Nuotekų valymo įrenginių modernizavimo paskatina imtis nuolat mažinamos amonio, nitratų ir fosfatų ribinės vertės ir investiciniai sprendimai. Atsižvelgiant į klimato apsaugą ir turimus finansus, planuojant biudžetą verta atsižvelgti į energijos vartojimo efektyvumą. Kadangi vien tik oro tiekimas aeruojant sudaro daugiau kaip 70 procentų gamybos išlaidų, verta didinti būtent šios operacijos našumą, nes įdėtos lėšos atsiperka per trumpą investicijų grąžos laiką. Rėdos-Vydenbriuko valymo įrenginys (326.000 GE) atitinka šiuos principus, jame taikoma šiuo metu testuojama nauja AERZEN orpūčių valdymo koncepcija – „AERsmart“ jungtinis valdymas.
2013. prasidėjo nuotekų įmonės, valančios Rėdos-Vydenbriuko regiono gyventojų bei didžiausios Vokietijoje kiaulių skerdyklos nuotekas, modernizavimo darbai. Rengiant projektą siekta dumblą veiksmingiau aprūpinti oru, ne tik pakeičiant senas aeravimo groteles naujomis, bet ir įmontuojant jas 30 centimetrų giliau, tiesiog ant aeravimo rezervuaro dugno. „Atsižvelgiant į šešių rezervuarų plotą, taip galime padidinti apdorojimo galią šimtu kubinių metrų“, – paaiškino nuotekų apdorojimo specialistas Hendrikas Wulfhorstas. 30 centimetrų papildomos erdvės tuo pačiu reiškia, kad sistemos slėgis pakyla iki 30 mbar, tad į tai reikėjo atsižvelgti įrengiant orpūčių techniką.
Prieš modernizuojant įrenginius, dumblas į rezervuarus buvo tiekiamas susidarant dideliam deguonies pertekliui. Visų pirma taip buvo siekiama saugiai apdoroti iš skerdyklos įtekančio srauto svyravimus. Siekta ne tik sumažinti gamybos išlaidas ir su jomis susijusią CO2 emisija, bet ir rezervuarų aeravimą kur kas glaudžiau susieti su kintančia apkrova ir iš to kylančiu deguonies poreikiu. Tad pirmame etape reikėjo užtikrinti visų keturių AERZEN orpūčių greičio valdymą, atsižvelgiant į poreikį.
Nuostačius generuoja PLV (programuojamas loginis valdiklis), įvertindamas nuotekų matavimo vertes, ypač amonio ir nitratų koncentraciją. Be to, išmanusis diafragminių ribojimo vožtuvų valdiklis, šie vožtuvai sulėtėja, kai kiekviename rezervuare pasiekiama reikiama vandens prisotinimo deguonimi vertė. Kad uždarius linijoje nesusidarytų aukštesnis slėgis ir pasipriešinimas, PLV taip pat sumažina nustatytąjį slėgį. „Kitu atveju diafragminiai ribojimo vožtuvai tik švaistytų energiją, nes orpūtės turi veikti esant nuolatiniam reguliuojamam slėgiui, besipriešindamos diafragminių ribojimo vožtuvų sukeliamam slėgio kritimui. Naudodami slankųjį slėgio reguliavimą valdome kur kas išmaniau ir efektyviau“, – paaiškino Markusas Haverkampas, „Planer aquaconsult“ projekto inžinierius. Siekdamas užtikrinti dumblo aprūpinimą esant pagrindinei apkrovai (tai pakaitomis tarp aeruojamų ir neaeruojamų rezervuarų vykstantis trijų valymo etapų ciklas), už planavimą ir įgyvendinimą atsakingų inžinierių biuras iš Hanoverio pasirinko, be kita ko, AERZEN turbinines orpūtes.
AT150-0.8S-G5, esant 143 kW nominaliajai variklio galiai, pasiekia 4800 m³/val. tūrio srautą, kai įsiurbimo slėgis siekia 1 barą, o suspaudimo slėgis yra iki 1,8 baro. Cordas Utermannas, AERZEN prekybos inžinierius, teigia, kad turbininės orpūtės yra klasikiniai pagrindinės apkrovos mašinų, optimaliai naudojančių energiją, pavyzdžiai. Jos veikia pagal nominaliuosius parametrus 24 valandas, nes tokiu atveju jų eksploatacija ekonomiškiausia. „Kaip ir bet kurios turbinų technologijos, energetinis naudingumo koeficientas mažėja, kai įrenginiai eksploatuojami esant dalinei apkrovai“, – paaiškino Utermannas. Taigi, kuriama koncepcija, pagal kurią dienos metu kintančius didelius bei mažus nuotekų srautus būtų galima išvalyti vienodai veiksmingai energijos sąnaudų atžvilgiu. Siekiant užtikrinti optimalias valymo įrenginio energijos sąnaudas, oro poreikį, viršijantį pagrindinę apkrovą, turi kompensuoti stūmoklinės mašinos, pvz., rotacinės stūmoklinės orpūtės ir kompresoriai. Tokių technologijų privalumai atsiskleidžia valdymo diapazone nuo 100 % iki 100 %, be to, jos itin našios dalinės apkrovos metu. Todėl į Rėdos-Vydenbriuko valymo įrenginio sistemą įtraukti dar du AERZEN agregatai – „Delta Hybrid“ (D 62 S) ir „Delta Blower“ (GM 80 L) tipo.
Kad šis kvartetas ne tik techniškai užtikrintai kompensuotų aeravimo rezervuarų deguonies poreikį, bet ir tiektų į sistemą reikiamą oro kiekį, suvartodamas nedaug energijos, AERZEN sukūrė „AERsmart“. Kaip teigia Cordas Utermannas, valdymo technikos meistriškumas pasireiškia kuo sklandesniu ir, nepriklausomai nuo apkrovos, taupesniu perėjimu nuo vienos eksploatacijos srities į kitą, t. y. skirtingų mašinų derinys visada leidžia užtikrinti optimalų veikimą. Markuso Haverkampo teigimu, rezultatas priklauso nuo apkrovos, o ši susijusi su realiais poreikiais. Pikai visada kyla ir krenta. Rėdoje-Vydenbriuke eksploatuojamos trys skirtingos mašinos, jų darbo sritys ir našumas nėra vienodi, todėl mašinos turi būti išdėstytos tokia tvarka, kad perjungimų skaičius sumažėtų iki minimumo. Pasikartojantis įjungimas ir išjungimas spartina dėvėjimąsi, kaip nurodo projekto inžinierius iš „Aquaconsult“. „Norint užtikrinti optimalų bendrąjį našumą aeravimo rezervuaruose, reikia veiksmingai paskirstyti orą (užtikrinti slydimo slėgio reguliavimą, tiesioginį ryšį be trikdžių, pvz., NH4-N, vandens kiekį ir t. t.). Be to, būtina tinkamai parinkti mašinas. Tai leidžia įgyvendinti naujas „Fa. Aerzen“ valdymas.“
Valdymo technikos optimizavimas, taikant „AERsmart“ valdymą, paremtas deguonies poreikio koregavimu trijuose valymo etapuose. Vertės apdorojamos centriniame PLV įrenginyje, taip gauta nustatytojo slėgio vertė per „Profibus“ tinklą perduodama orpūčių valdymo įrenginiui. „AERsmart“ užtikrina mažas energijos sąnaudas optimaliai suderinus agregatų veikimą. „Pavyzdžiui, čia įrengtos turbininės orpūtės turbinos didžiausias našumo koeficientas pasiekiamas esant 83 procentų apkrovai“, – aiškina Cordas Utermannas. Jei oro poreikis sumažėja, naudingiau visiškai išjungti pagrindinės apkrovos mašiną ir palyginti nedidelį oro poreikį kompensuoti dviem „Delta Hybrid“ įrenginiais. „Mūsų bakterijoms nesvarbu, iš kur gaunamas deguonis“, – merkdamas akį pastebi Hendrikas Wulfhorstas. Vis dėlto nuotekų apdorojimo specialistas nurodo, kad atliekant modernizavimo darbus orpūčių technika projektuojama taip, kad turbininės orpūtės galios pakaktų įprastiems paros poreikiams.
Pasiektas toks tarpinis rezultatas – Rėdos-Vydenbriuko valymo įrenginys su energiją optimaliai naudojančiomis orpūtėmis ir palyginti paprastu proceso valdymu, glaudžiai susijusiu su vyraujančiomis faktinėmis vertėmis, biologinio valymo metu gali sutaupyti apie 30 procentų energijos. „AERsmart“ sistema, optimizuodama orpūčių energijos sąnaudas, padeda sutaupyti dar nuo penkių iki aštuonių procentų. Kiek tiksliai bus sutaupyta per ilgesnį eksploatacijos laikotarpį, parodys valymo įrenginio natūralusis testas. Rėdos-Vydenbriuko nuotekų valymo įmonė pirmoji Vokietijoje praktiškai išbando „AERsmart“ sistemą. „Konkrečios naudojamos įrangos stebėjimas mums labai naudingas, nes valymo įrenginio kompleksinės sąsajos išryškėja tik konkrečioje aplinkoje. To neįmanoma atkurti jokiame testavimo simuliatoriuje. Todėl intensyvus bendradarbiavimas su klientais mums itin svarbus, juk tik taip galime įvertinti pritaikymą ir šiomis žiniomis pasinaudoti tobulindami savo sprendimus ateityje“, – apibendrino Cordas Utermannas.
