26. Februar 2024
GEA Intellicant: Schlamm-entwässerung auf neuem Niveau
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.
„Wenn wir zum Beispiel einmal eine mittelgroße Kläranlagen betrachten, so kann ein 1% höherer Trockensubstanzwert Einsparungen von bis zu 60.000 Euro pro Jahr bedeuten.“
Christian Schramm
product manager commercial for Digital Products, GEA
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 % mehr Trockensubstanz schon sehr viel aus: Nach der Entwässerung per Zentrifuge liegt die Trockensubstanz des Filterkuchens üblicherweise um die 25 %. Wenn ich diese 25 % nur um einen Prozentpunkt auf 26 % erhöhen kann, bedeutet das für eine mittelgroße Kläranlage pro Jahr Einsparungen von 35.000 bis 60.000 EUR 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.
„Wenn ein Dekanter über einen längeren Zeitraum nicht optimal betrieben wird, ist das deutlich kostspieliger, als die Anschaffung von GEA Intellicant.“
Christian Schramm
product manager commercial for Digital Products, GEA
Als Leistungsversprechen bietet GEA Intellicant seinen Kunden eine durchschnittliche Steigerung der Trockensubstanz um mindestens 1% an. Diese Leistung wird den Kunden transparent in Form eines monatlichen Perfomance Reports zur Verfügung gestellt.
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% gesteigert. Heute betreibt dieser Kunde seinen Dekanter ausschließlich mit dem Virtual Operator. Ein Erfolg, der uns freut.
