Maximale Effizienz für brasilianische Kläranlage

Wer von der Copaca­bana, Rios leg­endärem Strand, cir­ca eine Stunde mit dem Auto gen Nord­west­en fährt, gelangt nach Ban­gu, einem der bevölkerungsre­ich­sten Stadt­teile der brasil­ian­is­chen Küsten­metro­pole. Rund 245.000 Bewohn­er haben hier ihr Zuhause – und seit Mai 2022 Anschluss an eine zen­trale Kläran­lage. 43 Mil­lio­nen Liter Schmutzwass­er wer­den dort täglich gere­inigt – und das dank Nere­da-Tech­nolo­gie und Drehkol­ben­verdichtern von Aerzen. Die Nere­da-Tech­nolo­gie erlaubt eine kosten­ef­fiziente, nach­haltige sowie platzs­parende Abwasser­reini­gung und bringt damit die aktuell wichtig­sten Her­aus­forderun­gen der Branche unter einen Hut. In Kom­bi­na­tion mit hochef­fizien­ten Drehkol­ben­verdichtern von Aerzen lassen sich erhe­bliche Prozess‑, Kosten- und Umweltvorteile erzielen.

Nere­da-Ver­fahren

Bei Nere­da han­delt es sich um ein inno­v­a­tives, paten­tiertes Ver­fahren zur biol­o­gis­chen Abwasser­reini­gung, das in den Nieder­lan­den an der Tech­nis­chen Uni­ver­sität Delft in Zusam­me­nar­beit mit dem Inge­nieur­büro Roy­al Haskon­ingDHV (RHK) entwick­elt wurde. Es basiert auf dem Sequenc­ing-Batch-Reac­tor-Ver­fahren (SBR) und ermöglicht max­i­male Kapaz­ität­ser­höhung auf eng­stem Raum. Der Clou ist eine spezielle aer­obe gran­u­lare Bio­masse. Die große Ober­fläche des Gran­u­lats lässt eine deut­lich höhere Pop­u­la­tion an abwasser­reini­gen­den Mikroor­gan­is­men zu und somit eine wesentlich schnellere und bessere Reini­gung. Alle Prozesse laufen gle­ichzeit­ig ab, zur Verkürzung der Zyk­luszeit trägt auch die schnellere Absinkgeschwindigkeit des Belebtschlamms bei.

Die Nere­da-Tech­nolo­gie kom­biniert Kosten­ef­fizienz mit Nach­haltigkeit und Kom­pak­theit und ist damit gegenüber herkömm­lichen biol­o­gis­chen Reini­gungsver­fahren klar im Vorteil. Nere­da-Anla­gen benöti­gen deut­lich weniger Fläche (25% kleiner­er Foot­print), erzie­len Energieeinsparun­gen von bis zu 50%, kön­nen auf zusät­zliche Chemikalien verzicht­en und gewährleis­ten einen sta­bilen, wartungsar­men Betrieb mit her­vor­ra­gen­den Ablaufwerten.

Große Kläran­lage mit kleinem Footprint 

Diese Prozess- und Kosten­vorteile der Nere­da-Tech­nolo­gie haben auch Zona Oeste Mais Sanea­men­to überzeugt. Zona Oeste Mais Sanea­men­to ist eine pri­vate Konzes­sion, die von BRK Ambi­en­tal (Anla­gen­bauer) und Águas Do Brasil (zuständig für den Aus­bau der Abwasser­entsorgung im Pla­nungs­ge­bi­et Nr. 5 in Rio de Janeiro) gegrün­det wurde. Die Kläran­lage in Ban­gu ist für 144.000 Ein­wohn­er­w­erte (EW) aus­gelegt und hat eine Betrieb­s­fläche von 38.000 m². Die Schmutzfracht wird mit einem biol­o­gis­chen Sauer­stoff­be­darf (BSB5) von 150 mg/l, gebun­den­em Stick­stoff (TN) von 35 mg/l und einem Fest­stof­fge­halt (TSS) von 170 mg/l zuge­führt und erre­icht Ablaufw­erte von <20 mg/l BSB5, < 5 mg/l NH4 und <10 mg/l TSS – eine her­aus­ra­gende Reinigungsleistung.

Die Vor­reini­gung beste­ht aus vier par­al­lel betriebe­nen Straßen (feine Rechen, Sand­fang, Fett-und Ölabzug) mit ein­er Kapaz­ität von je 11.000.000 Litern pro Tag. Der abge­set­zte Sand wird über eine hor­i­zon­tale und eine ver­tikale Sch­necke in Con­tain­er trans­portiert und im Anschluss entsorgt. Durch die außeror­dentlich kom­pak­te Bau­form kann gegenüber ein­er Lösung mit herkömm­lichen Vork­lär­beck­en cir­ca 30 % an Foot­print einges­part wer­den. Auch die biol­o­gis­che Reini­gungsstufe kommt mit sehr wenig Platz aus. Die bei­den Nere­da-SBR-Beck­en ver­fü­gen über ein Vol­u­men von je 6.300 m³ sowie eine Tiefe von 6,15 m und benöti­gen eine Auf­stell­fläche von ins­ge­samt 13.800 m². Ein kon­ven­tionelles Bele­bungs­beck­en mit gle­ich­er Kapaz­ität an Schmutzfracht liegt bei etwa 18.500 m² und ist somit rund 35% größer, was wiederum zu deut­lich höheren Investi­tion­skosten führt.

Hochef­fiziente Drehkolbenverdichter 

Die Druck­luft für die Biolo­gie stellen in Ban­gu fünf Aerzen-Drehkol­ben­verdichter vom Typ Delta Hybrid D 152S mit ein­er Antrieb­sleis­tung von jew­eils 200 kW zur Ver­fü­gung: je zwei Aggre­gate für einen SBR-Reak­tor, eine Mas­chine dient als Redun­danz. Drehkol­ben­verdichter vere­inen die Vorzüge von Gebläse- und Verdichtertech­nolo­gie in einem Sys­tem und zählen bei weit­em zu den effizien­testen Aggre­gat­en für einen großen Regel­bere­ich von 25 bis 100%. Für die drei Phasen des Nere­da-Prozess­es – Belüf­tung, Sed­i­men­ta­tion, Feed­ing – kann so jed­erzeit die opti­male Sauer­stof­fver­sorgung gewährleis­tet werden.

Seit über 150 Jahren begleit­et Aerzen Betreiber von Kläran­la­gen mit pass­ge­nauen Lösun­gen. Als weltweit einziger offizieller Nere­da-Liefer­ant für den Bere­ich Belüf­tung­stech­nik unter­stützt das nord­deutsche Unternehmen die glob­ale Abwasserindus­trie mit prozess­sicheren und zukun­ftsweisenden Lösungen.

„Aerzen ist für die meis­ten unser­er Kun­den der Gebläse­hersteller der Wahl und bietet eine große Band­bre­ite an hochw­er­ti­gen Lösun­gen, die die Anforderun­gen fast aller Nere­da-Pro­jek­te erfüllen. Zudem gibt es mit AERtron­ic und AER­progress inno­v­a­tive Strate­gien zur Opti­mierung der Effizienz und Ver­füg­barkeit der Aggre­gate. Dies ist für jedes belüftete Sys­tem wichtig und ste­ht im Ein­klang mit einem der Hauptschw­er­punk­te der Nere­da-Tech­nolo­gie, der Energieeffizienz.“

Annie Blis­sit, Man­agerin Nere­da Pre­ferred Sup­pli­ers Programm

Energieeinsparun­gen

Aerzen-Aggre­gate ste­hen für höch­ste Per­fo­mance, Zuver­läs­sigkeit sowie Wirtschaftlichkeit und sind ein Garant für max­i­male Energieef­fizienz und min­i­male Leben­szyk­luskosten – Fak­toren, die zunehmend an Rel­e­vanz gewinnen.

„Bei der Wahl der Gebläsetech­nolo­gie acht­en viele nur auf die Anschaf­fungskosten. Das ist fatal, denn der Kauf­preis macht lediglich fünf Prozent der Gesamt­be­trieb­skosten aus. Viel mehr ins Gewicht fall­en die Kosten für Energie, Ser­vice und Wartung. Vor allem der Energie­ver­brauch schlägt mit 90 % enorm zu Buche“, so Rain­er von Siegert, Man­ag­ing Direc­tor bei Aerzen Brasilien, und betont: „Wer die Leben­szyk­luskosten möglichst niedrig hal­ten möchte, sollte daher auch die Fol­gekosten berück­sichti­gen. Energies­parende und ser­vice­fre­undliche Aggre­gate sind dabei das A und O.“

Gerin­gere Kosten trotz höheren CapEx? Dass diese Rech­nung aufge­ht, wird auch am Beispiel von Ban­gu deut­lich. So waren die Aerzen-Verdichter ver­glichen mit inter­na­tionalen Wet­tbe­wer­bern im CapEx-Bere­ich 15 % teur­er, dank der exzel­len­ten OpEx-Bilanz – 15 % niedrigere Energiekosten sowie deut­lich gerin­gere Ser­vice- und Wartungskosten – amor­tisieren sich die Mehrkosten jedoch bere­its nach fünf Jahren. Die 5 Aerzen Drehkol­ben­verdichter D 152 S sparen jährlich rund 60.000 kWh. Entsprechend zufrieden zeigt sich der Maschi­nen­bauin­ge­nieur Jose Pedroso von Zona Oeste Mais Sanea­men­to: „Wir sind froh, Aerzen als Part­ner an unser­er Seite zu haben. Wir rech­nen in den kom­menden 30 Jahren mit Energieeinsparun­gen von 15% und freuen uns auf einen her­vor­ra­gen­den Reparatur- und Wartungsservice.“

Effizienz ist das A und O 

Die Aerzen-Verdichter sind öl- und absorp­tion­s­mit­tel­frei. Das garantiert 100%ige Zuver­läs­sigkeit. Schalldämpfer ohne Absorp­tion­s­ma­te­r­i­al ver­hin­dern erfol­gre­ich eine Verun­reini­gung der Prozess­luft bzw. des nachgeschal­teten Prozesssys­tems. Dies ist ein entschei­den­der Fak­tor für einen nach­halti­gen, sicheren und lan­glebi­gen Betrieb. Das kom­pak­te Design der Delta Hybrid D 152S ermöglicht zudem eine platzs­parende Side-by-Side-Auf­stel­lung, was zu einem kleineren Maschi­nen­raum und damit zu gerin­geren Investi­tio­nen in das Gebäude führt. Auch der große Regel­bere­ich der Drehkol­ben­verdichter ist hier von entschei­den­der Bedeu­tung. Im Ergeb­nis fällt der Foot­print des Maschi­nen­raums im Ver­gle­ich zu anderen Gebläsetech­nolo­gien um 20% klein­er aus – und das, obwohl es sich bei den D 152S um die größten Drehkol­ben­verdichter han­delt, die Aerzen im Port­fo­lio hat.

Auch in der Schlam­mauf­bere­itung wer­den Delta Hybrid-Drehkol­ben­verdichter von Aerzen einge­set­zt, allerd­ings in kleiner­er Aus­führung. Der Klärschlamm wird mit Hil­fe von drei Zen­trifu­gal­pressen entwässert, bei der Deam­monifika­tion unter­stützen zwei D 24S mit einem Vol­u­men­strom zwis­chen 560 bis 1.400 m³/h und ein­er Druck­d­if­ferenz von 500 mbar. Gewählt wur­den die energieef­fizien­ten Aerzen-Aggre­gate auf­grund der rel­a­tiv lan­gen Laufzeit von fünf bis sechs Stun­den am Tag.

Tech­nolo­gie mit Potential

Nere­da ist eine noch recht junge Tech­nolo­gie, doch sie hat das Poten­zial, die Abwasser­wirtschaft nach­haltig zu verän­dern. Rund um den Globus entste­hen immer mehr Anla­gen auf Basis des inno­v­a­tiv­en nieder­ländis­chen Konzepts. Auch in Sachen Sup­port geht Roy­al Haskon­ingDHV neue Wege und überwacht alle Nere­da-Anla­gen zen­tral mit­tels Glob­al Dig­i­tal Mon­i­tor­ing. Das stellt einen zuver­läs­si­gen und langfristi­gen Kläran­la­gen­be­trieb sich­er. Ein Blick in die Prax­is zeigt: Die Strate­gie geht auf. Von den bish­er mehr als 90 gebaut­en Nere­da-Anla­gen in 20 Län­dern sind alle noch in Betrieb. Auch in Brasilien steigt die Anzahl an Nere­da-Anla­gen kon­tinuier­lich. Ein weit­eres, mit Ban­gu ver­gle­ich­bares Großpro­jekt entste­ht aktuell in der Gemeinde Lon­tra im Bun­desstaat Tocan­tins. Sechs hochef­fiziente Aerzen Delta Hybrid D152S wer­den dort instal­liert, Anla­gen­bauer ist eben­falls BRK Ambi­en­tal. Und die Zusam­me­nar­beit von Aerzen und BRK Ambi­en­tal geht weit­er: Zahlre­iche Vorhaben befind­en sich in Pla­nung, im Bau oder ste­hen kurz vor ihrer Finalisierung.