Armaturen sind wesentliche Bauteile in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung, die zur Steuerung, Regelung und Absperrung von Flüssigkeitsströmen in Rohrleitungssystemen verwendet werden. Sie ermöglichen den sicheren und kontrollierten Betrieb von Wasseraufbereitungs- und Abwasserbehandlungsanlagen, indem sie den Durchfluss, Druck und die Richtung von Wasser oder Prozessflüssigkeiten beeinflussen. Armaturen finden in nahezu allen Abschnitten einer Anlage Anwendung, sei es zur Regulierung des Zuflusses, Absperrung von Leitungen oder zur Druckregelung in Verfahrensstufen wie Filtration, Reaktion oder Wärmeaustausch.

Arten von Armaturen in der Wasser- und Abwassertechnik

In der industriellen Wassertechnik kommen verschiedene Arten von Armaturen zum Einsatz, die auf ihre spezifischen Aufgaben und Betriebsanforderungen abgestimmt sind. Zu den häufigsten Armaturen gehören:

1. Absperrarmaturen:

   • Schieberventile: Diese Armaturen werden verwendet, um den Durchfluss in Rohrleitungssystemen vollständig zu öffnen oder zu schließen. Sie werden vor allem in großdimensionierten Rohrleitungen eingesetzt und eignen sich besonders gut für Wasser mit geringer Partikeldichte.
   • Kugelhähne: Kugelhähne bestehen aus einer kugelförmigen Scheibe mit einem Durchgangsloch, das durch Drehen geöffnet oder geschlossen wird. Sie eignen sich für schnelle Absperrungen und werden oft in kleineren Rohrleitungen verwendet.
   • Absperrklappen (Butterfly-Ventile): Diese Armaturen werden häufig in Wasserkreisläufen eingesetzt und sind ideal für Anwendungen, bei denen ein schneller Durchfluss oder eine schnelle Absperrung notwendig ist. Absperrklappen sind kompakt und leicht, was sie für große Wassermengen attraktiv macht.

2. Regelarmaturen:

   • Regelventile: Diese Armaturen dienen der Feinsteuerung des Durchflusses und des Drucks in Wasseraufbereitungsprozessen. Sie sind in automatisierten Systemen häufig mit Stellmotoren ausgestattet, die in Abhängigkeit von Prozessvariablen wie Druck, Durchfluss oder Temperatur den Ventilöffnungsgrad anpassen.
   • Druckminderventile: Diese Ventile reduzieren den Druck in einem Rohrleitungssystem auf einen festgelegten Wert. Sie sind notwendig, um empfindliche Anlagenkomponenten vor übermäßigem Druck zu schützen.

3. Rückschlagarmaturen:

   • Rückschlagventile: Diese verhindern den Rückfluss von Wasser oder Abwasser in eine falsche Richtung. Sie sind besonders wichtig in Pumpensystemen und Kühlwasserkreisläufen, um Schäden an Anlagenkomponenten durch Wasserschläge zu vermeiden.
   • Federbelastete Rückschlagventile: Diese speziell konstruierten Ventile werden häufig in Kreisläufen mit pulsierendem oder intermittierendem Betrieb eingesetzt, um die Rückströmung von Wasser in sensiblen Prozessen zu verhindern.

4. Sicherheitsarmaturen:

   • Sicherheitsventile: Diese Armaturen schützen Anlagen vor Überdruck, indem sie bei einem definierten Druckwert automatisch öffnen und Druck entlasten. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Druckkesseln und anderen Hochdrucksystemen.
   • Überströmventile: Diese Ventile sorgen dafür, dass überschüssiges Wasser oder Druck entlastet wird, indem sie bei Überschreitung eines bestimmten Druckniveaus öffnen und so das System stabilisieren.

Technische Hintergründe

Armaturen spielen eine zentrale Rolle in der Prozesskontrolle und Anlagensicherheit. Die Auswahl der richtigen Armatur hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Art der Flüssigkeit (Wasser, Abwasser, Chemikalien), der Temperatur, dem Betriebsdruck und den chemischen Eigenschaften des Mediums. In der Wasser- und Abwasserbehandlung müssen Armaturen oft robust gegenüber Korrosion, Ablagerungen und den chemischen Eigenschaften des Wassers oder Abwassers sein.

Besondere Anforderungen an Armaturen in der Wasseraufbereitung sind:

• Korrosionsbeständigkeit: Da viele Wasseraufbereitungssysteme mit aggressiven Chemikalien arbeiten, wie Säuren, Laugen und Salzen (z.B. in der Umkehrosmose oder chemischen Fällung), müssen Armaturen aus korrosionsbeständigen Materialien wie Edelstahl, Kunststoff (z.B. PVC, PP, PVDF) oder speziell beschichteten Metallen gefertigt werden.

• Temperaturbeständigkeit: In Prozessen, bei denen das Wasser erhitzt oder gekühlt wird, wie in Wärmetauschern oder Kesselanlagen, müssen Armaturen für den Betrieb bei hohen oder niedrigen Temperaturen ausgelegt sein.

• Druckbeständigkeit: In Hochdrucksystemen, etwa bei der Umkehrosmose oder in Pumpensystemen, müssen Armaturen den spezifischen Betriebsdruck standhalten, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Anwendung in der Praxis

In der industriellen Praxis kommen Armaturen in vielen kritischen Bereichen zum Einsatz:

• Kühlwassersysteme: Hier werden Regelarmaturen wie Druckregelventile und Rückschlagventile verwendet, um den Durchfluss und Druck des Kühlwassers zu steuern. Armaturen helfen dabei, die Wärmeübertragung in Wärmetauschern zu optimieren und die Korrosionsgefahr durch Biofouling und Ablagerungen zu minimieren.

• Membrananlagen: In Umkehrosmoseanlagen werden Regelventile eingesetzt, um den Betriebsdruck zu steuern und eine optimale Filterleistung sicherzustellen. Rückschlagventile verhindern den Rückfluss von konzentriertem Abwasser in das System und schützen die Membranen vor Schäden.

• Abwasserbehandlung: In biologischen Reaktoren wie Belebtschlamm- oder Membranbioreaktoren (MBR) spielen Absperrventile eine wichtige Rolle bei der Steuerung des Zuflusses und des Rücklaufschlamms. In Schlammaufbereitungsanlagen werden Sicherheitsarmaturen eingesetzt, um den Druck in Faultürmen zu kontrollieren und den sicheren Betrieb zu gewährleisten.

• Chemikalienzuführungssysteme: In Anlagen, in denen Chemikalien zur Fällung oder Desinfektion des Wassers verwendet werden (z.B. Fällung, Flockung, Desinfektion), sind Dosierarmaturen entscheidend für die präzise Zugabe der Chemikalien. Regelventile steuern hier die exakte Menge an Chemikalien, die in den Prozess eingebracht wird.