Kompakte Gebläsetechnik mit Schallschutz senkt Energieverbrauch

77 Tonnen CO₂ weniger im Jahr: Das ist die Prämisse hinter der energetischen Sanierung der Belebungsbecken in der Kläranlage Oschersleben. Dafür arbeiten jetzt drei Turbogebläse statt fünf Drehkolbengebläsen. Der Trink- und Abwasserverband Börde (TAV) senkt so seinen Energiebedarf und freut sich über eine Co-Finanzierung der Maßnahme durch die Europäische Union. Knapp 20.000 Einwohner zählt die Stadt mitten in der Magdeburger Börde. Die Abwasserreinigung ist für 48.000 Einwohnergleichwerte (EWG) ausgelegt, wobei die mittlere Leistung aktuell bei 33.000 EWG liegt. „Wir haben noch Kapazitäten“, sagt Olaf Wachsmuth, der im Verband Projektverantwortlicher für die Modernisierung ist. Der Verband zählt insgesamt 13 Kläranlagen, wovon Oschersleben mit einem durchschnittlichen Zufluss von 2.900 m³/d Abwasser die größte ist.

Turbogebläse im schallisolierten Container

Die neue Gebläsetechnik ersetzt fünf Drehkolbengebläse, die seit dem ersten Umbau der Kläranlage im Jahr 2000 in Betrieb sind. Die Delta Blower von Aerzen – Typ GM 35 S (2.388 m³/h, 90 kW max.) – waren seinerzeit für die Außenaufstellung konzipiert und mit einer entsprechenden Schutzhaube versehen worden. Hochfrequente Turbomaschinen sind standardmäßig nicht darauf ausgelegt, Wind und Wetter direkt ausgesetzt zu sein. Folglich stellte sich im Zuge der Modernisierung die Frage, wo die Aggregate ihren Raum finden. Statt dafür ein kostspieliges Maschinenhaus zu bauen, fiel im Rahmen der Ausschreibung die Entscheidung, die Gebläsetechnik in einem Standardcontainer direkt an den beiden Belebungsbecken zu platzieren. Die kompakten Maße des 20-Fuß-Containers machten es möglich, die Einheit weitgehend auf den vorhandenen Fundamenten der alten Gebläse zu platzieren, wodurch letztlich beim Tiefbau gespart werden konnte.

Im Container werden auf einer Innenfläche von knapp 14 m² drei Turbogebläse vom Typ AT 75 - 0.8 S G5plus (2.900 m³/h, 65 kW) eingesetzt. Der standardisierte Transportbehälter wurde von Aerzen Turbo Europe als Auftragnehmer innerhalb der Unternehmensgruppe des Kompressorenherstellers einer besonderen Schallisolierung unterzogen. Hierbei ist zu wissen, dass die Bauarbeiten in der Kläranlage nicht nur unter der Voraussetzung nachhaltiger Energieeinsparungen, sondern auch unter den Bestimmungen des Baurechts standen. Die Baugenehmigung sah vor, dass die neue Gebläsezentrale in puncto Geräuschemissionen nicht über einen Schalldruckpegel von 60 dB(A) hinausgeht.

Kompakt, leise und wirtschaftlich

„Wir haben etwa 180 Meter Luftlinie bis zur Wohnbebauung“, sagt Wachsmuth und berichtet von einem Schallschutz-Gutachten im Rahmen der Genehmigung. „Dabei wurden die alten Gebläse und ihre Ausbreitung bis zum ersten Haus gemessen.“ Mit der neuen Belüftungstechnik ist der Verband spürbar leiser unterwegs. Dabei hat sich der schallisolierte Container genauso bewährt, wie die im Vergleich zur Vorgängertechnik leiseren Turbogebläse. Damit diesen nicht die Zuluft ausgeht, kommen spezielle Kulissenschalldämpfer zum Einsatz. Sie sind Teil des Systems des Kompressorenherstellers und darauf abgestimmt, die optimale Luftversorgung für die Strömungsmaschinen zu gewährleisten, und zwar mit einem wirkungsvollen Schallschutz. In Oschersleben liefert dieser Aufbau 9.000 m³/h – also 3.000 m³ pro Turbogebläse. „Wir können mit diesem Setup auch 24.000 Normkubikmeter aus einem Container heraus liefern“, sagt Ingo Bartz. Auch leistungsstärkere Turbogebläse seien immer noch so klein, dass drei davon in den Container passen. „Das ist mächtig viel Luftleistung mit einem extrem kleinen Fußabdruck“, unterstreicht der Vertriebsleiter bei Aerzen Turbo.

Cleveres Management der Prozessluft

In Oschersleben ist der „Turbo-Container“ regelungstechnisch mit dem Aqualogic-Rechner von Aqseptence verbunden. Dieser ermittelt mittels Sensoren den Sauerstoffbedarf in den beiden Belebungsbecken und regelt daraufhin das Öffnen von Schiebern in der Zuluftleitung. Die übergeordnete Aerzen-Maschinensteuerung regelt entsprechend dem herrschenden Druck in der Leitung die Leistung der drei Turbogebläse. Fällt der Druck ab, steigt die Luftleistung, nimmt er zu, sinkt sie wieder ab. Die Verbundsteuerung regelt dabei das optimale Zusammenspiel aller drei Turbos für beide Belebungsbecken. Der Einsatz von drei Strömungsmaschinen schafft die Basis, einerseits Lastspitzen sicher zu beherrschen und andererseits immer ein Aggregat als Redundanz für Verfügung zu haben.

Betriebskosten rücken mehr in den Vordergrund

Mit der Auswahl einer Belüftungslösung auf Grundlage von Strömungsmaschinen ist es in Oschersleben gelungen, den Energiebedarf in der biologischen Reinigung spürbar zu senken. Die Projektbeteiligten rechnen mit einer Einsparung von rund einem Drittel des Energiebedarfs. Dieses Effizienzpotenzial führt dazu, dass in Ausschreibungen immer mehr die Betriebskosten einer technischen Lösung in den Vordergrund rücken – und weniger der reine Anschaffungspreis.

„Wir haben für alle Lastfälle die benötigte Energie durchgerechnet und die Werte auch zeitlich korreliert, also über die Betriebszeiten hinweg entsprechend gewichtet“, erklärt Wachsmuth. Auch flossen die Wartungskosten über fünf Betriebsjahre hinweg in die Evaluierung der besten technischen Lösung ein. Hier konnten die Turbos ebenfalls punkten. Der Aufbau der Lösung in einem schnell anzuschließenden Container kann auch bei künftigen Modernisierungsprojekten Schule machen, da die Einheiten kurzfristig in Betrieb zu nehmen sind und wenig Platz benötigen.

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