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3 | 2013

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TITELTHEMA In der

TITELTHEMA In der biologisch arbeitenden Kläranlage in Neufinsing, östlich von München, erzeugten bereits sechs Aerzener Drehkolbengebläse mit abgestuften Leistungen die Prozessluft für die Belebungsbecken. Ein zusätzlicher drehzahlgeregelter Aerzener Drehkolbenverdichter aus der neuen Baureihe Delta Hybrid ermöglicht seit Mitte 2010 eine optimierte Anpassung der Prozessluft-Erzeugung an den schwankenden Bedarf. Die Folge: Die Kläranlage inNeufinsing benötigt zur Produktion der Prozessluft für die Belebungsbecken gut 15Prozent weniger elektrische Energie. Energie-Verschwendung in Kläranlagen vermeiden Norbert Barlmeyer Seit der Inbetriebnahme der Kläranlage inNeufinsing im Jahr 1973 wurde die in den Belebungsbecken benötigte Prozessluft mit Drehkolbengebläsen derAerzener Maschinenfabrik erzeugt. Noch heute sind diese fast 30 JahrealtenAggregate dortaktiv.Drei weitere wurden1995 in Betriebgenommen. Damit verfügte die Kläranlage bis Mitte 2010 über sechs Aggregate mit einer Gesamtliefermenge von 472 Kubikmeter pro Minute (m³/min, siehe Tabelle). Fünf Anlagen werden durch einen Elektromotor, die Anlage GMB 16.13 durch einen Gasmotor angetrieben. Eine kleine und eine große Anlage sind mit Frequenzumrichter ausgerüstet und können deshalb drehzahl- und damit leistungsgeregelt gefahren werden. Dieübrigen sindüber die AntriebsmotoreninzweiStufen zuschaltbar.Alle Aggregate sind für bestimmte Bedarfsstufen vorprogrammiert. Sie werden über den inden Belebungsbecken gemessenen Sauerstoffgehalt über eine übergeordnete Steuerung mit vordefinierten Leistungsstufen gefahren. Als optimaler Zielwert gilt ein Sauerstoffwert von2Milligramm proKubikmeter (mg/m³). Spitzenlast-Anlage Delta Hybrid „Unsere Aerzener Drehkolbengebläse haben zum Teil schon mehr als 150000 Betriebsstunden(Bh) zu unserer vollsten Zufriedenheit gearbeitet“, erklärt Anton Lippacher, Betriebsleiter der Kläranlage in Neufinsing.„Deshalb wurdeuns 2010 angeboten, in unserer Station ein drehzahlgeregeltes Aggregat der neu entwickelten Baureihe Delta Hybrid zu testen. DieAerzener Maschinenfabrikhielt unsere Kläranlage hierfür als besonders geeignet, weil das Aggregat bei uns sofort unter Normalbedingungen in den Prozessluft-Bedarf eingebunden und deshalb unter echten Anforderungen der Praxis arbeiten konnte.“ Das Aggregat des Typs D62Smit einer Lieferbandbreite von18bis 60 m³/min wurdeindie bereits vorher vorhandene Stufenschaltung aufgenommen. Bereits gut sechs Monate nachInbetriebnahme entschied man sich zurfestenÜbernahme.Grund warendie Vorteile desTestaggregats: 7 In Schwachlastzeiten deckt das Delta Hybrid-Aggregatden Prozessluft-Bedarf mit optimaler Energieausnutzung alleine. 12 UmweltMagazin März 2013

7 Bei höherem Bedarf deckt das Aggregat durch seine Einbindung in die Stufenschaltungen die Bedarfsspitze mit optimaler Anpassung an den Bedarf im Verbund mit einem oder mehreren Drehkolbengebläsen und ermöglicht so über die gesamte Bedarfsbandbreite die harmonische Anpassung derFörderleistung aller aktivierten Aggregate an den schwankendenProzessluft-Bedarf. Das neue Delta Hybrid-Aggregat der Aerzener Maschinenfabrik wird nach folgendemKonzept eingesetzt: 7 Sobald der Sauerstoff-Gehalt in den Belebungsbecken unter den angestrebten Optimalwert von 2 mg/m³ sinkt, startetzunächst das neue Delta Hybrid- Aggregatund versucht, diesen Optimalwert schnellwiederzuerreichen. 7 Wenn die Sauerstoff-Produktion dieser Anlage für einen schnellen Anstieg auf den Optimalwert jedoch nicht ausreicht, werden zusätzliche Gebläse entsprechend dem vordefinierten Stufen- Programm bedarfsabhängig zugeschaltet. DieseStufen wurden so vorgewählt, dass die Verdichterleistung mit jeder Stufe umgut 20 Prozent zunimmt. Die Gebläse arbeiten dann als Grundlast- Anlagen, während das drehzahlgeregelte neue Delta Hybrid-Aggregat als Spitzenlast-Anlage aktiv ist. 7 Nur wenn eine Bedarfsstufe optimal ausschließlich durch größere Drehkolbengebläse abgedeckt werden kann, geht das Delta Hybrid-Aggregat inden Stillstand. Seit seiner Inbetriebnahme Mitte 2010 hat das neue Delta Hybrid-Aggregatbis März 2012 in knapp 21 Monaten rund 10 000 Bh absolviert. Dies entspricht bei Dauerlauf (730 Bh/Monat) einer Laufzeit von gut 14Monaten. Damit war das Aggregat seit seiner Inbetriebnahme mit einerzeitlichenAuslastung vonfast66Prozentaktiv. Blick in die Verdichterstation: ein Aerzener Drehkolbenverdichter der neuen Baureihe Delta Hybrid, installiert im Jahr 2010 (im Vordergrund), und sechs Aerzener Drehkolbengebläsen der Baujahre 1972 bis 1995 Typ Liefermenge [m³/min] Motorleistung [kW] Antrieb GMA 13.6 10,5 13,4 elektrisch GMA 16.12 40,2 50,4 elektrisch GMB 16.13 143 146 Gasmotor GMA 17.14 115,5 113,6 elektrisch GMC 17.14 113,6 113,5 elektrisch GMB 16.12 49,2 50,4 elektrisch Aggregate der Kläranlage Neufinsing bis Mitte 2010 Ideale Spitzenlast-Anlage Das von den Aerzener Spezialisten empfohlene Konzepthat sichimPraxistest inder Kläranlage in Neufinsing bewährt: Der Prozessluft-Bedarf einer Kläranlage sollte durch ein Verbundkonzeptmit verschiedenenMaschinentypen mit unterschiedlichen Leistungenrealisiertwerden. Das heißt im vorliegenden Beispiel: Die in Neufinsing zunächst ausschließlich mit Drehkolbengebläsen betriebene Anlage konnte mit denVorteilen einesDrehkolbenver- Kläranlage Neufinsing in derÜbersicht dichters der neuen Baureihe Delta Hybrid –erverfügt über einen großen Regelbereich und einen guten Wirkungsgrad auch im Teillastbetrieb – kombiniert werden.Erstdiese Kombination Die Kläranlage des gKu VEMünchen-Ost in Neufinsing wurde ursprünglich für 110 000 EGW (Einwohnergleichwerte) ausgelegt und 1973 in Betrieb genommen. 1995 wurde sie auf 135 000 EGW ausgebaut. Mittelfristige Planungen sehen einen Ausbau auf 175 000 EGW vor. Das Abwasser der 13 angeschlossenen Gemeinden in den Landkreisen München, Erding und Ebersberg wird in der vollbiologisch arbeitenden Kläranlage zunächst ineiner Rechenanlage von Grobstoffen befreit. Im anschließenden Sandfang werden Sande und Splitt abgefangen und aus dem Abwasser entfernt. Im Anschluss erfolgt die mechanische Reinigung in einem Vorklärbecken; die biologische Reinigung dann inder zweiten Stufe. Dabei erfüllen Mikroorganismen eine optimale Reinigungsfunktion der Abwässer, indem sie die hierin enthaltenen Stoffe als Nahrungsquelle nutzen. Auf diese Weise werden die Schmutzstoffe dem Abwasser entzogen und über die Nachklärung als Überschussschlamm aus dem Wasser entfernt. Ein wichtiger Faktor ist der Abbau von Nährstoffen aus dem Abwasser wie etwa Ammoniumstickstoff. Dieser wird in der biologischen Stufe eliminiert. Zu diesem Zweck wird das mechanisch vorgereinigte Abwasser imVerhältnis 60:40 auf die zwei parallel arbeitenden biologischen Stufen Biologie Iund II verteilt. Das gereinigte Abwasser aus beiden Stufen wird dann über Nachklärbecken und einen nachgeschalteten Biofilter mit einem Reinheitsgrad von 98 bis 99 Prozent inden Vorfluter (Mittlerer Isarkanal) eingeleitet. 7 Die Biologie Ibesteht in Neufinsing aus vier 1100 m³ großen Denitrifikationsbecken, die ursprünglich der Nitrifikation dienten, einem 1993 oberirdisch gebauten Stahlwickelbehälter mit einem Volumen von 2500 m³ und einem 1997 gebauten rechteckigen weiteren Nitrifikationsbecken mit einem Volumen von 2800 m³. 7 Die Biologie II verfügt über ein 4000 m³ großes Kombibecken mit Denitrifikationsund Nitrifikationszone sowie über ein Nachklärbecken mit 4200 m³ Beckenvolumen. Diese wurden 1997 bis 1998 als Erweiterung komplett neu errichtet. UmweltMagazin März 2013 13

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