Steigende Anforderungen im Gesundheits- und Gewässerschutz treiben Betriebskosten und Energiebedarf der Klärwerke schon seit längerem in die Höhe. Jetzt verstärken die Entwicklung der Strompreise und der Klimawandel den Druck, genau hier einzusparen – ohne Abstriche an der Qualität der Abwasserreinigung. Moderne Drucklufttechnik bietet gute Möglichkeiten dazu. Auch bei Klärwerken zeigt sich – wie so oft, wenn es um Energieeffizienz- und Kostenoptimierung geht: Wo viel verbraucht wird, lässt sich viel einsparen. So schätzt die Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg das Energie-Einsparpotential von Kläranlagen auf 20 bis 30 Prozent.1 Es auszuschöpfen bedeutet, eine Vielzahl von verschiedensten Maßnahmen zu ergreifen und gut aufeinander abzustimmen. Dazu gehört das Senken des Energiebedarfs für die Klärbecken-Belüftung. Der durchdachte Einsatz von Drehkolbengebläsen bietet hier beträchtliche Einsparmöglichkeiten. Ganzheitliche Analyse und Planung Um das Effizienz-Potential einer Gebläsestation auszuschöpfen und zugleich optimale Druckluft-Verfügbarkeit zu sichern, bedarf es ganzheitlicher Systembetrachtung und effizienter Systemkomponenten. Dazu ist zunächst ein genaues Erfassen der gegenwärtigen und absehbaren künftigen Bedarfssituation notwendig. Computergestützte Analysen wie die von Kaeser angebotene Druckluft-Bedarfsanalyse „ADA“ (Analyse der Druckluft-Auslastung) ermöglichen das mit verhältnismäßig geringem Aufwand. Auf der Grundlage dieser Analyse folgt dann die ebenfalls computergestützte Planung.
Mit Hilfe der speziellen Planungs- und Optimierungssoftware „KESS“ (Kaeser Energiespar-Service) planen Fachleute die neue Anlage bis ins Detail, vergleichen verschiedene Systemvarianten und ermitteln die für den individuellen Einsatzfall am besten geeignete Lösung. Bereits in der Planungsphase werden die Weichen in Richtung Kostenoptimierung und Energieeffizienz gestellt: So lassen sich allein durch angemessene Planung mehr als 17 Prozent Energie im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen einsparen. Dazu zählen folgende Maßnahmen: Zuluftführung durch Ansaugen der Gebläseluft von außen, richtiges Dimensionieren von Rohrleitungen (Minimieren von Druckverlusten) und Belüftern, richtige Gebläsekonfiguration und effiziente Steuerung u. a. mit einem übergeordneten Druckluft-Managementsystem. Optimierte Systembausteine a) Effiziente Drehkolbengebläse Die eigentliche Basis zuverlässiger und effizienter Druckluftversorgung bilden optimierte Systembausteine. Hier sind an erster Stelle moderne Drehkolbengebläse in Kompaktausführung wie die Anlagen der Baureihe „Compact“ von Kaeser zu nennen (Bild). Sie lassen sich platzsparend auch direkt nebeneinander aufstellen und von der Anlagen-Frontseite her bedienen und warten. Dreiflügelige Drehkolben mit dem energiesparenden „Omega Profil“ und einem genau darauf abgestimmten Blockgehäuse bieten die Gewähr für hohe Förderleistungen bei niedrigem Energiebedarf. Die große thermische Belastbarkeit der Blöcke erlaubt hohe Ansaugtemperaturen und bei drehzahlgeregelten Gebläsen einen sehr breiten Regelbereich sowie weitere Energieersparnis durch die Möglichkeit, das Gebläse auf sehr kleine Fördermengen abzuregeln.
Ein zusätzlicher Energie-Einspareffekt ergibt sich durch den Einsatz von „EU-eff1“- bzw. High-Efficiency-Antriebsmotoren gemäß EPACT2. Für optimierte Kraftübertragung vom Motor auf den Gebläseblock sorgt ein Riemenantrieb mit automatischer Nachspannung.
Anlagengeräusch und Pulsationen des Förderluftstroms werden bei den „Compact“-Gebläsen mit Breitband-Adsorptionsschalldämpfern auf der Ansaug- und Druckseite effektiv gedämpft. Sie sind über das ganze Frequenzspektrum, will heißen für alle Drehzahlen und Betriebspunkte, voll wirksam. Darauf abgestimmte Schalldämmhauben – auch für Großanlagen mit Liefermengen über 3000 m³/h – ermöglichen eine extrem niedrige Schallabstrahlung bis hin zur Superschalldämmung.
Das getrennte Ansaugen der Förderluft und der Motorkühlluft von außerhalb des Anlagengehäuses unterstützt die Wirksamkeit der Kühlung und steigert außerdem die Energieeffizienz: Aufgrund der so vermiedenen Vorerwärmung der Förderluft ist der nutzbare Luftmassenstrom bei gleicher Antriebsleistung größer. Die ebenfalls nicht vorerwärmte Motorkühlluft bewirkt verlängerte Nachschmierintervalle der Motorlager und senkt so die Wartungskosten. Für stets gute Kühlung des Gebläse- und Motorblocks unabhängig von der Drehzahl sorgt die Zwangsbelüftung des Anlagengehäuses. Bei drehzahlvariablem Betrieb kann somit der mögliche Frequenzbereich voll ausgeschöpft und entsprechend Energie eingespart werden. b) Energiesparende Steuerungen Dank verschiedener interner Steuerungsvarianten wie z. B. Frequenzumrichtung sind die Kaeser-Gebläse auch unter Teillast energieeffizient einsetzbar. Übergeordnete Druckluft-Managementsysteme wie „Sigma Air Manager“ mit Druckbandsteuerung erlauben es zudem, mehrere Gebläse im Verbund höchst energiesparend zu betreiben, ihren Betrieb zu überwachen und für Controllingzwecke zu dokumentieren.
All diese Maßnahmen ermöglichen bei der Gebläseluftversorgung eines Klärwerks in der Summe Energieeinsparungen von bis zu 30 Prozent.
_____________________________________________ 1: Cornel, Peter: Sparpotenziale im Klärwerksbetrieb. In: Umweltmagazin, Jan. – Febr. (2007), S. 18
2: Diese Motoren entsprechen den hohen Effizienzanforderungen des US-amerikanischen „Energy Policy Act“ (EPACT) und der vergleichbaren freiwilligen Selbstverpflichtung „EU-eff1“ der europäischen Elektromotorenhersteller. | 
