Turbo-Klärung im Havelland

Wenn es um Zuver­läs­sigkeit, Energieef­fizienz, Wartungs­fre­undlichkeit und niedrige Leben­szyk­luskosten geht, sind Tur­bo­ge­bläse ein­fach unschlag­bar. Die Kläran­lage Roskow im Havel­land hat den Prax­is­test gemacht – und ist run­dum zufrieden. Durch den Umstieg auf die hochef­fiziente Tur­botech­nolo­gie von AERZEN sowie mod­ern­ste Belüf­tung­stech­nik wird sie den Energie­ver­brauch in der Bele­bung jährlich um 330.000 kWh reduzieren und damit die Kosten für die Abwasser­reini­gung deut­lich senken.

West­lich von Berlin erstreckt sich das Havel­land – eine idyl­lis­che Land­schaft, der Theodor Fontane mit seinen „Wan­derun­gen durch die Mark Bran­den­burg“ einst ein lit­er­arisches Denkmal set­zte. Heute ist die Gegend vor den Toren der Haupt­stadt eine beliebte Aus­flugs- und Urlaub­sre­gion und erk­lärtes Ziel viel­er Großs­tadt­flüchtiger. Für die öffentliche Trinkwasserver­sorgung und Schmutzwasserbe­sei­t­i­gung zeich­net der Wass­er- und Abwasserver­band Havel­land (WAH) ver­ant­wortlich, der in seinem Einzugs­ge­bi­et acht Wasser­w­erke und drei Kläran­la­gen (Roskow, Nauen, Ribbeck) betreibt. Die größte Kläran­lage ste­ht in Roskow. Sie wurde 1994 gebaut und ist inzwis­chen für 49.000 Ein­wohn­er­w­erte (EW) aus­gelegt. Täglich wer­den 4.000 m³ Schmutzwass­er aus Wuster­mark, Briese­lang, Ket­zin und Beet­zsee­hei­de behan­delt. Auf das Jahr gerech­net macht das 1,45 Mil­lio­nen Kubikmeter.

Das Ziel: Reduzierung des Energiebe­darfs und Senkung der CO₂-Emis­sio­nen
Um den Energiebe­darf und die CO₂-Emis­sio­nen zu senken, hat die Kläran­lage Roskow zwis­chen den Jahren 2021 und 2023 umfan­gre­iche Bau­maß­nah­men durchge­führt. „In diesen drei Jahren hat sich bautech­nisch viel verän­dert“, so Thomas Han­tke, Tech­nis­ch­er Leit­er des WAH, und erzählt: „Wir haben die Maschi­nen­tech­nik, die Bautech­nik und die EMSR- und Prozessleit­tech­nik voll­ständig erneuert. Die Anlage ist jet­zt ener­getisch auf dem neuesten Stand. Daraus resul­tiert eine Vielzahl an pos­i­tiv­en Effek­ten hin­sichtlich Energie­ver­brauch, CO₂-Emis­sio­nen und Kosten.“

Die ener­getis­che Opti­mierung der Belüf­tung­stech­nik ist der Schlüs­sel zu mehr Energieeffizienz
Ein zen­traler Baustein stellte dabei die ener­getis­che Opti­mierung der Belüf­tung­stech­nik von zwei Bele­bungs­beck­en dar. Durch den Umstieg auf die hochef­fiziente Tur­botech­nolo­gie von AERZEN sowie neue Belüfter kon­nte die Kläran­lage Roskow ihren Energiebe­darf im Jahr 2023 gegenüber dem Jahr 2022 um cir­ca 330.000 kWh senken und so 177 Ton­nen CO₂ eins­paren. Darüber hin­aus wurde in einem sep­a­rat­en Bauab­schnitt eine Faulung inklu­sive dazuge­höriger BHKW-Anlage und vorge­lagert­er Vork­lärung instal­liert, die eine Jahresleis­tung von 660.000 kWh erbringt. So kön­nen pro Jahr weit­ere 354 Ton­nen CO₂ einges­part werden.

Tur­bo­ge­bläse erset­zen alte Verdichterstation
Die biol­o­gis­che Reini­gung ist das Herzstück jed­er Kläran­lage, aber auch der größte Strom- und damit Kosten­fress­er. Bish­er ver­sorgten Drehkol­ben­verdichter sowie Drehkol­benge­bläse vom Typ Delta Blow­er (zwei GM 25 S) die Mikroor­gan­is­men in den Bele­bungs­beck­en 1 und 2 mit Sauer­stoff. Diese wur­den nun gegen fünf Tur­bo­ge­bläse aus­ge­tauscht: ein AT 50 und ein AT 100 pro Beck­en sowie ein AT 150 als zen­trale Reserve.

„Seit jeher set­zt der Wass­er- und Abwasserver­band Havel­land auf seinen Kläran­la­gen AERZEN-Tech­nik ein. Wir wer­den dort bestens betreut und fühlen uns gut aufge­hoben. Die Maschi­nen arbeit­en zuver­läs­sig und der Ser­vice ist ausgezeichnet“,

freut sich Thomas Han­tke über die gute Zusammenarbeit.

In Bezug auf die Tur­bos ergänzt er:

„Wir sind sehr froh, dass die Tur­bos so kom­pakt sind. Das kommt uns bei unseren begren­zten Auf­stel­lka­paz­itäten sehr zugute. Zudem sind sie wartungs­fre­undlich. Ein Ölwech­sel ist nicht notwendig. Das erle­ichtert unserem Betrieb­sper­son­al die Arbeit. Auch in Bezug auf Ersatzteil­vorhal­tung, Ein­heitlichkeit, Leit­tech­nik, Bedi­enung und Wartung hat die Fab­rikat­streue Vorteile.“

AERZEN ist Mark­t­führer auf dem Gebi­et der Wasser­auf­bere­itung
Seit 160 Jahren begleit­et AERZEN Betreiber von Kläran­la­gen auf dem Weg zu max­i­maler Ressourcenef­fizienz und gilt längst als Mark­t­führer auf dem Gebi­et der Wasser­auf­bere­itung. 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.

Der Aerzen Tur­bo ist ener­getisch unschlagbar
Die Tur­bo­ge­bläse der Bau­rei­he G5^plus, die jet­zt auf der Kläran­lage Roskow in Betrieb sind, gehören zu den kom­pak­testen und effizien­testen Tur­bos ihrer Klasse und sind ener­getisch derzeit unschlag­bar: Im Ver­gle­ich zu kon­ven­tioneller Tur­botech­nolo­gie liegt ihre Energieef­fizienz um bis zu 10 % höher. Ver­glichen mit Ver­dränger­maschi­nen wie Drehkol­benge­bläsen lassen sich sog­ar Einsparun­gen von bis zu 30 % erzie­len. Erre­icht wird dies unter anderem durch höch­st­ef­fiziente Einzelkom­po­nen­ten wie den extrem leis­tungs­fähi­gen und energies­paren­den Per­ma­nent-Mag­net-Motor, der den zukün­fti­gen Anforderun­gen der IE5-Klas­si­fizierung (Ultra Pre­mi­um Effizienz) gerecht wird, ein beson­ders aero­dy­namis­ches Design von Tur­bo­laufrad und Spi­ral­ge­häuse sowie die inno­v­a­tive Mul­ti­level-Fre­quen­zum­richtertech­nolo­gie mit bis zu 90% weniger Ver­lustleis­tung im Motor im Ver­gle­ich zu kon­ven­tioneller Umrichtertech­nik. „Aerzen Tur­bos ste­hen für höch­ste Energieef­fizienz, absolute Zuver­läs­sigkeit, reduzierte Wartungskosten sowie niedrige Leben­szyk­luskosten und sind damit eine ide­ale Lösung für die Sauer­stof­fver­sorgung der Bele­bung“, betont Chris­t­ian Mey­er von AERZEN.

Min­i­maler Maschinen-Footprint
Dank der Luft­lagerung mit Dop­pelbeschich­tung bieten die Aerzen Tur­bos eine ver­längerte Lager­lebens­dauer von bis zu 80.000 Betrieb­sstun­den unab­hängig von Start-Stopp-Zyklen und sind annäh­ernd wartungs­frei. Es muss lediglich ein regelmäßiger Fil­ter­wech­sel vorgenom­men wer­den. Die reduzierten Abmes­sun­gen gewährleis­ten einen min­i­malen Maschi­nen-Foot­print – ide­al bei beengten Platzver­hält­nis­sen. AERZEN fer­tigt und entwick­elt sämtliche Pro­duk­te in firmeneigen­er Her­stel­lung. Dadurch kön­nen alle Kom­po­nen­ten per­fekt aufeinan­der abges­timmt und ide­al an den Betrieb­sprozess angepasst wer­den. Das garantiert ein Höch­st­maß an Zuver­läs­sigkeit, Betrieb­ssicher­heit und Wirtschaftlichkeit.

50 % höher­er Sauer­stof­fein­trag dank mod­ern­ster Belüf­tung
Im Zuge der Erneuerung der Gebläse wur­den auch die Belüf­tungse­le­mente mod­ernisiert. Statt Kerzen­belüfter sor­gen nun groß­for­matige Belüfter dafür, dass die von den AERZEN-Aggre­gat­en zur Ver­fü­gung gestellte Luft ins Beck­en gelangt. Gle­ichzeit­ig wurde die Anord­nung opti­miert und die Fläche von 60 m² auf 160 m² ver­größert. Mit der gle­ichen Luft­menge kann jet­zt 50 % mehr Sauer­stoff einge­tra­gen wer­den. Das ermöglicht enorme Energieeinsparun­gen. Dank der neuen Tech­nolo­gien – Gebläse und Belüf­tungse­le­mente – sowie der Errich­tung ein­er Vork­lär- und Faulschlam­man­lage kon­nte das Beck­en­vol­u­men ver­ringert wer­den: Statt drei wer­den nur noch zwei Bele­bungs­beck­en benötigt. Das dritte Beck­en, das über eine eigene Verdichter­sta­tion mit weit­eren drei Maschi­nen ver­fügte, wurde aus dem dauer­haften Betrieb her­ausgenom­men und dient als Pufferbecken.

Umfan­gre­iche Baumaßnahmen
Durch Vork­lärung und Fault­urm reduziert sich die CSB-Fracht für die Biolo­gie um ein Drit­tel, denn der Primärschlamm aus der Vork­lärung wird zusam­men mit dem Über­schusss­chlamm dem Faulbe­häl­ter (Fas­sungsver­mö­gen ca. 2.500 m³) zuge­führt. Dadurch ergibt sich eine Kapaz­ität­ser­höhung von 36.000 auf 49.000 EW der Kläran­lage. Ein Gasspe­ich­er (Fas­sungsver­mö­gen ca. 500 m³), eine Gas­fack­el mit Kon­den­sat­wasser­schacht sowie zwei Block­heizkraftwerke mit ein­er Gesamtleis­tung von 160 kW wur­den eben­falls errichtet. Hinzu kommt der Bau ein­er Rechen- und Sand­fan­gan­lage, der Umstieg von der Band­presse auf eine mod­erne Zen­trifuge zur Klärschlam­men­twässerung sowie die kom­plette Erneuerung der EMSR-Tech­nik und der dazuge­hören­den Prozessleit­tech­nik (inkl. Visu­al­isierungssys­tem und Möglichkeit zur Fer­n­wartung). Damit genü­gend Leis­tung zur Ver­fü­gung ste­ht, wurde die Kapaz­ität der Trafo­s­ta­tion bere­its einige Jahre zuvor verdoppelt.

För­der­mit­tel sicherten die Finanzierung
Ins­ge­samt hat der Umbau auf der Kläran­lage Roskow 19,5 Mil­lio­nen Euro gekostet – eine Summe, die der Wass­er- und Abwasserver­band Havel­land allein nicht stem­men kon­nte. Nur dank Fördergeldern ließen sich die Energieef­fizienz­maß­nah­men finanzier­bar machen. Für die ener­getis­che Opti­mierung der Belüf­tung­stech­nik gener­ierte der WAH über die Kom­mu­nal­richtlin­ie, ein Förder­pro­gramm der Bun­desre­pub­lik Deutsch­land, 200.000 Euro als Zuwen­dung. Unter­stützung leis­tete dabei e.qua. e.qua ist ein Net­zw­erk von Kom­mu­nalun­ternehmen der Wasser­wirtschaft und set­zt sich mit den The­men Energieef­fizienz, Energie(rück)gewinnung und Ressourcen­man­age­ment auseinan­der. Gemein­sam bieten AERZEN und e.qua zeits­parende Hil­fe bei der Beantra­gung von staatlichen Sub­ven­tio­nen. „Wir informieren über die zur Ver­fü­gung ste­hen­den För­der­mit­tel, ste­hen bera­tend zur Seite, übernehmen die Erstel­lung der Poten­zial­studie sowie auf Wun­sch das gesamte För­der­mit­tel­man­age­ment“, umreißt Philiph-Lean­der Rausch das Leis­tungsspek­trum von e.qua. Für das sep­a­rate Pro­jekt „Errich­tung ein­er Schlamm­faulung mit nachgeschal­teten Block­heizkraftwerken“ hat der Ver­band 4,88 Mil­lio­nen Euro vom Land Bran­den­burg und der Europäis­chen Union über das Pro­gramm „REN­plus 2014–2020“ erhal­ten (ohne Beteilung von e.qua).

Mas­sive Kostensenkung dank gerin­gerem Energie­ver­brauch und höherem Eigenstromanteil
Im Jahr 2022 bezog die Kläran­lage Roskow cir­ca 1,4 Mil­lio­nen kWh aus dem öffentlichen Strom­netz. Durch den Umbau auf den neuen Auf­bere­itung­sprozess sinkt dieser Wert drastisch. 2023 benötigt die Anlage lediglich 410.000 kWh öffentlichen Strom. Das ist eine Reduzierung um 70 %. 330.000 kWh wer­den durch die Erneuerung der Belüf­tung­stech­nik einges­part, 660.000 kWh wer­den dank Klärschlamm­faulung selb­st produziert.

Auf die Bele­bung herun­terge­brochen ergibt sich fol­gen­des Bild: Vor den Opti­mierungs­maß­nah­men waren für die Bele­bungs­beck­en 1 und 2 vier Aggre­gate und für das Bele­bungs­beck­en 3 zwei Aggre­gate im Ein­satz, also ins­ge­samt sechs Maschi­nen (die redun­dan­ten Maschi­nen sind nicht ein­gerech­net). Nach dem Umstieg auf die Tur­botech­nolo­gie und die neuen Belüfter wer­den im Mit­tel nur noch zwei Maschi­nen im Betrieb sein – näm­lich je ein AT 50 für die Bele­bungs­beck­en 1 und 2. Das ist eine jährliche Erspar­nis von 330.000 kWh – und das bei ein­er 36 %igen Kapaz­ität­ser­höhung von 36.000 auf 49.000 EW.

AERZEN-Tech­nik auf allen Kläran­la­gen im Verbandsgebiet
Im Anschluss an die Bau­maß­nah­men auf der Kläran­lage Roskow fol­gt die ener­getis­che Opti­mierung der Kläran­lage Nauen. Dort wer­den eben­falls Tur­bo­ge­bläse von AERZEN instal­liert – und zwar zwei AT 50 und ein AT 100. Auch auf der Klein­kläran­lage in Ribbeck (350 EW) ist AERZEN-Tech­nik im Ein­satz. „AERZEN ist ein kom­pe­ten­ter, zuver­läs­siger Part­ner und wir sind sehr zufrieden“, betont Thomas Hantke.

Autor: Sebas­t­ian Meißler, Mar­ket­ing, AERZEN