Energieoptimierung der Druckbelüftung der KA Ratekau

Aufgabenstellung
Erstellung eines Gutachtens zur energetischen Opti­mierung der Druckbelüftung auf der Kläranlage Ratekau auf Basis einer Schwachstellenanalyse mit Vergleich verschiedener Optimierungsvarianten, einschl. nachfolgender Vor- und Entwurfsplanung der empfohlenen Maßnahmen

Auftraggeber
Zweckverband Ostholstein
Postfach 13 80
23723 Sierksdorf

Situation
Die Kläranlage Ratekau hat eine Auslegungsgröße von 50.000 EW und wurde 1996 im Bereich der Abwasserbehandlung auf den heutigen Stand umgerüstet. Die Belüftung der beiden Belebungsbecken erfolgt mittels Druckluft, die durch zwei Drehkolbengebläse zur Verfügung gestellt wird. Der Lufteintrag in die Belebungsbecken erfolgt in den Wechselzonen mittels EPDM-Plattenbelüfter, wohingegen die reinen Nitrifikationszonen mit Keramik-Plattenbelüfter ausgerüstet sind.
Basierend auf einer detaillierten Zustands- und Energiebetrachtung der Belebungsbecken wird eine energetische Optimierung der Belebungsbecken angestrebt.

Vorgehensweise
Zunächst erfolgte eine detaillierte Auswertung der zur Verfügung stehenden Unterlagen und Betriebsdaten. Unterstützt durch eine Ortsbegehung und vertieften Abstimmungen mit dem Betriebspersonal wurden die Schwachstellen des Systems ermittelt und detailliert untersucht. Neben der ungünstigen Auslegung der Drehkolbengebläse konnten vor allem Schwachpunkte hinsichtlich der installierten Luftverteilung, Regelungssystematik und Rührwerks­auslegung festgestellt werden. Im Rahmen einer Nachbemessung anhand der tatsächlichen Belastung wurden die zukünftig erforderlichen Luftmengen ermittelt und für die weitere Auslegung angesetzt.
Auf Basis der durchgeführten Schwachstellenanalyse wurden verschiedenen Optimierungsmöglichkeiten ausgearbeitet und in insgesamt drei Optimierungsvarianten gebündelt. Für diese Varianten wurden die zu erwartenden Investitionen und Betriebskosten abgeschätzt und letztendlich anhand einer Kostenvergleichsrechnung gemäß LAWA-Leitlinien miteinander verglichen. Im Ergebnis wurde empfohlen, den Drucklufteintrag, die Drehkolbengebläse und die Luftverteilung umzubauen bzw. zu erneuern. Darüber hinaus sollten diverse Optimierungen im Bereich der Regelung sowie des Betriebes der Rührwerke umgesetzt werden. Über den Betrachtungszeitraum von 20 Jahren konnte eine Kostenvorteil anhand des Projektkostenbarwertes von rd. 20% gegenüber der derzeitigen Situation ermittelt werden.
Im Weiteren sind die erforderlichen Leistungen im Rahmen einer Vor- und Entwurfsplanung auszuarbeiten.

Randbedingungen
Zur Reduktion der Investitionskosten wird eine Weiternutzung vorhandener Anlagenelemente angestrebt. Demnach sollen die vorhanden Drehkolbengebläse bestehen bleiben und lediglich zwei neue, kleinere Gebläse zur Vergrößerung der Regelspannweite angeschafft werden. Zur Durchmischung der unbelüfteten Zonen wird ein Intervallbetrieb der Rührwerke empfohlen bzw. eine Intervallbelüftung der Wechselzonen angestrebt.

Kennwerte