Schraubengebläse in der Abwasseraufbereitung
  • Häufig werden für die Versorgung mit Druckluft in Kläranlagen Drehkolbengebläse eingesetzt. Schraubengebläse sind mitunter effizienter und damit kostengünstiger als bisherige Technologien.
  • Je nach Anwendung und Umfang von Gebläsen kann es auch Sinn machen, eine Mischausstattung aus Schrauben- und Drehkolbengebläsen zu wählen. Werden für eine Station mehrere Gebläse benötigt, können zum Beispiel Schraubengebläse als Dauerläufer konstant eingesetzt werden und Drehkolbengebläse dazu dienen, die nur wenig benötigte Spitzenlast abzudecken.

Das ist auch bei der Käserei Goldsteig der Fall. Dort wird das Abwasser in großen Tanks gesammelt und soweit aufbereitet, dass es in die Kanalisation geleitet werden kann. Die Reinigung selbst erfolgt – wie bei modernen Kläranlagen üblich – mit der Hilfe von geeigneten Bakterienstämmen, die auf ausreichende Sauerstoffzufuhr angewiesen sind, um erstens ihre Reinigungswirkung zu entfalten und zweitens sich fortpflanzen zu können, so dass der Prozess kontinuierlich aufrecht erhalten wird. Den lebensnotwendigen Sauerstoff erhalten diese Bakterien von Gebläsen, die Druckluft in die Wasserbecken oder -tanks einblasen. Da sie ständig im Einsatz sind, sind sie in der Regel für rund die Hälfte des Energiebedarfs in einer Kläranlage verantwortlich. Deshalb lohnt sich ein näherer Blick auf die Drucklufterzeugung der biologischen Reinigung. In der Regel versteckt sich genau dort ein sehr hohes Einsparpotential.

Besonders dann, wenn durch technischen Fortschritt Maschinen mit neuer Technologie auf den Markt kommen, die, wenn richtig eingesetzt, deutlich energieeffizienter arbeiten.

Bei Goldsteig standen Modernisierungen der Belüftung an. Dies war eine gute Gelegenheit, die Anlage insgesamt auf den Prüfstand zu stellen und auch im Hinblick auf mögliche Energiekosteneinsparungen im Gebläsebereich etwas zu tun. Bisher war bei der Käserei ein klassisches Drehkolbengebläse im Einsatz. Nach genauer Prüfung fiel die Wahl nun allerdings auf ein brandneues Schraubengebläse von Kaeser. Aus mehreren Gründen. Die Aufbereitung der Käserei weist eine relativ hohe Einblastiefe auf, bei der die üblicherweise in Kläranlagen mit niedrigeren Einblastiefen verwendeten Drehkolbengebläse an ihre thermischen Belastungsgrenzen kommen. In einem solchen Fall sind Schraubengebläse von Vorteil, weil sie durch den Einsatz einer wesentlich effizienteren Verdichtungstechnologie deutlich niedrigere Betriebstemperaturen als Drehkolbengebläse aufweisen, sodass auch bei einem Betriebsdruck von rund 1.000 mbar Überdruck, der sich durch die bei Goldsteig vorhandene hohe Einblastiefe ergibt, ein zuverlässiger Betrieb auf Dauer sichergestellt ist.

Deutlich weniger Kosten
Ein weiterer Grund für den Wechsel der Technologie war, dass durch den Einsatz von Schraubengebläsen die Energiekosten um rund 25 % gesenkt werden konnten.

Schraubengebläse sind zwar in der Anschaffung aufgrund der komplexeren Technologie etwas teurer, arbeiten aber in der Regel effizienter und somit kostengünstiger als Drehkolbengebläse. Bei Drehkolbengebläsen wird im Block selbst keine Verdichtung der Luft erzeugt. Die Rotoren im Inneren sind durchlaufend geradlinig profiliert. Drehkolbengebläse nehmen ein bestimmtes Volumen an Luft in die Arbeitskammer auf, schließen diese durch die Drehung ab und bringen sie in derselben Größe mit der Ausschubseite in Verbindung, wo der Inhalt ausgeschoben wird. Die sich trotzdem ergebende Druckerhöhung auf maximal 1.000 mbar erfolgt nur dadurch, dass bereits verdichtete Luft zurückströmt.

Im Unterschied dazu sind die Rotoren bei Schraubengebläsen in sich verdreht, was eine Verkleinerung des eingeschlossenen Luftvolumens innerhalb des Blockes und somit eine innere Verdichtung ermöglicht. Außerdem können Schraubengebläse mit höheren Drehzahlen der Rotoren arbeiten, wodurch die Effizienz noch weiter gesteigert werden kann.

Schraubengebläse allerneuster Bauart, wie sie erst seit kurzem auf dem Markt sind, verfügen zusätzlich noch über einige technische Neuerungen, die die Effizienz im Vergleich zu derzeit bereits verbreiteten Schraubengebläsen nochmal im nahezu zweistelligen Bereich steigert. Möglich ist dies erstens durch besonders effizient gestaltete Schraubenprofile, wie zum Beispiel das Sigma Profil, das in der Lage ist, durch eine innovative Gestaltung weitere deutliche energetische Vorteile zu erzielen.

Zweitens verfügen die neusten Modelle über zusätzliche effizienzsteigernde technische Neuerungen. Geräte früherer Generationen sind meist mit einer separat angetriebenen Ölpumpe mit Ölkühler ausgestattet. Diese soll die thermische Stabilität und die Schmierung sicherstellen. Allerdings benötigen diese Komponenten zusätzliche Antriebsleistung und beinhalten Verschleißteile. Neue Schraubengebläse verfügen stattdessen über ein internes Kühlkonzept, das Ölpumpe und Ölkühler überflüssig macht. Darüber hinaus sind sie mit einem wirkungsvollen Dichtungskonzept versehen, das nicht den Einsatz einer Unterdruckpumpe erfordert, um langfristige Dichtheit zu gewährleisten. Der Verzicht auf Nebenaggregate sowie auf eine Ölumlaufschmierung erhöht zusätzlich die Langlebigkeit der Maschinen.

Einfache Installation
Eine weitere Besonderheit der hauptsächlich für den Druckbereich von 500 bis 1.100 mbarÜ vorgesehenen Schraubengebläse ist ihre Konzeption als Komplettanlage, die nach dem Prinzip „Plug and Play“ anschlussfertig geliefert wird. Das vereinfacht die Installation und senkt den damit verbundenen Aufwand.

Das alles bedeutet jedoch nicht, dass nicht auch die Anwendung von Drehkolbengebläsen sinnvoll sein kann. Welche Technik, also ob Schrauben- oder Drehkolbengebläse, optimal ist, hängt von verschiedenen Kriterien ab, die im Einzelfall geprüft werden müssen.

So spielt, wie oben bereits genannt, die Einblastiefe genauso eine Rolle wie zum Beispiel auch die Nutzungsdauer des Gebläses. Ist das Gebläse im Dauereinsatz – was bei Kläranlagen häufig der Fall ist – dann rechnet sich die Investition in ein Schraubengebläse sehr schnell. Bei diesem sind zwar die Anschaffungskosten aufgrund der aufwendigeren Technik etwas höher, aber der Vorteil der günstigeren Energiekosten bei Dauerbetrieb relativieren diese in kürzester Zeit.

Die Kombi macht‘s
Anhängig von Anwendung und Umfang des Einsatzes von Gebläsen kann es auch Sinn machen, eine Mischausstattung aus Schrauben- und Drehkolbengebläsen zu wählen. Werden für eine Station mehrere Gebläse benötigt, können zum Beispiel Schraubengebläse als Dauerläufer konstant eingesetzt werden und Drehkolbengebläse dazu dienen, die nur wenig benötigte Spitzenlast abzudecken.

 

Anuga Foodtec Halle 10.1 – A010

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