Durchflussmessung im Einlauf eines Klärwerks

Applikations-Beschreibung | Wasser & Abwasser

  • Überwachung und Zählung von Abwasserfrachten für den behördlichen Nachweis
  • Kostengünstige Lösung durch Füllstandmessung in einem Rechteck-Messwehr (ISO 1438)
  • Einsatz eines 80 GHz-Radars mit integrierter Durchflussberechnung
  • Schnelle Inbetriebnahme und EKVO-konforme Feld-Verifikation per Bluetooth®
Durchflussmessung im Einlauf eines Klärwerks: Titelbild von KROHNE Applikations-Dokument App 745

Hintergrund

Ein Abwasserverband in Sachsen-Anhalt betreibt eine Zentralkläranlage, die Abwässer aus mehreren umliegenden Ortschaften aufnimmt, reinigt und anschließend an einen Fluss als Vorfluter wieder abgibt.

Konkrete Messaufgabe

Die Kläranlage besitzt bereits im Einlauf ein Belebungsbecken. Dahinter befindet sich ein Rechteckmesswehr, über das das Abwasser frei strömen kann. Dieses nutzt der Kunde als Messstelle für die behördlich vorgeschriebenen Messungen von Durchfluss und anderen Parametern. Der Betreiber ist gegenüber der Unteren Wasserbehörde des Landkreises nachweispflichtig und muss die Abwassermengen kontinuierlich erfassen sowie jährlich zum Stichtag übermitteln. Er benötigte daher eine zuverlässige Volumen-Durchflussmessung und -zählung in Kubikmeter pro Stunde (m³/h).

Die rechteckige Aussparung des Messwehrs ist einbetoniert und nach ISO 1438 normiert. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen kam ein zeit- und kostenintensiver Umbau der vorhandenen Infrastruktur für den Betreiber nicht in Frage. Er entschied sich daher, eine Instrumentierung einzusetzen, die auf die baulichen Bedingungen ausgelegt ist und eine zuverlässige, langzeitstabile Durchflussmessung ermöglicht.

Realisierung der Messung

KROHNE empfahl den Einsatz des Radar-Füllstandmessgeräts OPTIWAVE 1540 für die Durchflussmessung der Abwasserfrachten. Das kompakte 80 GHz-Radar ist eine äußerst kostengünstige Lösung für Durchflussmessungen in offenen Gerinnen, in denen der Einbau eines Durchflussmessgeräts für teilgefüllte Rohrleitungen aus baulichen und wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht kommt. Das Messgerät wurde oberhalb des Rechteckwehrs installiert, direkt neben einem Leitfähigkeits- und pH-Sensor. Es ist über eine lange Halterung befestigt, die KROHNE aus einer Hand mitliefert.

Der OPTIWAVE 1540 überträgt den Füllstand per Analogausgang an die Leitwarte und übermittelt per HART® auch die auf Durchfluss umgerechneten Messwerte direkt ans Leitsystem. Das 80 GHz-Radar ermöglicht eine besonders schnelle Reaktion auf dynamisch wechselnden Füllstand bzw. Durchfluss.

Zusätzlich zur Überwachung per Leitwarte nutzt der Kunde vor Ort die lokale Anzeige SHD 200. Die Messwerte können darüber hinaus jederzeit über ein mobiles Endgerät per Bluetooth® und der OPTICHECK Level Mobile App abgerufen werden. Über die App konnte das Füllstandmessgerät zudem unkompliziert und schnell in Betrieb gesetzt werden. Die App verfügt über eine voreingestellte Maske für viele Messwehre, u.a. für Rechteck-Aussparungen nach ISO 1438. Die Inbetriebnahme erforderte lediglich die Eingabe weniger Parameter wie Messbereich und Bodenabstand. Darüber hinaus kann der Betreiber über die App jederzeit eine Feld-Verifikation des KROHNE Radars durchführen.

Nutzenbetrachtung

Der Kunde profitiert von einer zuverlässigen, kostengünstigen Lösung, die einen lückenlosen Nachweis der Abwasserfrachten im Einlauf ermöglicht, entsprechend den behördlichen Vorgaben. Ein komplizierter, unwirtschaftlicher Umbau der Messstelle war nicht notwendig. Auch zusätzliche Peripheriegeräte für die Umrechnung von Füllstand in Durchfluss mussten nicht beschafft werden. Da das Rechteck-Messwehr als Standardanwendung in der OPTICHECK Level Mobile App hinterlegt ist, sind alle Funktionen für die Durchflussberechnung bereits im Messgerät gespeichert. Anders als viele Radar-Füllstandmessgeräte seiner Klasse unterstützt der OPTIWAVE 1540 standardmäßig das HART®-Protokoll und überträgt die aufsummierten Durchflussmengen digital an die Leitwarte.

Der OPTIWAVE 1540 erlaubt dem Kunden zudem, die gemäß Eigenkontrollverordnung (EKVO) vorgeschriebene Feld-Verifikation des Messgeräts per OPTICHECK Level Mobile App und Bluetooth® selbst durchzuführen. Einen entsprechenden Verifikationsbericht kann der Betreiber per Knopfdruck generieren und z. B. zentral in der Leitwarte ablegen. Dafür greift das Messgerät auf die Daten seiner umfangreichen Selbstdiagnosen zurück. Mit OPTICHECK technology built-in verfügt das 80 GHz-Radar über eine sich fortlaufend wiederholende Selbstüberwachung.

Das Radar-Füllstandmessgerät hat sich als robustes Messgerät für offene Gerinne bewehrt. Es ist auch auf die Bedingungen im Freien ideal ausgelegt. Ausgeführt in Schutzart IP68, ist es nicht nur gegen Starkregen, sondern auch gegen dauerhafte Überflutung geschützt. Anders als Ultraschall-Füllstandmessgeräte arbeitet das Radar zudem unabhängig von Wind- und Wettereinflüssen oder Kondensatbildung. Es misst langzeitstabil, driftfrei und muss nicht nachkalibriert werden. Ein Kalibrierzertifikat wird ab Werk standardmäßig mit jedem OPTIWAVE 1540 geliefert, um seine Genauigkeit (Messabweichung: ±2 mm) zu verifizieren und die Einhaltung lokaler regulatorischer Anforderungen zu unterstützen.

Verwendete Produkte

OPTIWAVE 1540  – IP68-Ausführung mit G-Gewinde

Radar-Füllstandmessgerät für einfache Anwendungen mit flüssigen Chemikalien und Durchfluss in offenen Gerinnen

  • Kostengünstige berührungslose Füllstandmessung in mobilen Containern (IBC), Chemietanks (bis 5 bar) Wasser-/Abwasseranwendungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen
  • Kompaktes, robustes 80 GHz-Radar mit frontbündiger Linsenantenne aus PVDF; auch als IP68-Ausführung oder mit Display verfügbar; geeignet als Messumformer für Füllstand und Durchfluss
  • Messbereich: 0...15 m
  • 2-Leiter, 4...20 mA HART®7; benutzerfreundliche Inbetriebnahme per Bluetooth® und der OPTICHECK Level Mobile App
SHD 200 Kunststoffvariante

Steuereinheit für 4…20mA /HART® Feldgeräte

  • Zweiter 4…20 mA-Ausgang für beliebige HART® Variable
  • 2 konfigurierbare Relais für Statusausgang, Alarm oder Grenzwert
  • Statussignalisierung durch 5 LEDs gemäß NAMUR NE 107
  • Konfigurierbare Messwertseiten für alle per 4…20 mA übertragene Werte sowie HART® Signale, inkl. Trendgraph und Übersichtsseite

OPTICHECK Level Mobile

Mobile App für Füllstandmessgeräte

  • Funktioniert per Bluetooth® mit den Radar-Füllstandmessgeräten OPTIWAVE 1520, OPTIWAVE 1530, OPTIWAVE 1540 und OPTIWAVE 1560
  • Ermöglicht die drahtlose Einrichtung und Inbetriebnahme sowie eine sichere Geräteprüfung und Feld-Verifikation vor Ort, ohne Prozessunterbrechung oder Geräteausbau
  • Während der Inbetriebnahme direkter Zugriff auf das Product Information Center von KROHNE (PICK) mit allen gerätespezifischen Datensätzen und Dokumenten
  • Kostenloser Download für iOS und Android
Long support for radar level transmitters G3 thread

Bausatz zur Montage und Antennenausrichtung der Füllstandmessgeräte OPTIWAVE 1530 und 1560

  • Lange Halterung zur Befestigung von Radar-Füllstandmessgeräten an der Wand oder an einem Rohr
  • Ermöglicht die flexible Positionierung des Füllstandradars; Befestigung über G3-Gewinde
  • Werkstoff: Edelstahl (1.4404 / 316L)
  • Länge der Halterung: 402 mm
Long support for radar level transmitters

Bausatz zur Montage und Antennenausrichtung von OPTIWAVE 15X0 Füllstandmessgeräten

  • Lange Halterung zur Befestigung von Radar-Füllstandmessgeräten an der Wand oder an einem Rohr
  • Ermöglicht die flexible Positionierung des Füllstandradars; Befestigung über G½- oder G1-Gewinde
  • Werkstoff: Edelstahl (1.4404 / 316L)
  • Länge der Halterung: 402 mm