WASSERBEHANDLUNG

Gebläsetechnik optimiert Abwasserbehandlung

Effizienzsprung für Kläranlage

Die Kläranlage Göhren auf Rügen verzeichnet aufgrund des hohen Tourismusaufkommens während der Sommermonate Kapazitätsschwankungen von bis zu 400 Prozent und stellt damit die biologische Reinigung vor eine schwere Aufgabe. Optimierungs- und Erweiterungsmaßnahmen schaffen Abhilfe und bringen die Abwasserbehandlung der Kläranlage auf den neuesten Stand. Eine große Rolle spielen dabei die modernisierte Gebläsetechnik von Aerzen sowie die neuen hocheffizienten Plattenbelüfter in den Belebungsbecken. Das Ergebnis übertrifft alle Erwartungen: 42 Prozent Energieeinsparung bei gleichzeitig 50 Prozent Kapazitätserhöhung.

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Zwei Delta Hybrid, ein Delta Blower und zwei Aerzen Turbos sorgen für die optimale Sauerstoffversorgung in den Belebungsbecken. Je nach Auslastung werden sie durch die AERsmart in Kombination oder als Einzellösung so geschaltet, dass die energetisch beste Lösung für die Belüftung erzielt wird. Quelle: Aerzener Maschinenfabrik GmbH

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„Rasender Roland“, Buskam, Mönchgut: Wer bei diesen Wörtern nicht unweigerlich an Sonne, Strand und Meer denken muss, hat noch nie Urlaub in Göhren auf Rügen gemacht – und gehört damit auch nicht zu den mehr als einer Million Touristen, die Deutschlands größte Insel zu einem der beliebtesten Reiseziele der Republik machen. Die große, kontinuierlich steigende Nachfrage und die damit verbundenen starken saisonalen Schwankungen in den Zulaufmengen haben natürlich auch Auswirkungen auf Einrichtungen wie Kläranlagen. Flexible Konzepte und effiziente Lösungen sind gefragt. Die Kläranlage Göhren hat sich daher zu umfangreichen Maßnahmen zur Erneuerung und Optimierung der Maschinen- und Anlagentechnik entschlossen, verbunden mit einem Ausbau der Kapazität von 30.000 EW (Einwohnerwerte) auf 45.000 EW. In Zeiten von Energiewende und CO2-Bilanz gehörten Nachhaltigkeit und Umweltschutz dabei zu den zentralen Anforderungen. Baubeginn war 2021. Aufgeteilt ist das Projekt in insgesamt drei Bauabschnitte.

Fördermaßnahmen

Die massiven Investitionen – unter anderem Optimierung der beiden bestehenden Belebungsbecken, Neubau einer dritten Belebungsstraße, Installation einer Photovoltaikanlage – wären ohne öffentliche Fördermittel nicht umsetzbar gewesen. „Daher wurden über den Projektträger ZUG (Zukunft-Umwelt-Gesellschaft) Fördermittel beantragt und auch bewilligt. Fördermittelgeber ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Insgesamt sind nur allein über das Bundesministerium für das Projekt Modernisierung der Kläranlage Göhren knapp 5,3 Millionen Euro ausgezahlt worden. Die Gesamtinvestition für diesen Bauabschnitt beläuft sich auf insgesamt 8,9 Millionen Euro“, fasst Uwe Repenning, Geschäftsführer vom Zweckverband Wasserversorgung und Abwasserbehandlung Rügen (ZWAR), die Fördermaßnahmen zusammen.

Aufgrund des hohen Tourismusaufkommens während der Sommermonate verzeichnet die Kläranlage Göhren Kapazitätsschwankungen von bis zu 400 Prozent. Quelle: Aerzen

Biologische Reinigungsstufe

Die Neugestaltung der biologischen Reinigungsstufe mit Technologie von Aerzen ist bereits abgeschlossen. Ein optimal aufeinander abgestimmtes System aus Gebläsen, Belüftungselementen und Sauerstoffeintragsregelung garantiert, dass auch bei Stoßbelastungen und hohem Touristenaufkommen niedrige Ablaufwerte sicher eingehalten werden. Das gereinigte Abwasser hat nahezu Badewasserqualität und erfüllt somit höchste Anforderungen. Die zentralen Positionen der energetischen Optimierung haben die beiden Unternehmen Aerzen (Gewerk „Verdichtertechnologie“) und Rudolf Messner Umwelttechnik (RMU) (Gewerk „Belüftungstechnik“) geliefert. Im ersten Schritt wurden die beiden vorhandenen Belebungsbecken energetisch optimiert und mit neuer Belüftungstechnik ausgestattet. Danach folgte die Errichtung eines weiteren, dritten Belebungsbeckens (Volumen je Becken = 2.400m3).

Mit dem dritten Belebungsbecken erhöht sich die Kapazität auf 45.000 EW. Quelle: Aerzen

Einsatz von Mietmaschinen 

Ein entscheidender Faktor für den erfolgreichen Umbau war die provisorische Belüftung, die über Aerzen Rental zur Verfügung gestellt wurde. Der internationale Mietservice bietet Komplettlösungen für die kurz- und mittelfristige Vermietung und hält das gesamte Aerzen Maschinenportfolio für Vakuum- und Druckluftanwendungen in Druckbereichen von Vakuum -650mbar (g) bis +10,5bar (g) bereit. Ebenso können auch Belüfterelemente auf vorgefertigten Rahmen inklusive Verrohrungsequipment geliefert werden. An die Rügener Ostseeküste lieferte Aerzen Rental drei Plug-and-Play-Container mit der kompletten Gebläse- oder Verdichtertechnik – in diesem Fall waren das zwei Delta Hybrid und ein Delta Blower inkl. Frequenzumrichter, intelligenter Steuerung und Verrohrung. Innerhalb von nur zwei Stunden waren die Maschinen einsatzbereit und verrichteten sieben Monate lang zuverlässig und effizient ihre Arbeit.

Drehkolbenverdichter (auch Schraubengebläse genannt) vereinen die Vorzüge von Gebläse- und Verdichtertechnologie in einem System und zählen bei weitem zu den effizientesten Aggregaten für einen großen Regelbereich von 25 bis 100 Prozent. Quelle: Aerzen

Die Turbogebläse der Baureihe G5plus von Aerzen gehören zu den kompaktesten und effizientesten Turbos ihrer Klasse und sind energetisch derzeit unschlagbar. Quelle: Aerzen

Kapazitätsschwankungen 

„Mit einem Kapazitätsanstieg von bis zu 400 Prozent während der Hochsaison ist es unerlässlich, die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Anlage konstant sicherzustellen. Daher war ein Austausch der veralteten Maschinen sowie der Steuer- und Regelungstechnik im laufenden Betrieb erforderlich“, erzählt Christoph Kruse, Wasser- und Abwassermeister Mönchgut beim Zweckverband Wasserversorgung und Abwasserbehandlung Rügen (ZWAR), und ergänzt: „Der schnelle Aufbau und die unkomplizierte Inbetriebnahme dieser provisorischen Lösungen gewährleisteten, dass die Ablaufwerte während der gesamten Umbauphase jederzeit eingehalten werden konnten.“

Der ZWAR ist ein Zusammenschluss der derzeit 39 Städte und Gemeinden der Inseln Rügen, Ummanz und Hiddensee und betreibt 35 Kläranlagen im Verbandsgebiet. Die Kläranlage Göhren ist die zweitgrößte und befindet sich im südöstlichen Teil der Insel Rügen, auf dem sogenannten Mönchgut. Während es in dem kleinen Ostseebad in den Herbst- und Wintermonaten eher ruhiger zugeht, erhöht sich die Auslastung in der Urlaubssaison zwischen April und Oktober um bis zum Vierfachen.

Die Maschinen von Aerzen reichern das Abwasser in den Belebungsbecken durch Zuführung von Druckluft mit Sauerstoff an. Quelle: Aerzen

Die Anlage wird als intermittierende Belüftung ohne Rührwerke betrieben. Die Durchmischung des Belebtschlamms während der Denitrifikation wird über eine in Intervallen geschaltete Impulsbelüftung realisiert. Quelle: Aerzen

Effizienz als Prinzip

Heute sorgen zwei Aerzen Turbo AT 200-0.8 S (Volumenstrombereich von 2.600-7.600m³/h), zwei Delta Hybrid D 62 S (Volumenstrombereich von 850-3.650m³/h) und ein Delta Blower GM 25 S (Volumenstrombereich von 200-1.000m³/h) für die optimale Sauerstoffversorgung in den Belebungsbecken. Der eingesetzte Technologiemix zwischen Zwangsverdrängern und Strömungsmaschinen ermöglicht eine effektive Prozesslufterzeugung über einen hohen Regelbereich. So bietet das Turbogebläse eine überdurchschnittlich hohe Energieeffizienz im Auslegungspunkt, während sich die Schraubengebläse durch eine Regelbarkeit von 25-100 Prozent und eine nahezu gleichbleibende Effizienz auch im Teillastbetrieb auszeichnen. Beide Technologien in Kombination ergeben ein maximal effizientes und flexibles System. Die Auswahl der passenden Gebläse übernimmt die intelligente Steuerung AERsmart. Je nach Auslastung werden die Turbogebläse, die Schraubengebläse und das Drehkolbengebläse in Kombination oder als Einzellösung so geschaltet, dass die energetisch beste Lösung für die Belüftung erzielt wird. So können die Lastwechsel trotz der starken saisonalen Schwankungen auf der Kläranlage in Göhren immer exakt und effizient bedient werden.

Mietlösungen von Aerzen Rental garantierten einen reibungslosen Betrieb während der Umbaumaßnahmen. Quelle: Aerzen

160 Jahre Know-how 

Seit 160 Jahren begleitet Aerzen Betreiber von Kläranlagen und Industriepartner mit innovativen Lösungen und unterstützt bei Fragen zu Effizienzsteigerung, Prozesssicherheit, Digitalisierung, Ressourcenschonung und Kapazitätserhöhung. Aerzen-Know-how findet sich weltweit in mehr als 100.000 Kläranlagen und hilft, das Wasser von über 2,5 Milliarden Menschen zu reinigen. Das Leistungsspektrum umfasst dabei alle Aspekte – von der maßgeschneiderten Maschinen- und Technologieauslegung über smarte, bedarfsgerechte Steuerungs- und Regeltechnik, individuelle ROI-Berechnungen und flexible Mietlösungen (Aerzen Rental) bis hin zur Unterstützung bei der Fördermittelbeantragung. Die ölfreien Aggregate stehen für höchste Perfomance, Zuverlässigkeit sowie Wirtschaftlichkeit und sind ein Garant für maximale Energieeffizienz und minimale Lebenszykluskosten – Faktoren, die zunehmend an Relevanz gewinnen.

Ein eingespieltes Team: Christoph Kruse (ZWAR), Oliver Heidrich (ZWAR), Corinna Penshorn (RMU), Uwe Repenning (ZWAR) und Bernd Larmann (Aerzen). Quelle: Aerzen

Feinblasige Plattenbelüfter 

In Göhren wird das Aerzen Maschinen-Quintett durch ein flächiges Belüftungssystem mit Messner-Plattenbelüftern ergänzt. Pro Becken sind 66 Plattenbelüfter installiert. Das garantiert maximalen Sauerstoffeintrag und höchste Energieeffizienz. „Die Anlage wird als intermittierende, alternierende Belüftung ohne Rührwerke betrieben. Die Durchmischung des Belebtschlamms während der unbelüfteten Denitrifikationsphasen wird über eine Impulsbelüftung realisiert. Nicht Rührwerke, sondern regelmäßige Luftstöße des Belüftungssystems durchmischen nun das Belebungsbecken. Das spart nochmals zusätzlich Energie“, so Corinna Penshorn von Rudolf Messner Umwelttechnik (RMU). 

Die Steuerung übernimmt das interaktive Regelungssystem Messner Control. Es wurde speziell für die dynamische und lastabhängige Sauerstoffeintragsregelung entwickelt und ermöglicht einen sehr flexiblen und effizienten Betrieb. „Die Sauerstoffkonzentration wird in Abhängigkeit der über die entsprechende Online-Messtechnik erfassten Größen (Zulaufmenge, Ammonium, Nitrat, etc.) auf einen dynamischen Sauerstoffsollwert geregelt. So werden trotz extremer Belastungsschwankungen betriebssicher niedrige Ablaufwerte mit minimalem Energieverbrauch erreicht“, erläutert Corinna Penshorn. Die benötigte Verdichterleistung wird nach dem Prinzip der Gleitdruckregelung über den Drucksollwert von der Aerzen Gebläsestation angefordert. Im Vergleich zur einer Konstantdruckregelung sind so Energieeinsparungen von bis zu 10 Prozent möglich.

Christoph Kruse, Wasser- und Abwassermeister Mönchgut beim Zweckverband Wasserversorgung und Abwasserbehandlung Rügen (ZWAR). Quelle: Aerzen

Corinna Penshorn von Rudolf Messner Umwelttechnik (RMU).
Quelle: Aerzen

Nachhaltige Investition 

Bereits seit dem Jahr 2000 setzt die Kläranlage Göhren auf Prozessluftlösungen von Aerzen. Mit dem jüngsten Umbau setzt das kommunale Unternehmen auf zukunftssichere, effiziente Maschinen- und Belüftungstechnologie. „Mit der neuen Verdichtertechnik profitieren nicht nur die Mitarbeiter von einer deutlichen Reduzierung der Geräuschemissionen, sondern auch die Anwohner und Besucher der Insel. Darüber hinaus konnte bereits jetzt durch die Optimierung der Belebung und die Installation einer Photovoltaikanlage eine beeindruckende Energieeinsparung von 42 Prozent erzielt werden. Das entspricht bei 280.000 kWh immerhin 84.000 € jährlich und übertrifft alle Erwartungen. Diese Maßnahmen sind nicht nur ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit, sondern stärken auch die Energieautarkie der Kläranlage“, betont Christoph Kruse und ergänzt: „Vielen Dank noch einmal an Aerzen für die kompetente Beratung und die hervorragende und unkomplizierte Zusammenarbeit.“

Autor


Sebastian Meißler

Marketing, Aerzen 



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