Aufrufe
vor 4 Jahren

10/11 | 2012

  • Text
  • Oktober
  • Umweltmagazin
  • Unternehmen
  • Energie
  • Energien
  • Millionen
  • Deutschland
  • Technik
  • Anlagen
  • Beziehungsweise

SPECIAL Trink-, Prozess-

SPECIAL Trink-, Prozess- und Abwasser Neues Prozessluftkonzept spartEnergie Die Kläranlage des Wasser-Verbandes Wendland wird mit einer maximalen Auslastung von 120000 Einwohnergleichwerten (EGW) gefahren, obwohl in ihrem Einzugsbereich nur 20 000 Menschen wohnen. Grund für dieses krasse Missverhältnis: Die Kläranlage muss auch die Einleitungen einer Stärkefabrik und einer Großschlachterei verarbeiten. Deren stark schwankenden Volumina führen zu einem stark differierenden Prozessluft-Bedarf, der mit drei klassischen Turboverdichtern lange Zeit nur sehr unwirtschaftlich erzeugt werden konnte. Seit dem Austausch der alten Turboverdichter spart die Kläranlage in Lüchow bis zu 45 Prozent anelektrischer Energie ein. Norbert Barlmeyer Die drei fast 15Jahre alten Turboverdichter wurden im August 2011 gegen sechs drehzahlgeregelte Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid der Aerzener Maschinenfabrik ersetzt. Mit diesen Aggregaten, die sichan den stark schwankenden Prozessluft- Bedarfanpassen lassen, wurdeein völlig neues Versorgungskonzept realisiert. Für dessen Erarbeitung mussten insbesondere die Arbeitszeiten der beiden Großeinleiter berücksichtigt werden. Sowohl die Abwassermengender Stärkefabrik, als auch die der Großschlachterei (zusammen entsprechend gut 100000 EWG) schwankenimWochenverlauf erheblich. Als einzige ganzjährige Konstante gilt die Einleitungsmenge der Bevölkerung im Einzugsgebiet. Einleitung der Prozessluft inein Belebungsbecken Trotz Umbau zugroß Seit der Inbetriebnahme der Kläranlage 1987 wurde die Prozessluft zunächst durch drei klassische Turboverdichter mit Getriebe und ölgeschmierter Lagerung sowie mitAntriebsleistungen von je318 Kilowatt (kW) erzeugt. Diese Anlagen waren durch ihre Liefermengen von je10000 Kubikmeter pro Stunde(m³/h) für die Belüftung derdrei 8,80 Meter tiefen Belebungsbecken nicht nur vielzugroßdimensioniert;sie waren auch viel zuunflexibel, umden über das Jahr stark schwankenden Prozessluft-Bedarfenergiegünstig erzeugen zu können. Für eine näher amBedarf orientierte Prozessluft-Erzeugung wurden zwei Turboverdichter durch Umbau inihren Leistungen reduziert, sodass dann folgende Leistungen verfügbarwaren: 7 Zwei Anlagen lieferten nur noch 5000 beziehungsweise 7500 m³/h. 7 Die dritte Anlage produzierte weiterhin 10 000 m³/h. Alle drei Anlagen arbeiteten auf eine gemeinsame Sammelleitung im Verdichterraum. Von dort wurde die Prozessluft bedarfsabhängig über Blendenregulierschieber zu den drei Belebungsbeckengeführt.Bei Erreichendes Sauerstoff-Sollwertes wurden die Turboverdichter durch den entstehenden Gegendruck über Diffusorsteuerungenzurückgefahren. Obwohl die untere Leistungsgrenzedadurch bereits bis45Prozent (entsprechend 2250, 3375 und 4500 m³/h) heruntergeregelt werden konnte, lag die Prozessluft-Produktion noch immer deutlich über den jeweiligen Bedarfswerten. Doch trotz der durch den Umbau erzielten Leistungsreduzierung vonzweider drei Turboverdichtern wurde die Kläranlage nochimmer mit einem deutlich zuhohen Einsatz an elektrischerEnergie betrieben. Tandemkonzept Daher wurden im August 2011 sechs Aerzener Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid (Typ D62 S) installiert. Alle sechs Aggregate können über Frequenzumrichterstufenlos in einer Leistungsbandbreite von 627 bis 3135 m³/h, entsprechend 20 und 50 Hertz, gefahren werden.Jeweils zwei Aggregate versorgen als Tandem-Lösung über eine separate Zuleitung eines der drei Belebungsbecken. Durch Verbindungsleitungen zwischen den Aggregaten2und 3beziehungsweise 4und 5können die Drehkolbenverdichter im 30 UmweltMagazin Oktober -November 2012

Wartungs- oder Störungsfall auch den benachbarten Tandem-Gruppen zugeordnetwerden. UnterBerücksichtigung der vorgegebenen Wasserhöhe in den Belebungsbecken in Lüchow mit 8,80 Metern sowie derDruckverluste im Rohrleitungssystem und inden Belüftungsplatten werden die Aggregate mit dem Höchstdruck von 940 Millibar gefahren. In den Belebungsbecken wechseln sichdie Denitrifikations-und Nitrifikationsphasen in einer beladungsabhängigen Zykluszeit von 180bis 240 Minuten ab. Der kontinuierlich ermittelte Ammoniumnitratwert liefert die Messgröße fürden Sauerstoff-Istwert, für den ein mittlerer Sollwert von 2,5 Milligramm pro Liter (mg/l) angestrebt wird.Umdiesen in allen drei Belebungsbeckenzuerreichen undineinerengen Bandbreite zu fahren, werden die zwei jedem Becken zugeordnetenVerdichter wie folgt gefahren: 7 Im Normalfall liefert ein drehzahlgeregelter Drehkolbenverdichter pro Becken alleine die benötigte Prozessluft. Er wird aktiviert, sobald der Sauerstoff-Istwert im zugehörigen Becken auf 2,0 mg/l (unterer Grenzwert) gesunken ist. Nach Erreichen des Sauerstoff-Istwertes 4,0mg/l (oberer Grenzwert) wird das Aggregatdeaktiviert. 7 Sinkt der Sauerstoff-IstwertimBecken jedoch unter 2,0 mg/l, dann wird bei 1,875mg/l (= 25 Prozent unter dem angestrebten Sauerstoff-Mittelwert von 2,5 mg/l) der zweite Drehkolbenverdichter zugeschaltet,umein weiteresAbsinken desIstwerteszuverhindern und einen schnellen Anstieg auf den oberen Grenzwert zu erreichen. 7 Sobald der Sauerstoff- Istwert dann auf 2,375 mg/l (= 5Prozent unter dem angestrebten Sauerstoff-Mittelwert) angestiegen ist, wird der zweite Drehkolbenverdichter deaktiviert. Dann produziert das verbliebene drehzahlgeregelte Aggregat die benötigte Sauerstoffmenge bedarfsabhängig alleine. Alle sechs Aggregate werden über eine übergeordnete Steuerung gefahren. Für eine gleichmäßige Nutzung erfolgt bei jedem Zyklus-Neustart ein automatischer Grundlastwechsel. Innerhalb einer Zyklusphase von aktuell 240 Minutensind die Aggregate währendder minimal 50 undmaximal 90 MinutendauerndenDenitrifikationsphaseaktiv.Seit ihrer Inbetriebnahme im August 2011 haben die sechs Delta Hybrid-Aggregate bisMärz 2012 jeweils gut 1200 Betriebsstunden gearbeitet. Die neue Prozessluft-Versorgung mit sechs Aerzener Drehkolbenverdichtern der Baureihe Delta Hybrid arbeitet seit ihrer InstallationimAugust2011vollautomatisch. Drei Tandem-Gruppen bilden die neue Prozessluft-Station in der Kläranlage inLüchow. Bis zu 45 Prozent Energie gespart Mit den alten, klassischen Turboverdichtern benötigte die KläranlageinLüchow auchnachdem Rückbauvon zwei Verdichtern während der Kampagne der benachbarten Stärkefabrik von August bis Februar/März noch immer 7500 bis9000 kW/Tag.Durch das neue Belüftungskonzeptund denEinsatz der sechs Aerzener Drehkolbenverdichter Delta Hybrid reduzierte sich dieser Energie-Aufwand um bis zu45Prozent auf jetztnur noch4000 bis5000 kW.In den übrigen fünf Monaten ist die Energie-Ersparnis zwar etwas geringer, aber immernochsehrzufriedenstellend. Norbert Barlmeyer, freier Journalist, Bielefeld, info@aerzener.de Bilder (2): Aerzener Maschinenfabriken UMWELTTECHNIK Machen Sie Abfall zu Wertstoff – mit HSM! HSM Ballenpressen sind immer Spezialisten, wenn es darum geht, Abfallmaterialien zu verdichten. Egal welches Material Sie verarbeiten müssen, welche Volumina und örtlichen Gegebenheiten Sie haben – bei HSM finden Sie das geeignete Produkt „Made in Germany“. www.hsm.eu MADE IN HSM G E R M A N Y HSM GmbH + Co. KG · Germany · info@hsm.eu ·Gratis-Hotline 00800/44 77 77 66

Ausgabenübersicht