Veden ja jäteveden käsittely

Ainutlaatuista: AERZEN-teknologian monipuolisuus

Suorituskyky3. Kuorman vaihtelun tarkka huomiointi. Uutta tehokkuutta ilmastusaltaaseen.

Tekniset ja rakenteelliset erikoisuudet sekä vaihteleva ilmantarve ilmastusaltaissa ovat haasteina jokaisen jätevedenpuhdistamon ilmastustekniikalle. Seuraus: merkittävä energiankulutus. Energiakustannukset voivat muodostaa jopa 80 % kokonaiskustannuksista. Ratkaisu: uudenlainen yhdistelmä AERZENin kiertomäntä-, Hybrid- ja turbopuhaltimia. Tämän yhdistelmän avulla laitoksen peruskuormaa ajetaan erittäin energiatehokkaasti ja huippukuormitustilanteet hoidetaan täsmällisesti. Tulos: kokonaisprosessin ennennäkemätön tehokkuus. Investointi voi maksaa itsensä takaisin jo kahden vuoden kuluessa!

More technology highlights

AERsmart

Parhaasta kaikkein parhaimpaan suoritukseen ilmastusaltaassa

AERaudit

Make saving potential visible

AERwater

Your way to water 4.0

LÄMMÖN TALTEENOTTO

Kustannusten säästö paineilman tuotannossa
Veden ja jäteveden käsittely jätevedenpuhdistamossa

Käytettävissä olevat menetelmät ovat yhtä monipuolisia kuin mahdollisuudet välttää ympäristöhaittoja. Jäteveden osalta esimerkiksi hiekanerotuksen ilmastus tai paineilmastus biologisissa puhdistusjärjestelmissä. Olipa sitten kyseessä syvä selkeytysallas tai jätevedenpuhdistamo, jossa on tavanomainen ilmastusallas tai luonnolliset selkeytyslammikot – ratkaisevaa on hapetusteho.

Jos jätevedet ovat jo virranneet luonnon kiertokulkuun, järvien ja jokien ilmastus estää vesistöjen likaantumisen edelleen. Juomaveden käsittelyssä suodatinhuuhtelu paineilmalla takaa, että käytettävissä oleva vesi on moitteetonta ja ettei luonnollisia vesivarastoja tarvitse käyttää liiallisessa määrin.

Kaatopaikoilla tai mädätystorneissa syntyvä kaasu tai jätevesien puhdistuksessa muodostuva biokaasu ei enää poistu ympäristöön tai sitä ei enää polteta hyödyttömänä, vaan ympäristöhaittojen vähentämiseksi ja raaka-ainepulan lievittämiseksi se hyödynnetään energianlähteenä. Biokaasukompressoreiden paineenkorotuksen avulla kaasu siirretään lämpö- ja sähkövoimalaan tai generaattoreihin, joissa muunnettu energia voidaan tämän jälkeen käyttää esim. rakennusten tai kasvihuoneiden lämmitykseen.  Syntyvä kaasu mitataan AERZEN-kiertomäntäkaasumittareilla.

Jätevesilietteen kuivaamisessa voidaan käyttää AERZEN-kiertomäntäkompressoreita kuivan lietteen pneumaattiseen kuljetukseen.

Esitettyjen esimerkkien lisäksi AERZEN-tuotteet palvelevat monipuolisesti muissakin käyttötilanteissa. Niin paljon kuin on mahdollisuuksia suojella ympäristöä, on olemassa myös käyttökohteita AERZENin kiertomäntä- ja turbokompressoreille.


Käyttökokemukset

ESIIN PIILOSTA, RESERVIT KÄYTTÖÖN!

TEHOKASTA ILMAA JÄTEVEDENPUHDISTAMOILLE

Kun jätevedenpuhdistamoiden modernisointia suunnitellaan, jatkuvasti alenevat ammoniumin, nitraatin ja fosfaatin raja-arvot jouduttavat yleensä investointipäätöksiä. Mitä tulee budjettiin, kannattaa ilmastonsuojelua ja omaa rahoitusta silmällä pitäen ottaa suunnittelussa huomioon myös energiatehokkuus.

AERZEN takaa energiatehokkaan prosessi-ilman tuotannon

Menestystarina – Kötzin jätevedenpuhdistamo

Kötzin jätevedenpuhdistamo on valinnut prosessi-ilman tuotantoa varten ihanteellisen ratkaisun: yhdistetty järjestelmä, joka sisältää AERZEN-turbokompressorit peruskuormalle ja AERZEN-kiertomäntäkompressorit huippukuormalle, huolehtii jätevedenpuhdistamon häiriöttömästä ja kulujen suhteen optimaalisesta toiminnasta.

Jätevedenkäsittely Aerzener Maschinenfabrikin puhallinteknologioilla

Miten jätevedenkäsittelyn energiakustannuksissa voi saada aikaan säästöä? Millaisia vaihtoehtoja on tarjolla uusien laitosten perusratkaisuiksi ja vanhojen laitteiden korvaamiseksi tai päivittämiseksi? Nämä ovat tärkeitä kysymyksiä jätevedenpuhdistamojen toiminnanharjoittajille. AERZEN monipuolisine ja joustavine ratkaisuineen osaa vastata näihin kysymyksiin.

Miksi oikean puhallinteknologian valinta on niin tärkeää jätevedenkäsittelyssä

Aerzener Maschinenfabrik on kansainvälisesti johtavia ratkaisutarjoajia jätevedenkäsittelyn ja -puhdistuksen alalla. AERZENin puhallintekniikan yleisimpiä käyttöaloja on jäteveden käsittely jätevedenpuhdistamoissa. Kompressoreja, puhaltimia ja turbopuhaltimia käytetään ilmastusaltaiden ilmastukseen kaikentyyppisissä jätevedenpuhdistamoissa. Käyttömahdollisuudet ulottuvat pienestä biologisesta vedenpuhdistamosta isoihin useiden kuntien yhteisiin jätevesihuoltolaitoksiin. AERZENin laitteet tuottavat ilmaa jäteveden happi-ilmastukseen.   Lisähappi ilmastusaltaassa auttaa bakteereita kuluttamaan jäteveden sisältämiä eloperäisiä ainesosia. Tämä jätevedenkäsittelyn prosessivaihe aiheuttaa 60-80 % jätevedenpuhdistamon kokonaisenergiakustannuksista. Energiakustannusten osuuden ollessa näinkin suuri, voidaan helposti ymmärtää tehokkaamman teknologian tarjoamat säästömahdollisuudet.

Energiatehokkuuden kannalta on tärkeää pystyä hallitsemaan päivittäiset ja vuodenaikaan sidonnaiset kuormituksen vaihtelut mahdollisimman optimaalisella tavalla. Esimerkiksi Lapin lomakohteissa ilmastusaltaan ilmastuksen energiatarve saattaa olla huomattavasti suurempi kylmänä talvipäivänä, kuin kuumana kesäpäivänä. Puhaltimien tehon sopeuttaminen kuormituksen vaihteluihin voi tuoda merkittävää säästöä energiakustannuksissa.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi kannattaa perehtyä hyvin paikallisiin olosuhteisiin. Kuinka suuri jätevedenpuhdistamo on, ovatko vaihtelut suuria, vai onko käyttöaste tasainen? Sopiiko puhaltimien optimaalinen tehoalue jätevedenpuhdistamon ilmastuksen tavanomaiseen säätöalueeseen ja käyttöasteeseen? Paljonko asennustilaa on käytettävissä puhaltimille? Missä elinkaarensa vaiheessa puhdistamo on, onko peruskorjaus pian ajankohtainen? Lyhyesti sanoen: jokainen jätevedenpuhdistamo tarvitsee oman tarkkaan räätälöidyn ratkaisunsa.

Mitä teknologioita on käytettävissä ja mitä etuja niillä on?

Kiertomäntäkompressori

Kiertomäntäpuhaltimet, kuten AERZEN Delta Blower, ovat laajimmin käytetty perusratkaisu ilmastusilman tuottamiseen. Suhteellisen alhaiset hankintakustannukset ja laaja säätöalue soveltuvat hyvin erilaisiin käyttökohteisiin. Kiertomäntäpuhaltimet mukautuvat hyvin paineen- ja lämpötilanvaihteluihin.
Kiertomäntäpuhaltimet ovat jätevedenkäsittelyssä kaikkein yleisin puhallintyyppi. Laaja vakiosäätöalue voidaan toteuttaa hyödyntämällä taajuusmuuttajakäyttöä. Näin hyötysuhde pysyy suurin piirtein vakaana myös suurissa kapasiteetin vaihteluissa. Suhteellisen alhaiset hankintakustannukset kuoleutuvat jo lyhyessä ajassa.

Turbopuhaltimet tai Turbokompressorit

Turboteknologia on usein tehokkain ratkaisu silloin, kun vakiosäätöalue on kapea ja turbo voi toimia suurimman osan aikaa vakionopeudella. Jatkuvassa käytössä lähellä mitoituspistettä turbon energiasäästö voi olla huomattava verrattuna kiertomäntäpuhaltimiin. Korkeamman investointikustannuksen vastapainoksi turbon vuotuiset käyttökustannukset ovat laitteen tehokkuuden ansiosta alhaisemmat. Turbon käyttö soveltuu huonommin laitoksille, joilla on säännöllisesti merkittäviä paineen ja virtauksen vaihteluita.

Turbon etuna on myös sen pieni koko. Turbon asennuspinta-alan tarve on pieni, mikä mahdollistaa konehuoneen tehokkaan tilasuunnittelun niin vanhoissa kuin myös uutena rakennettavissa laitoksissa. Tämäkin seikka alentaa kustannuksia. AERZEN toimittaa turbon ja oheislaitteet pakettina: Moottori, puhallin ja ohjausyksikkö toimitetaan kokonaisena laitteena, mikä helpottaa asennusta.

Hybridipuhaltimet (kiertomäntä-/ruuvikompressorit)

Hybridipuhallin yhdistää kiertomäntäpuhaltimen ja ruuvikompressorin ominaisedut turbopuhaltimen kaltaiseen tehokkuuteen. Perusteknologiana on joko matalalle paineelle optimoitu ruuviprofiili tai kierretty kiertomäntäprofiili. Näin voidaan hallita huomattaviakin kuormituksen ja vastapaineen vaihteluita joustavasti ja tehokkaasti. Hybridipuhaltimien vakiosäätöalue on lähes samanlaajuinen kuin kiertomäntäpuhaltimien ja ne takaavat suhteellisen vakaan ilmatuoton vastapaineen muuttuessa. Hybridipuhaltimen säätöalue on 25 - 100 %. Etuna verrattuna turbopuhaltimiin on suhteellisen korkea hyötysuhde koneen osakuormituskäytöllä.

Milloin erilaisten puhallinteknologioiden yhdistelmä on kannattava?

Edellä esiteltyjen laiteteknologioiden yhdistäminen on kannattavaa erityisesti suurissa jätevedenpuhdistamoissa tai puhdistamoissa, joiden käyttöaste on korkea ja joissa kuormituksen vaihtelut ovat suuria. Tällöin voidaan turbopuhallinta käyttää peruskuorman ilmastukseen ja hybridipuhallinta lisänä huippukuormitustilanteissa tai yksinään alhaisen kuormituksen tilanteessa.

Erilaisia konetyyppejä voidaan käyttää hiekanerotuksessa samalla tavoin kuin ilmastusaltaissa. Turbopuhaltimien, kiertomäntäkompressorien ja kiertomäntäpuhaltimien yhdistelmäkäyttö parantaa energiatehokkuutta ja alentaa jätevedenpuhdistamon toimintakustannuksia merkittävästi. AERZEN tarjoaa toimivia ratkaisuja konseptillaan "Performance³".

Miten löydän kestävimmän ja kustannustehokkaimman ratkaisun tarpeisiini?

Mainittakoon ensimmäiseksi älykäs AERZEN Performance³-ohjelmisto „AERsmart“, joka valitsee jokaista toimintapistettä varten energiatehokkaimman koneyhdistelmän ja takaa siten kaikkien koneiden ajamisen optimipisteessä korkeimmalla hyötysuhteella.

Jätevesiteknologian sovellukset ovat monitahoisia. Sopivimman ja tehokkaimman järjestelmän määrittämiseksi AERZEN tarjoaa asiakkailleen lisäpalvelua AERaudit, jossa mitataan ja analysoidaan olemassa olevan laitoksen toiminta-arvoja. Tämän analyysin avulla voidaan määritellä kehittämis- ja energiansäästöpotentiaalit kyseiselle laitokselle. Lisäksi AERZEN tarjoaa laajan aineistokokoelman laitossuunnittelua varten. 180-sivuinen „Suunnittelukansio, jätevesi“ kokoaa laitosrakentajille, suunnittelutoimistoille ja toiminnanharjoittajille monipuolisia tuote- ja suunnittelutietoja, sekä myös apuvälineitä toiminta-arvojen laskentaan, vinkkejä konehuoneen suunnitteluun ja ohjeita lämmön talteenottoon.

Erilaisia sovelluksia - räätälöityjä ratkaisuja

Lukuisat asiakaskokemukset eri jätevedenpuhdistamoilta osoittavat, miten erilaisten puhallinteknologioiden räätälöidyllä käytöllä voidaan saada aikaan tehokkaita ratkaisuja mitä erilaisimmissa olosuhteissa.
Esimerkiksi vuonna 1974 rakennettu jätevedenpuhdistamo Silverstone WWTP, Colorado, USA vastaa useiden paikkakuntien, myös suurta kuormitusvaihtelua aiheuttavien turistikohteiden, jätevedenpuhdistuksesta ja -käsittelystä. Laitoksen kokonaistehokkuus parani huomattavasti, kun vanhat keskipakoispuhaltimet korvattiin taajuusmuuttajakäyttöisillä AERZEN-puhaltimilla.

Puhdistamolla käytettävä AERZEN Turbo TB 100 on varustettu kestomagneettimoottorilla, joka on kehitetty erityisesti suurtaajuuksista ja korkealla kierrosluvulla toimivaa kytkinkäyttöistä turbopuhallinta ajatellen. Ratkaisun avulla onnistuttiin melutasoa vähentämään niin paljon, että kuulonsuojaus ei ole enää tarpeellista. Lisäksi puhaltimen jäähdytysjärjestelmästä talteenotettu lämmin ilma voidaan talvisin käyttää hyväksi laitoksen lämmityksessä.

Myös lukuisat menestystarinat Euroopasta kertovat Aerzenin tuotteiden laadusta ja kannattavuudesta: Niedersachsenin osavaltion eteläosassa sijaitsevassa jätevesilaitoksessa AERZENin paineilmalaakeroitu turbopuhallin on korvannut maaliskuusta 2016 lähtien kilpailijan valmistaman magneettilaakeroidun turbon. Sarjan TB50-0.8 S turbo kattaa keski- ja huippukuorman laitoksella, joka on mitoitettu asukasvastineluvulle 16 000. Yöaikaisen matalan kuormituksen hoitaa kiertomäntäpuhallin.    AERZEN-turbo on jaksottaisessa käytössä. Käynnistysvaiheessa ilmalaakeroitu turbo käy täyskuormakäytössä kymmenen minuutin ajan. Sen jälkeen lasketaan tehoa 60 - 80 minuutin ajaksi 60%-70%:iin maksimitilavuusvirrasta. Kun tarpeellinen happipitoisuus ilmastusaltaassa on saavutettu, käy turbo ensin tyhjäkäynnillä ja sammutetaan sen jälkeen kokonaan. Ajoittainen käyttö ja tarpeita vastaavat pysäytystoimet mahdollistavat reagoimaan joustavasti erilaisiin kuormitustarpeisiin ja säästämään energiaa. AERZENin ilmalaakeroidusta turbosta saamiensa hyvien kokemusten perusteella seudullinen vesihuoltoyhtiö Lingener Land on päättänyt korvata myös Spellen kunnan jätevedenpuhdistamon magneettilaakeroidun turbon ilmalaakeroidulla AERZENin turbolla.

Eräs toinen AERZEN-menestystarina Euroopassa on jätevesilaitos Holzkirchen Münchenin lähellä. 80% jätevedenpuhdistamon kokonaisenergiakustannuksista syntyy puhaltimien käytöstä. Esimerkkitapauksessa tarkasti räätälöity mitoitus ja hyötysuhteen nostaminen maksoivat itsensä erityisen nopeasti takaisin. Ilmastusaltaiden vaihtelevien ilmatarpeiden tyydyttämiseksi oli tarpeellista toteuttaa täsmällinen ilmastusilman syöttö tarkan säädön avulla. AERZENin AERsmart-ohjausyksikkö tarjosi sopivan ratkaisun. AERsmart koordinoi eri puhallintyyppien yhteistoimintaa kulloisenkin ilmantarpeen perusteella. Autopilottiin verrattava AERsmart hoitaa eri toimintaperiaatteilla toimivien aggregaattien ohjaus- ja säätötoimintoja, ja ottaa eri koneiden palveluksia käyttöön prosessin kulloisenkin tarpeen mukaisesti. Peruskuormaa ajetaan tyypin TB75-0.8S turbokompressorilla. Huippukuormitustilanteessa otetaan lisäksi käyttöön Delta Hybrid -sarjan kiertomäntä-/ruuvikompressori. Mikäli peruskuormaturbo uhkaa joutua toimimaan vajaakäytöllä, ottavat kaksi vanhempaa Delta Blower -puhallinta vastuun ilmastuksesta. Vaajaakäyttötilanteet vältetään tarkalla ohjauksella ja mahdollisuudella ottaa yksittäisiä laitteita käyttöön tarpeen mukaan. Samalla paranee laitoksen energiatehokkuus.

Yksityiskohtaisen vertailuraportin AERZENin ilmastusjärjestelmistä Holzkirchenin jätevedenpuhdistamolla löydät tästä linkistä.

Lisätietoa tehokkaimman puhallinteknologian valinnasta löydät Whitepaper-raportistamme.