LAKEWOOD, COLORADO — Consolidated Mutual Water (www.cmwc.net) versorgt ein weitläufiges Vorstadtgebiet westlich von Denver, zu dem die Städte Lakewood und Wheat Ridge sowie nicht eingemeindete Gebiete im östlichen Jefferson County, Colorado, gehören. Mit einem Rohrleitungsnetz von etwa 325 Meilen (523 km) versorgt das Unternehmen schätzungsweise 85.000 Einwohner auf einer Fläche von etwa 26 Quadratmeilen (67 km²) mit Wasser. Etwa zwei Drittel des gelieferten Wassers werden vom Denver Water Board bezogen, der Rest wird in Stauseen gespeichert und in der Wasseraufbereitungsanlage Maple Grove aufbereitet.
Ein wichtiger Schritt im Wasseraufbereitungsprozess ist die Zugabe von pulverförmiger Aktivkohle (PAC), um gelöste organische Verunreinigungen zu adsorbieren und zu entfernen, die unerwünschte Geschmacks- und Geruchsstoffe verursachen könnten. „Früher mussten unsere Mitarbeiter 45 lb (20,4 kg) schwere Säcke eine Treppe hinauftragen und sie manuell in den Vorratstrichter über dem Dosierer schütten“, sagt Chuck Conway, Betreiber der Wasseraufbereitungsanlage Maple Grove. „Das war chaotisch, potenziell gefährlich und mit starker Staubentwicklung verbunden. Das Problem verschärfte sich besonders in Zeiten mit Spitzenverbrauch, in denen wir unter Umständen bis zu 20 Säcke PAC pro Tag zuführen mussten.“
Um das Problem zu lösen, installierte Consolidated Mutual Water ein automatisches Big-Bag-Entleerungssystem der Flexicon Corporation aus Bethlehem, Pennsylvania. „Wir erhalten PAC nun in 900 lb (408 kg) schweren Big Bags, die wir mit einem Big-Bag-Entleerer entladen, sodass unsere Mitarbeiter sie nicht mehr tragen müssen. Eine sichere Abdichtung zwischen dem Big Bag und dem Dosierer verhindert Staubbildung nahezu vollständig“, sagt Conway.
„Unser Versorgungsgebiet, die Front Range in Colorado, liegt in einer Klimazone, die als ‚Upper Sonoran Desert‘ bekannt ist und in der durchschnittlich nur 15 in. (38 cm) Niederschlag in Form von Regen und Schnee pro Jahr fallen“, erklärt Conway. „Da Bluegrass-Rasenflächen, Gärten und Bäume regelmäßig bewässert werden müssen, ist die sommerliche Bewässerungssaison von Mai bis September die Hauptzeit für den Wasserverbrauch. Tatsächlich wird von Juni bis August die gleiche Wassermenge aufbereitet und verbraucht wie in den anderen neun Monaten des Jahres zusammen.“
„In Zeiten geringer Nachfrage reicht ein Großsack unter Umständen mehrere Tage. In Spitzenzeiten können jedoch zwei oder drei Großsäcke pro Tag benötigt werden.“ Die Menge des zugesetzten PAC variiert zudem je nach Art der Organismen, die die unerwünschten Geschmacks- und Geruchsstoffe verursachen. Bei einigen reicht bereits eine Dosis von 4 bis 5 mg/l (4 bis 5 ppm) für eine wirksame Bekämpfung aus, während bei anderen 30 bis 40 mg/l (30 bis 40 ppm) erforderlich sein können.
Automatisiertes Entleerungssystem für Big-Bags beseitigt Engpässe
Da pulverförmige Aktivkohle ein feines Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 20 Mikrometern und einer Schüttdichte von 21,5 lb/cu ft (34,4 kg/cu m) ist, kann schon der geringste Luftzug den Aktivkohle-Staub überall verteilen. Durch die Automatisierung des Entleerungsvorgangs der Säcke hat Consolidated Mutual Water nicht nur Staubprobleme und Sicherheitsrisiken für das Bedienpersonal beseitigt, sondern auch die Effizienz gesteigert, da die Mitarbeiter nun produktivere Aufgaben übernehmen können.
Die Schüttgutsäcke werden mit einem Entleerer vom Typ FlexiconBULK-OUT® BFC entleert, der aus einem starren Rahmen mit einem auskragenden I-Träger sowie einem elektrischen Hebezeug und einer Laufkatze besteht. Der Bediener stellt den Schüttgutsack von einem Palettenhubwagen auf den Boden und aktiviert das elektrische Hebezeug, um den Sack auf den Rahmen des Entleerers zu setzen. Nachdem der Schüttgutsack am Entleerungsgerät befestigt ist, zieht der Bediener den Sackauslauf, der sich direkt über einem volumetrischen Doppelschneckenförderer befindet, durch einPOWER-CINCHER®-Durchflussregelventil, das den Sackauslauf festklemmt.
Unterhalb des Durchflussregelventils befindet sich ein manuellerSPOUT-LOCK®-Klemmring, der über einTELE-TUBE®-Teleskoprohr angehoben wird, um eine staubdichte Verbindung mit dem Schlauchstutzen herzustellen. Sobald die Verbindung sicher ist, löst der Bediener den Zugstring und öffnet das Durchflussregelventil, um den Materialfluss einzuleiten. Das Teleskoprohr senkt sich daraufhin ab und übt dabei eine kontinuierliche Zugkraft nach unten aus, um den Schlauchstutzen straff zu halten, während sich der Schlauchbeutel entleert und verlängert. Gleichzeitig heben und senkenFLOW-FLEXER®-Sackaktivatoren die unteren Ränder des Sacks, leiten das Material in den Auslaufstutzen und formen den Sack zu einer steilen „V“-Form, um die vollständige Entleerung in den Volumendosierer zu fördern. „Das Durchflussregelventil bleibt während der gesamten Entleerung des Sacks geöffnet, ohne dass andere Ventile oder Steuerungen den Durchfluss in den Dosierer regulieren“, sagt Conway.
„Wir haben eine Inline-Waage zwischen dem Sack und dem Hebezeug installiert, deren Fernanzeige es dem Bediener ermöglicht, festzustellen, wie viel PAC noch im Sack verbleibt, um den Sackwechsel vorausschauend zu planen. Langfristig planen wir, eine Signalübertragungsleitung in die Anlage zu verlegen, damit wir diesen Messwert in der Betriebsleitzentrale ablesen können.“
Die Anlage in Maple Grove ist derzeit für eine Produktionskapazität von bis zu 15 Millionen Gallonen (56,8 Millionen Liter) pro Tag ausgelegt, die auf 18 Millionen Gallonen (68,1 Millionen Liter) pro Tag erweitert werden kann. Bei einer Behandlungsrate von 30 mg/l sind dafür täglich bis zu 3.750 Pfund (1.700 kg) PAC erforderlich, während die höhere Menge etwa 4.500 Pfund (2.043 kg) erfordern wird. „Da die Bevölkerung in unserem Versorgungsgebiet weiter wächst, rechnen wir langfristig mit bis zu fünf Großsäcken pro Tag, aber unser Großgut-Fördersystem wird das problemlos bewältigen können“, sagt Conway.
Der Dosierer führt PAC in einen zweistufigen Tank ein, wo es mit Wasser gemischt wird, um die Aufschlämmung zu bilden, die dem Aufbereitungsprozess zugeführt wird. „Derzeit pumpen wir die Aufschlämmung mit einer Durchflussrate von 15 gal (56,8 l) pro Minute, doch diese Rate wird derzeit überprüft und kann sich noch ändern“, sagt Conway.
„Das behandelte Wasser fließt in einen Klärbehälter, in dem sich Feststoffe absetzen, bevor sie getrocknet und auf eine Deponie gebracht werden“, erklärt Conway. „Das geklärte Wasser wird durch ein modernes Ultrafiltrationssystem gefiltert, das nicht nur Feststoffpartikel mit einem Durchmesser von bis zu 0,02 Mikrometer (0,00000788 Zoll) entfernt, sondern auch Algen, Sand, Ton, Schluff und sogar Viren und Bakterien wie Cryptosporidium-Oozysten und Giardia-Zysten. Das Wasser wird schließlich mit Chlor desinfiziert und auf zehn Speichertanks mit einem Fassungsvermögen von 250.000 Gallonen (946.000 Liter) bis 2,5 Millionen Gallonen (9,5 Millionen Liter) verteilt, was einer Gesamtspeicherkapazität von 16 Millionen Gallonen (60,56 Millionen Liter) entspricht, von wo aus es an die Kunden verteilt wird.“