Power oder Performance? Für Formel-1-Piloten wäre die Entscheidung leicht – beides und so viel wie möglich. Für den täglichen Betrieb von Kläranlagen kann sich das keiner leisten. Dort ist es viel besser, auf möglichst wenig Power bei maximaler Performance zu setzen. Die Frage dort lautet, wie kann man seine begrenzten Mittel so einsetzen, dass mit der vorhandenen Anlage und mit den Ressourcen Zeit, Personal, Energie und Material das Optimum an Effizienz erreicht wird? Mit der Biologieoptimierung bietet Endress+Hauser die Möglichkeit, neue Wege zu gehen. Die Lösung lässt Anwendern die Wahl, Umfang, Tempo und Zeitschiene der Umsetzung selbst festzulegen. Kernstück ist der neue Regler für die Biologieoptimierung. Er enthält die Bausteine, die es dem Anwender erlauben auf den Prozess einzuwirken. In der Eigenentwicklung sind unter anderem ein Ammoniumregler, ein Phosphatregler und ein Sauerstoffregler enthalten.
Der Regler Liquidcontrol CDC80 hält die Ammoniumkonzentration in einem frei einstellbaren Regelband. Die Belüftung läuft unter Berücksichtigung von Sicherheitszeiten für die maximale Belüftungszeit und die maximale Pausenzeit nur so lange, bis der Ammoniumwert die untere Grenze des Regelbands erreicht hat. Der Ammoniumregler minimiert in den vorgegebenen Grenzen die energieintensiven Belüftungszeiten in Abhängigkeit der Prozessanforderungen. Voraussetzung ist, dass es in der Belebung Zonen mit intermittierender Belüftung gibt, die man zu- oder abschalten kann. Ohne zusätzliche Hardware in der Regeleinheit kann man parallel die Fällmitteldosierung für die Phosphatfällung regeln. Der integrierte Sauerstoffregler steuert die Gebläse in den vom Ammoniumregler vorgegebenen Belüftungszeiten und gibt einen Sollwert für die Sauerstoffkonzentration vor. Der Regler verändert dynamisch je nach der Ammoniumbelastung der biologischen Stufe den Sollwert. Stellt man nun eine Niedriglastphase im Belebungsbecken fest, reduziert man den Sauerstoffsollwert auf ein Minimum. Gleichermaßen hebt man den Wert in einer Hochlastphase wieder an. Dies ermöglicht die perfekte Abstimmung der Anlage auf unterschiedliche Belastungssituationen. Ziel ist es, in gering belasteten Zeiten möglichst energieminimiert zu fahren und in Zeiten mit hohen Belastungen zusätzliche Leistungsreserven zur Verfügung zu haben.
Anlagen aus der Ferne steuern
Um das System besser und einfacher warten zu können, kann man optional einen Fernzugriff installieren. Dadurch kann der Nutzer die Parameter jederzeit aus der Ferne ohne zusätzliche Reisezeiten überwachen und ändern. Auch Anwendungsfragen lassen sich durch den direkten Zugriff auf die Messdaten rasch und kompetent beantworten. In dieser Form nahm Endress+Hauser die dezentrale Regeleinheit, die sie kurz vorher gemeinsam mit der örtlichen Elektrofachkraft an die vorhandene Steuerung der Anlage anschlossen, auf der Kläranlage Waldhausen in Betrieb. Der Leiter der Kläranlage Michael Szegedi war erstaunt, wie schnell und reibungslos die Umsetzung verlief: „Schon nach wenigen Wochen konnten wir sehen, dass wir die Anlage bei nahezu halbierten Belüftungszeiten sehr stabil fahren können. Das erspart natürlich Strom.“
Sowohl als Software- wie auch als Hardware-Lösung ist die Anknüpfung an das bestehende System schnell. Teure Migrationen der Prozessleitsysteme, Umbau der Steuerungen oder bauliche und verfahrenstechnische Erweiterungen sind nicht notwendig. Der Nutzer kann Einstellungen und Änderungen einfach eingeben. Schnell zeigt sich bei der Auswertung der Belüftungszeiten und Kurvenverläufe von Ammonium und Nitrat, was man erreicht hatte und wo es weiteres Potenzial gibt. Die Lösung ist erprobt und leistungsfähig. Sie stellt die nötigen Werkzeuge für die Biologieoptimierung zur Verfügung. Sowohl Änderungen und Erweiterung auf mehrere Straßen oder Becken als auch andere Funktionen oder Updates sind unkompliziert und schnell erledigt.
Komplettlösung für schnelle Ergebnisse
An Maßnahmen zur Biologieoptimierung waren früher viele verschiedene Geschäftspartner mit unterschiedlichem Verständnis beteiligt. Die Folge waren langwierige Planungs- und Umsetzungsphasen. Mit der Endress+Hauser Lösung kommt jetzt alles aus einer Hand – es gibt nur einen Ansprechpartner für Verfahrenstechnik, Messtechnik, Regelung und Automatisierung. Was und wie geregelt wird, ist transparent und liegt offen zutage.
