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10 WASSER- | ABWASSERBEHANDLUNG UmweltJournal /September 2017 Kläranlagen: Warum moderne Belüftungstechnik den Kämmerer glücklich macht Rein ins Becken mit dem Sauerstoff Damit sich Lastwechsel in Kläranlagen optimal ausre- geln lassen, verbindet Aerzen für die Sauerstoffversorgung der Belebungsbecken Turbogebläse, Drehkolbengebläse und Drehkolbenverdichter zu einem Verbund- system. Die Kombination unterschiedlicher Verfahren zur Luftförderung macht es möglich, die biologischen Abbauprozesse energetisch optimaler mit Sauerstoff zu ver- sorgen. Welche Einsparungen „Performance3“ von Aerzen bringt, zeigt ein Besuch in der Kläranlage Wallau. Autor: Thorsten Sienk, Fachjournalist (www.sienk.de) „ Wir erheben für uns den Anspruch, Mut zu haben“, sagt Gernot Wege angesichts der Tatsache, dass der mittelhessische Abwasserverband Perfgebiet-Bad Laasphe 2016 seine Kläranlage zusammen mit einem Generalunternehmer in Eigenregie modernisierte. Keine aufwendige Planungsphase, kein zeitraubendes Ausschreibungsverfahren: Der rechtlich eigenständige Abwasserverband hat sich stattdessen selbst um das Projekt samt Angebotsphase gekümmert und mit der UD Umwelt-Dienste GmbH einen leistungsstarken Partner ins Boot geholt. Der Erfolg: Sinkende Kosten und mehr Freiraum bei der Auswahl einer Belüftungstechnik. „Hätten wir ausschreiben müssen, wäre mit großer Wahrscheinlichkeit die billigste, aber nicht die beste Lösung zum Einsatz gekommen“, meint Wege. Perfekter Sauerstoffeintrag Er sei froh darüber, dass er als Mitarbeiter eines Abwasserverbandes im Vergleich zu gemeindeeigenen Betrieben deutlich mehr Freiheit bei der Wahl der Mittel habe. „Wir tätigen Investitionen auf vernünftiger Basis und müssen keine Angst vor der Kommunalaufsicht haben“, sagt der Betriebsleiter. Nach dem Umbau innerhalb von weniger als zwei Monaten sorgt heute ein Gebläseverbund von Aerzen (Aerzen Turbo/Delta Hybrid) mit angeschlossenen Aerostrip-Streifenbelüftern von Aquaconsult in den Becken für den perfekten Sauerstoffeintrag. Angeschlossen an die Kläranlage auf dem Gebiet der Stadt Biedenkopf im Landkreis Marburg-Biedenkopf sind nach Auskunft von Wege rund 39.000 Einwohner rechts und links der Lahn. Eigentlich, so Wege weiter, seien die Belebungsbecken mit einer Tiefe von 2,65 Metern nicht optimal geeignet, um sie mit Plattenbelüftern zu bestücken. Mindestens fünf Meter sollten es sein, damit die Luftblasen auf dem Weg vom Boden an die Oberfläche ausreichend Zeit haben, möglichst viel Sauerstoff an die Mikrobiologie abzugeben. Wenn hingegen die Belüftung effektiv abläuft, dann wird sie auch effizient – sprich stromsparend. Freigewordenen Platz neu genutzt Stromverbrauch in der Belebung halbiert: Für Gernot Wege ist die Modernisierung schnell und erfolgreich verlaufen. Vor diesem Hintergrund wurden bei der Modernisierung die über Jahrzehnte betriebenen Oberflächenbelüfter durch moderne Streifenbelüfter ersetzt. Dass sich diese direkt flach auf dem Boden der Becken einbauen ließen, erwies sich als Vorteil, da keine weitere Wasserhöhe durch Montageaufbauten verloren ging. Mit diesem Systemwechsel hatten die bis dato genutzten Oberflächenbelüfter ausgedient. Nicht mehr benötigt wurden ebenfalls die beiden Betonbrücken oberhalb der Belebungsbecken, an denen die Rotoreinheiten montiert waren. „Den gewonnen Platz konnten wir sehr gut nutzen, um dort die neuen Gebläse zu platzieren“, erklärt Rüdiger Vrabac, Abteilungsleiter Umwelttechnik bei der UD GmbH mit Sitz im hessischen Friedberg. Auf den beiden Brücken ließ der Auftraggeber von örtlichen Handwerksbetrieben je ein kleines Gebäude aus Alu-Sandwich- Elementen mit Pultdach und Glastüren errichten. Der Gebläseverbund mit Turbo und Hybrid ist so vor Wind und Wetter geschützt. Die optisch ansprechende Umhausung dient ferner als wirksamer Schallschutz. Der dezentrale Aufbau direkt über den Belebungsbecken hat für Rüdiger Vrabac noch einen weiteren Vorteil: „Wir sparen nicht nur einen aufwendigen Neubau, sondern vor allem lange und teure Zuleitungen aus Edelstahl.“ Die Regelung der beiden Performance3-Einheiten von Aerzen übernimmt die von UD geschriebene Software „Opdo Tec“ anhand der jeweils herrschenden Wasserwerte, Sauerstoffsättigungen und weiteren Einlaufwerten. Die Gebläse sind samt der kompletten Peripherie über Ethernet entsprechend in die zentrale Leitebene der Kläranlage eingebunden. Perfekt für Winter und Sommer Fotos: sienk.de Je nach herrschendem Frachtaufkommen haben die Mitarbeiter in der Leitwarte so die Möglichkeit, den Verbund aus Turbogebläse und Delta-Hybrid- Verdichter optimal zu steuern. Ausgelegt ist der Tandem-Betrieb in erster Linie aufgrund der stark unterschiedlichen Lastbedarfe in den Sommer- und Win- Abwasserbehandlung und -desinfektion mit Ozon und UV-Licht - sicher und energieeffizient Die Kunst des Rührens - Zusammenspiel von Technologie und Fortschritt GEBEN WIR DAS WASSER SAUBERER ZURÜCK ALS WIR ES UNS GELIEHEN HABEN Tiefreichende Belüftungssysteme - Eine Kombination von Belüftungs- & Mischtechnologien www.xylemaustria.at
September 2017/ UmweltJournal WASSER- | ABWASSERBEHANDLUNG 11 An die Kläranlage in Wallau sind rechts und links der Lahn die Haushalte von knapp 40.000 Menschen angeschlossen. Auf Basis des Performance3 Ansatzes kommt in Wallau eine Aerzen-Gebläsekombination aus Turbo und Delta Hybrid zum Einsatz. termonaten. Für den höheren Luftbedarf während der warmen Monate nutzt der Abwasserverband das Turbogebläse als effizientes Grundlastgerät, der Delta Hybrid wird dann für Spitzenlasten zugeschaltet. Der Typ „AT 100-0.6 S“ liefert dafür einen Volumenstrom bis 4.200 Kubikmetern pro Stunde und weist einen Regelbereich von 40 bis 100 Prozent auf. In der kalten Jahreszeit wird als Grundlast auf Delta Hybrid umgeschaltet, weil deutlich weniger Sauerstoff in der Belebung erforderlich ist. Der maximale Volumenstrom liegt hier beim Typ „D 36 S“ bei 2.150 Kubikmetern in der Stunde mit einem Regelbereich von 25 bis 100 Prozent. Dieser gravierende Unterschied zwischen Sommer und Winter resultiert in Wallau vor allem aus der besonderen Geologie, weil in das Kanalnetz vergleichsweise viel Grundwasser über angeschlossene Drainagen eingeleitet wird und das Schmutzwasser stark verdünnt. Ursache dafür ist eine Schieferschicht, die in der Lahnregion den Regen überaus schlecht versickern lässt. Letztlich ist es in Wallau gelungen, die zu Beginn des Projektes zugesagte Energieeinsparungen von 15 Prozent deutlich zu übertreffen. 26 Prozent sind es allein mit dem neuen Verbundsystem geworden – und dieses bezogen auf den Strombedarf der kompletten Kläranlage. Angesichts der Tatsache, dass auf die Belebung etwa die Hälfte des Strombedarfs entfällt „bringt die Umrüstung bezogen auf diesen Bereich damit Einsparungen von über 50 Prozent“, rechnet Gernot Wege vor. Fazit: Energieeffizienter Verbund Mit kaskadierten und drehzahlgesteuerten Anlagen lässt sich der Bedarf an Luft in der Abwasserreinigung energieeffizienter gestalten. Weil jedoch jedes Gerät nur in einem bestimmten Betriebsbereich mit optimalen Wirkungsgrad arbeitet, geht Aerzen mit Performance3 einen Schritt weiter und kombiniert unterschiedliche Gerätetypen miteinander zu einem überaus energieeffizienten Verbund. Während zum Beispiel ein Turbogebläse hohe Luftmengen sparsam erzeugt und im Teillastbereich an Wirkungsgrad verliert, ermöglicht der Performance3-Ansatz im Zusammenspiel mit der Aerzen-Steuerung AERsmart das Umschalten auf andere Gebläsetypen. Dieser Verbund lässt sich so fein justieren, dass sich die Gebläseanlage insgesamt selbst optimiert. Angesichts dieser Vorteile ist es auch für Rüdiger Vrabac klar, auf dieser Architektur weiter aufzubauen. „Wir können für den jeweiligen Lastfall ideale Gebläse einsetzen und miteinander kombinieren.“ Die Verdichtereinheiten von Aerzen sind in kompakten Kleingebäuden untergebracht. FLOTTWEG DEKANTER FÜR LACKSCHLAMM ENTWÄSSERUNG UND PROZESSWASSER RECYCLING Ihre Vorteile mit Flottweg Trenntechnik: • Reduzierung des Schlammvolumens um bis zu 90 % • Minimaler Bedarf an Koagulier- bzw. Flockungsmitteln • Wiederverwenden des Prozesswassers und damit ein reduzierter Frischwasserverbrauch • Besonderer Verschleißschutz, angepasst für die Lackschlamm-Aufbereitung • Geringer Platzbedarf durch eine komprimierte Bauweise der Zentrifugen Flottweg SE • Industriestraße 6-8 • 84137 Vilsbiburg • Germany • Tel.: + 49 8741 301-0 • Fax: + 49 8741 301-300 • mail@flottweg.com • www.flottweg.com
