Pri uvažovanío modernizácii čistiarneodpadovej vody, sa pri tejto investícii spravidla zohľadňuje trvalé zníženie hraničných hodnôt amoniaku, dusičnanova fosforečnanov. Pokiaľ ide o rozpočet, je aj s ohľadom na ochranu klimatických podmienok a financií výhodné zahrnúť do svojich plánov aj efektívne využívanie energie. Pri pohľade na skutočnosť, že práve dodávka vzduchu pre prevzdušňovaniečasto zodpovedá za viac než 70 prevádzkových nákladov v tejto oblasti, čoskoro sa stane jasnejším dôvod, prečo sa obzvlášť tu oplatia zlepšenia účinnosti- a to s krátkou dobou návratnostiinvestície. Toto je presne to, čoplánovala čistiareň odpadových vôd Rheda-Wiedenbrück (ekvivalent obyvateľov326.000). V súčasnosti testujú celkom nový koncept ovládania technológie dúchadiel AERZEN, pomocou riadeniaAERsmart.
V roku 2013 sa začali práce na modernizácii čistiarneodpadových vôd. Napojení na túto ČOVsú obyvatelia regiónu Rheda-Wiedenbrück, ako aj najväčšiaporážkáreň ošípanýchv Nemecku. Cieľom projektu bolo zásobovaťvzduchom biologickú časť čistiarneefektívnejšie, nielen prostredníctvom nahradenia starých aeračných platní novými, ale tiež ich inštaláciou o 30 cm hlbšie na dnoprevzdušňovacích nádrží. „Pri pohľade na objemšiestich nádrží by sme mohli takýmto spôsobom zvýšiť spracovávaný objem o niekoľko sto metrov kubických”, vysvetľuje manažér prevádzky čistiarne pre odpadovú vodu Hendrik Wulfhorst. Avšak následne získaný priestor 30 cm znamená zvýšenie systémového tlaku o 30 mbar, čo sa muselo zohľadniť aj pri návrhudúchadiel.
Pred modernizáciou prevádzkyfungovala biológia s vysokým prebytkom kyslíka v nádržiach, obzvlášť pre bezpečné pokrytie kolísavého prítoku odpadových vôd z porážkarne. Nakoniec bola požiadavka na zníženie prevádzkových nákladova s tým spojené emisie CO2 jasným cieľom projektu, a zároveň do budúcnostiprispôsobiť prevzdušňovanie nádrží značne kolísavému zaťaženiu odpadovými vodami s výslednou spotrebou kyslíka. To znamenalov prvom kroku navrhnutiecelkovo štyroch dúchadiel s reguláciou otáčok, pre výrobu vzduchu podľa aktuálnej potreby, ktoré vyrobila spoločnosťAERZEN.
Požadované hodnoty vytvára PLC (programovateľné logické riadenie) z dát nameraných v odpadovej vode - prevažne vo forme koncentrácií amoniakua dusičnanov. Okrem toho je tu použitý inteligentný riadiacisystém membránových regulačných ventilov. Tie sa pomaly zatvárajú, keď sa dosiahne požadované nasýtenievody kyslíkom v príslušnej nádrži. Aby sa zamedzilo tomu, že toto zatvorenie vedie k vyššiemu tlaku - a následne k vyššiemuodporu - v potrubí, súbežne PLC znižuje požadovanýtlak. „Inak by sme zmarilienergiu prostredníctvom membránových regulačných ventilov, keďže v rámci regulácie stáleho tlaku by muselidúchadlá pracovať proti strate tlaku spôsobenej membránovými regulačnými ventilmi. S posunutím regulačného tlaku teraz regulujeme omnoho inteligentnejšie a efektívnejšie”, objasňuje Markus Haverkamp, projektový inžinier zo spoločnosti Aquaconsult. Pre zásobovaniezákladného zaťaženia biológie, tvoriacej alternatívne okruh prevzdušňovanýcha neprevzdušňovanýchnádrží s tromi stupňami čistenia, inžinieringováspoločnosťv Hannoveri uvažovalas využitímturbodúchadiel, ktoré vyrobila spoločnosťAERZEN.
Typ AT 150-0.8S-G5 dosahuje sacíobjemový výkon4.800m3/h s menovitým výkonom motora143 kW pri sacomtlaku 1 bar a konečnom tlaku až do 1,8 bar. Pre Corda Utermanna, predajného manažéra spoločnostiAERZEN, sú turbodúchadlá klasickými predstaviteľmi strojov, ktoré sú energeticky optimalizované pre základné zaťaženie, ktoré by mali pracovaťnepretržite 24 hodín pri menovitých parametroch, kedy dosahujú najvyššiu ekonomickú účinnosť. „Ako pri takmer akejkoľvek turbo technológiiklesá energetická účinnosť vtedy, keďstroje pracujú vrozsahu čiastočného zaťaženia”, vysvetľuje Utermann. V dôsledku toho sa vyvíjajú koncepty, ktoré sa starajú o energeticky efektívne čistenie odpadových vôd, ktorých prítoksa v priebehu dňa mení od vysokého po nízky. Pre optimálnu energetickú účinnosťv čistiarniodpadových vôdtento postoj znamená, že požiadavka na vzduch, prekračujúca základné zaťaženie, sa musí pokryť objemovými zariadeniami, ako sú napríklad dúchadlá s rotačnýmipiestami a kompresory s rotačnýmipiestami. Sú vhodné pre ich vysoký rozsah ovládania medzi 25% a 100% a majú dobrú účinnosť aj priprevádzke s čiastočným zaťažením. Preto sú tiež súčasťou kombinovanéhosystému dva agregáty typu Delta Hybrid (D 62 S) a jedno dúchadlo DeltaBlower(GM 80 L) od spoločnosti AERZEN v čistiarni odpadových vôd v Rheda-Wiedenbrück.
AERZEN vyvinul AERsmart, aby toto kvarteto nielen bezpečne pokrylo potrebnú spotrebu kyslíka pre prevzdušňovacie nádrže, ale tiež vytváralo v tomto kombinovanom systéme požadovaný objem vzduchu energeticky najefektívnejším spôsobom. Podľa Corda Utermanna, „je veľkým umením riadiaceho inžinierstvavytvorenie prechodov medzi prekrývajúcimi sa prevádzkovými oblasťami tak plynule, ako je to len možné a tak energeticky najefektívnejšiepre každé zaťaženie, ako sa len dá, t.j. prevádzkovať rôzne kombinácie rôznorodých strojov tak, aby bol výsledok čo najoptimálnejší.” Tie vyplývajú z „každého zaťaženia zhodujúceho sa so skutočnou potrebou” podľa Markusa Haverkampa. Toto „vždy zahŕňa vzostupné a zostupné vrcholy”. Keďže sa v čistiarni odpadových vôd v Rheda-Wiedenbrück používajú tri rôzne stroje s rozdielnymiprevádzkovými rozsahmi, ich prevádzka sa musí koordinovať takým spôsobom, „že počet spínaní bude taký nízky, ako je to len možné. Keďže by častézapínanie a vypínanie zvýšilo opotrebovanie zariadení”, vysvetľujeprojektový inžinier zo spoločnostiAquaconsult. „Efektívne rozvádzanie vzduchu medzi prevzdušňovacími nádržami (riadenie meniaceho sa tlaku, elimináciaporúch, ako napríklad NH4-N, množstvo vody atď.) a voľba efektívneho stroja sú potrebné pre optimálnu celkovú účinnosť. Toto sa realizuje prostredníctvom nového riadiaceho systému AERZEN.”
Potreba kyslíka v troch stupňoch čistenia je základom pre optimalizáciu riadiaceho systému s riadením AERsmart. Ukazovatele spracúva centrálny PLCsystém čistiarne a výsledný požadovanýtlak sa prenáša prostredníctvom profibusu k riadeniu dúchadla. AERsmart sa potom stará o optimálne kombinovanú prevádzku štyroch samostatných agregátov s ohľadom na šetrenie energie. „Turbodúchadlo, ktoré je tu použité, má napríklad najvyššiu efektívnosť pri výkone83 %”, vysvetľuje Cord Utermann. Ak je požiadavka vzduchu mimo tútohodnotou, môže byť efektívnejšie, keď sa celkom vypne stroj so základným zaťažením a pokryje sa relatívne nízka požiadavka vzduchu dvoma strojmiDelta Hybrid. „Naše baktérie sa nestarajú o to, odkiaľ pochádza kyslík”, hovorí s úsmevom Hendrik Wulfhorst. Ale vedúci čistiarne odpadovej vody poukazuje na to, že dúchadlová technika bola projektovaná už pri spúšťaní modernizácie, takže výkon turbodúchadla by mal byť dostatočný pre „normálnu” dennú potrebu.
Predpokladaná úspora pre čistiareň odpadových vôd v Rheda-Wiedenbrücku bola pri použití energeticky optimalizovaných dúchadiel a relatívne jednoduchého procesu riadenia, ktorý je užšie previazaný s prevládajúcimi aktuálnymi hodnotami, okolo 30 energie v biológii. AERsmart ďalej poskytujeďalších 5 až 8 % úspory vďaka optimalizácii na úrovni dúchadla. Test priamo na čistiarni odpadových vôd dokáže, koľko to naozaj bude aj z pohľadu dlhšej prevádzkovej doby. Rheda-Wiedenbrück je prvou čistiarňou odpadovej vody v Nemecku, ktorá testuje AERsmart za reálnych podmienok. „Potrebujeme použitie priamo v prevádzke, len takdokážeme rozpoznať komplexné prepojenia čistiarne odpadových vôd; toto sa nemôže nasimulovať na skúšobni. Toto je dôvod, prečo je taká dôležitá intenzívna spolupráca s našimi zákazníkmi, pretože len tento proces nám poskytne najlepšiureferenciu využitia pokrokovo orientovaných technológií tvorených pre budúcnosť”, sumarizuje Cord Utermann.
