Edition 01/2020

Je nach Tages- und Jahreszeit sowie Niederschlagsmenge wechseln Abwasseraufkommen und Verschmutzungsgrade. Die Folge: Der Luftbedarf in den Belebungsbecken variiert ständig. Wird dieser nicht optimal gesteuert, schlägt sich das in extremen Energieverbräuchen und unnötiger Ressourcenverschwendung nieder. In der exakten Bedienung der Lastwechsel liegt somit der Schlüssel für maximale Effizienz. AERZEN hat mit Performance³ die wohl effizienteste, leistungsstärkste und flexibelste Gebläselösung für die Sauerstoffversorgung entwickelt: die maßgeschneiderte Maschinenkonfiguration auf Basis hochentwickelter Technologien. Das Ziel: Grundlasten energiesparend bedienen und Versorgungsspitzen punktgenau abfangen.

Ob Drehkolbengebläse, Drehkolbenverdichter oder Turbogebläse – jede Technologie hat Stärken, gleichzeitig aber auch physikalische Grenzen. Die hohe Kunst ist die passgenaue Auslegung der Aggregate auf den tatsächlichen Bedarf. Eine genaue Analyse der auftretenden Lastgänge sowie die Erstellung einer Tagesganglinie ist dafür das A und O. „Dabei stellte sich heraus, dass unsere Anlage zwar eine Ausbaugröße von 30.000 Einwohnergleichwerten (EGW) hat, die aktuelle Auslastung aber bei nur 15.000 EGW liegt“, erzählt Anton Mayer, Leiter der Kläranlage Oberschleißheim. „Weiteres Ergebnis der Analyse: Unser Abwasseraufkommen weist hohe Schwankungen im Tagesverlauf auf und ist geprägt von niedrigen Volumina mit verhältnismäßig hohen Konzentrationen an Frachten.

Bereits seit 1994 sind in der 1960 erbauten Kläranlage (Abwasseranfall ca. 650.000 m³ pro Jahr) AERZEN Aggregate im Einsatz, zuletzt zwei Drehkolbengebläse vom Typ Delta Blower (1x GM 15L, 1x GM 50L). Anton Mayer: „Mit AERZEN waren wir immer sehr zufrieden. Die Gebläse sind ohne Probleme gelaufen und haben mit geringstem Wartungsaufwand zuverlässig ihre Leistung erbracht. Auch die Ersatzteilbeschaffung und die Zusammenarbeit mit dem Kundendienst haben immer hervorragend geklappt.“ Seit Anfang des Jahres sorgt nun ein AERZEN Performance³-Technologiemix – bestehend aus einem Drehkolbengebläse Delta Blower GM 15L (max. 1.038 m³/h, 700  mbar Druckdifferenz), einem Drehkolbenverdichter Delta Hybrid D 36S (max. 2.150  m³/h, 700  mbar Druckdifferenz) sowie einem Turbogebläse AT 50 G5^plus (max. 1.900  m³/h, 700  mbar Druckdifferenz) – für die Sauerstoffversorgung in den Belebungsbecken.

„Der Turbo ist das kompakteste und gleichzeitig effizienteste Gerät“, erklärt Markus Leidinger, Abwassermanager bei AERZEN. „Allerdings ist der Regelbereich der luftgelagerten Maschinen auf 40 bis 100  Prozent begrenzt, und die Effizienz lässt im Teillastbetrieb nach.“ Bei Schwachlast arbeitet daher der Delta Blower. Er war bereits vor der Umrüstung da und deckt die geringen Volumina in der Nacht optimal ab. Im gemeinsamen Betrieb werden so die Lastspitzen bedient. Dritter im Bunde ist der Delta Hybrid. Er hilft aus, wenn der Turbo ausgelastet ist. Die jüngste AggregateGeneration von AERZEN vereint die Vorzüge von Gebläse- und Verdichtertechnologie in einem System und ist die mit Abstand effizienteste Maschine im großen Regelbereich von 25 bis 100 Prozent. Sollte der Turbo ausfallen, kann der Delta Hybrid gemeinsam mit dem Drehkolbengebläse den Betrieb bei voller Belastung aufrechterhalten.

Die AERZEN Gebläse sind öl- und absorptionsmittelfrei. Das garantiert 100-prozentige Zuverlässigkeit. „Druckschalldämpfer, die mit Absorptionsmaterial ausgekleidet sind, unterliegen einem natürlichen Verschleiß. Dieser wird unter anderem durch die heiße Luft und die hohe Strömungsgeschwindigkeit sowie die Vibrationen der Geräte verursacht“, so Leidinger. „Dadurch lösen sich Partikel, die die Rohrleitungen verengen und die fein gelochten Membranen der Belüfter verstopfen.“ Die reaktiven Schalldämpfer von AERZEN kommen dagegen ganz ohne Absorptionsmittel aus und halten somit über den gesamten Lebenszyklus den vorgeschriebenen Schalldruckpegel ein.

Doch woher wissen die AERZEN-Gebläse eigentlich, wie hoch der Luftbedarf in den Belebungsbecken ist? Das Belüftungssystem und die Gebläsetechnik sind für das Anforderungsprofil der Kläranlage Oberschleißheim optimal aufeinander abgestimmt. Denn für maximale Energieeffizienz ist eine ganzheitliche Betrachtungsweise unerlässlich. „Außerdem ist AERZEN der einzige Hersteller, der wirklich alle Technologien – Blower, Hybrid und luftgelagerten Turbo – unter einem Dach vereint“, so der Leiter. Ein Regelungssystem der Kläranlage misst die Konzentrationen von Sauerstoff, Ammonium und Nitrat und bestimmt so den Sauerstoff- und Luftbedarf. Die innovative Maschinensteuerung AERsmart von AERZEN verteilt dann die geforderten Volumenströme so auf den Maschinenpark, dass die Gebläse ganz nah am theoretisch höchsten Wirkungsgrad betrieben werden. Doch nicht nur das: Durch die kontinuierliche Aufzeichnung der Betriebsparameter sowie die Visualisierung in Echtzeit lässt sich ein Abdriften einzelner Werte frühzeitig erkennen. Der Anwender kann rechtzeitig reagieren, Prozessausfälle werden vermieden. 

Die intensive Zusammenarbeit aller Akteure und die umfassenden Optimierungsmaßnahmen haben sich bezahlt gemacht – und zwar im wahrsten Sinne des Wortes. So konnte der Stromverbrauch für die biologische Reinigungsstufe von 495.600  kWh auf 191.720 kWh pro Jahr gesenkt werden. Das entspricht einer Einsparung von 55 Prozent, umgerechnet 40.000 Euro pro Jahr. „Mit einem derart guten Ergebnis hatten wir definitiv nicht gerechnet“, freut sich Anton Mayer. Durch die Umstellung auf die neuen Technologien konnte auch das Beckenvolumen verringert werden: Statt vier sind jetzt nur noch zwei Belebungsbecken in Betrieb.

„Das war auf jeden Fall der richtige Schritt für die Zukunft“, so der Kläranlagenleiter. „Wir haben jetzt zukunftsweisende Technik, die für die nächsten Jahre ein Optimum an Leistungen und Einsparungen erbringt.“ Das kommt auch der Abwasserqualität zugute: Früher wiesen die Ablaufwerte verhältnismäßig hohe Schwankungen auf, mit der neuen Regelungstechnik sind die Werte gleichmäßig und in einem sehr niedrigen Bereich.

Und es gibt einen weiteren Grund zur Freude: Verfahrenstechnisch ist die Kläranlage Oberschleißheim heute eine der modernsten ihrer Art in Deutschland und dient dem Branchennetzwerk „German Water Partnership e.V. (GWP)“ daher als internationale Referenzanlage.