Diese Geschichte ist in den folgenden Publikationen erschienen:

Big-Bag-Entleerungssystem hält giftigen Staub in Fluoridierungsanlagen fern

SYDNEY, AUSTRALIEN — Seit vielen Jahren installieren verschiedene australische Behörden allmählich Wasserfluoridierungsanlagen, um die Zahngesundheit zu fördern. In den letzten Jahren hat sich das Tempo der Fluoridierung jedoch beschleunigt, da verschiedene Staaten Fluoridierungsprogramme eingeführt haben, die durch staatliche Subventionen unterstützt werden. Queensland zum Beispiel hat 2006 verordnet, dass 90% der Queenslander bis 2012 mit fluoridiertem Wasser versorgt werden sollten.

ProMinent Fluid Controls Pty Ltd. hat in den letzten 25 Jahren mehr als 60 Fluoridierungssysteme geliefert. Viele der früheren Anlagen dienten der ländlichen Wasserversorgung in relativ kleinen Wasseraufbereitungsanlagen. Ursprünglich wurden 25-kg-Säcke Natriumsilicofluoridpulver (Na₂SiF₆) manuell in einen Trichter entleert, bis später ein von ProMinent entwickelter Vakuumlader eingesetzt wurde. Ein Trockensubstanzdosierer dosiert das Na₂SiF₆ in einen Mischbehälter, wo es in Wasser aufgelöst und der Wasserversorgung zugeführt wird. (Andere zur Fluoridierung verwendete Chemikalien sind Natriumfluoridpulver und Hexafluoridokieselsäure.)

Kontrolle von toxischem Staub

In jüngster Zeit hat das Unternehmen jedoch Ausrüstungen für viel größere Anlagen geliefert, darunter fünf, die gegen Ende 2008 in Queensland in Betrieb genommen wurden. Diese Anlagen haben eine Kapazität von ca. 125 bis 750 MLD (bedeuted: Millions of Liters per Day) und versorgen mehr als 50% der Bevölkerung von Queensland, das sind ca. 4,5 Millionen Menschen, sagt Neville McKee, ein Vertriebsmanager von ProMinent.

Für Anlagen dieser Größe hat ProMinent einen vollautomatischen Prozess konzipiert, bei dem das Na₂SiF₆ von der Anlieferung bis zum Einbringen in den Mischbehälter hermetisch in einem geschlossenen Transfersystem gehalten wird. Eine hermetische Abdichtung ist wichtig für die Staubkontrolle, da die Anlagen bis zu 875 kg Na₂SiF₆ pro Tag verbrauchen, das giftig ist und einer strengen behördlichen Kontrolle unterliegt. Big-Bags mit Na₂SiF₆ werden in einen Übergangs- oder Bodentrichter entleert, von dem aus ein flexibler Schneckenförderer das Material in einen Vorratsbehälter übergibt, der den Mischtank beschickt.

Der Übergangstrichter ist klein und hat ein Volumen von nur 60 l. Im Gegensatz dazu können die Lagerbehälter für eine 750-MLT-Anlage bis zu 8750 l oder mehr fassen und so ausgelegt sein, dass sie Na₂SiF₆ für bis zu sieben Tage aufnehmen können.

Die wichtigsten Geräte sind die Big-Bag-Austrageeinheit, ein Staubschutzsystem und der flexible Schneckenförderer, die alle von Flexicon geliefert werden. 1000-kg-Big-Bags werden am Austragsrahmen von einem Elektrohubwerk mit Laufkatze auf einem auskragenden I-Träger angehoben.

Das Pulver wird aus dem Big-Bag durch ein doppelwandiges TELE-TUBE™-Teleskoprohr in den Übergangsbehälter ausgetragen. Dieses Rohr wird durch einen patentierten SPOUT-LOCK™-Klemmring am Big-Bag Stutzen befestigt, der eine staubdichte Dichtung erzeugt, während das untere Ende des Rohres mit einem Kragen am Deckel des abgedichteten Trichters verbunden ist.

Der Klemmring wird in geöffneter Position pneumatisch zum Big-Bag Stutzen angehoben. Der Stutzen wird über den Rand der Innenwand des Teleskoprohrs gezogen und der Klemmring wird darüber fixiert. Daraufhin wird der pneumatische Druck, der das Rohr angehoben hat, freigegeben, so dass die Teleskoprohranordnung eine Abwärtsspannung auf den Stutzen ausübt. Die kontinuierliche Abwärtsspannung des Big-Bags hält den Auslauf jederzeit straff und hilft, einen gleichmäßigen Fluss aufrechtzuerhalten. So wird verhindert, dass sich nachrutschendes Material im Auslauf nach außen wölbt und Toträume bildet oder dass es nach innen fällt und den Fluss einschränkt.

Das doppelwandige Teleskoprohr ist ein Schlüsselelement im gesamten System, sagt McKee. Bei dieser Konstruktion werden verirrte Partikel durch einen Ringspalt, der die Big-Bag Stutzendichtung umgibt, in den Staubsammler gesogen. „Das ist der einzige Weg, um einen zusätzlichen Schutz vor Staubaustritt zu erhalten", sagt er.

Das Staubsammelsystem BAG-VAC™ von Flexicon wird aktiviert, bevor das Teleskoprohr mit dem Big-Bag verbunden wird. Das am Austragsrahmen befestigte System transportiert den Staub pneumatisch zu einer Wasserfalle. Nachdem der Klemmring befestigt ist, wird der Staubabscheider abgeschaltet und der Auslaufzug gelöst, so dass das Pulver in den Übergangsbehälter fließen kann.

Der Entstauber bleibt während des gesamten Entleerungsvorganges inaktiv. Die durch den Materialstrom verdrängte Luft tritt jedoch durch das Staubsammelsystem aus. Ein Filter verhindert, dass Na₂SiF₆ von der ausströmenden Luft mitgerissen wird.

Das Stoppen des Auslaufs ist ein Kinderspiel

Eine Besonderheit der Entladeeinheit ist ein pneumatisches POWER-CINCHER™-Durchflussregelventil, das den Big-Bag jederzeit schließen kann, so dass ein teilweise leerer Big-Bag an Ort und Stelle bleiben kann, bis mehr Material benötigt wird. Dies ist wichtig für die Fluoridierungsanlagen, die täglich ca. 120 kg Na₂SiF₆ pro 100 Mio. l Wasser verbrauchen. Der Schließer hilft außerdem, Feuchtigkeit aus dem Big-Bag fernzuhalten, und kann den Big-Bag im Notfall isolieren.

Die Big-Bag Entleerung wird durch eine Flexicon-FLOW-FLEXER™-Sack-Walkeinrichtung unterstützt — das sind zwei pneumatisch angetriebene Platten, die die gegenüberliegenden Kanten des Big-Bags anheben und absenken, um das Material zum Auslass zu leiten. Mit zunehmender Entleerung des Big-Bags nimmt der Hub der Platten zu, wodurch der Big-Bag in V-Form gebracht und die vollständige Entleerung gefördert wird. Ein einstellbarer Timer steuert die Frequenz der Hübe.

Das staubdichte System ist mit einem BAG-VAC-Staubabscheider verbunden, der das Restpulver entfernt und den leeren Big-Bag vor dem Abbinden zusammenfaltet, um die typische Staubbildung beim manuellen Zusammenfalten der leeren Big-Bag zu verhindern.

Wie bereits erwähnt, transportiert ein flexibler Schneckenförderer das Na₂SiF₆ vom Bodentrichter zu einem Vorratstrichter, der den Mischtank beschickt. Der Förderer besteht aus einer rotierenden, rostfreien Spiralschnecke, die in einem Polymerrohr mit einem Durchmesser von 65 mm untergebracht ist. Das untere Ende des etwa 5 m langen Rohres sitzt an der Wand des Bodentrichters in Bodennähe, und das obere Ende leitet das Pulver etwa 4,5 m über dem Werksboden über eine Rutsche in die Oberseite des Lagertrichters.

Ein selbstzentrierender Förderer

Während sich die flexible Schnecke im Material dreht, zentriert sie sich selbst im Rohr und hält stets ausreichend Abstand zwischen Schnecke und Rohr, um ein Zermahlen des Materials zu vermeiden. Ein 4,0-kW-Elektromotor oberhalb der Entladestelle dreht die Schnecke mit einer variablen Rate von bis zu 6000 kg/h. Der flexible Schneckenförderer ist über seine gesamte Länge hermetisch geschlossen, um Staubaustritte in die Umgebung zu vermeiden.

Sobald Inhalt aus dem Big-Bag in den Bodentrichter gelangt, wird der Förderer aktiviert. Die Übergabe des Pulvers in den Vorratstrichter wird fortgesetzt, bis entweder der Übergangsbehälter leer ist oder das Gewicht des Vorratstrichters ein voreingestelltes hohes Niveau erreicht, das durch vier Wägezellen darunter ermittelt wird. Die Steuerung stoppt den Förderer, wenn der Höchststand erreicht ist.

Aus dem Vorratstrichter dosiert ein Trockensubstanzdosierer das Fluoridpulver in einen Mischtank durch eine abgedichtete Einheit, die das Austreten von Staub verhindert. Der Pulverstrom wird automatisch an den Wasserzulauf zum Tank angepasst, so dass eine gesättigte Lösung mit 0,2% Na2SiF6 entsteht. Der Tank verfügt über einen Schnellmischer mit einer Verweilzeit von 10 Min.

Schließlich wird die Lösung mit einer Peristaltikpumpe (oder einer Standby-Exzenter-Pumpe) sorgfältig kontrolliert in die strömende Wasserversorgung dosiert. Die Dosierung variiert je nach lokalen Anforderungen von 0,6 bis 1 mg/l.

In seltenen Fällen kann eine Wasseraufbereitungsanlage über zwei unabhängige Rohrleitungen mit jeweils eigenem Dosiersystem verfügen. Dies kommt z. B. vor, wenn eine Stadt gewachsen ist und die Behandlungskapazität erhöht wurde.

In diesen Fällen sind für jede Pipeline separate Lagerbehälter und Dosiersysteme erforderlich, sagt McKee. Eine einzelne Big-Bag-Austrageeinheit und ein Übergabetrichter können jedoch zwei Speichertrichter beschicken, indem sie zwei separate flexible Schneckenförderer in den einzigen gemeinsamen Übergabetrichter integrieren. Die Beschickung von zwei Lagerbehältern liegt völlig innerhalb der Kapazität des Systems. McKee weist darauf hin, dass ein einziger Förderer etwa 5 Tonnen Material pro Stunde fördern kann, während die siebentägige Lagerkapazität eines großen Bunkers nur etwa 8750 kg beträgt.

Das Flexicon-System ist das einzige, das ProMinent für seine Fluoridierungsanlagen einsetzt, sagt McKee. „Wir haben bisher nur Flexicon-Big-Bag-Entleerer mit doppelwandigen Teleskoprohren für Fluorid genutzt, da sie unserer Meinung nach die beste Wahl sind, um ein solch toxisches Pulver mit minimalem Staubrisiko zu handhaben", sagt er. „Ich denke, eine Wasserversorgungsbehörde würde zurzeit als waghalsig gelten, wenn sie eine andere Marke ausprobieren würde, da wir Flexicon gefördert haben, seit sich die Anwendung in größeren Fluoridinstallationen (vor etwa drei Jahren) etabliert hat."

LASSEN SIE SICH VON EINEM FLEXICON-INGENIEUR ZU IHRER ANWENDUNG ANRUFEN > >

Big-Bag-Entleerungssystem hält giftigen Staub in Fluoridierungsanlagen fern

Zum Vergrößern klicken

Zwei flexible Schneckenförderer transportieren Fluoridpulver aus der Big-Bag-Austrageeinheit in zwei Sieben-Tage-Lagerbehälter, aus denen das Pulver in zwei Mischtanks zur Dosierung in die Hauptwasserversorgung dosiert wird.

Zum Vergrößern klicken

Das Pulver bleibt vom Zeitpunkt der Annahme bis zum Eintritt in die Mischbehälter eingeschlossen. Der BAG-VAC™-Staubsammler, rechts neben dem Entladerrahmen, verhindert jeglichen Staubaustritt beim Be- und Entladen der leeren Big-Bag und deren Zusammenfalten.

Zum Vergrößern klicken

Das doppelwandige TELE-TUBE™-Teleskoprohr bietet zusätzlichen Schutz vor Staubaustritt beim Entleeren aus dem Big-Bag. Das Rohr wird mit einem SPOUT-LOCK™-Klemmring am Big-Bag Stutzen befestigt, der eine staubdichte Abdichtung gewährleistet.

Zum Vergrößern klicken

Fluoridpulver fließt vom doppelten Auslauftrichter über abgedichtete Verbindungen zu den beiden flexiblen Schneckenförderern, die es zu den beiden Vorratstrichtern befördern.

Y-0251