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Optimierung von Schreiber–Gegenstromanlagen

Schreiber-Gegenstrom Belüftungen zeichnen sich durch einen im Belebungsbecken umlaufenden Räumer aus, an dem ein Teil oder die ganze Belüftungseinrichtung montiert ist. Der Räumer bewegt sich mit einer hohen Geschwindigkeit durch das Becken und sorgt damit gleichzeitig für die Umwälzung. Der Sauerstoffeintrag und die Nitrifikation/Denitrifikation werden bei solchen Anlagen ursprünglich über den Schreiber-spezifischen O2-Minimator geregelt.

SchreiberSchemaDas Konzept der Schreiber-Gegenstrom-Belüftung war zu seiner Zeit innovativ und zeigte gute Reinigungsergebnisse und eine gute Betriebsstabilität. Ein Schwachpunkt waren immer das mittige Drehgelenk mit der zentralen Luftdurchführung. Außerdem ist die Anzahl der Belüfter konstruktiv begrenzt, wenn diese nur am Räumer angebracht wurden.  Das Konzept der Gegenstrombelüftung ist mittlerweile in die Jahre gekommen und entspricht nicht mehr den Anforderungen, die insbesondere an die Energieeffizienz von Belüftungseinrichtungen gestellt werden. Auch der O2-Minimator liefert nicht die regelungstechnischen Ergebnisse wie man sie heute erwarten kann.

Aus betrieblicher Hinsicht ist insbesonde problematisch, dass bei Schäden am zentralen Drehgelenk oder der Dichtung längere Ausfallzeiten entstehen können, da dieses spezielle Ersatzteil vom Hersteller nicht mehr direkt erhältlich ist. Es muss von anderen Lieferanten recht teuer und mit langen Wartezeiten besorgt werden.

BITControl hat mittlerweile eine Reihe von Belebungsanlagen, die mit der Schreiber-Gegenstrombelüftung ausgerüstet waren, umgeplant und umrüsten lassen. Die dabei umgesetzten Konzepte und Ergebnisse sind hier beschrieben.


Modernisierung KA Rheinböllen

Die KA Rheinböllen ist schon seit 2004 mit einem modernen Prozessleitsystem AQUA PROVI und einer leistungsfähigen Fuzzy-Regelung AQUA LOGIC ausgerüstet. Bei Installation des Prozessleitsystems wurde Wert darauf gelegt, die Stromaufnahmen der wichtigsten Verbraucher mit zu erfassen. Dadurch waren wir nach Umbau der Anlage in der Lage, die Energieeinsparungen genau zu erfassen. Insbesondere können wir auch den weiteren laufenden Betrieb kontrollieren.

Vor der Modernisierung

SchreiberRheinböllen

Die Kläranlage Rheinböllen besitzt zwei Belebungsbecken mit Gegenstrombelüftung und ein Nachklärbecken. Die Belebungsbecken waren parallel durchströmt.

 

Erster Modernisierungsschritt

SchreiberRheinböllen3nIn einem ersten Schritt wurden die beiden Belebungsbecken von Parallel- auf Reihenbetrieb umgestellt. Dies führte direkt dazu, dass sich die Nges Ablaufwerte halbierten. Die Reihenschaltung hatte eine stabilisierende Wirkung auf den Prozess, da der Hauptabbau im ersten Becken stattfindet. Im zweiten Becken findet nur noch eine Nachreinigung statt. Der Stoffumsatz wird dadurch beschleunigt und Spitzen werden schneller abgebaut.

 


Zweiter Modernisierungsschritt

SchreiberRheinböllen1Im zweiten Schritt wurde die Belüftung umgebaut. Die Belüfterbrücke wurde stillgelegt und in den beiden Belebungsbecken wurde eine flächige Belüftung installiert. Die Umwälzung in der Denitrifikationsphase geschieht durch Stoßbelüftung. Für die Erhaltung der Eigenschaften der Belüfter wurden Belastungsstöße programmiert.

Nach Umbau konnte der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden:
Der Stromverbrauch der Gebläse sank zunächst von ca. 600 kWh/d auf 300 kWh/d und ist mittlerweile wieder auf ca. 380 kWh/d angestiegen. Die Grafik zeigt einerseits die deutliche Energieeinsparung. Es zeigt sich aber auch, dass der laufende Betrieb auch nach einer Optimierung ständig kontrolliert und nachjustiert werden muss.

SchreiberRheinböllen2










 

 

Modernisierung KA Alsenz

Die KA Alsenz ist ähnlich aufgebaut wie die Kläranlage Rheinböllen. Der Umbau geschah in ähnlicher Weise. Hier sind zur Regelung Nitrat- und Ammoniummessung und für die Phosphatfällung eine Phosphatmessung installiert.

Diese Anlage befindet sich zur Zeit in der Einfahrphase. Die Regelung ist noch nicht angepasst. Einsparungen sind jedoch schon klar erkennbar.

SchreiberAlsenz



Modernisierung KA Waxweiler

Auch auf der KA Waxweiler wurde die Belüftung ausgetauscht und erhebliche Einsparungen erreicht.

SchreiberWaxweiler


Weitere Optimierungsprojekte

Anlage Maßnahme Umsetzung
KA Malberg  Schreiber Gegenstrombelüftung 
2012
KA Mandern  Modernisierung Belüftung, Regelung 10/2007
KA Traben-Trarbach  Kläranlage mit saisonalem Weinbauabwasser 09/2011
KA Waxweiler  Austausch Belüftung 09/2009
KA Lissendorf  Modernisierung Belüftung, Regelung 10/2010
KA Blümeltal, Pirmasens   2012 / 2013
KA Saarburg   2012 / 2013
KA Rockenhausen   2012 / 2013

 

                 

        

         

     

     

            

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