Energiesparender Sauerstoffeintrag in Belebungsbecken

MechanischeDrehkolbengebläse haben sich zur Belüftung von Belebungsbecken in Kläranlagen als erste Wahl unter den verwendbaren Technologien zur Überdruckerzeugung erwiesen. Mit dem neuen TYR Drehkolbengebläse (Abb. 1) setzt Busch Vacuum Solutions neue Maßstäbe in dieser Anwendung. Der weltweit tätige Spezialist für Vakuum und Überdruck kann dabei auf eine über 50-jährige Erfahrung in diesem Bereich zurückblicken.

Busch deckt mit seinen TYR Drehkolbengebläsen einen Leistungsbereich zwischen 2,5 und 73 Kubikmeter pro Minute Volumenstrom bei einem Überdruck von 1 bar ab. Da der Betrieb von Kläranlagen für alle Kommunen einen erheblichen finanziellen Aufwand darstellt, sind sich Klärmeister und Technikverantwortliche einig, dass alle Energieeinsparpotentiale in einer Kläranlage ausgeschöpft werden müssen, um einen möglichst energieeffizienten Betrieb zu garantieren und somit die Betriebskosten zu senken. Busch hat das bewährte Drehkolbenprofil weiterentwickelt und erreicht dadurch eine effektivere Verdichtung der Luft in einer strömungstechnisch perfekt angepassten Gebläsestufe. Standardmäßig werden Energiesparmotoren der Wirkungsklasse IE3 eingesetzt, die auch für den frequenzgeregelten Betrieb geeignet sind, was die Energieeffizienz weiter steigert.

Bei der Konstruktion von TYR Drehkolbengebläsen wurde zudem großer Wert auf Kompaktheit und geräuscharmen Betrieb gelegt. Das Ergebnis sind kompakte Aggregate (Abb. 2), die auf kleiner Grundfläche aufgestellt werden können. Außerdem konnte eine Reduzierung der Geräuschemission durch ein innovatives Schalldämmkonzept erreicht werden. Die Verwendung von schrägverzahnten und hochpräzisen Zahnrädern, geräuschoptimierten Einlass- und Auslassfiltern sowie einer effizienten Schalldämmhaube ermöglichten diese Geräuschreduzierung gegenüber herkömmlichen Gebläsen.

Der Betrieb von TYR Drehkolbengebläsen kann auf verschiedene Arten gesteuert werden. Sie können über eine SPS-Steuerung an das Leitsystem der Kläranlage angeschlossen werden. Sinkt der permanent gemessene Sauerstoffgehalt im Belebungsbecken unter einen Minimalwert, schaltet sich automatisch ein Gebläse ein und bleibt solange in Betrieb, bis der Maximalwert erreicht wird. Bei größeren oder mehreren Belebungsbecken können mehrere TYR Drehkolbengebläse installiert sein. Je nach Sauerstoffbedarf können mehrere TYR Drehkolbengebläse gleichzeitig in Betrieb sein oder abwechselnd betrieben werden, um bei allen Gebläsen ähnliche Betriebszeiten zu erreichen. Beim frequenzgeregelten Drehkolbengebläse muss die Sauerstoffzufuhr nicht über die Betriebszeit der einzelnen Gebläse geregelt werden, sondern diese kann durch die Drehzahl und somit durch den erzeugten Volumenstrom eines Gebläses bestimmt werden. Mit einer Drehzahlsteuerung lässt sich der Sauerstoffeintrag in ein Belebungsbecken genauer dosieren. In der Praxis bedeutet dies, dass der Minimal- und Maximalwert enger beieinander liegen. Einfachere Steuerungen ohne Frequenzumrichter sind ebenso möglich. Wenn beispielsweise zwei baugleiche TYR Drehkolbengebläse zur Belüftung eines Belebungsbeckens zum Einsatz kommen, sind diese so ausgelegt, dass sie zusammen einen Volumenstrom erzeugen, der auf die höchste Schmutzfracht ausgelegt ist. Die Kläranlage Schlammersdorf-Vorbach in der Oberpfalz hat beispielsweise zwei TYR Drehkolbengebläse im Einsatz. Beide Gebläse können mit zwei verschiedenen Drehzahlen betrieben werden. Je nach benötigter Sauerstoffzufuhr können sie mit voller Drehzahl oder mit abgestufter halber Leistung laufen. Dadurch ist ein Betrieb ohne Frequenzregelung mit vierfach abstufbarem Volumenstrom möglich, wodurch sich weitere Energieeinsparungen realisieren lassen. Technikverantwortliche und Klärmeister sind von der Bedienerfreundlichkeit und der Zuverlässigkeit von TYR Drehkolbengebläsen überzeugt. Für Jürgen Nass, Betriebsleiter der Abwasseraufbereitungsanlage Rheinfelden-Herten, liegen die Vorteile auf der Hand: