Kompressoren für Wasseraufbereitung Beim Thema Kompressoren haben Kläranlagen noch Luft nach Oben

Auch bei der Abwasseraufbereitung kann ein Kompressor den entscheidenden Unterschied machen – Zuviel des Guten: Überdimensionierung ist ein häufiges Problem kommunaler Wasseraufbereitung. Wer über ein grundlegendes Redesign nachdenkt, sollte Technologieanbieter von Anfang an ins Boot holen – so gelingt es, gemeinsam neue Einsparpontenziale zu heben.

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Veolia Water Technologies Deutschland GmbH

JESSBERGER GmbH

Process Sensing Technologies PST GmbH

Divisione ROBUSCHI - Gardner Denver Srl.

Ist die Lufterzeugung einer Wasseraufbereitung überdimensioniert und wenig effizient, sollte über den grundlegenden Aufbau nachgedacht werden: Mit dieser Überlegung nahm die Iren-Gruppe, ein im Energiesektor tätiges Multi-Utility-Unternehmen, die Umstrukturierung einer kommunalen Wasseraufbereitung in Angriff. Im Zentrum des Projekts stand eine 1982 gebaute Kläranlage für 45 000 Einwohner der Gemeinden Rubiera und Scandiano in der Provinz Emilia/Italien. Für den Umbau entschied sich die Gruppe dazu, auf Know-how und Technologie von Robuschi zu vertrauen.

Die Wasserleitung der Anlage von Rubiera besteht aus vier parallelen Leitungen, die jeweils am Anfang von einem eigenen Kompressor für die Prozesslufterzeugung in der Oxidations- bzw. Nitrifikationskammer gespeist werden. Eine genaue Überprüfung dieses Teils der Anlage hatte gewisse Abweichungen ergeben. „Der ursprüngliche Aufbau“, erklärt dazu Loris Canovi, Leiter des Bereichs Kläranlage in der Region Emilia bei Ireti, einem Unternehmen der Iren-Gruppe, „hatte sich im Vergleich zum tatsächlichen Bedarf an Sauerstoff im Tank, der dafür benötigt wird, um den Atmungsprozess der Biomasse und den Oxidationsprozess der organischen Komponenten und des Ammoniakstickstoffs zu speisen, als zu hoch erwiesen.“

Während der Kontrollen waren im Laufe des Tages sehr große Schwankungen im Vergleich zur Produktion herausgekommen. Diese Bedingung sorgte für hohen Rückstand und Energieverschwendung. Im Grunde genommen konnten die Maschinen aufgrund des Aufbaus der Leitungen die Liefermenge nicht unter eine bestimmte Schwelle senken. Folglich überstieg die Menge des mit der Luft zugeführten Sauerstoffs über lange Zeiträume des Tages den tatsächlichen Bedarf.

Zusammen mit Robuschi entwarfen die Iren-Spezialisten ein erweitertes Luftsteuerungssystem, das mit einem innovativen Kompressor die Anlagenleistung verbessern konnte. „Zunächst wurde beschlossen, den Aufbau zu verändern und alle Maschinen miteinander zu verbinden. Dabei wurde festgestellt, dass im Zeitraum geringerer Nachfrage ein Kompressor für die Erzeugung der Prozessluft ausreichen würde. Dieser müsste jedoch sehr vielseitig sein und eine Vielzahl von Durchfluss-Variationen erlauben.“ Eine wichtige Bedingung, da die Anlage ein breites Leistungsspektrum – zwischen 600 m³/h und 3000 m³/h unter Volllast – abdeckt.

Das Plus an Flexibilität

Bei diesem Kläranlagen-Modernisierungsprojekt arbeiteten Ingenieure von Iren und Robuschi Seite an Seite: „Am Anfang wurde ein Prototyp der WS 65 hergestellt, danach ging man zu einer Lösung mit Dimensionen über, die für die Anforderungen der Anlagen besser geeignet waren. So wurde die Baugröße WS 85 ausgewählt“, erklärt Canovi. Während der Testphase wurde das System auf die Iren-Betriebslogik eingestellt, und später zur Anpassung an die gewünschten Arbeitsbedingungen kalibriert.

Die Robuschi-Technologie stellte eine für die Bedürfnisse der Kläranlage essentielle betriebliche Flexibilität unter Beweis, da sie es ermöglicht, den Kompressor bei Bedarf ein- und wieder auszuschalten, ohne dass sich dadurch irgendein Problem bei der Inbetriebnahme ergäbe.

Die Flexibilität und Vielseitigkeit des neuen Robox Energy zeigte sich auch bei der von Iren installierten SPS, da diese problemlos mit dem Kompressor kommuniziert und ihn, falls erforderlich, in ein reines Ausführungsgerät im Hinblick auf die Verfahrensparameter verwandelt. Alternativ dazu verarbeitet und verwendet der Robox die Sauerstoff-Daten, die direkt vom Prozess kommen. „Diese Flexibilität, die den Prozess­umfang unterstützt und nicht stört, und unser Know-how erweisen sich als ein großer Vorteil und einzigartiges Feature, das man in anderen Technologien zur Energieeinsparung nicht findet.“

Es ging also darum, zur idealen Lösung zu gelangen, die es dem System ermöglicht, keine elektrische Energie zu verschwenden. Das Ziel wurde mit einem Steuersystem mit einer anwenderseitig implementierten Logik und dank Robuschi erreicht. Der nächste Schritt, so Canovi, besteht darin, die neue Logik mit einer Fraktionierung der Lufterzeugung zu unterstützen.

„Um das System in den Momenten der größeren Nachfrage zu speisen, wird wahrscheinlich eine kleinere Einheit als der WS 85 erforderlich sein, um die Nachfrage mit maximaler Flexibilität und in allen Lastsituationen der Anlage zu erfüllen.“

Halbierter Energiebedarf

Die Anlage in Rubiera arbeitet im endgültigen Layout mit dem Robox Energy WS 85. Obwohl es noch zu früh ist, den tatsächlichen Nutzen zu überprüfen, können bereits die ersten Daten ausgewertet werden.

„Über eigens installierte Stromzähler wurde der tatsächliche Verbrauch während des laufenden Projektes gemessen. Somit konnte sichergestellt werden, dass wir – nachdem wir mit der neuen Logik infolge der Anwendung des Steuersystems, welches das Abschalten der Maschine bei Nichtgebrauch ermöglicht, beim Stromverbrauch der Becken im Vergleich zur ursprünglichen Konfiguration 30 % eingespart hatten – mit der Installation der Baugröße 85 WS eine weitere Reduktion von 20 % allein bei der Lufterzeugung erzielt haben. Das ergab eine Energieeinsparung von insgesamt 50 %.“

Eine solche Senkung des Verbrauchs ist an sich bereits ein beachtliches Ziel, das jedoch weiter verbessert werden könnte. „Das erzielte hervorragende Niveau kann noch um ein paar Punkte erhöht werden, indem man einige Komponenten der Anlage verfeinert, wie beispielsweise das Ausmaß und die Effizienz der Zuluftführung; es handelt sich um einfache Steuerungsmaßnahmen, die jedoch das bereits sehr hohe Einsparungspotenzial, das wir mit der Modernisierung erreicht haben, weiter steigern werden.“

* * Der Autor ist Product and Application Manager bei Robuschi.

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