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10-11 | 2016

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Special

Special Ressourceneffizienz mann. Deshalb seien Konzepte zu entwickeln, die es möglich machen, die im tageszeitlichen Verlauf schwankenden Schmutzfrachten gleichermaßen energieeffizient zu reinigen. Für ein Optimum an Energieeffizienz in einer Kläranlage bedeutet dieser Ansatz, dass der Luftbedarf, der über die Grundlast hinausgeht, von Verdrängermaschinen wie Drehkolbengebläsen und -verdichtern zu decken ist. Diese Technologien zeigen ihre Stärke im hohen Regelbereich von 25 bis 100 % und einem guten Wirkungsgrad im Teillastbetrieb. In der Kläranlage Rheda-Wiedenbrück gehören deshalb noch zwei Aggregate vom Typ Delta Hybrid sowie ein Delta Blower zum Verbund. Steuerungstechnik für verbesserte Abstimmung Damit dieses Quartett den Sauerstoffbedarf für die Belebungsbecken nicht nur prozesstechnisch sicher deckt, sondern die benötigte Luftmenge auch möglichst energieeffizient im Verbund erzeugt, hat das Aerzener Unternehmen die Steuerung AERsmart entwickelt. Nach Aussage von Utermann besteht „die hohe Kunst der Steuerungstechnik darin, die Übergänge zwischen den sich überlagernden Betriebsbereichen möglichst fließend und bei jeder Last so energieeffizient wie möglich zu gestalten, also die unterschiedlichen Maschinen in der Kombination immer im Gesamtoptimum zu fahren“. Diese resultieren laut Haverkamp „aus dem Lastgang, der sich nach dem realen Bedarf richtet“. Dabei gebe es „immer wieder Spitzen nach oben und nach unten“. Indem in Rheda-Wiedenbrück drei verschiedene Maschinen mit unterschiedlichen Arbeitsbereichen und Wirkungsgraden zum Einsatz kommen, müssen diese auf eine Weise übereinander gelegt werden, dass sich möglichst wenig Schaltvorgänge ergeben. Ein laufendes An- und Abschalten würde den Verschleiß erhöhen. „Für einen optimalen Gesamtwirkungsgrad ist eine effiziente Verteilung der Luft auf die Belebungsbecken sowie die effiziente Maschinenanwahl erforderlich. Die Realisierung erfolgt hierbei über die neue Steuerung von Aerzen“, so Haverkamp. Basis für die steuerungstechnische Optimierung mit AERsmart bildet der Sauerstoffbedarf in den drei Reinigungsstufen. Die Kennzahlen werden von der zentralen Anlagen-SPS verarbeitet, und der daraus resultierende Solldruck wird per Profibus an die Gebläsesteuerung gegeben. Die Steuerung sorgt dann dafür, dass die vier Aggregate energetisch optimal miteinander arbeiten. „Das hier eingesetzte Turbogebläse hat zum Beispiel bei 83 % Auslastung den höchsten Wirkungsgrad“, so Utermann. Liegt der Luftbedarf darunter, kann es folglich effizienter sein, die Grundlastmaschine ganz abzuschalten und den vergleichsweise geringen Luftbedarf durch die beiden Delta-Hybrid-Anlagen zu decken. Der Abwassermeister weist jedoch darauf hin, dass im Vorfeld der Modernisierungen die Gebläsetechnik so projektiert wurde, dass die Leistung des Turbogebläses für den normalen Tagesbedarf ausreicht. Als Zwischenergebnis konnte die Kläranlage Rheda-Wiedenbrück mit den energieoptimierten Gebläsen und einer vergleichsweise einfachen Prozesssteuerung, die enger mit den Ist-Werten verknüpft ist, rund 30 % Energie in der Biologie einsparen. Die Steuerung verringert den Energiebedarf durch die Optimierung auf Gebläseebene um weitere 5 bis 8 %. Wie viel es über eine längere Betriebsphase genau ist, wird der Feldtest in der Kläranlage zeigen. Rheda-Wiedenbrück ist der erste Abwasserbetrieb in Deutschland, der diese Steuerung in der Praxis testet. „Wir brauchen den Einsatz vor Ort, weil wir die komplexen Zusammenhänge einer Kläranlage nur im Feld erfassen können. Das lässt sich auf keinem Teststand abbilden. Deshalb ist Turbogebläse, DeltaHybrid und DeltaBlower sollen die Luft für die Belebungsbecken bedarfsgerecht erzeugen. Die Steuerung AERsmart soll die Gebläse effizienter machen. Die Grundlast der Luftversorgung wird mit einem Turbogebläse gedeckt. uns die intensive Zusammenarbeit mit unseren Kunden so wichtig, weil wir nur so einen engen Anwendungsbezug für neue Entwicklungen erhalten“, so Utermann. Thorsten Sienk, freier Fachredakteur, Bodenwerder Unternehmenskontakt: Sebastian Meißler, Aerzener Maschinenfabrik GmbH, Aerzen, sebastian.meissler@aerzener.de Bilder: Aerzener 28 UmweltMagazin Oktober - November 2016

Projekte Umweltmarkt Abwasserbehandlung Chemikaliensicheres Rinnensystem Die Entwässerungslösung für eine neue Tankinnenreinigungsanlage (TIRA) der Spedition Richter in Greppin lieferte die Birco GmbH aus Baden-Baden. Die bestehende Anlage entsprach nicht mehr den aktuellen Anforderungen an die technischen und umweltspezifischen Auflagen. Für den Neubau wurden Bestandsgebäude auf dem Speditionsgelände abgerissen. Drei neue Reinigungsbahnen – zwei für Chemie und eine für Lebensmittel – sowie ein Gebäude wurden nach dem aktuellen Stand der Technik geplant und errichtet. Für die Flächenabdichtung aus Beton verwendete das Unternehmen eine spezielle Betonrezeptur mit Zugabe des organischen Zusatzstoffs Mowilith. Dadurch wird nicht nur die Eindringtiefe von Flüssigkeiten in den Beton reduziert, sondern dieser wird zusätzlich widerstandsfähiger gegen Chemikalien, Säuren und Laugen. Das Prozessabwasser fließt dann über die Betonflächen in die Rinnensysteme, die resistent gegen aggressive Medien sind. Sie leiten das Abwasser in zwei getrennte, unterirdische Auffangbehälter aus Edelstahl. Von dort aus wird Rinnenelemente werden in einer Tankreinigungsanlage verlegt. das emulgierte Wasser oder das Abwasser mit gelösten Inhaltsstoffen den Behandlungsanlagen zugeführt. Das Unternehmen hat das System BIRCOdicht speziell für das Ableiten aggressiver Medien entwickelt. Für die TIRA kamen Rinnen der Nennweite 300 in Einsatz, um einen ersten Rückhalteraum für Flüssigkeiten zu schaffen. Die Stränge wurden die Anlage maßgeschneidert und passende Eck- und T-Stücke sowie individuelle Elemente zum Längenausgleich werksseitig angefertigt. Die Entwässerungsrinnen sind aus massivem C40/50 Beton gefertigt und besitzen Bild: Birco eine vollständig verschweißte sowie im Material verankerte 3 mm starke Ummantelung aus Polyethylen hoher Dichte im Wasserlauf und an den Kopfstücken. Mittels einer fachgerechten Verschweißung am Rinnenstoß entsteht ein sicherer Ablauf für die anfallenden Flüssigkeiten. Die von Lkw befahrbare Abdeckung der Kastenrinnen besteht aus einer verschraubten Steg-Gussabdeckung, insgesamt erfüllt das System die DIN-EN 1433 der Klasse E600, dies entspricht einer Punktbelastbarkeit von 60 t. www.birco.de Ressourceneffizienz Kühlung und Heißlufterzeugung Die Hochtemperaturwärmepumpe und Kältemaschine Dürr thermeco2 HHR130. Die Dürr thermea GmbH aus Ottendorf- Okrilla hat für ein international tätiges Kunststoffrecycling-Unternehmen zwei Hochtemperaturwärmepumpen und Kälte- Maschinen vom Modell thermeco2 HHR 130 als Containervariante geliefert. Diese dienen der Trocknung von gereinigten Kunststoff-Flakes und der Kühlung von Extrudern. Die Maschinen wurden als schlüsselfertige Containerlösung auf dem Dach des Industriegebäudes mit bereits integrierten Sicherheitsvorrichtungen installiert. Standardmäßig werden Extruder über Kältemaschinen gekühlt. Für die Erzeugung von Heißluft für Trocknungsprozesse werden elektrisch betriebene Lufterhitzer eingesetzt. Mit der neuen Lösung ergibt sich die Möglichkeit, die Extruderkühlung und die Heißlufterzeugung über einen Prozessschritt zu realisieren und damit den Verbrauch an elektrischer Energie zu senken. Maschinen dieser Baureihe arbeiten mit dem Kältemittel R744 und erreichen Rückkühltemperaturen bis 110 °C, die technisch genutzt werden können. Die Kombination zwischen gleichzeitiger Kälteproduktion und Abwärmenutzung ermöglicht die Erzeugung von Kühlwasser im Temperatur-Bereich von 23 bis 17 °C und Heißluft von 35 bis 80 °C. Das Verhältnis von erzeugter Kälte- beziehungsweise Wärmeleistung zur eingesetzten elektrischen Leistung für diese Kälte-Wärme- Kopplung liegt bei 6,5. Die Anlage soll sich innerhalb von zwei Jahren amortisieren. Durch die Wahl des natürlichen Kältemittels besteht langfristig Investitionssicherheit, da die in der F-Gase-Verordnung sanktionierten klimaschädlichen Kältemittel vermieden werden. www.durr-thermea.de Bild: Dürr thermea UmweltMagazin Oktober - November 2016 29

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