kommunale Betreiber auf mehrere Regenrückhaltebecken (RRB) zur Zwischenlagerung. Um eine hydraulische Überlastung der Kläranlage zu verhindern, verlangt die zuständige Wasserbehörde, dass der Abfluss aus dem Regenrückhaltebecken in das Mischwassersystem einen bestimmten Durchfluss (m³/h) nicht überschreitet. Die Speicherkapazität des RRB kann nur mit gleichzeitigen Nachweisen über den Abfluss dokumentiert werden.

Messanforderungen: Um die Menge des in den Mischwasserkanal fließenden Niederschlags genau zu überprüfen, benötigte der Betreiber ein neues Durchflussmessgerät für den Abfluss dieses RRB. Damit sowohl das Regenwasser als auch der Trockenwetterabfluss einen oberen Grenzwert von 40 l/s nicht überschreiten, muss die abgeleitete Menge durch Absperrventile geregelt werden. Da der Abfluss des Regenrückhaltebeckens eine undruckbeaufschlagte Schwerkraftleitung (DN250 / 10") ist, konnte nur ein Messgerät verwendet werden, das auch in teilweise gefüllten Leitungen eingesetzt werden kann. Darüber hinaus mussten sowohl der Durchflusssensor als auch der Umformer gemäß ATEX für den Einsatz in Ex-Zone 1 zugelassen sein.

KROHNE-Lösung: Aufgrund der hohen Anforderungen an die Messung und den Explosionsschutz war das einzige für diese Anwendung geeignete Messgerät der TIDALFLUX2300F. Der elektromagnetische Durchflussmesser wurde über eine Flanschverbindung in die Abflussleitung des RRB installiert. Das Messinstrument verfügt über ein patentiertes Niveaumesssystem. Aus diesem Grund kann es zuverlässige Messungen sogar in teilweise gefüllten Leitungen ab einem Niveau von 10 Prozent durchführen. Die kapazitiven Niveausensoren sind in die Auskleidung des Messgeräts integriert, sodass sie nicht mit dem Abwasser in Kontakt kommen. Daher wird die Messung nicht durch auf der Oberfläche schwimmendes Fett und Öl beeinträchtigt. Darüber hinaus schützt die Polyurethan-Auskleidung des TIDALFLUX das Instrument vor Abrieb und Chemikalien. Alle Komponenten des Messgeräts sind gemäß ATEX für den Einsatz in Ex-Zone 1 zugelassen.

Mit dem TIDALFLUX2300F konnte der Betreiber die maximale Obergrenze für den Trockenwetter- und Regenwasserabfluss in das Mischwassersystem einhalten. Die Messergebnisse werden an ein Absperrventil oder ein elektrisches Absperrventil in der Struktur mit Überlauf übertragen, sodass der Kunde den Durchfluss automatisch vor und nach dem Messgerät steuern kann. Der Vorteil hierbei ist, dass das Messinstrument zuverlässige Messungen in teilweise gefüllten Leitungen durchführen kann und das einzige Gerät auf dem Markt ist, das derzeit die Anforderungen für den Einsatz in Exzone 1 sowohl hinsichtlich des Sensors als auch des Umformers erfüllt. Darüber hinaus kann der kommunale Betreiber dank des TIDALFLUX das Speichervolumen seines RRB überprüfen und auf diese Weise auch der Wasserbehörde die Effizienz nachweisen, da das RRB im Gegensatz zu einem Regenüberlaufbecken nicht in ein Gewässer überläuft und in der Lage sein muss, die gesamte Niederschlagsmenge bei Regen zu speichern. Aus diesem Grund amortisiert sich die Investition in den TIDALFLUX für den Kunden, da mit der Durchflussmessung regelmäßig nachgewiesen werden kann, dass die Größe des Beckens ausreichend ist und eine teure Erweiterung oder sogar der Bau eines weiteren RRB nicht notwendig ist.

Elektromagnetischer Durchflussmesser für Anwendungen mit teilweise gefüllten Rohren mit integrierter kapazitiver Niveaumessung für die Durchflussmessung von Wasser und Abwasser (≥10% Rohrfüllstand). Genau (±1%) und kostensparende Alternative zu offenen Kanalsystemen.

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