A vízkezelés mély átalakításon megy át, és az egész világon fokozódik a jelentősége. A víz egyre inkább szűkös erőforrás. Különösen szegényebb országokban nem érhető el kellő mennyiségben. Az ipar, a mezőgazdaság és az energiatermelés növekvő igényei következtében fokozódó szűk keresztmetszetek keletkeznek. Bár Németországban a víz szűkösségének problémája korlátozott jelentőséggel bír, a vízzel való felelős, erőforrás-megtakarító bánásmód a jövő fontos kérdése. A vízkezelés a víz elérhetőségének területén kulcsszerepet játszik. Az egész világon keletkezett szennyvíz mintegy 80%-a annak ellenére kezeletlen, hogy sok esetben a kezelése technikailag lehetséges lenne. Hosszú távon ezért számottevő tartalék rejlik az ipar vízfelhasználásának jelentős csökkentésében.
Ugyanakkor az energiahatékonyság is a középpontban áll,különösen az iparosított országokban. A szennyvízkezelő telepek valóságos energiafalóknak minősülnek a levegőztetőtartályokban végbemenő energiaigényes folyamatok következtében. Az ambiciózus klímavédelmi célok és emelkedő energiaárak mellett a vízkezelés energiahatékonysága az egyik legfontosabb kérdés lesz a jövőben.
Különösen a szennyvízkezelő tartályok energiatechnológiájának területén látható, hogy már léteznek olyan megbízható technológiák, amelyek fenntartható módon csökkentik az energiafogyasztást, és igen attraktívak az üzemeltető szempontjából. A korszerű szellőztetési technológiákba beruházások igen gyorsan megtérülnek, és felesleges kiadások nélkül javítják a telepek hatékonyságát, különösen a régebbi szennyvízkezelő telepeknél. A jövő vízkezelése komoly lehetőségeket tartogat a vízhiány enyhítésére, a nyersanyagok felelős kezelésének előmozdítására és az energiafelhasználás csökkentésére. Energia szennyvízből való előállítása jelentős kilátásokkal kecsegtet.
A vízkezelés jövőjének egyik legfontosabb kérdése az energia előállítása szennyvízből. Az ezen elgondolás mögött rejlő elv egyszerű: szennyvízben lévő szilárd anyagok, mint például a széklet, a vécépapír és más szilárd halmazállapotú anyagok általában felhasználhatók biogáz üzemekben elektromos energia és hő előállításához. Az e folyamatra szolgáló technológiákat sikeresen alkalmazzák, de még bőséges tér nyílik a növekedésre. Ezért a szennyvíziszap-égetés növelésére irányuló új technológiákat prototípusok formájában jelenleg kutatják és tesztelik – ígéretes eredményekkel.
Ám számos akadályt kell még leküzdeni, mielőtt a szennyvíz energia előállítására való teljes potenciálját kihasználhatjuk. Az egyik kihívást az jelenti, hogy a tényleges tisztítási eljárás előtt jelentősen növelni kell a szennyvízből kivonható szilárd anyagok arányát. Ez például polimerek hozzáadásával érhető el, amelyek az iszap összeállásához vezetnek.
A jövő vízkezelése számára az energiahatékonyság a legfontosabb kérdés. Egyrészről a szennyvízkezelő telepek üzemeltetői egyre szigorúbb környezetvédelmi előírásokkal néznek szembe a politikusok részéről. Másrészről az elektromos áram emelkedő árának ellensúlyozására hatékonysági intézkedéseket kell foganatosítaniuk. Az energiahatékonyság fontosságának megértését a szennyvízkezelő tartályokban elősegíti a szennyvízkezelő telepek energiamérlegének vizsgálata.
A Németországban működő mintegy 10200 szennyvízkezelő telep évente mintegy 4400 gigawattóra () elektromos energiát használ fel. Ez évi 35/kW/lakos egyenérték fajlagos fogyasztásnak felel meg. A szennyvízkezelő telepek mintegy 0,7,7%-kal részesednek a Németországban felhasznált energiából.
A levegőztetés a messze legjelentősebb fogyasztó majd minden, iszapolási eljárást alkalmazó szennyvízkezelő telepnél míg az aerob iszapstabilizációjú telepeknél a levegőztetéshez felhasznált energia aránya 60–80%, és a szennyiszap-rothasztást alkalmazó telepeknél is mintegy 50%. Egyéb, az iszapolási eljárásnál kevésbé jelentős energiafogyasztók is vannak. A fő energiafogyasztók egy pillantásra:
A telepek átlagos energiafogyasztását vizsgálva a következő kép adódik: az energiafelhasználás csökkentésére a legnagyobb lehetőség a levegőztetőtartályok levegőztetésében rejlik, valamint a folyamatosan működő szivattyúállomásokon, a bemenetben, a közbenső emelőszerkezetben és a belső visszakeringtetésben. A legfontosabb szerepet a levegőztetőtartályok levegőztetése játssza, ezért ezt vizsgáljuk meg később részletesen.
A levegőztetőtartályok energiahatékonyságának növelése és iszap vagy rothasztó gáz felhasználása energia és hő előállítására – ezek nem az egyedüli intézkedések a jövő vízkezelésének útján. További lehetőségek adódnak például a megújuló energiaforrásoknak a szennyvízkezelő telepek energiarendszereibe való bevonásában.
Lehetséges például napelemek vagy szélturbinák telepítése a szennyvíztelepeken, tovább javítva a helyben előállított energia arányát a teljes energiafogyasztásból. Ugyanakkor nyilvánvalóan figyelembe kell venni, hogy ezek az intézkedések ugyanolyan korlátoknak vannak kitéve, mint más helyszíneken, és a beruházás jövedelmezősége az uralkodó feltételektől, mint például a helyi napsütéstől és széltől függ. Bár a napkollektorok hő előállítására irányuló felhasználása az iszaprothasztás nélküli telepeken is különösen fontos, ez a felhasználás a jövően várhatóan csak alárendelt szerepet fog játszani. Az aerob iszapstabilizációjú telepeken nyáron már most rendszerint hőfelesleg keletkezik, ami az ilyen típusú szennyvízkezelő telepeknél feleslegessé teszi e beruházást. Az energiahatékony vízkezelést elősegítő további jövőbeli intézkedések lehetnek a hidroelektromos energia kihasználása szennyvízkezelő telepek bemeneteinél és kimeneteinél. Ez a módszer azonban csak korlátozott potenciált , mivel az esési magasság alacsony, és az energia mennyisége nem indokolja a ráfordítást és a költséget.
Különösen az iszapégetést alkalmazó nagyobb telepeken ajánlatos az energiahatékonyság további növelése érdekében a rács által kiszűrt hordalék felhasználása kiegészítő fűtőanyag-forrásként. . Ennek a technológiának a potenciálját azonban korlátozza az uszadék- és hordalékfogó rács mosóberendezések alkalmazása, amelyek csökkentik a hordalék felgyülemlését.
a magas energiafogyasztás következtében. A szennyvízkezelő teleptől függően, a levegőztető eljárásra a teljes energiaigény 60–80%-a jut. Emiatt a levegőztetés különösen fontos a jövő vízkezelése számára.
Annak megértéséhez, hogy a levegőztető medencék miért használnak fel ilyen sok energiát, vessünk egy pillantást a biológiai tisztítórendszerek folyamataira. A levegőztető medencék az előtisztított szennyvizet megszabadítják a szerves anyagoktól, a foszfátoktól és a nitrogénvegyületektől. A levegőztetett szennyvíz lebontását baktériumok és más mikroorganizmusok végzik.
A foszfátoknak a szennyvízből való biológiai eltávolításához az első lépésben a medence első részét alacsony oxigénszinten tartják. Az oxigén nagy részét ezután sűrített levegővel a szennyvízbe juttatják. A baktériumok az oxigén hatására gyorsan szaporodnak, aminek következtében a biológiai szennyvíziszap oldott csapadékkal egyesülve megköti a foszfátokat. Az iszap ezután utóülepítő medencékben leülepszik és visszatáplálható a levegőztető medencékbe,vagy az iszapkezelő rendszerbe továbbítható. A folyamat a jelentős mennyiségű sűrített levegő bevitele következében sok energiát használ fel.
A levegőztető technológia fő feladata, hogy igényvezérelt levegőellátást biztosítson, amely képes kezelni a terhelési profilok erős ingadozásait és a szennyezés változó szintjeit. A régebbi szennyvíztisztító telepeken gyakran működnek olyan fúvótechnológiák, amelyek az ellátási helyzettől függetlenül mindig azonos mennyiségű oxigént biztosítanak, még ha ez nem is mindig szükséges. A kihívás ezért abban áll, hogy egyfelől igényvezérelt levegőztetést valósítsanak meg, másfelől pedig a terhelési profil részleges terhelésű tartományait a lehető leghatékonyabban lássák el.
Az energiának a levegőztetőtartályokba való hatékony bejuttatásához az AERZEN egy vagy több, az egyes szennyvíztisztító telepek sajátos követelményeinek megfelelően kialakított fúvótechnológiából álló termékportfólióra támaszkodik. Ez a módszer lehetővé teszi számára a maximális hatékonyságot és a megtakarítási lehetőségek teljes kiaknázását.
A portfólió a következőkből áll: turbó fúvók, térfogat-kiszorításos fúvók és forgólapátos kompresszorok. Miközben a turbófúvók például a kialakításuknak köszönhetően rendkívül energiahatékonyak, a forgódugattyús gépek a szabályozhatóságukkal és a részleges terhelési tartományban csaknem változatlan hatékonyságukkal tűnnek ki. A forgólapátos kompresszor hibridként a fúvó és a kompresszoros technológia előnyeit egyetlen rendszerben ötvözi. Az alkalmazástól függően vagy különböző technológiák kombinációját, vagy az adott esetben leghatékonyabb technológiát célszerű kiválasztani. Nem csak különböző technológiák, hanem különböző méretűek is üzembe helyezhetők. További megtakarítási potenciál rejlik e módszer intelligens globális vezérlőrendszerrel való kombinációjában.
A tapasztalatok szerint az optimalizált levegőztetéssel jelentős energiamegtakarítás érhető el. Egy Aerzen turbófúvó és egy Delta hibrid üzembe helyezésével például a Rheda-Wiedenbrück szennyvíztisztító telep 40000 euró energiaköltséget takarított meg – évente.
OLDALAK A VILÁG SZENNYVÍZKEZELÉSE TÉMÁJÁBAN:Víz- és szennyvízkezelés | Teljesítmények szennyvízkezelő telepek üzemeltetői számára | Esettanulmányok | Performance³ | Wastewater treatment guide | Teljesítménykalkulátor
