Performance³

Kläranlagen bedarfsgerecht belüften

Die Wirtschaftlichkeit moderner Kläranlagen wird ganz maßgeblich von dem Energieverbrauch der verschiedenen Prozessschritte während der Abwasseraufbereitung beeinflusst. Besonders der energieintensive Prozess der biologischen Belüftung steht dabei im Fokus der Betrachtung: Rund 60 bis 80 Prozent des Gesamtenergiebedarfs fallen hier an. Gleichzeitig bietet die Klärbeckenbelüftung ein großes Energiesparpotenzial, das sich Betreiber von Klärbecken zunutze machen können.

Als erfahrener Spezialist für die Wasser- und Abwassertechnik setzt die Firma AERZEN seit jeher neue Maßstäbe in puncto Energieeffizienz im Belebungsbecken. Das innovative Performance³-Konzept gilt als die wohl effizienteste, leistungsstärkste und flexibelste Technologielösung zur bedarfsgerechten Sauerstoffversorgung in Klärbecken. Das Alleinstellungsmerkmal von Performance³ ist die optimierte Anpassung der Gebläseleistung an individuelle Lastschwankungen und unterschiedliche Verschmutzungsgrade.

Doch welche Technik steckt eigentlich hinter Performance³? Wie spielen die verschiedenen Gebläsetechnologien im Belebungsbecken zusammen und wie gelingt es, unterschiedliche Leistungsbedarfe und Volumenstrombereiche technisch sinnvoll miteinander zu kombinieren?

Performance³ - Was ist das eigentlich?

Performance³ bezeichnet – vereinfacht ausgedrückt – die Möglichkeit, Maschinentechnologien auf die individuellen Anforderungen der jeweiligen Anlage zu konfigurieren, um die effizienteste Lösung für die Belüftung zu erhalten. Es geht darum, den schwankenden Lastbedarfen optimal zu begegnen und unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Technologien immer mit der effizientesten Maschinenauslastung zu fahren. Dafür eignen sich drei verschiedene Gebläsetechnologien: Drehkolbengebläse, der Drehkolbenverdichter und Turbogebläse. Je nach Anlagenkonfiguration und Auslastung können diese Technologien aufgrund Ihrer Schwerpunkte im Zusammenspiel oder als Einzellösung so geschaltet werden, dass eine maximale Effizienz erzielt wird. In Verbindung mit der Verbundsteuerung AERsmart, die für die optimale Verteilung der Luftmengen auf die Aggregate sorgt, können die Effizienzwerte weiter verbessert werden.

Performance³ ermöglicht es Ihnen, für jede Anlagenkonfiguration genau die Gebläselösung zu finden, die in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht das Optimum darstellt. Wurden in der Vergangenheit vielfach nur Gebläse einer Baugröße installiert, so findet heute häufig ein Mix aus unterschiedlichen Baugrößen oder gar Technologien statt. Einsparungen von bis zu 30% sind möglich.

Um die weitreichenden Vorteile von Performance³ in Gänze zu verstehen, ist ein gewisses Verständnis über die Anwendung von Gebläsetechnologien in Klärbecken erforderlich.

Performance³ im Klärbecken – ein großer Schritt zu mehr Energieeffizienz

Die Herausforderung bei der Belüftung von Klärbecken liegt vor allem darin, den ständigen Schwankungen im Lastprofil jederzeit gerecht zu werden. Der Luftbedarf von Belebungsbecken wird von einer ganzen Reihe unterschiedlicher Faktoren beeinflusst. Je nach Region, Tageszeit und Niederschlagsmenge treten unterschiedliche Verschmutzungsgrade und starke Schwankungen innerhalb der Lastgänge auf.

Lange Zeit wurde dem fluktuierenden Lastprofil im Klärbecken mit einem alleinstehenden Gebläse begegnet, welches das komplette Lastprofil abdeckt. Die Folge: Aufgrund des schwankenden Bedarfsprofils läuft das Gebläse nur selten im optimalen Betriebspunkt – damit einher gehen eine unzureichende Energieeffizienz sowie ein unnötig hoher Energieverbrauch. Die Wirtschaftlichkeit der gesamten Kläranlage wird von der gewählten Belüftungslösung empfindlich beeinträchtigt.

Genau hier setzt Perfomance³ an: Durch das mögliche Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien, Baugrößen und Auslegungspunkte realisieren wir individuelle Gebläselösungen, die Energieeinsparungen von bis zu 30 % erlauben. Die Investition in die Effizienzmaßnahme rentiert sich bei vielen Klärbecken schneller als erwartet – je nach Anlage liegt die Amortisationszeit bei nur rund zwei Jahren.

Die Gebläsetechnologien im Fokus

Um die Auswahl der Gebläsetechnologien präzise auf die individuellen Lastgänge in der betrachteten Kläranlage abzustimmen, ist ein tiefgreifendes Verständnis über die Einsatzbereiche der verschiedenen Technologien erforderlich.

Im Folgenden geben wir daher einen Überblick über die technischen Eigenschaften der drei Gebläse.

Leistungsbedarf und Volumenstrombereich
Leistungsbedarf und Volumenstrombereich im Vergleich

Das Drehkolbengebläse – robuster Dauerläufer mit langer Geschichte

Das Drehkolbengebläse blickt auf eine lange Geschichte zurück – im Jahr 1868 hat AERZEN das erste Gebläse dieser Art in Europa gebaut. Die Technik hat sich bewährt und gehört heute zu den erfolgreichsten Kompressor-Bauweisen überhaupt. Modelle wie der Delta Blower aus dem Hause AERZEN kombinieren eine robuste und zuverlässige Arbeitsweise mit einer kompakten Bauform und einer wartungsarmen Konstruktion.

Einer der wesentlichen Vorteile von Drehkolbenmaschinen ist die konstante Effizienz im Teillastbereich. Dank des breiten Einsatzspektrums mit einem Regelbereich von 25 bis 100 Prozent ist die Lösung damit prädestiniert zur Versorgung schwankender Bedarfe in Belebungsbecken.

Das Turbogebläse – kompakte Kraft im Belebungsbecken

Die Turbogebläse aus dem Hause AERZEN überzeugen nicht nur durch ihr platzsparendes Design, den ölfreien Betrieb und den geringen Wartungsaufwand. Auch die überdurchschnittlich hohe Energieeffizienz trägt ihren Teil dazu bei, dass Turbogebläse aus modernen Gebläselösungen in Klärbecken nicht wegzudenken sind.

Turbogebläse spielen ihre Stärke vor allem durch den höchsten Wirkungsgrad im Auslegungspunkt aus – hier erreichen Sie eine einzigartige Effizienz, die den Wirkungsgrad von herkömmlichen Drehkolbengebläsen in den Schatten stellt. Das Turbogebläse lässt sich in einem breiten Regelspektrum von 40 bis 100 Prozent betreiben, wobei die Effizienz im Teillastbetrieb nachlässt.

Alleinstellungsmerkmal des Turbogebläses von AERZEN ist die innovative Luftlagerung mit Teflon-Grafit-Doppelbeschichtung. Diese ermöglicht auch bei extremen Betriebsbedingungen höchste Zuverlässigkeit und sorgt für eine beeindruckende Lebensdauer.

Der Drehkolbenverdichter – innovative Hybridlösung

Wenn die Vorteile der Gebläse- und Verdichtertechnologie in einem einzigen Gerät vereint werden – dann entsteht der innovative Drehkolbenverdichter von AERZEN. Der Delta Hybrid besticht in einem weiten Regelbereich von 25 bis 100 Prozent durch eine hohe Effizienz. Dazu nutzt er zwei verschiedene Rotorenprofile, die jeweils auf verschiedene Druckniveaus ausgelegt sind. Der Drehkolbenverdichter kann punktgenau auf die speziellen Prozessanforderungen im Klärbecken ausgelegt werden und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Kompressoren Energieeinsparungen von bis zu 15 Prozent.

Wie aus drei Technologien eine intelligente Lösung wird

Drei innovative und technisch ausgeklügelte Technologien allein machen noch keine maßgeschneiderte Gebläselösung. Für einen prozess- und energieeffizienten Klärbetrieb sind darüber hinaus eine präzise Messung und Auswertung realer Betriebsdaten sowie eine intelligente, übergeordnete Steuerung erforderlich. Nur so gelingt es, den vom Belebungsbecken geforderten Volumenstrom zu jedem Zeitpunkt optimal auf die eingesetzten Technologien aufzuteilen und das Wirkungsgrad-Optimum zu finden. Im Hause AERZEN wurden zu diesem Zweck die beiden Lösungen AERaudit und AERsmart entwickelt:

Mit der Volumenbedarfsermittlung legen Sie den Grundstein für eine effiziente und nachhaltige Betriebsweise Ihres Klärbeckens. Aus diesem Grund führen wir im ersten Schritt eine Vor-Ort-Messung durch und zeichnen mithilfe  einer mobilen Messstation alle relevanten Daten Ihres Belüftungssystems auf. Ob Volumenstrom, Druck, Temperatur oder Leistung – alle Betriebsdaten werden in Form von Lastgängen aufgezeichnet.

Im Rahmen der anschließenden Analyse werten unsere Spezialisten die erfassten Daten aus und entwickeln auf Basis der Ergebnisse ein maßgeschneidertes Konzept. Dabei steht stets die Effizienz im Mittelpunkt: Unter Berücksichtigung der realen Lastgänge und Anforderungen wird ein schlüssiges Betriebskonzept erstellt, welches durch die passenden Gebläsetechnologien mit jeweils der optimalen Auslastung der Energiebedarf bis auf ein Minimum reduziert wird.

In einem transparenten Report visualisieren wir für Sie die wichtigsten Ergebnisse der Volumenbedarfsermittlung. Auf diese Weise können wir Ihnen nicht nur die ideale Maschinenkonfiguration aufzeigen, sondern auch im Handumdrehen das Einsparpotenzial und die Amortisationszeit der Modernisierungsmaßnahme berechnen.

Auch das beste System erzielt ohne eine intelligente, übergeordnete Steuerung nicht die gewünschten Ergebnisse – aus diesem Grund setzen wir auf die Verbundsteuerung AERsmart. Diese macht ihrem Namen alle Ehre und sorgt dafür, dass die geforderten Luftmengen genau so aufgeteilt werden, wie es den Gebläse-Eigenschaften entspricht. Durch die Berücksichtigung der individuellen Wirkungsgrade gelingt es, erstklassige Effizienzwerte zu erzielen und das Gebläse immer im bestmöglichen Betriebspunkt arbeiten zu lassen.

Auch wenn starke und sprunghafte Lastwechsel im Belebungsbecken auftreten, leistet die Maschinensteuerung ganze Arbeit und verteilt den Sauerstoffbedarf in kürzester Zeit intelligent auf. Dabei können sogar Fremdfabrikate und Installationen mit nur einer Maschinentechnik bedient werden.

Performance³ im Praxiseinsatz – die Kläranlage Rheda-Wiedenbrück

Das Belüftungssystem in der Kläranlage Rheda-Wiedenbrück wurde jahrelang mit einem alten Drehkolbengebläse betrieben – es war also höchste Zeit für eine Modernisierung. AERZEN installierte eine maßgeschneiderte Kombination aus Turbogebläse und Drehkolbenverdichter Delta Hybrid – durch diese Maßnahme konnte bereits ein Einsparpotenzial von 30 Prozent realisiert werden. Auf Basis der Performance³ Konfiguration konnte die Verbundsteuerung AERsmart ihre Stärken dann voll ausspielen und die Energieaufnahme des Systems um weitere acht Prozent senken.

Die Kläranlage versorgt heute nach wie vor rund 326.000 EWG im Raum Rheda-Wiedenbrück sowie Deutschlands größten Schlachtbetrieb. Dank der maßgeschneiderten Performance³-Lösung wurden die Energiekosten aber um rund 40.000 Euro pro Jahr reduziert.

Performance³ für Ihre Kläranlage – wir beraten Sie gerne

Die energetische Optimierung von Kläranlagen erfordert neben der richtigen Technologie vor allem eins: technischen Sachverstand. Nur wenn es gelingt, die Vorteile der Gebläsetechnologien auf die individuellen Anforderungen zuzuschneiden, lässt sich das optimale Ergebnis erzielen.

Die erfahrenen Spezialisten im Hause AERZEN kümmern sich aus diesem Grund um die komplette Projektabwicklung von der ersten Bestandsaufnahme vor Ort über die Durchführung und Auswertung von Messungen und die Auslegung des Anlagenkonzeptes bis zur Umsetzung der Maßnahme.

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