Smartes System zur Klärschlammentwässerung

GEA Intel­li­cant ermöglicht effiziente Schlamm­be­hand­lung­sprozesse, indem es Dekan­ter überwacht, automa­tisiert und opti­miert. Speziell als Upgrade-Kit für beste­hende GEA-Sys­teme in Kläran­la­gen konzip­iert, sorgt diese Lösung für Effizienz und drastisch ver­ringerte Entsorgungskosten.

Kläran­la­gen sind unverzicht­bar für unser mod­ernes Leben. Aber wie lässt sich ihr Betrieb kon­tinuier­lich weit­er­en­twick­eln und verbessern? Was in Sachen Opti­mierung lange eine Her­aus­forderung war, ist nun gelun­gen: die automa­tis­che Regelung der Dekan­ter im Bere­ich der Schlam­men­twässerung. Die smarte Lösung von GEA Intel­li­cant steuert diese Dekan­ter bess­er als es Men­schen bish­er kon­nten. Über das ganze Opti­mierungspoten­zial weiß Chris­t­ian Schramm, Prod­uct Man­ag­er Com­mer­cial for Dig­i­tal Prod­ucts bei GEA, im Inter­view mehr zu berichten

„Let’s smarten up your decanter.“ So lautet das Ange­bot von Intel­li­cant an Kläran­la­gen­be­treiber weltweit. Unser Gesprächspart­ner Chris­tan Schramm arbeit­et seit rund 2 Jahren in dem Team, das die intel­li­gente Lösung entwick­elt und mark­t­fähig gemacht hat.

Herr Schramm, GEA Intel­li­cant — Was ist das?

GEA Intel­li­cant ist ein intel­li­gentes Sys­tem, das Dekan­ter zur Klärschlam­men­twässerung überwacht und automa­tisch auf Grund­lage der erfassten Dat­en opti­miert. Und das in Echtzeit und durchgängig. Mit diesem Sys­tem wird der Dekan­ter also automa­tisch per­ma­nent am Betrieb­sop­ti­mum gefahren. Im Ergeb­nis bedeutet das für die Kläran­la­gen­be­treiber höhere Trock­en­sub­stanzw­erte, weniger Kosten, weniger Aufwand und hohe Prozesssicherheit.

Kommt mit GEA Intel­li­cant der Durch­bruch bei der Automa­tisierung von Dekan­tern auf Kläranlagen?

Ansätze zur automa­tis­chen Opti­mierung der Dekan­ter gab es schon, aber das Prinzip ste­ht und fällt mit der Qual­ität der Sen­sor­dat­en und der Möglichkeit, die Prozess­pa­ra­me­ter fort­laufend in Echtzeit und langfristig ver­lässlich zu analysieren. Jet­zt ist die Sen­sortech­nik so weit. Aber so wichtig das sen­sortech­nis­che Know-how auch ist, ohne Prozessver­ständ­nis funk­tion­iert es nicht. Denn die entschei­dende Frage ist ja: Was geschieht mit den Sen­sor­dat­en? Wie kön­nen Dekan­ter damit opti­mal eingestellt wer­den? Diese entschei­dende Prozess­in­tel­li­genz kommt jet­zt von GEA – und Intel­li­cant nutzt sie, um die GEA-Dekan­ter in Kläran­la­gen intel­li­gen­ter zu machen. Daher auch der Name Intellicant.

Wo befind­et sich Intel­li­cant heute und wer ste­ht dahinter?

Seit rund zwei Jahren gehöre ich dem Team an, welch­es das Intel­li­cant-Pro­jekt Mitte 2021 ins Leben rief. Unser Intel­li­cant-Team in Oelde, Deutsch­land, arbeit­et eng mit den Fach­abteilun­gen Automa­tion und Smart Ser­vices sowie Process Tech­nol­o­gy & Inno­va­tion zusam­men. Mit Erfolg – während sich das smarte Sys­tem in Deutsch­land bere­its auf ein­er Anlage bewährt, befind­et es sich in Däne­mark in der Inbe­trieb­nahme. Weit­ere Län­der und Kläran­la­gen wer­den folgen.

Welch­es Kern­prob­lem lag der Entwick­lung zugrunde?

Der Zulauf des Dekan­ters ist per­ma­nen­ten Änderun­gen unter­wor­fen, so haben zum Beispiel die Para­me­ter Tem­per­atur, Nieder­schläge, Großereignisse und die Art des ange­siedel­ten Gewerbes jew­eils Ein­fluss auf die Zusam­menset­zung des Klärschlamms. Der Dekan­ter muss also immer wieder angepasst wer­den, um am opti­malen Betrieb­spunkt zu arbeit­en. Das bedarf täglich mehrerer Proben zur Über­prü­fung des wichtig­sten Wertes: der Trock­en­sub­stanz des soge­nan­nten Fest­stoffs. Jedoch liegt der Wert jew­eils erst nach ein­er hal­ben Stunde vor. Zeigt dieser, dass die Regelung des Dekan­ters opti­miert wer­den muss, hat man diese Zeit lei­der aus wirtschaftlich­er Sicht bere­its ver­loren. GEA Intel­li­cant bildet die Über­prü­fung deut­lich eng­maschiger ab, mit ein­er Echtzeitüberwachung des Prozess­es – jede Sekunde ist qua­si ein Datenpunkt.

Wie bew­erk­stel­ligt GEA Intel­li­cant die Echtzeitüberwachung?

Intel­li­cant beste­ht aus einem Sen­sor Pack­age und ein­er Soft­ware, dem “Vir­tu­al Oper­a­tor”. Das Sen­sor Pack­age überwacht drei entschei­dende Prozess­pa­ra­me­ter in Echtzeit: die Fest­stof­fkonzen­tra­tion des Zulaufs, die Trübung des Zen­trats und die Trock­en­sub­stanz des Fest­stoffs. Diese Sen­sor­dat­en wer­den per lokaler Net­zw­erkverbindung an den Vir­tu­al Oper­a­tor über­tra­gen. Die Soft­ware ist in die vorhan­dene Anla­gen­s­teuerung des Dekan­ters inte­gri­ert und reagiert automa­tisch und intel­li­gent auf die einge­hen­den Dat­en. So hält GEA Intel­li­cant den Dekan­ter am opti­malen Betrieb­spunkt: Drei Sen­sortypen messen entschei­dende Prozess­dat­en, die Soft­ware VO wertet die Dat­en unmit­tel­bar aus und steuert den Dekan­ter zu opti­maler Performance.

Wie bew­erk­stel­ligt GEA Intel­li­cant die Echtzeitüberwachung?

Intel­li­cant beste­ht aus einem Sen­sor Pack­age und ein­er Soft­ware, dem “Vir­tu­al Oper­a­tor”. Das Sen­sor Pack­age überwacht drei entschei­dende Prozess­pa­ra­me­ter in Echtzeit: die Fest­stof­fkonzen­tra­tion des Zulaufs, die Trübung des Zen­trats und die Trock­en­sub­stanz des Fest­stoffs. Diese Sen­sor­dat­en wer­den per lokaler Net­zw­erkverbindung an den Vir­tu­al Oper­a­tor über­tra­gen. Die Soft­ware ist in die vorhan­dene Anla­gen­s­teuerung des Dekan­ters inte­gri­ert und reagiert automa­tisch und intel­li­gent auf die einge­hen­den Daten.

Was heißt das im Ergeb­nis – wie kann ein Dekan­ter in Kläran­la­gen Kosten sparen?

Beson­ders wichtig sind sie im let­zten Schritt, bei der Entwässerung. Dabei wird dem Klärschlamm mit Dekan­terzen­trifu­gen möglichst viel Wass­er ent­zo­gen. Was übrig­bleibt, muss in vie­len Fällen als Son­der­müll in Monover­bren­nungsan­la­gen entsorgt wer­den. Für jede Tonne, die da vom Hof fährt, müssen je nach Land und Kläran­lage bis zu 150 EUR an Trans­port- und Entsorgungskosten gezahlt wer­den. Je geringer der Wasser­an­teil, desto geringer das Gewicht, desto geringer die Kosten. Ein automa­tisch opti­mal ges­teuert­er Dekan­ter spart also nicht nur Arbeit, son­dern bares Geld. Dabei macht 1 Prozent mehr Trock­en­sub­stanz schon sehr viel aus: Nach der Entwässerung per Zen­trifuge liegt die Trock­en­sub­stanz des Fil­terkuchens üblicher­weise um die 25 Prozent. Wenn ich diese 25 Prozent nur um einen Prozent­punkt auf 26 Prozent erhöhen kann, bedeutet das für eine mit­tel­große Kläran­lage pro Jahr Einsparun­gen von 35.000 bis 60.000 Euro an Entsorgungskosten – reine Entsorgungskosten.

Damit das ganz trans­par­ent für unsere Kun­den wird, stellen wir ihnen einen monatlichen Bericht zur Ver­fü­gung. Darin sehen sie, was die Steuerung ihres Dekan­ters mit GEA Intel­li­cant bewirkt – in der Prozessper­for­mance und bei den Kosten. Zudem kön­nen sie auch Ein­flussfak­toren in diesem Dia­gramm iden­ti­fizieren, zum Beispiel interne Umbauar­beit­en, für die der Dekan­ter abgestellt wer­den musste, oder erhöhte Niederschläge.

Wie schnell amor­tisiert sich GEA Intellicant?

Am Anfang ste­ht das Upgrade des vorhan­de­nen GEA Dekan­ters. Die Kosten für das Sen­sor­paket, die Instal­la­tion und die ini­tiale Ein­rich­tung vari­ieren je nach Aufwand und Bedarf an Sen­sorik. Allerd­ings kön­nen sich diese Investi­tio­nen in den meis­ten Fällen bere­its inner­halb des ersten Jahres nach Inbe­trieb­nahme des Sys­tems amor­tisieren. Weit­ere Effek­te, wie beispiel­sweise die deut­liche Arbeit­ser­le­ichterung für das Per­son­al, sind dabei noch gar nicht berücksichtigt.

Warum ist GEA Intel­li­cant auch ein pro­bates Mit­tel gegen Fachkräftemangel?

Lei­der wird das Per­son­al, das den Prozess ken­nt und die Mas­chine wirk­lich bedi­enen kann, immer knap­per. Auf­grund der dün­nen Per­son­aldecke ste­hen diese raren Fachkräfte nicht nur am Dekan­ter, son­dern erledi­gen auch andere wichtige Arbeit­en. So kommt es leicht zu Per­son­aleng­pässen – die sich aber mit GEA Intel­li­cant deut­lich entspan­nen lassen. Ich möchte hier ein Beispiel anführen, das ein­er unser­er Kun­den schilderte: Ein­er sein­er bei­den Oper­a­tor fiel für mehrere Wochen aus. Der Verbleibende war sehr froh, unser smartes Sys­tem anschal­ten zu kön­nen und zu wis­sen: Okay, das läuft jet­zt erst mal so. In dieser Zeit war Intel­li­cant eine erhe­bliche Ent­las­tung in seinem Arbeit­sall­t­ag. Aber auch danach – bei voller Per­son­al­stärke – brachte unser Sys­tem eine echte Ent­las­tung. So wurde über einen kurzen Zeitraum von weni­gen Monat­en die Nutzungsrate von GEA Intel­li­cant auf 100 Prozent gesteigert. Heute betreibt dieser Kunde seinen Dekan­ter auss­chließlich mit dem Vir­tu­al Oper­a­tor. Ein Erfolg, der uns freut.