Hvis det er tid til moderniseringer af renseanlæg, er det normalt de permanent reducerende grænseværdier for ammonium, nitrat og fosfat, der presser investeringsbeslutningerne. Hvis det vedrører budgettet, betaler det sig at inkludere energieffektiviteten i planerne med henblik på klimabeskyttelse og økonomi. I betragtning af at luftforsyningen til beluftningen alene ofte udgør mere end 70 procent af driftsomkostningerne inden for dette område, bliver det hurtigt klart, hvorfor effektivitetsforbedringer betaler sig netop her - og dette med perioder med højt afkast. Det er nøjagtigt, sådan renseanlægget Rheda-Wiedenbrück (326.000 indbyggere) planlagde det. De tester i øjeblikket et helt nyt styrekoncept til AERZEN blæseteknologien, AERsmart styrekombinationen.
I 2013 begyndte moderniseringen af renseanlægget. Indbyggerne i regionen Rheda-Wiedenbrück samt Tysklands største svineslagteri er tilsluttet dette. Det var et projektmål at forsyne biologien mere effektivt med luft, ved ikke kun at udskifte gamle ventilationsriste med nye, men også at installere disse 30 cm dybere i bunden af beluftningsbassinerne. “Når man ser på overfladen af de seks bassiner, kunne vi øge vores behandlingsvolumen med flere hundrede kubikmeter”, forklarer spildevandschef Hendrik Wulfhorst. Dernæst betyder 30 cm opnået plads en øgning af systemtrykket på 30 mbar, hvilket skal tages i betragtning med hensyn til designet på blæserteknologien.
Inden moderniseringen af anlægget kørte biologien med et alt for højt iltindhold i bassinerne, specielt for at dække udsvingene vedrørende slagteriets indgangsværdier på en sikker måde. Med ordren om at reducere driftsomkostningerne og den dermed forbundne CO2-emission var det et klart mål med projektet i fremtiden at sammenkoble beluftningen af bassinerne betydeligt tættere med den varierende spildevandsbelastning og det deraf følgende iltforbrug. Dette betød i første omgang den behovsorienterede hastighedsregulering af de fire blæserenheder "made by AERZEN".
De indstillede værdier genereres af PLC (programmerbar logisk styreenhed) ud fra de data, der er blevet målt i spildevandet - hovedsageligt i form af ammonium- og nitratkoncentration. Derudover er der et styresystem for membranreguleringsventilerne. De lukker langsomt, når den nødvendige iltmætning i vandet for det pågældende bassin er nået. For at undgå at denne lukning medfører et højere tryk - og konsekvent modstand - i røret, reducerer PLC’en det nominelle tryk parallelt til dette. ”Ellers ville vi ødelægge energi vha. membranreguleringsventilerne, da blæserne inden for en konstant trykregulering skal arbejde mod det tryktab, der forårsages af membranreguleringsventilerne. Med en glidende trykkontrol regulerer vi nu betydeligt mere intelligent og effektivt”, siger Markus Haverkamp, projektingeniør fra den understøttende planlægningsvirksomhed aquaconsult. For grundbelastningsforsyningen af den biologi, der skiftevis former et kredsløb af ventilerede og ikke-ventilerede bassiner med tre rensningstrin, valgte ingeniørafdelingen i Hannover, instrueret med planlægning og realisering, blandt flere andre en turboblæser "made by af AERZEN".
Typen AT 150-0.8S-G5 opnår et volumenflow på 4.800 kubikmeter i timen med en nominel motoreffekt på 143 kW ved et indsugningstryk på 1 bar og et sluttryk på op til 1,8 bar. For Cord Utermann, salgsingeniør hos AERZEN, er turboblæsere klassiske repræsentanter for energioptimerede grundbelastningsmaskiner, der bør køre permanent i 24 timer inden for de nominelle værdiparametre, da de så arbejder ved den højeste økonomiske effektivitet. ”Som ved næsten enhver turboteknologi falder den energiholdige effektivitet, så snart maskinerne køres ind i delbelastningsområdet”, forklarer Utermann. Som en konsekvens heraf skal der udvikles koncepter, der tager hensyn til energieffektiv rengøring af snavs, der varierer fra højt til lavt i løbet af dagen. For en optimal energieffektivitet i et renseanlæg betyder denne metode, at luftkrav, der overskrider grundbelastningen, skal dækkes af fortrængningsmaskiner som kapselblæsere og rotationsstempel-kompressorer. De er stærke i højreguleringsområder mellem 25% og 100% og har god effektivitet, også i delbelastningsdrift. Derfor er to AERZEN aggregater af typen Delta Hybrid (D 62 S) og en Delta Blower (GM 80 L) også en del af det sammensatte system i renseanlægget i Rheda-Wiedenbrück.
AERZEN har udviklet AERsmart for at denne kvartet ikke kun dækker den nødvendige ilt til beluftningstankene med en sikker proces, men også genererer den nødvendige luftvolumen på den mest energieffektive måde i det sammensatte system. Iht. Cord Utermann, "er den høje kunst inden for reguleringsteknik at skabe overgangene mellem de overlejrede aktionsradiusser så flydende som muligt og så energieffektivt for enhver belastning som muligt, f.eks. ved altid at betjene de forskellige maskiner i kombinationen bedst muligt". Det er iht. Markus Haverkamp en følge af "enhver belastning imødekommer det reelle behov". Dette "omfatter altid opadgående og nedadgående topværdier". Da der anvendes tre forskellige maskiner med divergerende driftsområder og effektivitet i renseanlægget i Rheda-Wiedenbrück, skal deres drift koordineres på en sådan måde, "at antallet af koblingsforløb er så lavt som muligt. Da den permanente tilkobling og frakobling øger sliddet", siger projektingeniøren hos aquaconsult. "En effektiv luftdistribution blandt beluftningstankene (glidende trykkontrol, forstyrrelser som f.eks. NH4-N, mængden af vand osv.) og det effektive maskinvalg er nødvendige for en optimal overordnet effektivitet. Dette realiseres ved hjælp af det nye styresystem fra AERZEN".
Iltbehovet i de tre frigange er grundlaget for optimeringen af styresystemet med AERsmart styring. Indices forarbejdes af anlæggets centrale PLC og det deraf resulterende nominelle tryk overføres af Profibus til blæserstyringen. AERsmart tager sig derefter af den optimalt kombinerede drift af fire aggregater i forbindelse med energibesparelse. "Den turboblæser, der anvendes her har f.eks. den højeste effektivitet ved en kapacitet på 83 procent", forklarer Cord Utermann. Hvis luftkravet er over denne værdi, kan det være mere effektivt at slukke grundbelastningsmaskinen helt og dække de relativt lave luftkrav med begge Delta Hybrid maskiner. "Vores bakterier er ligeglade med, hvor ilten kommer fra", siger Hendrik Wulfhorst med et smil. Men chefen for renseanlægget påpeger, at blæserteknologien var planlagt ved forberedelsen af moderniseringen , så turboblæserens ydeevne bør være tilstrækkelig til det "normale" daglige krav.
Som et midlertidigt resultat kunne renseanlægget i Rheda-Wiedenbrück spare ca. 30 procent energi i biologien med de energioptimerede blæsere og en relativ simpel processtyring, der er tættere forbundet med de herskende aktuelle værdier. AERsmart bidrager med yderligere fem til otte procent på grund af optimeringen på blæserniveau. Pilotforsøget i renseanlægget vil bevise, hvor meget dette er i en længere driftsfase. Rheda-Wiedenbrück er det første renseanlæg i Tyskland, som tester AERsmart under rigtige betingelser. "Vi har brug for applikationen på stedet, da vi kun her kan se de komplekse tilslutninger for renseanlægget i praksis; dette kan ikke gengives på en teststand. Det er derfor, det intensive samarbejde med vores kunder er så vigtigt, da kun denne fremgangsmåde giver os en tæt anvendelsesreference for fremtidsorienterede udviklinger", opsummerer Cord Utermann.
