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Kompetenzen > Kompetenzen im Bereich Abwasser > Energie auf Kläranlagen > Energieeinsparung >Kläranlagen bieten oft ein erhebliches Energieeinsparpotenzial. Um dieses zu realisieren, sollte als erster Schritt eine Energieanalyse durchgeführt werden. In der Regel liegt der Energieverbrauch der mechanisch-biologischen Abwasserreinigungsstufe bei 60-70 % des Gesamtenergieverbrauchs. Demnach finden sich die größten Potenziale zur Energieeinsparung bei der technischen Ausrüstung wie Belüftern, Rührwerken und Rücklaufschlammförderung. Im Folgenden werden einige Anlagenteile aufgezeigt, bei denen eine energetische Optimierung wirtschaftlich interessant ist. Grundsätzlich sollte bei allen Energieeinsparmaßnahmen jedoch nie die Reinigungsleistung der Anlage und der Schutz der Gewässerqualität außer Acht gelassen werden.
Hebeanlagen:
Bei energetischen Prüfungen fällt oft der schlechte Wirkungsgrad (ca. 30 %) dieser Maschinen auf. Gerade bei älteren Anlagen ist oft eine nicht sachgemäße Auslegung die Ursache. In manchen Fällen rechnet sich sogar der Austausch durch moderne Aggregate. Auch durch die Optimierung der Wartung und/oder Zuflusssteuerung sind Wirkungsgrade bis zu 65 % möglich.
Abluftbehandlung:
Technische Anlagen befinden sich oftmals in Betriebsgebäuden. Dort zählt die Abluftbehandlung zu den größten Energieverbrauchern. Um nicht das komplette Raumvolumen des Betriebsgebäudes behandeln zu müssen, empfiehlt sich z.B. die Kapselung der Rechenanlage.
Biologische Reinigungsstufe:
Das Belebungsbecken ist der größte Energieverbraucher auf Kläranlagen und besitzt folglich auch das größte Optimierungspotenzial. Handlungsspielraum besitzen Betreiber durch:
Auf einige der voran genannten Punkte wird im Folgenden etwas näher eingegangen.
Schlammalter:
Häufig werden Kläranlagen bei einem viel zu hohem Schlammalter gefahren. Das verbraucht unnötig Energie. Eine Reduzierung des Schlammalters rechnet sich in aller Regel trotz der höheren Überschussschlammmenge und den damit verbundenen Entsorgungskosten durch Einsparungen beim Energieverbrauch.
Feststoffkonzentration:
Die Anpassung der Biomassekonzentration in der Belebung an jahreszeitliche Belastungss- und Temperaturunterschiede erzielt bei gleich bleibender Reinigungsleistung einen im Jahresdurchschnitt geringeren Stromverbrauch. Auf einigen Kläranlagen kann es sogar sindvoll sein, ganze Becken temporär außer Betrieb zu nehmen.
Rührwerke:
Positionierung und erforderliche Anzahl der Rührwerke kann mittels Analysen der Beckenkonfigurationen und Simulation der Betriebszustände beurteilt und effizienter gestaltet werden. Darüber hinaus lässt sich Energie durch Abschalten der Rühraggregate während der Belüftung oder Reduzierung der Drehzahl über einen Frequenzumrichter einsparen.
Belüfter:
Eine Steuerung der Belüftung anhand von Sauerstoffmessungen verkürzt die Gebläselaufzeit erheblich. Wichtig ist, dass eine Erhöhung der O2-Konzentration (üblicherweise zwischen 1,5 und 2 mg/l) die Nitrifikation nur unerheblich verbessern wird. Die Auslegung der Aggregate sollte dementsprechend überprüft werden. Eine Analyse der Spitzenlastzeiten bzw. Schwachlastphasen und der damit verbundenen Auslegung kann ebenfalls in erheblichen Einsparpotenzialen resultieren.
Weiter ist zu überprüfen, ob die Sauerstoffmesssonde für die Regelung der Sauerstoffzufuhr an einer repräsentativen Position angebracht ist. Durch den Einbau einer Gleitdruckregelung lassen sich zusätzlich zwischen 3 % und 5 % Belüftungsenergie einsparen. Zusätzlich ist die regelmäßige Entfernung von Belägen, z. B durch die Dosierung von Ameisensäure in der Belüftungsleitung ,zu empfehlen. Eine Differenzdruckmessung kann schließlich Information über den Zustand der Belüfter geben bei der Bestimmung des Zeitpunkts für einen Austausch helfen.
Rücklaufschlammförderung:
Der Rücklaufschlammvolumenstrom sollte auf ein konstantes Verhältnis von 0,7 bis 1,0 eingestellt werden. Durch die Reduzierung des RF-Verhältnisses stellt sich oftmals eine bessere Eindickung des Schlamms im Nachklärbecken ein. Zur Umsetzung dieser Maßnahme ist eine Steuerung der Rücklaufschlammpumpe über einen Frequenzumrichter oder der Einsatz eines volumenproportional geregelten Überfallschiebers erforderlich. Generell ist die Auslegung von Pumpen zu überprüfen.
Regelungssysteme:
Heutzutage werden in der Belebung neben dem Sauerstoffgehalt weitere Parameter, wie z.B. Stickstoff und Phosphor, zur Anlagensteuerung herangezogen. Die Weiterentwicklung von Online-Analysegeräten sowie der EDV ermöglichen einen energieeffizienten und wirtschaftlichen Einsatz von Regelungssystemen.
Schlammbehandlung:
Zwei Drittel des Wärmebedarfs der Schlammfaulung sind durch die Rohschlammerwärmung bedingt. Durch eine optimale Überschussschlammeindickung wird die Rohschlammmenge reduziert und der Wärmebedarf gesenkt. Infolge kann der Wärmeüberschuss z.B. für die Beheizung des Betriebsgebäudes genutzt werden. Auch bei der Faulung ist auf die angepasste Umwälzung und Regelung zu achten.
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