Wenn es um fortschrittliche Technologien zur Optimierung der Abwasserbehandlung und zur Reduzierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs geht, ist die Kläranlage Grüneck immer ganz vorne mit dabei. Seit ihrer Gründung im Jahr 1966 wurde die Anlage in der Nähe des Münchner Flughafens kontinuierlich erweitert und modernisiert und stellt inzwischen eine Abwasserreinigung auf höchstem Niveau für 160.000 EW (Einwohnerwerte) sicher. Im Jahr 2023 konnte die Kläranlage erstmals ihren gesamten Energiebedarf durch Eigenerzeugung decken. Auf diesen Lorbeeren ruhen sich die Bayern jedoch keinesfalls aus, sondern haben bereits das nächste Ziel im Blick – und das lautet 150 Prozent Energieautarkie. Mit dem neuen direktangetriebenen Delta Hybrid von Aerzen geht es mit Siebenmeilenstiefeln weiter voran. Das innovative Schraubengebläse begeistert mit bester Energieeffizienz bei kleinstem Footprint sowie reduziertem Wartungsbedarf und ist ein weiterer Schritt hin zu noch mehr Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit.
Abwasserreinigung auf höchstem Niveau
„Wir wollen Energie einsparen. Moderne Technik, die uns dabei hilft, ist immer willkommen. Daher waren wir auch gleich ganz Ohr, als uns Aerzen den neuen Delta Hybrid vorgestellt und das mögliche Einsparpotenzial auf unserer Anlage vor Augen geführt hat“, macht Jakob Rottmeir, Geschäftsleiter des Abwasserzweckverbandes Unterschleißheim, Eching und Neufahrn, deutlich und erzählt: „Bereits seit langem setzen wir in der Belebung und im Sandfang Aerzen-Aggregate ein und sind sehr zufrieden damit. Die Maschinen laufen zuverlässig, sie unterstützen uns bei der Optimierung unseres Energiebedarfs und der Wartungsbedarf ist gering.“
In der Kläranlage Grüneck werden sämtliche Abwässer aus dem circa 100 Quadratkilometer großen Einzugsgebiet des Abwasserzweckverbands Unterschleißheim, Eching und Neufahrn gesammelt und in einem kombinierten Verfahren aufbereitet, gereinigt und als sauberes Wasser mit EU-Badewasserqualität in die Isar eingeleitet. Herzstück ist die biologische Reinigungsstufe. Diese besteht aus zwei Bereichen – Belebungsbecken I und Belebungsbecken II.
Aerzen-Technik in beiden Belebungsbecken
Das Belebungsbecken I ist nur circa drei Meter tief und wird aktuell von drei Aerzen Delta Hybrid D75L (2 x 75 kW, 1 x 55 kW) mit Sauerstoff versorgt. Ursprünglich waren drei Turboverdichter eines Wettbewerbers installiert. Doch Effizienz- und Ersatzteilprobleme führten vor rund zehn Jahren zu der Entscheidung, auf Schraubengebläse von Aerzen umzusteigen. Diese waren energetisch, technisch sowie wirtschaftlich deutlich besser aufgestellt. Da das Abwasseraufkommen in den Sommer- und Wintermonaten sehr unterschiedlich ausfällt, ist ein großer Regelbereich wichtig. Schließlich muss im Belebungsbecken I eine Volumenstromrange von 750 m³/h bis 9.300 m³/h abgedeckt werden. Im Dezember 2023 wurde das Belüftungssystem auf den aktuellen Stand gebracht und neue Membranrohrbelüfter, die auf das bestehende Rohrnetz im Becken adaptierbar waren, eingesetzt. Diese arbeiten so effizient, dass künftig deutlich weniger Volumenstrom für die Belüftung des Beckens benötigt wird. Den niedrigeren Luftbedarf soll daher ab Mitte 2024 ein kleinerer Aerzen Turbo abdecken.
Das Belebungsbecken II wurde 2012 im Rahmen einer Kapazitätserhöhung um 40.000 EW in Betrieb genommen und besteht aus zwei parallelen Straßen, die wiederum in je vier einzelne Kaskadenbecken aufgeteilt sind. Die Kaskaden 1 bis 3 sind Denikaskaden und werden im Normalbetrieb nur mit Rührwerken umgewälzt. Sie dienen der Denitrifikation, also der Entfernung des Stickstoffs aus dem Abwasser. Die vierte große Kaskade wird permanent mit Druckluft belüftet. Sie hat die Aufgabe, die organischen Schmutzfrachten im Abwasser abzubauen und Stickstoff zu nitrifizieren, damit er anschließend in den vorgeschalteten Denikaskaden denitrifiziert und eliminiert werden kann.
Vom Redunanzaggregat zur Grundlastmaschine
Das Belebungsbecken II ist Schauplatz der aktuellen Energieoptimierung. 2011 wurden dort fünf Aerzen Delta Blower vom Typ GM25S mit einer Leistung von je 45 kW installiert – je zwei pro Straße plus ein Redundanzgerät in der Mitte, das Zugang zu beiden Straßen hat. Dieses Quintett wurde nun neu gemischt. „Bereits seit einigen Jahren arbeitet das Redundanzaggregat im Winter als Grundlastmaschine. In den sommerlichen Hochlastphasen übernehmen die anderen vier Blower“, so Jakob Rottmeir. „Wir haben uns gefragt, ob sich dieser Prozess nicht vereinheitlichen ließe, sodass eine Maschine in der Mitte sommers wie winters beide Straßen versorgt.“ Mit dem neuen Delta Hybrid D50S von Aerzen wird dies möglich. Noch vor der offiziellen Markteinführung (zweites Quartal 2024) hielt das innovative Schraubengebläse Einzug auf der Kläranlage Grüneck. Es ersetzt das Drehkolbengebläse in der Mitte und deckt fortan die Grundlast ab. Zwei neue installierte Ringkolbenventile regeln die bedarfsgerechte Bedienung des Sauerstoffgehalts der beiden Straßen des Beckens. Die vier Delta Blower links und rechts der beiden Straßen dienen seitdem als Redundanz, springen bei Hochlastbetrieb ein und unterstützen bei höheren Lasten.
Effiziente Plug & Play-Lösung
Der Delta Hybrid D50S verfügt über einen Direktantrieb mittels Zahnräder, einen IE5-Synchron-Reluktanz-Permanentmagnetmotor sowie einen integrierten Frequenzumrichter von Danfoss und ermöglicht Energieeinsparungen von bis zu 37 Prozent verglichen mit herkömmlichen Gebläsen. Das ist einzigartig am Markt und unterstützt Anwender zielgerichtet auf dem Weg zu mehr Ressourcen- und Kosteneffizienz. Die neuen Schraubengebläse stellen zuverlässig 100 Prozent ölfreie Prozessluft zur Verfügung, arbeiten in einem erweiterte Regelbereich bis zu 1:5 und bieten dank der Synchron-Reluktanz-Permanentmagnetmotoren auch im Teillastbereich eine hohe Effizienz.
Sie sind bei Lieferung sofort einsatzbereit (Plug & Play) und benötigen nur ein Minimum an Aufstellfläche. Die platzsparende Side-by-side-Aufstellung und der hervorragende Volumenstrom-pro-Quadratmeter-Wert führen zu klein dimensionierten Maschinenräumen und damit zu geringeren Gebäudeinvestitionen. Kapazitätserhöhungen auf engstem Raum sind so realisierbar.
Bereit für die digitale Zukunft
Die robuste Bauweise sorgt für eine einzigartige Zuverlässigkeit. Selbst unter schwierigsten Umgebungsbedingungen gewährleisten die direktangetriebenen Delta Hybrid einen sicheren Betrieb. Eine optionale Schallhaube für die Außenaufstellung ermöglicht den Einsatz der Maschinen auch unter direkten Witterungseinflüssen. Die AERtronic-Steuerung zur effizienten Regelung und Überwachung des Aggregats ist bereits integriert und macht den Delta Hybrid D50S digital ready. Alle Daten können an die übergeordnete Steuerung übertragen und via Browser, Tablet oder Handy abgerufen werden. Das Ergebnis ist ein Maximum an Maschinenverfügbarkeit, Ausfallsicherheit und Effizienz. „Der neue Delta Hybrid kombiniert auf einzigartige Weise Megatrends wie Energieeffizienz und Digitalisierung mit den Kernanforderungen der Klärwerkstechnik – Langlebigkeit, Zuverlässigkeit, Kompaktheit sowie Anwenderfreundlichkeit – und ist damit eine ideale Lösung zur energetischen Optimierung der biologischen Belüftung“, fasst Markus Leidinger, Abwassermanager International bei Aerzen, die Vorteile zusammen.
Einsparungen von bis zu 77.000 kWh jährlich
Für die Kläranlage Grüneck war es vor allem die außergewöhnliche Energieeffizienz des neuen Delta Hybrid D50S, die den Ausschlag gegeben hat. Und die Praxis zeigt, dass die Gebläsespezialisten von Aerzen nicht zu viel versprochen haben. Dank des Umstiegs auf das innovative Schraubengebläse kann die bayrische Kläranlage ihren Energieverbrauch um jährlich bis zu 77.000 kWh senken. Das ist eine Ersparnis von bis zu 31 Prozent. Auch der geringe Wartungsbedarf und das anwenderfreundliche Handling begeistern. Bedienung und Wartung erfolgen ausschließlich von der Front- und Rückseite. Die Ölwechsel- und Wartungsintervalle sind überdurchschnittlich lang, was sich positiv auf die Servicekosten auswirkt. Die Antriebskomponenten sind sogar komplett wartungsfrei. Die Maschinen sind bei Auslieferung bereits mit Öl befüllt und lassen sich unkompliziert mit Hubwagen, Gabelstapler oder Kran transportieren. Apropos Öl: Die Ölpumpe des Delta Hybrid D50S fördert über den gesamten Regelbereich dasselbe Volumen. „Mit dem neuen Delta Hybrid sind wir rundum zufrieden. Die Maschinen arbeiten effizient und bringen uns deutliche Kostenvorteile, während sich unsere Servicetechniker über die einfache und unkomplizierte Wartung freuen“, so Jakob Rottmeir und ergänzt: „Der Wechsel war auf jeden Fall die richtige Entscheidung. Danke an das Aerzen-Team für die gute Beratung und Betreuung.“
Bester seiner Leistungsklasse
Übrigens: Die Kläranlage Grüneck ist eine von weltweit zwölf Kläranlagen, die den neuen Delta Hybrid vorab auf Herz und Nieren testen konnte. Die Verfügbarkeit lag während der gesamten Testphase bei 100 Prozent. So unterschiedlich die Prozesstechnik und Einsatzbedingungen auch sind, in einem sind sich alle einig: So hohe Energieeinsparungen wie der Delta Hybrid mit Direktantrieb erzielt kein anderes Aggregat dieser Leistungsklasse am Markt. „Das zukunftsorientierte Design setzt Maßstäbe und ermöglicht der energieintensiven Wasser- und Abwasserbranche erhebliche Energie- und CO2-Einsparungen und damit signifikante Kostenreduzierungen“, resümiert Stephan Seedorff, Leiter der technischen Entwicklung bei Aerzen.
