Schluss mit Überproduktion: In Neufinsing wird nach Bedarf erzeugt. In der biologisch arbeitenden Kläranlage östlich von München erzeugen sechs Drehkolbengebläse mit abgestuften Leistungen die Prozessluft für die Belebungsbecken. Frequenzumrichter regeln die Drehzahl. Ein zusätzlicher drehzahlgeregelter Aerzener-Drehkolbenverdichter aus der neuen Baureihe Delta Hybrid ermöglicht seit der letzten Maßnahme eine optimierte Anpassung der Prozesslufterzeugung an den schwankenden Bedarf. Die Kläranlage produziert die Prozessluft für die Belebungsbecken der Straße1 jetzt auch mit höherer Energieeffizienz: Es werden 15Prozent weniger elektrische Energie für die Luftversorgung benötigt. Die Kläranlage wurde ursprünglich für 110.000EGW (Einwohnergleichwerte) ausgelegt und 1973 in Betrieb genommen. 1995 wurde sie auf 135.000EGW ausgebaut. Mittelfristige Planungen sehen einen Ausbau auf 175.000EGW vor. Das Abwasser der 13 angeschlossenen Gemeinden in den Landkreisen München, Erding und Ebersberg wird in der vollbiologisch arbeitenden Kläranlage zunächst in einer 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 erfolgt dann in der zweiten Stufe. Hier erfüllen Mikroorganismen eine optimale Reinigungsfunktion der Abwässer. Ein wichtiger Faktor ist der Abbau von Nährstoffen aus dem Abwasser, etwa Ammoniumstickstoff. Dieser wird in der biologischen Stufe zu NO 3-N und über Denitrifikation eliminiert. Zu diesem Zweck wird das mechanisch vorgereinigte Abwasser im Verhältnis 60:40 auf die zwei parallel arbeitenden biologischen Stufen BiologieI und II verteilt. Das gereinigte Abwasser aus beiden Stufen wird dann über Nachklärbecken und einen nachgeschalteten Biofilter mit einem Reinheitsgrad von 98 bis 99Prozent in den Vorfluter (Mittlerer Isarkanal) eingeleitet. Seit der Inbetriebnahme der Kläranlage wurde die in den Belebungsbecken benötigte Prozessluft mit Drehkolbengebläsen der Aerzener Maschinenfabrik erzeugt. Noch heute sind diese fast 30Jahre alten Aggregate dort aktiv. Drei weitere Aggregate des Herstellers wurden 1995 in Betrieb genommen. Damit verfügte die Kläranlage bis Mitte 2010 über sechs Aggregate mit einer Gesamtliefermenge von 472m³/min. Fünf Anlagen werden durch einen Elektromotor, eine weitere durch einen Gasmotor angetrieben.
Sauerstoffgehalt regelt Belüfter
Eine kleine und eine große Anlage sind mit Frequenzumrichtern ausgerüstet und können deshalb leistungsgeregelt gefahren werden. Die übrigen Anlagen sind über die Antriebsmotoren in zwei Stufen zuschaltbar. Alle Aggregate sind für bestimmte Bedarfsstufen vorprogrammiert. Sie werden über den in den Belebungsbecken gemessenen Sauerstoffgehalt über eine übergeordnete Steuerung mit vordefinierten Leistungsstufen gefahren. Als optimaler Zielwert gilt ein Sauerstoffwert von 2,0mg/m³. „Unsere Aerzener-Drehkolbengebläse haben zum Teil schon mehr als 150.000Betriebsstunden zu unserer vollsten Zufriedenheit gearbeitet. Deshalb wurde uns 2010 angeboten, in unserer Station ein drehzahlgeregeltes Aggregat der neu entwickelten Baureihe Delta Hybrid zu testen“, erinnert sich Betriebsleiter Anton Lippacher. „Die Aerzener Maschinenfabrik hielt unsere Kläranlage hierfür als besonders geeignet, weil das Aggregat bei uns sofort unter Normalbedingungen in den Prozessluftbedarf eingebunden und deshalb unter echten Anforderungen der Praxis arbeiten konnte. Nach einem erfolgreichen Testlauf sollte für uns zusätzlich die Möglichkeit bestehen, das Aggregat käuflich zu erwerben.“ Das Aggregat des Typs D62S mit einer Lieferbandbreite von 18 bis 60m³/min wurde sofort in die bereits vorhandene Stufenschaltung aufgenommen. Wegen der deutlichen Vorteile des Testaggregats entschied man sich bereits rund sechs Monate nach Inbetriebnahme zur festen Übernahme. In Schwachlastzeiten deckt das Delta Hybrid-Aggregat den Prozessluft-Bedarf mit optimaler Energieausnutzung alleine. 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 Turbogebläsen. So ermöglicht es über die gesamte Bedarfsbandbreite die harmonische Anpassung der Förderleistung aller aktivierten Aggregate an den schwankenden Prozessluft-Bedarf.Das neue Delta Hybrid-Aggregat der Aerzener Maschinenfabrik wird nach einem Gesamtkonzept eingesetzt. Sobald der Sauerstoff-Gehalt in den Belebungsbecken unter den Optimalwert, startet zunächst das neue Aggregat und versucht, diesen Optimalwert schnell wieder zu erreichen. Wenn die Sauerstoffproduktion dieser Anlage für einen schnellen Anstieg auf den Optimalwert jedoch nicht ausreicht, werden zusätzliche Gebläse entsprechend dem vordefinierten Stufenprogramm bedarfsabhängig zugeschaltet. Diese Stufen wurden so vorgewählt, daß die Verdichterleistung mit jeder Stufe um ca. 20Prozent zunimmt. Die Gebläse arbeiten dann als Grundlastanlagen, während das drehzahlgeregelte neue Aggregat als Spitzenlast-Anlage aktiv ist. Nur wenn eine Bedarfsstufe optimal ausschließlich durch größere Drehkolbengebläse abgedeckt werden kann, geht der Delta Hybrid in den Stillstand.Seit seiner Inbetriebnahme Mitte 2010 hat das neue Aggregat bis März 2012 ca. 10.000Bh absolviert. Dies entspricht bei Dauerlauf (730Bh/Monat) einer Laufzeit von etwa 14Monaten. Also war das Aggregat seit seiner Inbetriebnahme mit einer zeitlichen Auslastung von rund 66Prozent aktiv.
Verbundkonzept bringt Effizienz
Mit dem in der Kläranlage in Neufinsing realisierten Konzept bestätigt sich erneut die Richtigkeit des von den Aerzener Spezialisten empfohlenen Konzepts: Der Prozessluftbedarf einer Kläranlage sollte durch ein Verbundkonzept mit verschiedenen Maschinentypen mit unterschiedlichen Leistungen realisiert werden. Erst diese Kombination ergibt - unter der Voraussetzung optimaler Leistungsabstufungen für beide Maschinentypen - die Erzeugung von Prozessluft mit höchstmöglicher Energieeffizienz. „Bevor wir das neue Delta-Hybrid-Aggregat in Betrieb genommen haben, war es schwierig, in Schwachlastzeiten den Sauerstoffgehalt in der Belebung zu optimieren. Folglich haben wir mehr elektrische Energie investiert als erforderlich. Mit dem stufenlos drehzahlgeregelten Drehkolbenverdichter aus der neuen Aerzener Baureihe Delta Hybrid erreichen wir jetzt immer die optimale Anpassung unserer Prozessluft-Erzeugung an den aktuellen Bedarf entweder alleine oder mit unserem Stufenkonzept im Verbund mit den vorhandenen Drehkolbengebläsen, sodass wir jetzt immer mit höchstmöglicher Energieeffizienz unseren Optimalwert von 2,0mg/m³ fahren können“, erklärt Betriebsleiter Anton Lippacher. „Wir schätzen, dass wir durch den Einsatz dieses neuen Aggregats den Energieeinsatz für die Erzeugung unserer Prozessluft für die Belebungsbecken der Straße1 um circa 15Prozent reduzieren können. Außerdem haben wir in unseren Belebungsbecken jetzt immer sehr schnell den optimalen Sauerstoffwert und damit immer ideale Arbeits- und Lebensverhältnisse für die Bakterien.“Aerzener auf der Powtech Halle 4 Stand 115 Aerzener auf der Wasser Berlin Halle 4.2 Stand 202
